(57)【要約】【課題】組織の凝固を測定する超音波医用装置の更なる改良技術を提供する。【解決手段】変位測定部２２は、注目凝固領域における組織変位と参照凝固領域における組織変位を測定する。変位比較部２４は、注目凝固領域における組織変位の時間変化と参照凝固領域における組織変位の時間変化とを比較することにより変位比較情報を得る。凝固測定部２６は、変位比較情報に基づいて注目凝固領域と参照凝固領域の接合状態に係る測定結果を得る。【選択図】図１
2019051192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波による振動に伴う注目凝固領域における組織変位と参照凝固領域における組織変位を測定する変位測定部と、
前記注目凝固領域における組織変位の時間変化と前記参照凝固領域における組織変位の時間変化とを比較することにより変位比較情報を得る変位比較部と、
前記変位比較情報に基づいて前記注目凝固領域と前記参照凝固領域の接合状態に係る測定結果を得る凝固測定部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波医用装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波医用装置において、
前記凝固測定部は、複数の治療箇所の各々を対象として凝固領域が形成される治療において、前記注目凝固領域に対応した治療箇所から関心方向にある最も近い治療箇所に対応した凝固領域を前記参照凝固領域とし、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域の接合状態に係る測定結果を得る、
ことを特徴とする超音波医用装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の超音波医用装置において、
前記変位測定部は、前記注目凝固領域の複数深さにおける組織変位と前記参照凝固領域の複数深さにおける組織変位を測定し、
前記変位比較部は、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域の互いに対応する深さにおける組織変位の時間変化を比較することにより、複数深さの各深さごとに前記変位比較情報を導出し、
前記凝固測定部は、複数深さの各深さごとに得られる前記変位比較情報に基づいて、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域の接合状態に係る測定結果を得る、
ことを特徴とする超音波医用装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波医用装置において、
前記凝固測定部は、前記注目凝固領域に対応した治療箇所への超音波の照射による治療において、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域が接合したかどうかを示す前記測定結果を導出し、
前記注目凝固領域と前記参照凝固領域が接合したことを示す前記測定結果が得られた場合に、前記注目凝固領域に対応した治療箇所への超音波の照射を停止する、
ことを特徴とする超音波医用装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波医用装置において、
前記変位比較部は、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域における組織変位の時間変化に基づいて、前記変位比較情報として、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域における組織変位の位相差を導出し、
前記凝固測定部は、前記位相差が小さいことを示す判定条件を満たす場合に、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域が接合したことを示す前記測定結果を得る、
ことを特徴とする超音波医用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組織の凝固を測定する超音波医用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
強力集束超音波（ＨＩＦＵ：High Intensity Focused Ultrasound）を例えば生体に照射し、その音響エネルギーを利用して腫瘍などの治療部位を加熱して凝固させる治療方法が知られている。
【０００３】
組織が加熱されて凝固する際に、その凝固の前後において、組織の弾性率（ヤング率）が増大することが知られている。また、ＨＩＦＵなどの比較的強力な超音波は、その進行方向に向かって放射力を発生させるため、例えば、ＨＩＦＵの超音波ビームの焦点部位の組織に１０〜１００μｍ（マイクロメートル）程度の変位を与えることができる。そのため、ＨＩＦＵなどの比較的強力な超音波により組織に変位を与えて、弾性率の増大による変位の減少を測定して、組織の凝固を観察することができる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、比較的高い変調周波数と比較的低い変調周波数を用いて変位用の超音波を変調処理し、各変調周波数ごとに治療部位における組織の変位を測定する発明が開示されている。特許文献１の発明によれば、比較的高い変調周波数による変位の測定結果に基づいて治療部位における局所的な凝固を測定し、比較的低い変調周波数による変位の測定結果に基づいて治療部位における広域的な凝固を測定し、これにより、例えば発生直後の局所的な凝固の有無などを高精度に測定でき、さらに、例えば進行後の広域的な凝固の大きさなどを高精度に測定できる。
【０００５】
また、特許文献２には、治療部位に向けて変位発生用の超音波を送波することにより、治療部位において放射力を発生させて組織を変位させ、治療部位に向けて測定用の超音波を送受して治療部位における変位を測定し、測定された変位に基づいて、その変位の周期的な変化を示す変位マップを形成し、変位マップに基づいて治療部位における組織の凝固を測定する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５５９０４９３号公報
【特許文献２】特許第５９５４８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願の発明者らは、特許文献１，２に開示される画期的な発明の更なる改良について研究開発を重ねてきた。
【０００８】
本発明は、組織の凝固を測定する超音波医用装置の更なる改良技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様として好適な超音波医用装置は、超音波による振動に伴う注目凝固領域における組織変位と参照凝固領域における組織変位を測定する変位測定部と、前記注目凝固領域における組織変位の時間変化と前記参照凝固領域における組織変位の時間変化とを比較することにより変位比較情報を得る変位比較部と、前記変位比較情報に基づいて前記注目凝固領域と前記参照凝固領域の接合状態に係る測定結果を得る凝固測定部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
上記構成の超音波医用装置は、例えば、一般的な超音波診断装置における診断用の超音波と同程度の特性（周波数，波形，強度）をもつ測定用超音波を送受して、組織変位を測定するための受信信号を得る機能を備えている。さらに、上記構成の超音波医用装置は、放射力により組織を変位させる程度の比較的強度の大きい変位用超音波を送波する機能を備えていることが望ましい。変位用超音波は、測定用超音波に比べて強度が大きく、例えば強力集束超音波（ＨＩＦＵ：High Intensity Focused Ultrasound）が変位用超音波の好適な具体例である。なお、変位用超音波として強力集束超音波（ＨＩＦＵ）を利用する場合には、その強力集束超音波（ＨＩＦＵ）により組織を変位させつつ当該組織を加熱して凝固させてもよい。上記構成の超音波医用装置によれば、注目凝固領域と参照凝固領域の接合状態に係る測定結果を得ることができる。
【００１１】
例えば、前記凝固測定部は、複数の治療箇所の各々を対象として凝固領域が形成される治療において、前記注目凝固領域に対応した治療箇所から関心方向にある最も近い治療箇所に対応した凝固領域を前記参照凝固領域とし、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域の接合状態に係る測定結果を得ることが望ましい。
【００１２】
また、例えば、前記変位測定部は、前記注目凝固領域の複数深さにおける組織変位と前記参照凝固領域の複数深さにおける組織変位を測定し、前記変位比較部は、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域の互いに対応する深さにおける組織変位の時間変化を比較することにより、複数深さの各深さごとに前記変位比較情報を導出し、前記凝固測定部は、複数深さの各深さごとに得られる前記変位比較情報に基づいて、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域の接合状態に係る測定結果を得ることが望ましい。
【００１３】
また、例えば、前記凝固測定部は、前記注目凝固領域に対応した治療箇所への超音波の照射による治療において、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域が接合したかどうかを示す前記測定結果を導出し、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域が接合したことを示す前記測定結果が得られた場合に、前記注目凝固領域に対応した治療箇所への超音波の照射を停止することが望ましい。
【００１４】
また、例えば、前記変位比較部は、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域における組織変位の時間変化に基づいて、前記変位比較情報として、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域における組織変位の位相差を導出し、前記凝固測定部は、前記位相差が小さいことを示す判定条件を満たす場合に、前記注目凝固領域と前記参照凝固領域が接合したことを示す前記測定結果を得ることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、組織の凝固を測定する超音波医用装置の更なる改良技術が提供される。例えば、本発明の好適な態様によれば、注目凝固領域と参照凝固領域の接合状態に係る測定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施において好適な超音波医用装置の全体構成を示す図である。
【図２】変調処理されたＨＩＦＵ信号による組織変位の具体例を示す図である。
【図３】図１の超音波医用装置が実行する好適な動作例の一つを示す図である。
【図４】２次元的な変位量マップの具体例を示す図である。
【図５】複数の診断時刻に亘って形成される変位量マップの具体例を示す図である。
【図６】複数の治療箇所に形成される凝固領域の具体例を示す図である。
【図７】変位変化マップの具体例を示す図である。
【図８】位相遅れｄθの時間変化の具体例を示す図である。
【図９】複数の観測ラインＫＬの具体例を示す図である。
【図１０】関心方向の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施において好適な超音波医用装置の全体構成図である。図１の超音波医用装置は、複合型の超音波振動子１０を有しており、超音波振動子１０は、ＨＩＦＵ用振動子１０Ｈと診断用振動子１０Ｄを備えている。
【００１８】
ＨＩＦＵ用振動子１０Ｈは、強力集束超音波（ＨＩＦＵ）を送波する振動子であり、例えば二次元的に配列された複数の振動素子を備えている。ＨＩＦＵ用振動子１０Ｈは、例えば癌や腫瘍などの治療部位Ｐに向けて治療用超音波ビームＴＢを形成して強力集束超音波を送波し、その治療部位Ｐを加熱して治療するために利用される。
【００１９】
また、ＨＩＦＵ用振動子１０Ｈは、治療部位Ｐに向けて変位用超音波ビームＥＢを形成して変位発生用の超音波を送波し、治療部位Ｐにおいて放射力を発生させ組織を変位させる。変位用超音波ビームＥＢは、治療部位Ｐにおいて有効な放射力を発生させる程度の強度で形成されるビームであり、図１に示す具体例では、治療用超音波ビームＴＢが変位用超音波ビームＥＢとして利用される。もちろん、治療用超音波ビームＴＢとは異なる変位用超音波ビームＥＢが利用されてもよい。
【００２０】
一方、診断用振動子１０Ｄは、例えば二次元的に配列された複数の振動素子を備えており、例えば治療部位Ｐを有する被検体（患者）に対して、超音波画像を形成するための比較的弱い超音波を送受する。つまり、公知の一般的な超音波診断装置と同じ程度の強度（エネルギー）の超音波を送受する。
【００２１】
また、診断用振動子１０Ｄは、治療部位Ｐに向けて測定用超音波ビームＭＢを形成して測定用の超音波を送受し、測定用超音波ビームＭＢに沿って受信信号を得る。測定用超音波ビームＭＢに沿って得られる受信信号は、変位用超音波ビームＥＢの放射力による治療部位Ｐにおける変位の測定に利用される。
【００２２】
なお、超音波振動子１０は、例えば、お椀（どんぶり）状に凹ませた内部の表面を振動子面とする。そして、例えば、お椀状に凹んだ内部の中央に位置する底の部分に診断用振動子１０Ｄが設けられ、診断用振動子１０Ｄを取り囲むようにＨＩＦＵ用振動子１０Ｈが設けられる。なお、超音波振動子１０の振動子面の形状は、お椀状に限定されず、例えば治療の用途等に応じた形状とされることが望ましい。また、全ての振動素子またはいくつかの振動素子が、ＨＩＦＵ用と診断用の両用途に併用されてもよい。
【００２３】
測定診断ブロック２０は、診断用振動子１０Ｄの送受信を制御する送受信部２１を備えている。送受信部２１は、診断用振動子１０Ｄを構成する複数の振動素子の各々に対応した送信信号を出力することにより、診断用振動子１０Ｄを制御して送信ビームを形成し、さらに、それら複数の振動素子の各々から得られる受信信号に対して整相加算処理などを施すことにより、受信ビームに沿って受信信号を得る。つまり、送受信部２１は、送信部（送信ビームフォーマ）の機能と、受信部（受信ビームフォーマ）の機能を備えている。
【００２４】
送受信部２１は、治療部位Ｐを含んだ三次元空間内または断面内で診断用の超音波ビームを走査して画像用の受信信号を収集する。そして、収集された受信信号に基づいて、超音波画像形成部２８が三次元の超音波画像または二次元の断層画像の画像データを形成して、その画像データに対応した超音波画像が表示部５０に表示される。
【００２５】
医師や検査技師などのユーザは、表示部５０に表示される超音波画像から、治療部位Ｐの位置等を確認し、図示省略した操作デバイス等を利用して治療部位Ｐの位置情報を図１の超音波医用装置に入力する。もちろん、図１の超音波医用装置が、超音波画像に対する画像解析処理等により治療部位Ｐの位置を確認して位置情報を得るようにしてもよい。
【００２６】
また、送受信部２１は、診断用振動子１０Ｄを制御して測定用超音波ビームＭＢを形成し、測定用超音波ビームＭＢに沿って受信信号を得る。そして、変位測定部２２は、測定用超音波ビームＭＢに沿って得られる受信信号に基づいて、治療部位Ｐにおける組織変位を測定する。また、変位比較部２４は、変位測定部２２において測定された組織変位の時間変化に基づいて変位比較情報を得る。そして、凝固測定部２６は、変位比較情報に基づいて、被検体内の治療部位Ｐにおける組織の凝固状態に関する測定結果を得る。変位測定部２２と変位比較部２４と凝固測定部２６により実現される具体的な処理については後に詳述する。
【００２７】
一方、治療放射ブロック３０は、送信部３２を備えており、送信部３２はＨＩＦＵ用振動子１０Ｈを構成する複数の振動素子の各々に対応した送信信号を出力することにより、ＨＩＦＵ用振動子１０Ｈを制御して治療用超音波ビームＴＢを形成する。送信部３２は、制御部４０によって制御され、例えば治療部位Ｐ内における複数の治療箇所の各々に焦点を設定した治療用超音波ビームＴＢが形成される。
【００２８】
また、送信部３２はＨＩＦＵ用振動子１０Ｈを構成する複数の振動素子の各々に対応した送信信号を出力することにより、ＨＩＦＵ用振動子１０Ｈを制御して変位用超音波ビームＥＢを形成する。変位用超音波ビームＥＢは変調処理を施される。なお、図１に示す具体例では治療用超音波ビームＴＢが変位用超音波ビームＥＢとして利用される。つまり、変調処理部３６において例えば矩形波などを用いて変調処理された送信信号に基づいて変位用超音波ビームＥＢ（＝治療用超音波ビームＴＢ）が形成される。なお、変調処理部３６は制御部４０により制御される。
【００２９】
治療用超音波ビームＴＢに沿って強力集束超音波（ＨＩＦＵ）が送波されて治療部位Ｐが加熱されると治療部位Ｐの組織が凝固する。その凝固の前後において、組織の弾性率（ヤング率）が増大することが知られている。そして、組織の弾性率の変化を知るために、図１の超音波医用装置は、変位用超音波ビームＥＢに沿って超音波を送波して放射力を発生させ、その放射力による治療部位Ｐにおける組織の変位を測定する。例えば、治療用超音波ビームＴＢが矩形状に変調処理されて変位用超音波ビームＥＢとして利用される。変位の測定は、測定用超音波ビームＭＢに沿って得られる受信信号に基づいて行われる。
【００３０】
なお、測定診断ブロック２０内の各部と治療放射ブロック３０内の各部は、それぞれ、例えばプロセッサや電子回路等のハードウェアを利用して実現することができる。制御部４０は、例えば、演算機能を備えたハードウェアとその動作を規定するソフトウェア（プログラム）によって構成される。表示部５０は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ等により実現することができる。
【００３１】
また、測定診断ブロック２０は、一般的な超音波診断装置により実現されてもよい。そして、治療放射ブロック３０に対応した超音波治療装置と、測定診断ブロック２０に対応した超音波診断装置とを組み合わせたシステムにより、図１の超音波医用装置が実現されてもよい。
【００３２】
図１の超音波医用装置の全体構成は以上のとおりである。次に、図１の超音波医用装置により実現される機能等について説明する。なお、図１に示した構成（符号を付した各部）については、以下の説明において図１の符号を利用する。
【００３３】
図２は、変調処理されたＨＩＦＵ信号による組織変位の具体例を示す図である。変調処理の好適な具体例の一つが矩形波による振幅変調処理である。図２には、矩形状に振幅変調処理されたＨＩＦＵ信号による組織変位の具体例が図示されている。ＨＩＦＵ（強力集束超音波）信号は、変位用超音波ビームＥＢとして利用される治療用超音波ビームＴＢの送信信号であり、照射パワーが出力される振幅ＯＮ（オン）の期間と照射パワーが出力されない振幅ＯＦＦ（オフ）の期間を繰り返す。ＨＩＦＵ信号は、変調処理部３６において矩形波を用いて変調処理された送信信号である。例えば周波数２ＭＨｚ（メガヘルツ）程度の連続波を矩形波の変調信号で振幅変調処理することにより、図２のＨＩＦＵ信号が得られる。矩形波の変調信号の基本周波数ｆ０は、例えば３０〜２００Ｈｚ（ヘルツ）程度であり、望ましくは１００Ｈｚ以下である。
【００３４】
図２に示す組織変位は、ＨＩＦＵ信号の照射に伴う組織の変位の具体例である。図２に示すＨＩＦＵ信号に基づく治療用超音波ビームＴＢ（変位用超音波ビームＥＢ）が超音波振動子１０から治療部位Ｐに向けて送波されると、治療用超音波ビームＴＢ（変位用超音波ビームＥＢ）の放射力により、例えば図２に示す組織変位に従って治療部位Ｐの組織が変位する。
【００３５】
つまり、照射パワーが出力される振幅ＯＮの期間において、ＨＩＦＵ（治療用超音波ビームＴＢ＝変位用超音波ビームＥＢ）の放射力により、超音波振動子１０から遠ざかる方向である＋方向（正方向）に組織が押され、また照射パワーが出力されない振幅ＯＦＦの期間において超音波振動子１０に近づく方向である−方向（負方向）に組織が戻される。
【００３６】
これにより、図２に示す具体例のように、ＨＩＦＵ信号の振幅ＯＮの期間に対応して＋方向（深い側）に変位し、ＨＩＦＵ信号の振幅ＯＦＦの期間に対応して組織が−方向（浅い側）に変位する組織変位が得られる。なお、ＨＩＦＵ信号の振幅ＯＮ／ＯＦＦの変化タイミングから、例えば超音波の伝播時間等による遅延（ディレイ）を伴って、組織変位が＋方向と−方向に変化する場合もある。
【００３７】
図１の超音波医用装置は、変位用超音波の振幅がオフの期間に対応した組織の変位から有効変位データ（有効な変位データ）を得る。つまり、図２において、ＨＩＦＵ信号の振幅ＯＦＦの期間における組織変位から有効変位データが得られる。図１の超音波医用装置は、例えば、以下に説明する動作例により、ＨＩＦＵ信号の振幅ＯＦＦの期間における組織変位から有効変位データを得る。
【００３８】
図３は、図１の超音波医用装置が実行する好適な動作例の一つを示す図（タイミングチャート）である。図３において、メイントリガは、強力集束超音波（ＨＩＦＵ）による治療の開始タイミングを示す信号であり、例えば、医師等のユーザによる治療開始の操作に応じて制御部４０から図１の超音波医用装置内の各部へ出力される。
【００３９】
フレームトリガは、測定用超音波ビームＭＢのフレーム（測定用フレーム）開始を示す信号である。送受信部２１は、例えばフレームトリガの立ち下がりごとに開始される各フレーム期間において、治療部位Ｐに向けて複数本の測定用超音波ビームＭＢを順に形成する。例えば、各フレーム期間ごとに（フレームトリガの立下がりごとに）、治療部位Ｐに向けて、位置をずらしつつ１０本程度〜１００本程度の測定用超音波ビームＭＢが次々に形成されて１つのフレームが形成される。なお、測定用超音波ビームＭＢ（送信ビームと受信ビームの組）を形成する際に１本の送信ビームに対して複数（例えば２本）の受信ビームが形成されてもよい。
【００４０】
加熱期間信号は、治療用超音波ビームＴＢによる治療部位Ｐの加熱処理期間を示す信号であり、加熱期間信号の立ち上がりから立下りまでの期間において、例えば治療部位Ｐ内の各治療箇所を焦点として治療用超音波ビームＴＢが形成される。
【００４１】
変調信号は、治療用超音波ビームＴＢ（＝変位用超音波ビームＥＢ）の変調処理に利用される矩形波の変調信号である。また、ＨＩＦＵ信号は、治療用超音波ビームＴＢ（＝変位用超音波ビームＥＢ）の送信信号であり、変調処理部３６が例えば周波数２ＭＨｚ程度の連続波を矩形波の変調信号に従って振幅変調することにより得られる。そして、組織変位は、ＨＩＦＵ信号の照射に伴う組織の変位の具体例（図２参照）を示している。
【００４２】
図３に示す動作例では、ＨＩＦＵ信号の振幅がＯＦＦとなる各期間ごとに複数フレームで変位が計測される。また、ＨＩＦＵ信号の振幅がＯＦＦとなる複数の期間において、同じ位相に対応した変位が繰り返し計測される。例えば図３に示すように、ＨＩＦＵ信号の振幅がＯＦＦとなる期間１〜４の各期間ごとに、複数のフレームトリガが発生して複数フレームで変位が計測される。そして、複数の期間１〜４において位相θ１，θ２，θ３，θ４，θ５の各々に対応した変位が繰り返し計測される。
【００４３】
なお、図３に示す具体例は好適な動作例の一つに過ぎず、図１の超音波医用装置は、図３以外の動作例により、ＨＩＦＵ信号の振幅ＯＦＦの期間における組織変位から有効変位データを得るようにしてもよい。例えば、特許文献２（特許第５９５４８４１号公報）の図２を利用して説明される具体例のように、正弦波の変調信号により変調処理されたＨＩＦＵ信号を利用して組織変位が測定されてもよい。
【００４４】
こうして、例えば、図３に示す具体例を含むいずれかの動作例により、ＨＩＦＵ信号の振幅がＯＦＦとなる期間において変位が計測される。変位の計測は、各フレーム（各測定用フレーム）を構成する複数ビームの各ビームごとに実行される。つまり、各フレーム内において位置をずらしつつ１０本程度〜１００本程度の測定用超音波ビームＭＢが次々に形成され、変位測定部２２は、測定用超音波ビームＭＢに沿って得られる受信信号に基づいて、治療部位Ｐにおける変位を測定する。これにより、各フレーム内において２次元的に変位が測定される。
【００４５】
変位測定部２２は、例えば測定用超音波ビームＭＢの深さ方向に並ぶ複数のサンプリング点について、各サンプリング点（各深さ）ごとに変位を測定する。例えば、各サンプリング点ごとに、互いに隣り合う時相（位相）に対応したデータ同士が相互相関演算等により比較され、各サンプリング点（各深さ）ごとに変位が算出される。例えば図３の具体例であれば、位相θ１と位相θ２に対応したデータが比較され、位相θ２と位相θ３に対応したデータが比較され、位相θ３と位相θ４に対応したデータが比較され、位相θ４と位相θ５に対応したデータが比較される。また、例えば、深さ方向に並ぶ１０２４個のサンプリング点について、相関演算の相関窓を６４サンプリング点として、各サンプリング点ごとに変位が算出される。
【００４６】
また、例えば加熱治療前の基準となる時相と最新時相との比較により変位が算出されてもよい。例えば、ＨＩＦＵが照射される前の基準時相における組織の位置を定常位置（変位ゼロの基準位置）とし、基準時相と各時相（各位相）に対応したデータ同士が相互相関演算等により比較され、各時相（各位相）に対応した変位が算出されてもよい。なお、変位の算出に先立って、必要に応じて、ベースバンド除去処理やノイズ除去処理などが行われてもよい。
【００４７】
そして、変位測定部２２は、各深さ（各サンプリング点）ごとに測定された複数時相（複数位相）の変位から、各深さごとにその深さに対応した変位量を導出する。例えば、各深さごとに変調信号（矩形波）の１周期以上に亘って得られた変位の変化から、その変位の二乗平均平方根（ＲＭＳ）つまり実効値を算出し、その実効値をその深さの変位量としてもよい。
【００４８】
変位測定部２２は、測定用フレームを構成する全ラインについて、各ラインごとに各深さにおける組織の変位量（例えばＲＭＳ振幅）を算出する。さらに、変位測定部２２は、算出された組織の変位量に基づいて、測定用フレームに対応した２次元的な変位量マップを形成する。
【００４９】
図４は、２次元的な変位量マップの具体例を示す図である。図４には、任意の診断時刻（Ａｆｔｅｒ０ｓ）の測定用フレームに対応した変位量（ＲＭＳ振幅）マップの具体例が図示されている。
【００５０】
図４に示す具体例において、変位量マップの縦軸は深さ（Ｄｅｐｔｈ）方向である。また、変位量マップの横軸は、測定用フレームを構成する複数ラインの配列方向（方位方向＝ｌａｔｅｒａｌ方向）である。そして、変位量マップ内において縦軸方向と横軸方向に２次元的に並ぶ複数位置の各位置における変位量（ＲＭＳ振幅）が、例えばカラーの相違で表現される。図４において、カラーバーは、変位量（ＲＭＳ振幅）の大きさとカラー（色）との対応関係を示している。なお、カラーによる表現に代えて又はカラーによる表現と共に、例えば輝度の相違により各位置における変位量（ＲＭＳ振幅）が表現されてもよい。
【００５１】
図４に示す具体例により、例えば、測定用フレームが治療部位Ｐ（図１参照）を含む断面に設定されていれば、治療部位Ｐを含む断面に対応した２次元的な変位量マップが得られる。変位測定部２２により形成された２次元的な変位量マップは、表示部５０に表示される。
【００５２】
また、２次元的な変位量マップは、複数の診断時刻に亘って各診断時刻ごとに形成することができる。例えば、治療用超音波ビームＴＢによる治療部位Ｐの加熱処理が開始される直前または直後から、定期的に（例えば１〜２秒程度の間隔）、治療部位Ｐを含む断面に対応した２次元的な変位量マップが形成される。
【００５３】
図５は、複数の診断時刻に亘って形成される変位量マップの具体例を示す図である。図５には、診断時刻０秒から診断時刻２６秒まで、２秒間隔で複数の診断時刻に亘って次々に形成される変位量マップが図示されている。例えば、治療用超音波ビームＴＢによる治療部位Ｐの加熱処理の開始時刻が診断時刻０秒に対応しており、診断時刻Ｎ秒が治療開始からＮ秒後に対応している。
【００５４】
変位測定部２２は、例えば図５に示す具体例のように、複数の診断時刻に亘って変位量マップを形成する。形成された変位量マップは表示部５０に表示される。複数の診断時刻に亘って得られた２次元的な変位量マップは動的に表示されることが望ましい。
【００５５】
例えば、表示部５０に表示される表示画面内に変位量マップの表示領域が設けられ、その表示領域内において、図５に示す診断時刻０秒から診断時刻２６秒までの変位量マップが次々に表示される。これにより、表示部５０に、２次元的な変位量マップの動画が表示される。もちろん、複数の診断時刻に対応した２次元的な変位量マップがコマ送り状に表示されてもよいし、医師や検査技師等のユーザが指定した診断時刻の２次元的な変位量マップが静止画として表示されてもよい。
【００５６】
図１の超音波医用装置を利用した治療においては、例えば治療部位Ｐ（治療対象領域）内に複数の治療箇所（治療のための目標箇所）が設定される。そして、複数の治療箇所の各々を焦点とする治療用超音波ビームＴＢが形成され、各治療箇所ごとに加熱治療が実行されて凝固領域が形成される。腫瘍などの治療部位Ｐの治療においては、例えば、治療部位Ｐ（治療対象領域）内を全体的に凝固させることが望ましい。つまり、各治療箇所とそれに隣接する治療箇所との間において凝固領域の隙間（凝固していない領域）を無くすことが望ましい。その一方において、各治療箇所において過剰に治療用超音波ビームＴＢの照射を実行することは、治療の安全性や患者への時間的な負担等の面で望ましいとは言えない。
【００５７】
そこで、図１の超音波医用装置は、複数の治療箇所に形成される凝固領域の接合状態を測定する。例えば、以下に詳述する具体例により、複数の凝固領域が接合したか否かを示す測定結果が得られる。
【００５８】
図６は、複数の治療箇所に形成される凝固領域の具体例を示す図である。図６には、２つの治療箇所Ｐ１，Ｐ２に形成される凝固領域について、治療用超音波ビームＴＢの照射開始時（ａ）から照射５０秒後（ｆ）までの凝固状態の具体例が図示されている。なお、図６に示す具体例では、変位量マップ（図４参照）と同様に、縦軸が深さ方向に対応しており、横軸が方位方向（複数ラインの配列方向）に対応している。
【００５９】
図６に示す具体例は、治療箇所Ｐ１に凝固領域が形成された後に、治療箇所Ｐ２に治療用超音波ビームＴＢが照射されて治療箇所Ｐ２に凝固領域が形成される具体例に対応している。
【００６０】
図６に示す具体例では、照射開始時（ａ）には治療箇所Ｐ２に凝固領域が形成されていないものの、照射１０秒後（ｂ）から治療箇所Ｐ２を中心とする凝固領域が形成され、照射２０秒後（ｃ），照射３０秒後（ｄ）と照射時間が経過するにつれて治療箇所Ｐ２に対応した凝固領域の範囲が広がっている。そして、照射４０秒後（ｅ）から治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２の凝固領域が接合し始め、照射５０秒後（ｆ）において治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２の凝固領域が部分的に重なり合っている。
【００６１】
例えば、図６に示す具体例において、治療箇所Ｐ１の凝固領域と治療箇所Ｐ２の凝固領域の接合状態を確認するために、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２を含む断面において変位量マップ（図４）が形成される。さらに、治療箇所Ｐ２に治療用超音波ビームＴＢの照射が開始されてから、定期的に（図６の具体例では１０秒間隔で）変位量マップが次々に形成される。
【００６２】
また、凝固領域の接合状態を確認する場合には、観測対象となる深さに観測ラインＫＬが設定される。観測ラインＫＬは、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２の凝固領域が確認できる深さに設定される。例えば、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２を通るように観測ラインＫＬが設定される。なお、観測ラインＫＬは方位方向に対して平行に設定されることが望ましいものの、方位方向に対して角度をもつように設定されてもよい。そして、観測ラインＫＬが設定された深さに対応した変位変化マップが形成される。
【００６３】
図７は、変位変化マップの具体例を示す図である。図７に示す変位変化マップは、図６に示す２つの治療箇所Ｐ１，Ｐ２に対応した凝固領域の具体例に対応している。つまり、図６の観測ラインＫＬ上において、照射開始時（ａ）から照射５０秒後（ｆ）までに得られる変位変化マップの具体例が図７である。
【００６４】
変位比較部２４は、例えば変位量マップ（図４参照）から変位変化マップを生成する。変位量マップ（図４参照）では、各深さごとに変調信号（矩形波）の１周期以上に亘って得られた変位の二乗平均平方根（ＲＭＳ）を変位量としている。これに対し、図７の変位変化マップは、観測ラインＫＬに対応した深さにおける、変調信号（矩形波）の１周期に亘って得られた変位の変化を示している。
【００６５】
図７に示す具体例において、変位変化マップの縦軸は方位方向（観測ラインＫＬ上の各位置）に対応しており、横軸はフレーム（変調信号の１周期間内の各時相）に対応している。そして、変位変化マップ内において、縦軸方向と横軸方向に２次元的に並ぶ複数画素（複数の表示サンプル）の各画素における変位が、例えば輝度の相違で表現される。例えば、低輝度（黒）に対応した画素が正方向（深い方向）の変位に対応し、高輝度（白）に対応した画素が負方向（浅い方向）の変位に対応している。
【００６６】
図７の変位変化マップは、観測ラインＫＬに対応した深さにおける、変調信号（例えば矩形波）の１周期に亘って得られた変位の変化を示している。そのため、照射開始時（ａ）から照射５０秒後（ｆ）までの各診断時刻に対応した変位変化マップ内において、方位方向の各位置における変位がフレーム方向に１周期に亘って周期的に変化している。
【００６７】
変位変化マップが形成されると、変位比較部２４は、変位変化マップに基づいて、複数の治療箇所における組織変位の時間変化を比較することにより変位比較情報を得る。例えば図６，図７に示す具体例の場合に、変位比較部２４は、図７の変位変化マップに基づいて、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２における組織変位の時間変化を比較し、変位比較情報として、治療箇所Ｐ２における組織変位に対する治療箇所Ｐ１における組織変位の位相遅れを導出する。
【００６８】
変位比較部２４は、例えば、治療箇所Ｐ２における組織変位の時間変化（横軸のフレーム方向の変化）と治療箇所Ｐ１における組織変位の時間変化（横軸のフレーム方向の変化）とを複素ＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析することにより、治療箇所Ｐ２における組織変位に対する治療箇所Ｐ１における組織変位の位相遅れｄθ（治療箇所Ｐ２と治療箇所Ｐ１における組織変位の位相差）を算出する。図６，図７に示す具体例において、変位比較部２４は照射開始時（ａ）から照射５０秒後（ｆ）までの各診断時刻ごとに位相遅れｄθを算出する。
【００６９】
図６，図７の具体例では、治療箇所Ｐ１に凝固領域が形成された後に、つまり、治療箇所Ｐ１に対応した凝固領域が既に形成された状態で、治療箇所Ｐ２に治療用超音波ビームＴＢが照射される。治療箇所Ｐ２に治療用超音波ビームＴＢが照射されると、変調処理されたＨＩＦＵ信号により、治療箇所Ｐ２における組織が周期的に変位する（図２，図３参照）。
【００７０】
治療箇所Ｐ２の組織が周期的に変位すると、治療箇所Ｐ２の近傍にある治療箇所Ｐ１における組織が治療箇所Ｐ２の組織に追従するように周期的に変位する。治療箇所Ｐ２における凝固領域が小さく、治療箇所Ｐ２と治療箇所Ｐ１との間に凝固領域の隙間（凝固していない領域）が存在すると、その隙間の組織は比較的軟らかいため、治療箇所Ｐ２の組織変位に対して治療箇所Ｐ１の組織変位が遅延を伴って追従する。治療用超音波ビームＴＢの照射により治療箇所Ｐ２における凝固領域が大きくなるにつれ、治療箇所Ｐ２と治療箇所Ｐ１との間の凝固領域の隙間が小さくなるため、治療箇所Ｐ２の組織変位に対する治療箇所Ｐ１の組織変位の追従性が高くなる。そして、治療箇所Ｐ２における凝固領域が大きくなり、治療箇所Ｐ１における凝固領域と接合すると、治療箇所Ｐ２から治療箇所Ｐ１までの領域が実質的に１つの大きな凝固領域となり、治療箇所Ｐ２の組織変位に対する治療箇所Ｐ１の組織変位の遅延が極めて小さくなる。
【００７１】
このように、治療箇所Ｐ２における凝固領域が小さい場合には、治療箇所Ｐ２の組織変位に対して治療箇所Ｐ１の組織変位が遅延を伴って追従するため、位相遅れｄθが比較的大きい。また、治療箇所Ｐ２における凝固領域が大きくなるにつれて、治療箇所Ｐ１の組織変位の追従性が高くなるため、位相遅れｄθが徐々に小さくなる。さらに、治療箇所Ｐ２における凝固領域が大きくなり、治療箇所Ｐ１における凝固領域と接合すると、位相遅れｄθは極めて小さくなる。
【００７２】
図８は、位相遅れｄθの時間変化の具体例を示す図である。図８において、横軸は時間軸であり縦軸は位相遅れｄθである。図８に示す具体例において、治療用超音波ビームＴＢの照射開始直後の位相遅れｄθは２５度程度であり、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２における位相差が有意に検出されている。しかし、時間の経過と共に位相遅れｄθは減少し、治療用超音波ビームＴＢの照射開始から２０秒程度で位相遅れｄθは１２度程度まで減少し、その後はほぼ一定値として推移している。このように、初期の位相遅れｄθに対して十分に小さくなったとみなせる値まで変化した場合や、時間軸上での変化が十分に小さくなった場合を、例えば予め設定した閾値との比較により判定することにより、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２の凝固領域が隙間無く接合したか否かを判定することができる。
【００７３】
そこで、凝固測定部２６は、変位比較部２４から得られる変位比較情報に基づいて、複数の治療箇所に形成される凝固領域の接合状態に係る測定結果を得る。例えば、図６，図７に示す具体例において、凝固測定部２６は、変位比較部２４から得られる位相遅れｄθに基づいて、治療箇所Ｐ１の凝固領域と治療箇所Ｐ２の凝固領域に関する接合状態の判定結果を得る。
【００７４】
凝固測定部２６は、例えば、照射開始時（ａ）から照射５０秒後（ｆ）までの各診断時刻ごとに得られる位相遅れｄθと判定閾値とを比較し、位相遅れｄθが判定閾値以下（又は判定閾値より小さい）となった診断時刻において、治療箇所Ｐ１の凝固領域と治療箇所Ｐ２の凝固領域が接合したと判定する。なお、判定閾値は、例えば過去に実施された多数の測定結果等に基づいて設定される。例えば、図６の照射３０秒後（ｄ），照射４０秒後（ｅ），照射５０秒後（ｆ）のいずれかの接合状態に対応した判定閾値が設定される。もちろん、例えば医師や検査技師等のユーザが判定閾値を調整できる構成としてもよい。
【００７５】
また、凝固測定部２６は、変位比較部２４から得られる変位変化マップを変位比較情報として利用し、変位変化マップに基づいて、複数の治療箇所に形成される凝固領域の接合状態に係る測定結果を得るようにしてもよい。例えば図６，図７に示す具体例において、凝固測定部２６は、照射開始時（ａ）から照射５０秒後（ｆ）までの各診断時刻ごとに得られる変位変化マップと、接合判定のための基準マップとを比較し、基準マップに合致する（基準マップとの相関関係が大きい）変位変化マップが得られた診断時刻において、治療箇所Ｐ１の凝固領域と治療箇所Ｐ２の凝固領域が接合したと判定してもよい。基準マップは、例えば過去に実施された多数の測定結果等に基づいて形成される。
【００７６】
こうして、凝固測定部２６において、治療箇所Ｐ１の凝固領域と治療箇所Ｐ２の凝固領域が接合したと判定されると、例えば、制御部４０が送信部３２を制御することにより、治療箇所Ｐ２に対する治療用超音波ビームＴＢの照射が停止される。これにより、治療箇所Ｐ２に対する治療用超音波ビームＴＢの過剰な照射を抑えつつ、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２における凝固領域の隙間をできる限り小さくすることができ、望ましくは隙間を無くすことができる。
【００７７】
図１の超音波医用装置を利用した治療においては、例えば治療部位Ｐ内に設定される複数の治療箇所の各々を焦点として治療用超音波ビームＴＢが形成される。その際、治療用超音波ビームＴＢが形成される各治療箇所ごとに、その治療箇所における凝固領域とその治療箇所に隣接する治療箇所における凝固領域との接合状態が判定される。
【００７８】
また、各治療箇所に対して治療用超音波ビームＴＢを照射している期間においては、当該治療箇所と隣接する治療箇所（接合状態の判定対象となる治療箇所）とを含む断面に対応した変位量マップ（図４，図５）を表示部５０に表示することが望ましい。
【００７９】
また、図６，図７に示す具体例では、１本の観測ラインＫＬに対応した深さにおいて、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２における凝固領域の接合状態を判定したが、複数の深さに対応した複数の観測ラインＫＬを設定し、複数の深さにおける判定結果に基づいて、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２における凝固領域の接合状態が総合的に判定されてもよい。
【００８０】
図９は、複数の観測ラインＫＬの具体例を示す図である。図９には、２つの治療箇所Ｐ１，Ｐ２に形成される凝固領域の接合状態を判定する際に利用される複数の観測ラインＫＬ（ＫＬｕ，ＫＬｃ，ＫＬｄ）の好適な具体例が図示されている。
【００８１】
複数の観測ラインＫＬは、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２の凝固領域が確認できる複数の深さに設定される。図９に示す具体例では、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２を通るように中央の観測ラインＫＬｃが設定され、中央の観測ラインＫＬｃよりも浅い位置に上側の観測ラインＫＬｕが設定され、中央の観測ラインＫＬｃよりも深い位置に下側の観測ラインＫＬｄが設定される。なお、互いに隣接する観測ラインＫＬ間の間隔は、例えば予め定められた固定値であってもよいし、治療対象（観測対象）等に応じた間隔に変更できるようにしてもよい。
【００８２】
そして、各観測ラインＫＬｃ，ＫＬｕ，ＫＬｄが設定された各深さごとに変位変化マップ（図７）が形成され、各深さごとに治療箇所Ｐ１の凝固領域と治療箇所Ｐ２の凝固領域が接合したか否かが判定される。こうして、例えば、観測ラインＫＬｃ，ＫＬｕ，ＫＬｄに対応した３つの深さの全てにおいて、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２における凝固領域の接合が確認できた場合に、治療箇所Ｐ１と治療箇所Ｐ２における凝固領域が接合したと総合的に判定される。
【００８３】
なお、例えば、観測ラインＫＬｃに対応した深さにおいて接合が確認でき、観測ラインＫＬｕと観測ラインＫＬｄに対応した深さにおいて接合が確認できていない場合には、治療箇所Ｐ２に対する治療用超音波ビームＴＢの焦点を観測ラインＫＬｕまたは観測ラインＫＬｄに対応した深さに変更して、治療箇所Ｐ２に対する治療用超音波ビームＴＢの照射を再開するようにしてもよい。
【００８４】
また、複数の治療箇所の各々に対して治療用超音波ビームＴＢを照射する治療においては、治療用超音波ビームＴＢが照射される治療箇所から、関心方向にある最も近い治療箇所における凝固領域を対象として、接合状態を判定することが望ましい。
【００８５】
図１０は、関心方向の具体例を示す図である。図１０には、例えば治療部位Ｐ（治療対象領域）内に設定された複数の治療箇所Ｐ１〜Ｐ１４，Ｐｎの具体例が図示されている。さらに、図１０には、治療箇所Ｐｎに対して治療用超音波ビームＴＢを照射する場合における関心方向の具体例（Ｄ１〜Ｄ６）が図示されている。
【００８６】
図１０に示す具体例において、治療箇所Ｐｎに対して治療用超音波ビームＴＢを照射する治療の場合に、例えば関心方向がＤ１であれば、Ｄ１の方向にある最も近い治療箇所Ｐ１に既に形成されている凝固領域が接合状態の判定対象とされ、治療箇所Ｐｎに形成される凝固領域と治療箇所Ｐ１にある凝固領域との接合状態が判定される。
【００８７】
また、図１０に示す具体例において、例えば関心方向がＤ２であれば、Ｄ２の方向にある最も近い治療箇所Ｐ２の凝固領域が接合状態の判定対象とされる。同様に、関心方向がＤ３〜Ｄ６のいずれかであれば、各方向に対応した治療箇所Ｐ３〜Ｐ６のいずれかの凝固領域が接合状態の判定対象とされる。
【００８８】
なお、図１０に示す具体例において、治療箇所Ｐ７または治療箇所Ｐ８に既に凝固領域が形成されていれば、治療箇所Ｐ７または治療箇所Ｐ８の凝固領域が接合状態の判定対象とされてもよい。
【００８９】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。なお、本発明に係る超音波医用装置を利用した治療等は、医師等の専門家の指導の下で十分に慎重に行われるべきことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９０】
１０  超音波振動子、２０  測定診断ブロック、２１  送受信部、２２  変位測定部、２４  変位比較部、２６  凝固測定部、２８  超音波画像形成部、３０  治療放射ブロック、３２  送信部、３６  変調処理部、４０  制御部、５０  表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019051192.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019051192.tif 000011
【図１０】
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