(57)【要約】【課題】熱源の位置と治療順を最適化した治療計画を提示する。【解決手段】プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有する治療支援装置であって、前記記憶装置は、治療対象の生体内の組織の画像情報を保持し、前記プロセッサは、前記画像情報から、前記生体内の血管構造を抽出し、前記抽出された血管構造に基づいて、前記抽出された血管構造の少なくとも一部を含む治療予定領域に対する熱的治療のための一以上の熱源の位置を算出し、前記算出した一以上の熱源の位置を含む画像を表示するためのデータを出力する。【選択図】図１
2019000145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有する治療支援装置であって、
前記記憶装置は、治療対象の生体内の組織の画像情報を保持し、
前記プロセッサは、
前記画像情報から、前記生体内の血管構造を抽出し、
前記抽出された血管構造に基づいて、前記抽出された血管構造の少なくとも一部を含む治療予定領域に対する熱的治療のための一以上の熱源の位置を算出し、
前記算出した一以上の熱源の位置を含む画像を表示するためのデータを出力することを特徴とする治療支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の治療支援装置であって、
前記プロセッサは、
前記生体内の熱伝導と、前記抽出された血管構造に基づく血流による熱伝達と、を計算することによって、前記一以上の熱源の位置に対する熱的治療を行った場合の前記生体内の温度の分布を予測し、予測された温度が所定の範囲に含まれる領域を熱的治療が完了すると予測される治療予測領域として特定し、前記治療予測領域と前記治療予定領域との重複部分の大きさが増すように、前記一以上の熱源の位置及び前記熱的治療を行う順序を算出し、
前記算出した順序を含む画像を表示するためのデータを出力することを特徴とする治療支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の治療支援装置であって、
前記プロセッサは、前記治療予定領域の全体が前記治療予測領域に含まれ、かつ、前記熱源の数が最少となるように、前記一以上の熱源の位置を算出することを特徴とする治療支援装置。
【請求項４】
請求項２に記載の治療支援装置であって、
前記プロセッサは、前記熱源の数が所定の上限以下となり、かつ、前記治療予定領域と前記治療予測領域との重複部分の大きさが最大となるように、前記一以上の熱源の位置を算出することを特徴とする治療支援装置。
【請求項５】
請求項２に記載の治療支援装置であって、
前記プロセッサは、最初の熱源の位置に対する熱的治療を行った場合の前記治療予測領域を特定し、前記治療予定領域が前記特定された治療予測領域と重複しない残存領域を含む場合、前記最初の熱源の位置に対する熱的治療によって変化した血管構造を予測し、前記予測した血管構造に基づいて次回の熱源の位置に対する熱的治療を行った場合の前記治療予測領域を特定することを特徴とする治療支援装置。
【請求項６】
請求項５に記載の治療支援装置であって、
前記プロセッサは、熱的治療を行った場合の治療予測領域が大きくなる位置を優先的に前記熱源の位置として算出することを特徴とする治療支援装置。
【請求項７】
請求項５に記載の治療支援装置であって、
前記プロセッサは、熱的治療を行った場合の治療予測領域の境界が前記残存領域の境界に近くなる位置を優先的に前記熱源の位置として算出することを特徴とする治療支援装置。
【請求項８】
請求項５に記載の治療支援装置であって、
前記プロセッサは、前記血流による熱伝達の効果が大きい位置を優先的に前記熱源の位置として算出することを特徴とする治療支援装置。
【請求項９】
請求項２に記載の治療支援装置であって、
前記プロセッサは、
前記一以上の熱源のうち少なくとも一つに対する実際の熱的治療が行われた後の前記生体内の組織の画像情報に基づいて、前記治療予定領域のうち前記熱的治療が完了していない残存領域があるか否かを判定し、
前記残存領域がある場合、前記残存領域を新たな治療予定領域として、前記一以上の熱源のうち少なくとも一つに対する実際の熱的治療が行われた後の前記生体内の組織の画像情報に基づいて、前記新たな治療予定領域に対する熱的治療のための一以上の熱源の位置を算出することを特徴とする治療支援装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の治療支援装置であって、
前記プロセッサは、前記一以上の熱源の全てに対する実際の熱的治療が行われた後の前記生体内の組織の画像情報に基づいて、前記治療予定領域のうち前記熱的治療が完了していない残存領域があるか否かを判定することを特徴とする治療支援装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の治療支援装置であって、
前記プロセッサは、前記算出された順序に従って一つの前記熱源に対する実際の熱的治療が行われた後の前記生体内の組織の画像情報に基づいて、前記治療予定領域のうち前記熱的治療が完了していない残存領域があるか否かを判定することを特徴とする治療支援装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の治療支援装置であって、
前記熱的治療は、前記一以上の熱源を加熱又は冷却することによって行われることを特徴とする治療支援装置。
【請求項１３】
プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、前記プロセッサに接続される表示部と、を有する治療支援装置であって、
前記記憶装置は、治療対象の生体内の組織の画像情報を保持し、
前記プロセッサは、
前記画像情報から、前記生体内の血管構造を抽出し、
前記抽出された血管構造の少なくとも一部を含む治療予定領域が設定されると、前記生体内の熱伝導と、前記抽出された血管構造に基づく血流による熱伝達と、を計算することによって、一以上の熱源の位置に対する熱的治療を行った場合の前記生体内の温度の分布を予測し、予測された温度が所定の範囲に含まれる領域を熱的治療が完了すると予測される治療予測領域として特定し、前記治療予測領域と前記治療予定領域との重複部分の大きさが増すように、前記一以上の熱源の位置及び前記熱的治療を行う順序を算出し、
前記表示部は、前記抽出された血管構造の画像、前記治療予定領域の画像、前記算出された熱源の位置の各々に対する熱的治療を前記算出された順序で行った場合に各々の熱的治療において予測される前記生体内の温度の分布を示す画像、及び、前記温度の分布に基づいて特定される治療予測領域の画像を順次表示することを特徴とする治療支援装置。
【請求項１４】
プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有する計算機による治療支援方法であって、
前記記憶装置は、治療対象の生体内の組織の画像情報を保持し、
前記プロセッサは、
前記プロセッサが、前記画像情報から、前記生体内の血管構造を抽出する手順と、
前記プロセッサが、前記抽出された血管構造に基づいて、前記抽出された血管構造の少なくとも一部を含む治療予定領域に対する熱的治療のための一以上の熱源の位置を算出する手順と、
前記プロセッサが、前記算出した一以上の熱源の位置を含む画像を表示するためのデータを出力する手順と、を含むことを特徴とする治療支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱的治療を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）、及びＸ線ＣＴ（Computed Tomography）に代表される医療用の画像表示装置は、目視できない生体内の情報を数値または画像の形態で提示する装置として広く利用されている。血管の画像化には主に造影剤を使用し、造影超音波（CEUS: Contrast-enhanced US）ではマクロバブル（微小気泡）、造影ＭＲＩ（MRA: MR angiography）ではガドリニウム造影剤、造影ＣＴ（CTA: CT angiography）ではヨード造影剤が利用されている。超音波は相関演算に基づく非造影の血管画像化技術があり、近年の高速送受信および高速演算の技術進展により、腫瘍性血管や炎症性血管などの０．１ｍｍオーダの微細血管を描出する高分解能化が実現している。腫瘍性血管は正常組織に比べて、分布や形状が異常であり、腫瘍診断において重要な観察対象である。そのため画像診断機器では、血管描出の高分解能化、高感度化の画質向上の他、組織性状や血流動態など機能性を評価する技術開発も進んでいる。
【０００３】
一方、治療技術に関しては、入院期間が短く、術後経過も良好な低侵襲治療が普及し、適応疾患も拡大している。低侵襲治療は種類が多く、体表部に２ｃｍ程度の穴を開け、挿入する内視鏡下で手術を行なう腹腔鏡手術や、患部を熱的に壊死させる熱的治療技術がある。熱的治療として様々な方法が提案されており、適応疾患が各々異なる。例えばラジオ波焼灼治療（RFA: Radio frequency ablation）は先端に電極を備えた針を患部に穿刺し、半径１０ｍｍ程度の領域を７０度程度に加温して組織を熱的に壊死させる。主に肝癌に適応され、開腹手術に比べて切開部が小さく、出血も少ないため、患者の身体的ダメージが極めて少ない。その他、マイクロ波を利用するＭＷＡ（Micro wave ablation）、冷却治療であるＣｒｙｏ、強力集束超音波を利用して焦点に加温領域を形成し組織を凝固させるＨＩＦＵ（High intensity focused ultrasound）が臨床利用されている。低侵襲治療では患部を直接的に観察できないため、患部や周辺組織の位置関係、または血管や神経の分布を事前に把握する必要があり、術前シミュレーションが重要視されている。
【０００４】
特許文献１には、焼灼デバイスに起因する患者個別の臓器内の温度分布の術前シミュレーションが記載されている。このシミュレーションにおいて、医用画像から患者の血管構造が抽出され、血管によるヒートシンク効果を考慮した伝熱推定が行われる。異なる焼灼電流及び異なる焼灼デバイスの位置に応じて、焼灼の効果を表示する温度マップが生成され、それに基づいて、焼灼デバイスのより適切な位置が決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０２９６８４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
熱的低侵襲治療の課題は、加温による温度分布の予測が難しく、熱源配置の最適化が困難な点である。その主たる要因は血流による熱伝達（ヒートシンク効果）である。伝熱（heat transfer）は、主に組織内を高温部から低温部に熱が伝わる熱伝導（thermal conduction）と、流体（血流）内部の温度勾配による熱移動である熱伝達（heat convection）に大別される。腫瘍内部の組織構造は実際には非常に複雑であるが、対象性や生体組織内の熱伝導率の差異を無視するなどの簡易モデル化により温度分布の予測はある程度可能である。しかし血管構造は１ｍｍから０．１ｍｍまで幅があり、更に血管密度や蛇行性により熱伝達の影響が異なるため、熱伝導に比較して影響が大きい。そのため、血管付近では加熱不足が発生し、再発リスクを伴う。これを回避するため、腫瘍よりも１０ｍｍ以上広い領域をマージン領域として設定し、治療している。
【０００７】
特許文献１に記載の技術は、医用画像から血管を抽出し、ヒートシンク効果を考慮した伝熱推定を行なう。伝熱推定の結果は温度マップとして表示され、術者は表示結果を参考に、熱源配置の術前計画をする。
【０００８】
但し複数の熱源を配置する場合の最適化、特に段階的に治療を進める場合の最適化については課題を残す。つまり、１回目の治療による組織変性は、血管の消失等により熱伝達に影響するため、２回目の治療の熱源配置の最適化に含める必要がある。即ち、熱的低侵襲治療の治療シミュレータに必要な機能として、熱源の配置と共に治療の順番を最適化し、治療完了までの術前計画をサポートする機能が必要である。
【０００９】
以上を背景に、本発明の目的は、熱的低侵襲治療の分野において、熱源の位置と治療順を最適化した治療計画を提示する機能によって、熱的治療を支援することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明では上述した課題を解決するために、プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有する治療支援装置であって、前記記憶装置は、治療対象の生体内の組織の画像情報を保持し、前記プロセッサは、前記画像情報から、前記生体内の血管構造を抽出し、前記抽出された血管構造に基づいて、前記抽出された血管構造の少なくとも一部を含む治療予定領域に対する熱的治療のための一以上の熱源の位置を算出し、前記算出した一以上の熱源の位置を含む画像を表示するためのデータを出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来よりも高精度かつ短時間で治療を完了する、熱的低侵襲治療が実現する。その結果、入院期間短縮、再発防止及び術時間短縮の効果が期待でき、術者と患者双方の身体的負担及び経済的負担が軽減する。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例の治療支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例の治療支援装置を使用した治療の流れを示す説明図である。
【図３】本発明の実施例の治療支援装置が実行する処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例の治療支援装置が実行する伝熱分析の説明図である。
【図５】本発明の実施例の治療支援装置が取得する血管画像及び血管分析画像の説明図である。
【図６】本発明の実施例の治療支援装置が実行する伝熱分析の説明図である。
【図７】本発明の実施例の治療支援装置が実行する熱治療最適化処理の説明図である。
【図８】本発明の実施例の治療支援装置が実行する治療計画の作成処理の説明図である。
【図９】本発明の実施例の治療支援装置が実行する熱治療最適化処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例の治療支援装置が実行する熱治療最適化処理の第１の例を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施例の治療支援装置が実行する熱治療最適化処理の第２の例を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施例の治療支援装置が実行する熱治療最適化処理の第３の例を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施例の治療支援装置術者による治療の開始後に実行する術中処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施例の治療支援装置による術中処理を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施例の治療支援装置による術中処理の第１の例を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施例の治療支援装置による術中処理の第２の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施例の治療支援装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１５】
治療支援装置１００は、制御プロセッサ１０１、メモリ１０２及び送受信制御部１０７を有する。制御プロセッサ１０１は、メモリ１０２に格納されたプログラムに従って、治療支援装置１００の機能を実現するための種々の処理を実行する。メモリ１０２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の記憶装置であり、制御プロセッサ１０１によって実行されるプログラム、制御プロセッサ１０１がプログラムを実行する際に参照するデータ、及び制御プロセッサ１０１がプログラムを実行した結果として生成されたデータ等のソフトウェアを格納する。例えば、メモリ１０２は、画像生成処理部１０３、血流計測処理部１０４、伝熱推定処理部１０５及び熱源配置最適化処理部１０６を格納する。
【００１６】
図１の例において上記の処理部はメモリ１０２に格納されたソフトウェアを制御プロセッサ１０１が実行することによって実現される。したがって、以下の説明に置いて上記の処理部が実行する処理は、実際には制御プロセッサ１０１によって実行される。ただし、上記の処理部を実現するソフトウェアをＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に組み込むことによって、上記の処理部をハードウェアとして機能させることもできる。
【００１７】
上記の処理部が実行する処理の詳細については後述する。
【００１８】
送受信制御部１０７は、探触子１１０に接続され、探触子１１０との間の信号の送受信を制御するために、送信ビームフォーマ１０８及び受信ビームフォーマ１０９を有する。送信ビームフォーマ１０８は、探触子１１０を構成する複数の圧電素子（図示省略）に入力される電気信号の電圧、タイミング及び持続時間を制御する。
【００１９】
送信ビームフォーマ１０８によって遅延時間が与えられ、探触子１１０に入力された電気信号は、圧電素子によって音響信号（超音波）に変換され、検査対象１１１に送信される。検査対象１１１内を伝搬する過程で反射した音響信号は再び探触子１１０によって受信され、圧電素子によって電気信号に変換され、受信ビームフォーマ１０９に入力される。
【００２０】
受信ビームフォーマ１０９では、送信ビームフォーマ１０８が与えた遅延時間分の位相が戻されて加算処理（整相加算）が行われる。整相加算後の電気信号は複素のＲＦ信号であり、最終的に構成される画像の縦方向のラインの構成要素となる。
【００２１】
制御プロセッサ１０１は、上記のようにメモリ１０２に格納されたソフトウェアを読み込み、ＲＦ信号を利用した信号処理を実行した後、その結果である数値又は画像を表示部１３０に送る。具体的には、画像生成処理部１０３が、ＲＦ信号の振幅を輝度情報に変換し、組織の形状を示す画像情報を生成する。画像生成処理部１０３は、生成した画像情報を少なくとも一時的にメモリ１０２に保持するとともに、必要に応じて表示部１３０に送信して画像を表示させる。
【００２２】
治療支援装置１００には、外部入力デバイス１２０及び表示部１３０が接続される。外部入力デバイス１２０は、例えばキーボード、マウス又はタッチパネル等の入力デバイスであり、これを介して制御プロセッサ１０１に情報が入力される。表示部１３０は、例えば液晶パネル等の出力デバイスであり、これを介して制御プロセッサ１０１による処理の結果が出力される。
【００２３】
なお、図１の例は、超音波診断装置を用いて治療支援装置１００を実現する例を示したものである。例えば、制御プロセッサ１０１、メモリ１０２及び送受信制御部１０７等のハードウェアは従来の超音波診断装置が有するものと同様のものであり、メモリ１０２に本実施例の画像生成処理部１０３〜熱源配置最適化処理部１０６を実現するためのソフトウェアを追加することによって本実施例の治療支援装置１００が実現されてもよい。また、図１では治療支援装置１００に探触子１１０、外部入力デバイス１２０及び表示部１３０が接続されるように図示されているが、それらを含めた全体を治療支援装置と呼んでもよい。しかし、上記の構成は一例であり、治療支援装置１００は、治療対象である生体内の血管等の組織の画像を取得できる診断装置であれば、例えばＭＲＩ装置又はＸ線ＣＴ装置のような、他の種類の診断装置を用いて実現することもできる。
【００２４】
図２は、本発明の実施例の治療支援装置１００を使用した治療の流れを示す説明図である。
【００２５】
最初に、術者２２０が探触子１１０を使用した撮像を開始する（ステップ２０１）。治療支援装置１００では、探触子１１０が検査対象１１１に超音波を送信し、検査対象１１１から反射した超音波を受信し（ステップ２０２）、受信した信号に基づいて画像生成処理部１０３が検査対象１１１内の血管の画像を生成し、メモリ１０２に格納する（ステップ２０３）。そして、血流計測処理部１０４、伝熱推定処理部１０５及び熱源配置最適化処理部１０６が、血管の画像に基づいて治療計画画像のデータを生成して出力すると、表示部１３０がそのデータに基づいて治療計画画像を表示する（ステップ２０４）。表示される治療計画画像には、後述するように、推奨される熱源配置を示す画像が含まれる（図８参照）。
【００２６】
術者２２０は、表示された治療計画画像を参照して、術前治療計画を作成する（ステップ３０５）。例えば、術者２２０は、表示された治療計画画像を参照して、推奨された熱源配置に従って実際に治療を行った場合のリスク等を考慮した上で、実際に行う治療における熱源配置を決定してもよい。そして、術者は、作成した術前治療計画に従って第１治療を開始する（ステップ２０６）。具体的には、治療装置２２１を用いて、術前治療計画で決定された第１治療の熱源の位置に対する熱的治療が行われる（ステップ２０７）。熱的治療は、患部に加熱又は冷却のための治療デバイスを穿刺する穿刺治療（ＲＦＡまたはｃｒｙｏ等）と、放射線又は強力超音波を（遠隔的に）照射する照射治療（ＨＩＦＵ等）とに大別されるが、いずれの治療が行われてもよい。いずれの場合も熱源の配置が治療の精度に大きく影響するため、治療計画として、一つ以上の熱源の配置（すなわちそれぞれの熱源の位置）及びそれらの熱源を加熱又は冷却する順序が決定される。以下の説明では加熱の例を示しているが、冷却についても同様の処理を行うことが可能であり、これによって、必要に応じて任意の熱的治療に本実施例を適用することができる。
【００２７】
第１治療が終了したと術者２２０が判断すると（ステップ２０８）、探触子１１０が検査対象１１１に超音波を送信し、検査対象１１１から反射した超音波を受信し（ステップ２０９）、受信した信号に基づいて画像生成処理部１０３が検査対象１１１内の血管の画像を生成し（ステップ２１０）、血流計測処理部１０４、伝熱推定処理部１０５及び熱源配置最適化処理部１０６が治療計画画像を生成し、生成した治療計画画像を表示部１３０が表示する（ステップ２１１）。ステップ２０９〜２１１は、上記のステップ２０２〜２０４と同様に行われる。なお、ステップ２０３、２０４、２１０及び２１１の詳細については、図３等を参照して後述する。
【００２８】
術者２２０は、表示された治療計画画像を参照して、治療再計画を行う（ステップ２１２）。具体的には、術者２２０は、表示された治療計画画像を参照して、第１治療によって実際に治療が完了した領域を確認し、治療予定範囲に治療が完了していない領域が残っている場合には、第２治療の熱源配置を決定する。治療予定範囲全体の治療が完了した（すなわち治療予定範囲に治療が完了していない領域が残っていない）か否かを判定し（ステップ２１３）、完了していない場合（ステップ２１３：Ｎｏ）には、ステップ２１２で決定した熱源配置に従って第２治療を開始し（ステップ２１４）、完了した場合（ステップ２１５：Ｙｅｓ）には、治療を終了する（ステップ２１５）。ステップ２１４で第２治療が開始された場合、その後、ステップ２０７以降と同様の処理が繰り返し実行される。
【００２９】
図３は、本発明の実施例の治療支援装置１００が実行する処理を示すフローチャートである。
【００３０】
最初に、画像生成処理部１０３が血管画像を生成する（ステップ３０１）。これは、図２のステップ２０３に相当する。本実施例では、探触子１１０が超音波を送信し、検査対象１１１からの反射波を受信し、画像生成処理部１０３が公知の画像処理によって血管画像を生成する。例えば超音波造影剤を利用した造影画像、又はドプラ画像等、血管分布を特異的に強調表示できる画像が得られる限り、どのような方法を用いてもよい。
【００３１】
次に、血流計測処理部１０４が、血管分析を行う（ステップ３０２）。具体的には、血流計測処理部１０４は、血管画像に基づいて、血管の分布（密度及び血管径の大小）、形状（蛇行性及び分岐等）及び流量を数値情報として算出する。
【００３２】
次に、伝熱推定処理部１０５が、伝熱分析を行う（ステップ３０３）。具体的には、伝熱推定処理部１０５は、ステップ３０２の血管分析の結果と、設定した熱源位置と、に基づいて温度分布を算出する。なお、実際の治療を行う前に伝熱分析の計算を行うために位置及び熱量等が仮定された熱源を、以下の説明において仮想熱源とも記載する。伝熱は、組織を伝わる熱伝導と、流体（ここでは血流）による熱の移動（ヒートシンク効果）である熱伝達に大別される。本実施例の伝熱推定処理部１０５は、仮想熱源の位置及び熱量を設定し（ステップ３０４）、それらの情報と血管分析の結果とを入力として温度分布を解析する（ステップ３０５）。
【００３３】
次に、熱源配置最適化処理部１０６が、伝熱分析の結果に基づいて最適な熱源配置を分析する熱治療最適化処理を実行する（ステップ３０６）。ここで、最適な熱源配置とは、例えば、最小の数で、治療予定領域（後述）全体の治療を完了させることができる熱源の配置である。そして、熱源配置最適化処理部１０６は、表示部１３０を介してその結果を出力する（ステップ３０７）。例えば、熱源配置最適化処理部１０６は、血管構造等及び決定した熱源の配置等を示す画像を表示するためのデータを生成して表示部１３０に出力し、表示部１３０がその画像を表示する。表示される画像の例については図８を参照して後述する。
【００３４】
図４は、本発明の実施例の治療支援装置１００が実行する伝熱分析の説明図である。
【００３５】
具体的には、図４は、仮想熱源設定（ステップ３０４）の例を示す。例えば、伝熱推定処理部１０５は、血管分析結果に基づいて、熱伝達の影響を予測し（ステップ４０１）、その結果に基づいて、熱伝達が強い位置を熱源の位置として設定してもよい（ステップ４０２）。熱伝達が強い位置とは、例えば太く流量が多い血管の近くなど、ヒートシンク効果の影響が強く現れる位置である。そのような位置を先に治療して血管を消滅させることによって、それ以後の治療におけるヒートシンク効果の影響が軽減されるため、治療の効率が向上すると考えられる。なお、伝熱推定処理部１０５は、ステップ４０１において、微小かつ低密度に分布する血管を計算の対象から排除してもよい。これによって、計算の精度は低下するが、計算資源及び計算時間を節約することができる。
【００３６】
あるいは、伝熱推定処理部１０５は、治療予定領域の中心を熱源の位置として設定してもよいし（ステップ４０３）、術者が外部入力デバイス１２０を使用して入力した位置を熱源の位置として設定してもよい（ステップ４０４）。
【００３７】
ステップ３０２で設定された熱源の位置及び熱量から温度分布を解析する処理（ステップ３０５）は、公知の方法によって実行することができる。一例を示せば、伝熱推定処理部１０５は、次に示す基本方程式によって伝熱分析を行ってもよい。式（１）は熱伝導の計算に、式（２）は血流による熱伝達の計算にそれぞれ用いられる。
【００３８】
【数１】
2019000145.tif 000003
【００３９】
次に、図２から図４に示した処理の詳細について、具体例を示しながら説明する。
【００４０】
図５は、本発明の実施例の治療支援装置１００が取得する血管画像及び血管分析画像の説明図である。
【００４１】
図５（Ａ）は、ステップ３０１で生成される血管画像５０１の例を示す。血管画像５０１には、例えば、腫瘍領域５０２と、腫瘍領域５０２内及びその周囲の血管５０３と、が含まれる。
【００４２】
図５（Ｂ）は、ステップ３０２で実行される血管分析の際の血管分析画像５０４の例を示す。血流計測処理部１０４は、血管の分布、形状、流量及び異常血管等を算出する。異常血管は、血管の分布及び形状の情報から、統計的手法によって自動抽出することができる。血管分析の結果に基づいて、腫瘍領域５０２を含むように、治療予定領域５０５が設定される。
【００４３】
治療予定領域５０５は種々の方法で設定することができる。例えば、腫瘍性の血管が蛇行しやすい傾向から、治療予定領域血管分析結果に含まれる血管の蛇行性の情報に基づいて自動的に腫瘍領域５０２を含む治療予定領域５０５を設定してもよい。あるいは、画像における腫瘍領域５０２とそれ以外の領域との輝度の違いに基づいて自動的に腫瘍領域５０２を含む治療予定領域５０５を設定してもよい。あるいは、表示部１３０が血管分析画像を表示し、それを術者が参照して、外部入力デバイス１２０を操作して手動で腫瘍領域５０２を含むように治療予定領域５０５を設定してもよい。
【００４４】
図６は、本発明の実施例の治療支援装置１００が実行する伝熱分析の説明図である。
【００４５】
図６には、図５（Ｂ）に示すような血管分析の結果が得られた場合に、熱源位置を設定して、式（１）及び式（２）に示すような方法で伝熱分析をした結果の例を示している。ここで、図６には、設定した熱源の位置が異なる二つの例を、それぞれ温度分布画像６０１及び６０３として示している。これらの例では、熱的治療の結果として温度が３０℃以上５０℃未満、５０℃以上７０℃未満、及び、７０℃以上のそれぞれになることが伝熱分析によって予測される範囲が表示されている。なお、ここでは熱的治療として焼灼（すなわち加熱）が行われる例を示しているが、熱的治療として冷却が行われてもよく、その場合には温度が低下すると予測される範囲が表示される。
【００４６】
図５（Ｂ）に示す血管分析画像の例では、治療予定領域内の血管密度は、画像の右側の領域において高く、左側の領域において低い。このため、温度分布画像６０１に示すように、治療予定領域の中心に熱源６０２を設定した場合、右側の領域では熱伝達がより強く発生することによって（すなわちヒートシンク効果によって）、温度の上昇が抑えられる。これに対して、左側の領域では、ヒートシンク効果の影響が小さいため、広い範囲で温度が上昇する。
【００４７】
一方、温度分布画像６０３に示すように、血管密度が高い右側の領域内に熱源６０４を設定した場合、温度が上昇する範囲の非対称性は軽減するが、ヒートシンク効果によって治療領域（すなわち所定の値以上に温度が上昇する領域）は縮小する。
【００４８】
図７は、本発明の実施例の治療支援装置１００が実行する熱治療最適化処理の説明図である。
【００４９】
図７には、図５（Ｂ）に示す血管分析結果が得られた場合にステップ３０６で実行される熱治療最適化処理の詳細、すなわち治療シミュレーションの流れを例として示す。
【００５０】
温度分布画像７０１は、１回目の熱源７０２を設定して、１回目の伝熱分析を行った結果の例を示す。治療支援装置１００は、図６を参照して説明したものと同様の方法によって、血管分析画像５０４から温度分布画像７０１を構築し、それに基づいて１回目の熱的治療による治療完了領域を予測する。ここで、治療完了領域とは、熱的治療の結果、温度が治療のために必要な所定の温度（例えば５０℃）以上に上昇する領域である。以下の説明では、伝熱分析によって予測された治療完了領域を治療予測領域と記載する。
【００５１】
血管分析画像７０３には、１回目の熱的治療の治療予測領域７０４が表示されている。治療完了領域に含まれる血管は組織変性によって血流がほぼ遮断されるため、ヒートシンク効果は弱くなる。治療支援装置１００は、治療前の血管分析画像５０４に含まれる血管のうち、治療予測領域７０４に含まれる血管を除外した血管分布画像に基づいて、２回目の熱源配置を決定し、２回目の伝熱分析を行う。温度分布画像７０５は、その２回目の伝熱分析の結果の例を示す。この例では、熱源７０６が設定された場合に温度が上昇する範囲が表示されている。上記のように前回までの治療によって変化すると予測された血管構造に基づいて次回以降の伝熱分析を行うことによって、治療予測領域の精度が向上する。
【００５２】
治療支援装置１００は、必要に応じて上記の処理を繰り返すことによって、最適な熱源配置を決定する。その例について、図８を参照して説明する。
【００５３】
図８は、本発明の実施例の治療支援装置１００が実行する治療計画の作成処理の説明図である。
【００５４】
図８には、図７を参照して説明した熱治療最適化処理の結果を受け、複数回実行される熱的治療のそれぞれにおける熱源の位置、複数回の熱的治療の順序、複数回の熱的治療の結果として予測される治療完了領域等を表示する治療計画画像の例を示す。
【００５５】
具体的には、温度分布画像８０１は、１回目に設定された熱源８０２と、熱源８０２に基づく１回目の伝熱分析によって得られた治療予測領域８０３と、を示す。温度分布画像８０４は、２回目に設定された熱源８０５と、熱源８０５に基づく２回目の伝熱分析によって得られた治療予測領域８０６と、を示す。温度分布画像８０７は、３回目に設定された熱源８０８と、熱源８０８に基づく３回目の伝熱分析によって得られた治療予測領域８０９と、を示す。
【００５６】
温度分布画像８１０は、上記の３回分の熱源と治療予測領域とを重ね合わせた画像である。
【００５７】
治療予測画像８１１は、上記の３回分の治療予測領域の和集合（すなわち、治療予測領域８０３、治療予測領域８０６及び治療予測領域８０９の少なくともいずれかに属する領域の集合）である治療予測領域８１２を示す。この治療予測領域は、上記の３回の熱的治療によって治療が完了すると予測される領域である。図８の例では、治療予定領域５０５のほぼ全域、さらに、腫瘍領域５０２の全域が治療予測領域８１２に含まれる。
【００５８】
治療支援装置１００は、図８に示す画像８０１、８０４、８０７、８１０及び８１１を表示することによって、一つ以上の熱源の位置及びそれらの熱源に対する熱的治療の順序の情報を提供することができる。図８には３回の治療によって治療予定領域５０５全体の治療が完了すると予測された例を示しているが、１回の治療によって治療予定領域５０５全体の治療が完了すると予測される場合には、その１回の治療における熱源の位置を表示すればよく、順序の情報は不要となる。
【００５９】
図７及び図８を参照して説明した熱治療最適化処理における複数回の熱的治療の熱源の位置の決定、順序の決定及び終了の判定は、種々の方法で行うことができる。それらのうちいくつかの例を以下に説明する。
【００６０】
図９は、本発明の実施例の治療支援装置１００が実行する熱治療最適化処理の詳細を示すフローチャートである。
【００６１】
最初に、熱源配置最適化処理部１０６は、治療予定領域を設定する（ステップ９０１）。具体的には、図５を参照して説明したように、自動的に治療予定領域を設定してもよいし、術者によって入力された情報に従って治療予定領域を設定してもよい。
【００６２】
次に、熱源配置最適化処理部１０６は、熱源の位置を決定する（ステップ９０２）。例えば、熱源配置最適化処理部１０６は、最も広範囲を焼灼できる熱源の位置を優先的に決定してもよいし、端から順に焼灼するように熱源の位置を決定してもよいし、ヒート進行効果が高い位置を熱源の位置として優先的に決定してもよい。これらの決定方法の具体例については後述する（図１０〜図１２参照）。
【００６３】
次に、熱源配置最適化処理部１０６は、ステップ９０２で決定した熱源に対する治療を実施した場合の治療完了領域を予測する（ステップ９０３）。具体的には、熱源配置最適化処理部１０６が伝熱推定処理部１０５を呼び出し、伝熱推定処理部１０５が、ステップ９０２で決定された熱源の位置に所定の熱量を加えた場合の伝熱分析を行うことによって、治療完了領域を予測してもよい。
【００６４】
次に、熱源配置最適化処理部１０６は、ステップ９０１で設定した治療予定領域と、ステップ９０３で予測した治療完了領域とについて空間分析を行う（ステップ９０４）。具体的には、熱源配置最適化処理部１０６は、これまでの処理において治療が完了すると予測される領域、治療予定領域及び治療予定領域内の血管等の位置関係を分析する。
【００６５】
次に、熱源配置最適化処理部１０６は、治療予定領域の治療が完了するか否かを判定する（ステップ９０５）。例えば、熱源配置最適化処理部１０６は、ステップ９０１で設定された治療予定領域の全体が、予測された治療完了領域と重複する場合に、治療が完了すると判定してもよいし、設定した熱源の数が所定の上限に達した場合に治療が完了すると判定してもよい。前者の判定を行うことによって、術者及び患者の負担を軽減しながら確実な治療が行える熱源を配置することができる。しかし、例えば治療予定領域の位置又はその周囲の条件等によって治療の回数が制限される場合等には後者の判定が行われてもよい。それによって、制限された回数内で最も治療の効果の高い熱源配置が実現される。
【００６６】
ステップ９０５において治療が完了しないと判定された場合（ステップ９０５：Ｎｏ）、処理はステップ９０２に戻る。熱源配置最適化処理部１０６は、予測された治療完了領域と治療予定領域との重複部分の大きさが増すように、次の熱源の位置を決定する。ステップ９０５で治療が完了すると判定されるまで、上記の処理が繰り返し実行される。２回目以降のステップ９０３では、熱源配置最適化処理部１０６は、前回までに設定された熱源に対する熱的治療が行われた場合の血管構造の変化を予測し、それに基づく伝熱分析によって治療完了領域を予測してもよい。これによって、治療予定領域を確実に治療するための熱源の位置を算出することができる。
【００６７】
ステップ９０５において治療が完了すると判定された場合（ステップ９０５：Ｙｅｓ）、熱治療最適化処理が終了し（ステップ９０６）、ステップ９０２において設定された全ての熱源の位置及びその順序が出力される。
【００６８】
図１０は、本発明の実施例の治療支援装置１００が実行する熱治療最適化処理の第１の例を示す説明図である。
【００６９】
図１０に示す第１の例では、最も広範囲を焼灼できる熱源の位置が優先的に決定される。ヒートシンク効果の影響が小さい場合には、この方法が効率的である。
【００７０】
図１０（Ａ）の画像１００１は、例として、熱源配置最適化処理部１０６がステップ９０１で設定した治療予定領域５０５、１回目のステップ９０２で決定した１回目の治療の熱源１００２、及び、１回目のステップ９０３で予測した結果を示す治療予測領域１００３を示す。第１の例において、熱源配置最適化処理部１０６は、最も広範囲を焼灼できる熱源の位置を優先的に決定する。ただし、図１０（Ａ）の例では、１回目の熱源１００２の位置（すなわち初期値）は治療予定領域５０５の中心に決定される。
【００７１】
図１０（Ｂ）の画像１００４は、１回目のステップ９０３の結果に基づいて特定された治療完了領域１００５を示す。これは、治療予測領域１００３と同一である。熱源配置最適化処理部１０６は、１回目のステップ９０４において、治療予定領域５０５、治療完了領域１００５及び血管５０３の位置関係を分析する。
【００７２】
画像１００４に示すように、治療予定領域５０５に含まれるが治療完了領域１００５には含まれない領域がまだ残っている場合には、ステップ９０５において治療が完了しないと判定される（ステップ９０５：Ｎｏ）。この場合、処理はステップ９０２に戻り、次の熱源の位置が決定される。図１０（Ｃ）の画像１００６は、例として、熱源配置最適化処理部１０６が２回目のステップ９０２で決定した２回目の治療の熱源１００７、及び、２回目のステップ９０３で予測した結果を示す治療予測領域１００８を示す。
【００７３】
第１の例の熱源配置最適化処理部１０６は、そこに熱源を設定することによって、治療予定領域５０５のうちまだ治療完了領域１００５に含まれない領域を最も広範囲に焼灼できると予測される位置を、熱源１００７の位置として決定してもよい。この予測を行うときに、熱源配置最適化処理部１０６は、前回までの治療完了領域１００５に含まれていない（すなわち、予測の通りに治療が行われたとしてもまだ焼灼されずに残っている）血管の配置等に基づいてヒートシンク効果を考慮してもよいし、考慮しなくてもよい。
【００７４】
熱源配置最適化処理部１０６は、前回までの予測の結果を示す治療完了領域１００５と、今回の予測で得られた治療予測領域１００８との和集合を新たな治療完了領域１００５とする。そして、熱源配置最適化処理部１０６は、２回目のステップ９０４において、新たな治療完了領域１００５、治療予定領域５０５及び血管５０３等の位置関係を分析する。
【００７５】
図１１は、本発明の実施例の治療支援装置１００が実行する熱治療最適化処理の第２の例を示す説明図である。
【００７６】
第２の例では、単純に、治療予定領域の端から順に治療が進められるように、熱源の位置が決定される。
【００７７】
図１１（Ａ）の画像１１０１は、例として、熱源配置最適化処理部１０６がステップ９０１で設定した治療予定領域５０５、１回目のステップ９０２で決定した１回目の治療の熱源１１０２、及び、１回目のステップ９０３で予測した結果を示す治療予測領域１１０３を示す。第２の例において、熱源配置最適化処理部１０６は、治療予定領域５０５の端から順に焼灼されるように熱源の位置を決定する。ただし、１回目の熱源１１０２は、治療予定領域５０５内の任意の位置に設定されてもよい。
【００７８】
図１１（Ｂ）の画像１１０４は、１回目のステップ９０３の結果に基づいて特定された治療完了領域１１０５を示す。これは、治療予測領域１１０３と同一である。熱源配置最適化処理部１０６は、１回目のステップ９０４において、治療予定領域５０５、治療完了領域１１０５及び血管５０３の位置関係を分析する。
【００７９】
画像１１０４に示すように、治療予定領域５０５に含まれるが治療完了領域１１０５には含まれない領域がまだ残っている場合には、ステップ９０５において治療が完了しないと判定される（ステップ９０５：Ｎｏ）。この場合、処理はステップ９０２に戻り、次の熱源の位置が決定される。図１１（Ｃ）の画像１１０６は、例として、熱源配置最適化処理部１０６が２回目のステップ９０２で決定した２回目の治療の熱源１１０７、及び、２回目のステップ９０３で予測した結果を示す治療予測領域１１０８を示す。
【００８０】
第２の例の熱源配置最適化処理部１０６は、その位置を熱源としたときの治療予測領域の境界が残存領域（すなわち治療予定領域５０５のうち、いずれの治療予測領域とも重複しない領域）の境界と近づくように、熱源１１０７の位置を決定してもよい。具体的には、例えば、第２の例の熱源配置最適化処理部１０６は、その時点の治療完了領域１１０５の境界上の点のうち、治療予定領域５０５に含まれる任意の点の位置、又は、その付近の位置を熱源１１０７の位置として決定してもよい。
【００８１】
熱源配置最適化処理部１０６は、前回までの予測の結果を示す治療完了領域１１０５と、今回の予測で得られた治療予測領域１１０８との和集合を新たな治療完了領域１１０５とする。そして、熱源配置最適化処理部１０６は、２回目のステップ９０４において、新たな治療完了領域１１０５、治療予定領域５０５及び血管５０３等の位置関係を分析する。
【００８２】
以上の第２の例によれば、熱源の位置を決定する際にヒートシンク効果を含めた伝熱効果が考慮されないため、計算量を抑えながら、確実に治療予定領域の治療を完了する治療計画を作成することができる。
【００８３】
図１２は、本発明の実施例の治療支援装置１００が実行する熱治療最適化処理の第３の例を示す説明図である。
【００８４】
第３の例では、ヒートシンク効果を考慮して熱源の位置が決定される。
【００８５】
図１２（Ａ）の画像１２０１は、例として、熱源配置最適化処理部１０６がステップ９０１で設定した治療予定領域５０５、１回目のステップ９０２で決定した１回目の治療の熱源１２０２、及び、１回目のステップ９０３で予測した結果を示す治療予測領域１２０３を示す。第３の例において、熱源配置最適化処理部１０６は、治療予定領域５０５のうち、ヒートシンク効果が高い位置に優先的に熱源を設定する。具体的には、熱源配置最適化処理部１０６は、例えば、血管密度が高い位置に優先的に熱源を設定してもよいし、治療予定領域５０５の複数の熱源の位置について図６に示すような伝熱分析を行い、温度が上昇する範囲が狭い熱源の位置を優先的に採用してもよい。
【００８６】
図１２（Ｂ）の画像１２０４は、１回目のステップ９０３の結果に基づいて特定された治療完了領域１２０５を示す。これは、治療予測領域１２０３と同一である。熱源配置最適化処理部１０６は、１回目のステップ９０４において、治療予定領域５０５、治療完了領域１２０５及び血管５０３の位置関係を分析する。
【００８７】
画像１２０４に示すように、治療予定領域５０５に含まれるが治療完了領域１２０５には含まれない領域がまだ残っている場合には、ステップ９０５において治療が完了しないと判定される（ステップ９０５：Ｎｏ）。この場合、処理はステップ９０２に戻り、次の熱源の位置が決定される。図１２（Ｃ）の画像１２０６は、例として、熱源配置最適化処理部１０６が２回目のステップ９０２で決定した２回目の治療の熱源１２０７、及び、２回目のステップ９０３で予測した結果を示す治療予測領域１２０８を示す。
【００８８】
第３の例の熱源配置最適化処理部１０６は、２回目以降のステップ９０２において、１回目と同様の方法で熱源の位置を決定する。２回目の伝熱分析では、１回目の治療完了領域１２０５に含まれる血管は存在しないものとして扱われるため、ヒートシンク効果が小さくなることによって、一般には２回目の治療予測領域１２０８は１回目の治療予測領域１２０３より大きくなる傾向がある。
【００８９】
熱源配置最適化処理部１０６は、前回までの予測の結果を示す治療完了領域１２０５と、今回の予測で得られた治療予測領域１２０８との和集合を新たな治療完了領域１２０５とする。そして、熱源配置最適化処理部１０６は、２回目のステップ９０４において、新たな治療完了領域１２０５、治療予定領域５０５及び血管５０３等の位置関係を分析する。
【００９０】
以上の第３の例によれば、治療効果の抑制要因であるヒートシンク効果等の伝熱効果の影響が大きい領域を優先的に治療することによって、伝熱効果の影響が早期に抑制され、効率的な治療が期待できる。また、仮に治療が十分でなかったとしても、活性度が高い領域（例えば血管密度が高い領域など）を先行して治療することによって、再発リスク及び再発速度を抑える効果が期待できる。
【００９１】
なお、熱源配置最適化処理部１０６は、ステップ９０２において、伝熱効果が低い位置に優先的に熱源を設定してもよい。この場合は、１回目の治療で広い範囲の治療が完了することが期待できる。
【００９２】
上記の例のステップ９０５において、熱源配置最適化処理部１０６は、ステップ９０１で設定された治療予定領域の全体が治療完了領域に含まれる場合に、治療が完了すると判定していたが、それ以外の条件で治療の完了を判定してもよい。例えば、熱源配置最適化処理部１０６は、治療予定領域の一部がまだ治療完了領域に含まれていなくても、ステップ９０２から９０４を繰り返した回数が所定の上限に達した場合に、治療が完了すると判定してもよい。
【００９３】
また、上記のステップ９０２から９０４を繰り返す際に、ステップ９０２における熱源の位置の決定方法を変更してもよい。例えば、１回目のステップ９０２において第１の例の方法で熱源の位置を決定し、２回目のステップ９０２において第２の例又は第３の例の方法で熱源の位置を決定してもよい。他の組合せも同様に許容される。
【００９４】
以上は、術者が治療を開始する前に、これから行おうとする治療の計画の作成を支援するために、治療支援装置１００が実行する処理を説明したものである。治療支援装置１００は、初期条件及び計算方法の少なくとも一方を変更しながら複数の治療計画を作成してもよい。具体的には、例えば、治療支援装置１００は、第１の例又は第２の例による治療計画を、１回目の熱源の位置を変更しながら複数作成してもよい。あるいは、第１の例から第３の例のそれぞれによる治療計画を作成してもよい。
【００９５】
治療支援装置１００は、作成した複数の治療計画の全てを出力してもよいし、所定の条件を満たすものだけを出力してもよいし、所定の基準に基づいて最善と判定された一つだけを出力してもよい。具体的には、例えば、治療支援装置１００は、所定の基準に基づいてそれぞれの治療計画を評価し、全ての治療計画を出力してもよいし、評価値が所定の基準値より高い一つ以上の治療計画を出力してもよいし、評価値が最も高い治療計画を出力してもよい。
【００９６】
治療支援装置１００は、複数の治療計画を出力する場合、それぞれの治療計画の作成方法を示す情報を併せて出力してもよい。作成方法を示す情報とは、例えば、広範囲を治療できる熱源の位置を優先的に決定したこと（図１０）、治療予定領域の端から順に治療するように熱源の位置を決定したこと（図１１）、及び、伝熱効果が高い熱源の位置を優先的に決定したこと（図１２）を示す情報等である。また、治療支援装置１００は、複数の治療計画を出力する場合、評価値が高い順に出力してもよい。これによって、複数の治療計画が表示された場合に術者がそれらのいずれかを選択するための判断材料が提供され、術者の負担が軽減する。
【００９７】
評価値は、例えば、治療予定領域の全体が、予測された治療完了領域と重複するまでに実行される治療の回数（すなわち設定された熱源の数）が少ないほど高くなるように設定されてもよいし、治療回数の上限が設定されている場合には、治療予定領域と予測された治療完了領域との重複部分が大きいほど高くなるように設定されてもよい。これによって、治療の条件に応じて適切な治療計画を提案することができる。
【００９８】
術者は、出力された治療計画を参照して、複数の治療計画が出力された場合にはそのいずれかを選択して、その通りに治療を行ってもよいし、出力された治療計画に自身の経験等を加味して治療計画を作成してもよい。
【００９９】
表示部１３０が例えば図５〜図８及び図１０〜図１２のような画像を処理の進行に応じて順次表示することによって、術者による治療計画の把握が容易になり、術者の負担が軽減する。
【０１００】
次に、術者が治療計画に従って治療を開始した後に治療支援装置１００が実行する処理について説明する。
【０１０１】
図１３は、本発明の実施例の治療支援装置１００が術者による治療の開始後に実行する術中処理を示すフローチャートである。
【０１０２】
最初に、術者が第ｎ熱源に対するｎ回目の治療を行う（ステップ１３０１）。ｎ回目の治療のための熱源を第ｎ熱源と記載する。ｎの初期値は１である。
【０１０３】
次に、画像生成処理部１０３が血管画像を生成する（ステップ１３０２）。これは、図３のステップ３０１に相当する。
【０１０４】
次に、熱源配置最適化処理部１０６が、ステップ１３０２で生成された血管画像から特定した実際の治療完了領域と、治療計画において予測されたｎ回目の治療が終了した時点の治療完了領域とを比較する（ステップ１３０３）。
【０１０５】
次に、熱源配置最適化処理部１０６は、ステップ１３０３における比較の結果に基づいて、治療が完了したか否かを判定する（ステップ１３０４）。例えば、熱源配置最適化処理部１０６は、治療予定領域の全体が実際の治療完了領域によって埋め尽くされた場合に、治療が完了したと判定してもよい。この判定は、ステップ１３０２で生成された血管画像に基づいて術者が行ってもよい。
【０１０６】
治療がまだ完了していないと判定された場合（ステップ１３０４：Ｎｏ）、熱源配置最適化処理部１０６は、ステップ１３０３における比較の結果に基づいて、第（ｎ＋１）熱源の位置を調整し、その結果と、作成された治療計画の最終予測結果とを表示する（ステップ１３０５）。
【０１０７】
そして、処理はステップ１３０１に戻り、ｎ＋１を新たなｎとして、術者が第ｎ熱源に対するｎ回目の治療を行う。
【０１０８】
ステップ１３０４において治療が完了したと判定された場合（ステップ１３０４：Ｙｅｓ）、術中処理が終了する。
【０１０９】
図１４は、本発明の実施例の治療支援装置１００による術中処理を示す説明図である。
【０１１０】
画像１４０１は、作成された治療計画における１回目の治療を示す。具体的には、画像１４０１には、治療予定領域５０５と、第１熱源１４０２と、１回目の治療による治療予測領域１４０３と、が表示されている。
【０１１１】
画像１４０４は、治療計画に従って実行された１回目の治療の結果を示す。具体的には、画像１４０４には、１回目の治療が行われた後の血管画像生成（ステップ１３０２）によって特定された実際の治療完了領域１４０５が表示されている。予測の精度が高いほど、治療予測領域１４０３と実際の治療完了領域１４０５との差は小さくなる。図１４の例では、実際の治療完了領域１４０５の大きさが治療予測領域１４０３より小さくなっている。
【０１１２】
熱源配置最適化処理部１０６は、治療予測領域１４０３と実際の治療完了領域１４０５とを比較する（ステップ１３０３）。この例では、１回目の治療によってまだ治療予定領域５０５全体の治療が完了していないため（ステップ１３０４：Ｎｏ）、熱源配置最適化処理部１０６は、比較の結果に基づいて第２熱源の位置を調整する（ステップ１３０５、ステップ１４１５）。
【０１１３】
画像１４１０には、治療完了領域１４１１が表示されている。これは、１回目の治療が行われた後の実際の治療完了領域１４０５に基づいて、当初の治療計画に従って２回目以降の治療を行った場合に予測される治療完了領域である。図１４の例では、画像１４０４に示すように、１回目の実際の治療完了領域１４０５が１回目の治療予測領域１４０３より小さいため、治療完了領域１４１１は治療予定領域５０５より小さくなり、治療予定領域５０５に含まれて治療完了領域１４１１には含まれない治療不足１４１２が生じる。
【０１１４】
画像１４０６には、治療不足１４１２を解消するように調整した結果に基づく修正前の熱源位置１４０７と、修正後の熱源位置１４０８と、修正後の熱源位置１４０８に対する治療による治療予測領域１４０９と、が表示されている。
【０１１５】
画像１４１３には、画像１４０６に示すように、１回目の実際の治療完了領域１４０５に基づいて２回目以降の治療計画を修正した場合に予測される治療完了領域１４１４が表示されている。この例では、修正前の熱源位置１４０７より修正後の熱源位置１４０８が治療不足１４１２に近づいているため、それによって治療不足１４１２が解消され、治療予定領域５０５全体の治療が完了すると予測される。これによって、予測の誤差が解消され、確実な治療が実現される。
【０１１６】
上記のような実際の治療結果に基づく治療計画の調整（修正）は種々の方法で実現できるが、そのうちのいくつかを次に説明する。
【０１１７】
図１５は、本発明の実施例の治療支援装置１００による術中処理の第１の例を示す説明図である。
【０１１８】
作成された治療計画に従って複数回の治療が実行される場合、治療計画の作成時のそれぞれの治療における治療予測領域と、実際にそれぞれの治療が行われた後の治療完了領域との間の誤差は、治療が繰り返される度に蓄積される。このため、計画された全ての治療が終了した時点では、予想されていなかった残存領域（すなわち、治療予定領域のうち、実際の治療完了領域には含まれない領域）が存在する可能性がある。また、治療の途中の段階でも、それまでの治療によって消滅するはずだった血管が残っている（又はその逆に残っているはずの血管がそれまでの治療によって消滅した）等の理由によって治療の過不足が生じる可能性がある。図１５に示す例では、実際に行われた各回の治療の結果にかかわらず、最初に（すなわち１回目の治療が開始される前に）作成された治療計画に従って全ての治療が行われ（ステップ１５０５）、その後、治療が終了していない残存領域がある場合にはそれを治療するための治療計画が追加される。
【０１１９】
図１５に示す画像１４０１及び１４０４は、いずれも図１４に示したものと同様である。画像１５０１には、１回目の治療が終了した時点の残存領域１５０２を示す。この残存領域１５０２は、治療予定領域５０５から、１回目の治療が終了した時点の実際の治療完了領域１４０５を差し引いた差分であり、画像１５０１に網掛けで表示されている。
【０１２０】
図１５の例では、治療完了領域１４０５が治療予測領域１４０３と一致しなかったとしても、その後の治療計画を変更することなく、計画された全ての治療が実行される。画像１５０３は、計画された全ての治療が終了した時点の残存領域１５０４を網掛けによって示す。そして、治療支援装置１００は、残存領域１５０４の治療を行うための追加の治療計画を作成する。具体的には、治療支援装置１００は、残存領域１５０４を新たな治療予定領域と設定して、図３のステップ３０１〜３０７に示した処理を実行することによって、追加の治療計画を作成する。
【０１２１】
その後、治療支援装置１００及び術者は、追加の治療計画に従って、上記と同様の処理を実行する。残存領域がなくなるまで、上記のような治療支援装置１００による治療計画の作成及びそれに基づく術者による治療が繰り返し実行されてもよい。
【０１２２】
図１５に示した例によれば、計画された全ての治療が終了するまで追加の治療計画が作成されない。また、治療完了領域を予測する精度が十分に高ければ、追加の治療計画を作成する必要がない場合もある。このため、計算コストの増加が抑えられる。しかし、治療完了領域を予測する精度が低い場合には、追加の治療計画のために、配置する熱源の数が増加する傾向がある。
【０１２３】
図１６は、本発明の実施例の治療支援装置１００による術中処理の第２の例を示す説明図である。
【０１２４】
図１６に示す例では、１回の治療が行われるごとに、その実際の結果に基づいて、次回以降の治療計画が再作成される。
【０１２５】
図１６に示す画像１４０１、１４０４及び１５０１は、いずれも図１５に示したものと同様である。治療支援装置１００は、１回目の治療が終了した時点の残存領域１５０２に基づいて、２回目以降の治療計画を再作成する。具体的には、治療支援装置１００は、残存領域１５０２を新たな治療予定領域と設定して、図３のステップ３０１〜３０７に示した処理を実行することによって、２回目以降の治療計画を再作成する（ステップ１６０１）。あるいは、術者がステップ３０７で表示された治療計画画像を参考にして、手動で治療計画を決定してもよい。そして、術者が治療計画に従って２回目の治療を実行する（ステップ１６０２）。例えば、図１４の例における修正後の熱源位置１４０８は、上記のようにして作成されたものであってもよい。
【０１２６】
次に、治療支援装置１００は、２回目の治療の効果を確認する（ステップ１６０３）。この処理は、例えば図１３のステップ１３０２から１３０４と同様に行われてもよい。その後、残存領域がなくなるまで、上記のような治療支援装置１００による治療計画の作成及びそれに基づく術者による治療が繰り返し実行されてもよい。
【０１２７】
図１６に示した例によれば、治療が行われる度に次回以降の治療計画を見直すことによって誤差が最小化されるため、最も高精度であり、配置する熱源の数を最小化できる。一方、計算コストは増加するが、通常の計算機能力で補える範囲内であると考えられる。また、治療計画を術者が作成する場合には、そのための手間が増加することになるが、例えば、術者が術前の最適化の方法を選択し、その後はその方法を使って治療計画を最適化することによって治療計画の作成を自動化することもできる。ここで選択される方法は、例えば、図１０から図１２を参照して説明した方法のいずれかであってもよい。
【０１２８】
既に説明したように、本実施例の治療支援装置１００は、超音波診断装置の他、ＭＲＩ装置又はＸ線ＣＴ装置を用いて実現することもできる。ただし、超音波診断装置を使用すると、リアルタイムで治療予定領域の画像を観察できるため、上記のように複数回の治療が計画されている場合に、各回の治療の結果の画像をそれぞれの直後に観察して次回の治療に反映させる術中処理を容易に実行することができる。また、装置が小型で被曝等の侵襲性がないため、治療の作業効率が向上するだけでなく、術者と患者への身体的負担を軽減できる。
【０１２９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。
【０１３０】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によってハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによってソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、不揮発性半導体メモリ、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶デバイス、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。
【０１３１】
また、制御線及び情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１００  治療支援装置
１０１  制御プロセッサ
１０２  メモリ
１０３  画像生成処理部
１０４  血流計測処理部
１０５  伝熱推定処理部
１０６  熱源配置最適化処理部
１０７  送受信制御部
１０８  送信ビームフォーマ
１０９  受信ビームフォーマ
１１０  探触子
１１１  検査対象
１２０  外部入力デバイス
１３０  表示部
５０２  腫瘍領域
５０３  血管
５０５  治療予定領域
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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