(57)【要約】【課題】治療において参照される治療情報を得る改良技術を提供する。【解決手段】治療用振動子１０Ｔから観測用超音波が送波され、診断用振動子１０Ｄを介して観測用超音波の受信信号が得られる。そして、強度導出部３６は、観測用超音波の受信信号に基づいて、治療箇所を含む生体内の複数箇所におけるエコー強度を導出する。治療情報生成部３８は、複数箇所におけるエコー強度の変化に基づいて、治療用振動子１０Ｔによる生体の治療において参照される治療情報を生成する。【選択図】図１
2015156885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療用振動子を含む超音波振動子と、
生体に対して超音波を送波するように前記治療用振動子を制御する送信部と、
超音波振動子を介して前記超音波の受信信号を得る受信部と、
前記受信信号に基づいて、生体内の複数箇所におけるエコー強度を導出する強度導出部と、
前記複数箇所におけるエコー強度の変化に基づいて、前記治療用振動子による生体の治療において参照される治療情報を生成する治療情報生成部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波治療システム。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波治療システムにおいて、
前記強度導出部は、前記治療用振動子から生体内に向かう深さ方向において、治療の目標箇所よりも浅い箇所と当該目標箇所よりも深い箇所とを含む前記複数箇所におけるエコー強度を導出する、
ことを特徴とする超音波治療システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の超音波治療システムにおいて、
前記送信部は、生体に観測用超音波を送波するように前記治療用振動子を制御し、
前記受信部は、超音波振動子を介して観測用超音波の受信信号を取得し、
前記強度導出部は、観測用超音波の受信信号に基づいて、生体内の複数箇所におけるエコー強度を導出し、
前記治療情報生成部は、前記治療用振動子から生体に観測用超音波を送波して得られる前記複数箇所におけるエコー強度の変化に基づいて、当該治療用振動子から当該生体に治療用超音波を送波する治療において参照される治療情報を生成する、
ことを特徴とする超音波治療システム。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波治療システムにおいて、
前記送信部は、生体内の前記複数箇所の各々を焦点として観測用超音波の送信ビームを形成するように前記治療用振動子を制御する、
ことを特徴とする超音波治療システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波治療システムにおいて、
前記超音波振動子は、治療用振動子と診断用振動子を含み、
前記送信部は、生体に観測用超音波を送波するように前記治療用振動子を制御し、
前記受信部は、前記診断用振動子を介して観測用超音波の受信信号を得る、
ことを特徴とする超音波治療システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波治療システムにおいて、
前記治療情報生成部は、前記治療情報として、前記複数箇所におけるエコー強度の変化を示した強度分布画像を形成する、
ことを特徴とする超音波治療システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波治療システムにおいて、
前記治療情報生成部は、前記複数箇所におけるエコー強度の変化量に基づいた判定基準に従って、前記治療情報として、治療状況に係る判定結果を得る、
ことを特徴とする超音波治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を送波して治療する超音波治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
強力集束超音波（ＨＩＦＵ：High Intensity Focused Ultrasound）を送波して悪性腫瘍等を治療する焼灼治療が知られている。強力集束超音波を送波する治療では、悪性腫瘍等の治療箇所を焼灼しつつ、それら以外の正常な組織等を傷めないように、治療箇所の位置を的確に把握してその位置に強力な超音波を集束させることが望ましい。また、治療箇所に対する過剰な加熱、強力集束超音波の伝搬経路におけるキャビテーションの発生、患者の皮膚表面の状態変化等についても、十分に注意して治療を行うことが望ましい。そのため、従来から、治療中における強力集束超音波の送信状態や治療される組織の組織状態などを確認する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１〜３には、加温用超音波プローブによる加熱部位を画像用超音波プローブの出力信号から検出し、加熱部位に係る情報を断層像上に表示する技術が開示されている。また、特許文献４には、画像形成プローブにより受信を継続することにより、治療用トランスデューサの焦点を監視する技術が記載されている。また、特許文献５には、超音波を送受するトランスデューサを用いて、治療領域の複数の目標領域をモニタするとともに、複数の画像のうちの少なくとも二つの画像の周波数分析に基づいて、各目標領域の組織変化値を決定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１３９５４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１３９５５号公報
【特許文献３】特開昭６１−１３９５６号公報
【特許文献４】特表２００８−５２９７０４号公報
【特許文献５】特表２０１０−５３８７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した背景技術に鑑み、本願の発明者は、治療中における強力集束超音波の送信状態や治療される組織の組織状態などの、治療において参照される治療情報を得る技術について研究開発を重ねてきた。
【０００６】
本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、治療において参照される治療情報を得る改良技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的にかなう好適な超音波治療システムは、治療用振動子を含む超音波振動子と、生体に対して超音波を送波するように前記治療用振動子を制御する送信部と、超音波振動子を介して前記超音波の受信信号を得る受信部と、前記受信信号に基づいて、生体内の複数箇所におけるエコー強度を導出する強度導出部と、前記複数箇所におけるエコー強度の変化に基づいて、前記治療用振動子による生体の治療において参照される治療情報を生成する治療情報生成部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記システムにより、生体内の複数箇所におけるエコー強度の変化に基づいて、生体の治療において参照される治療情報を生成することが可能になる。ちなみに、上記システムは生体内の複数箇所におけるエコー強度の変化に注目しており、この点において、特許文献１〜５の技術とは明らかに相違する。
【０００９】
望ましい具体例において、前記強度導出部は、前記治療用振動子から生体内に向かう深さ方向において、治療の目標箇所よりも浅い箇所と当該目標箇所よりも深い箇所とを含む前記複数箇所におけるエコー強度を導出する、ことを特徴とする。
【００１０】
望ましい具体例において、前記送信部は、生体に観測用超音波を送波するように前記治療用振動子を制御し、前記受信部は、超音波振動子を介して観測用超音波の受信信号を取得し、前記強度導出部は、観測用超音波の受信信号に基づいて、生体内の複数箇所におけるエコー強度を導出し、前記治療情報生成部は、前記治療用振動子から生体に観測用超音波を送波して得られる前記複数箇所におけるエコー強度の変化に基づいて、当該治療用振動子から当該生体に治療用超音波を送波する治療において参照される治療情報を生成することを特徴とする。
【００１１】
望ましい具体例において、前記送信部は、生体内の前記複数箇所の各々を焦点として観測用超音波の送信ビームを形成するように前記治療用振動子を制御する、ことを特徴とする。
【００１２】
望ましい具体例において、前記超音波振動子は、治療用振動子と診断用振動子を含み、前記送信部は、生体に観測用超音波を送波するように前記治療用振動子を制御し、前記受信部は、前記診断用振動子を介して観測用超音波の受信信号を得る、ことを特徴とする。
【００１３】
望ましい具体例において、前記治療情報生成部は、前記治療情報として、前記複数箇所におけるエコー強度の変化を示した強度分布画像を形成する、ことを特徴とする。
【００１４】
望ましい具体例において、前記治療情報生成部は、前記複数箇所におけるエコー強度の変化量に基づいた判定基準に従って、前記治療情報として、治療状況に係る判定結果を得る、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、治療において参照される治療情報を得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、生体内の複数箇所におけるエコー強度の変化に基づいて、生体の治療において参照される治療情報を生成することが可能になる。
【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治療システムの全体構成図である。
【図２】超音波振動子の形状に係る具体例を示す図である。
【図３】治療用振動子の構造に係る具体例を示す図である。
【図４】生体内の複数箇所におけるエコー強度を説明するための図である。
【図５】治療の進行に伴うエコー強度の変化を示す図である。
【図６】キャビテーションの発生に伴うエコー強度の変化を示す図である。
【図７】送信経路中の変化に伴うエコー強度の変化を示す図である。
【図８】治療用超音波の送信経路を説明するための図である。
【図９】治療状況に係る判定基準の具体例を示す図である。
【図１０】超音波治療システムによる治療の具体例を示すフローチャートである。
【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治療システムの全体構成図である。図１の超音波治療システムは、超音波振動子１０を備えており、その超音波振動子１０は治療用振動子１０Ｔと診断用振動子１０Ｄで構成される。
【００１８】
治療用振動子１０Ｔは、治療用超音波を送波する振動子であり、治療用超音波として、例えば強力集束超音波（ＨＩＦＵ）を送波する複数の治療用振動素子を備えている。治療用振動子１０Ｔは、例えばバースト波（一定期間の連続波）の強力集束超音波を癌や腫瘍などの治療箇所に送波し、これにより、癌や腫瘍などが焼灼される。
【００１９】
また、治療用振動子１０Ｔは、治療情報を生成するための観測用超音波を送波する機能も備えている。観測用超音波は、治療用超音波よりも強度の弱い（エネルギーの小さい）パルス波が好適である。治療用振動子１０Ｔは、観測用超音波として、例えば、波数１〜５の観測用パルス波を送波する。なお、観測用超音波を利用した治療情報の生成については後に詳述する。
【００２０】
治療ブロック２０は、治療用振動子１０Ｔに係る処理を担うブロックである。送信部２１は、治療用振動子１０Ｔを構成する複数の治療用振動素子の各々に送信信号を出力することにより、治療用振動子１０Ｔを送信制御して超音波の送信ビームを形成する。送信部２１は送信制御部２２によって制御される。
【００２１】
送信制御部２２は、システム制御部５０から得られる情報、例えば治療箇所の位置等の情報（座標情報）に基づいて送信部２１を制御する。これにより、治療において、例えば治療箇所を焦点とした強力な治療用超音波の送信ビームが形成される。また、治療情報の生成において、治療箇所を含む複数箇所に対して、波数の短い（波数の少ない）観測用超音波が送波される。
【００２２】
診断用振動子１０Ｄは、診断用の超音波を送受する複数の診断用振動素子を備え、治療の対象となる生体（例えば患者）に対して、超音波画像を形成するための比較的弱い診断用の超音波を送波し、生体内からの反射波を受波する。また、診断用振動子１０Ｄは、治療用振動子１０Ｔから送波される観測用超音波に伴う反射波を受波する。
【００２３】
診断ブロック３０は、診断用振動子１０Ｄに係る処理を担うブロックである。送信部３１は診断用振動子１０Ｄを構成する複数の診断用振動素子の各々に送信信号を出力することにより、診断用振動子１０Ｄを送信制御して、比較的弱い診断用超音波の送信ビームを形成する。
【００２４】
送信部３１は、複数の診断用振動素子を制御することにより、生体内において、診断用超音波の送信ビームを二次元平面内または三次元空間内で電子的に走査する。受信部３２は、診断用振動子１０Ｄを構成する複数の診断用振動素子から得られる信号に基づいて、診断用超音波の受信ビームを形成して受信信号を得る。
【００２５】
超音波画像を形成する際には、送信部３１と受信部３２の送受信処理により、生体内において診断用の超音波ビーム（送信ビームと受信ビーム）が二次元平面内または三次元空間内で走査され、二次元平面内または三次元空間内から診断用超音波の受信信号が収集される。診断用超音波の受信信号は画像形成部３４に出力される。一方、治療情報の生成において、受信部３２は、診断用振動子１０Ｄによる観測用超音波の受波結果に基づいて観測用超音波の受信信号を得る。観測用超音波の受信信号は強度導出部３６に出力される。
【００２６】
画像形成部３４は、受信部３２から得られる診断用超音波の受信信号に基づいて、生体内の超音波画像（Ｂモード画像や三次元画像など）を形成する。形成された超音波画像は表示部３５に表示される。
【００２７】
強度導出部３６は、受信部３２から得られる観測用超音波の受信信号に基づいて、治療箇所を含む生体内の複数箇所におけるエコー強度を導出する。治療情報生成部３８は、複数箇所におけるエコー強度の変化に基づいて、治療用振動子１０Ｔによる生体の治療において参照される治療情報を生成する。生成された治療情報は、表示部３５に表示され、システム制御部５０による制御に反映される。なお、強度導出部３６と治療情報生成部３８における処理については、後にさらに詳述する。
【００２８】
超音波振動子１０は、ロボットアーム４２に支持されており、ロボットアーム４２の動作に応じて、超音波振動子１０の位置や向きが調整される。そのロボットアーム４２の動作は駆動部４０により制御される。例えば、超音波振動子１０の機械的な走査のための情報や治療箇所の位置等の情報がシステム制御部５０から駆動部４０に伝えられ、その情報に基づいて駆動部４０がロボットアーム４２の動作を制御することにより、超音波振動子１０の位置や向きが調整される。なお、超音波振動子１０とロボットアーム４２が水槽内に配置されて水中で利用されてもよい。
【００２９】
システム制御部５０は、図１の超音波治療システム内の各部を直接的または間接的に制御する。これにより、図１の超音波治療システム内における処理や動作がシステム制御部５０による集中的な管理のもとで統制される。
【００３０】
なお、図１に示す各部のうち、送信部２１と送受信制御部２２、送信部３１と受信部３２と画像形成部３４と強度導出部３６と治療情報生成部３８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、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。表示部３５の好適な具体例は例えば液晶ディスプレイ等である。そして、システム制御部５０は、例えば、ＣＰＵやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、ＣＰＵやプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により実現することができる。
【００３１】
また、診断ブロック３０を超音波診断装置で実現し、治療ブロック２０に対応した治療装置との組み合わせにより、図１の超音波治療システムが実現されてもよい。もちろん、治療ブロック２０と診断ブロック３０の機能を兼ね備えた装置が実現されてもよい。例えば、診断ブロック３０の機能を既に備えている超音波診断装置に、治療ブロック３０の機能を追加して、図１の超音波治療システムが実現されてもよい。
【００３２】
図１の超音波治療システムの全体構成は以上のとおりである。次に、当該システムの特徴的な構成や処理について詳述する。なお、以下の説明において、図１に示した構成（各部）については、図１の符号を利用する。
【００３３】
図２は、超音波振動子１０の形状に係る具体例を示す図である。図２において、超音波振動子１０は、お椀（どんぶり）状に内部を凹ませた形状であり、その凹ませた内部の表面を振動子面としている。そして、内部の中央に診断用振動子１０Ｄが配置され、診断用振動子１０Ｄを取り囲むように治療用振動子１０Ｔが配置される。例えば、振動子面をお椀状に形成された治療用振動子１０Ｔの底の部分が円柱状に刳り貫かれ、刳り貫かれた空洞部分に診断用振動子１０Ｄが挿入される。診断用振動子１０Ｄの形状は、円柱状であっても四角柱状であってもよい。また、診断用振動子１０Ｄの振動子面と治療用振動子１０Ｔの振動子面との間に段差があってもよい。
【００３４】
なお、治療用振動子１０Ｔから図２に示す送波方向に超音波が送波される。また診断用振動子１０Ｄから図２に示す送波方向に超音波が送波され、その送波に伴う反射波が診断用振動子１０Ｄにより受波される。
【００３５】
図３は、治療用振動子１０Ｔの構造に係る具体例を示す図である。図３（ａ）には、リング状の複数の治療用振動素子で構成されるアニュラーリング形状の治療用振動子１０Ｔが図示されている。また、図３（ｂ）に示すように、各リングごとに複数の治療用振動素子に分割された構成でもよい。
【００３６】
治療用振動子１０Ｔは、各リングごとに又は各治療用振動素子ごとに、送波する超音波の振幅や位相を調整できることが望ましい。例えば、治療対象が乳癌などの比較的浅い部分の腫瘍であれば、治療用超音波の中心周波数、つまり治療用振動子１０Ｔを構成する各治療用振動素子の中心周波数の具体例は２ＭＨｚ程度である。
【００３７】
治療用振動子１０Ｔの中央部（平面図の中心部分）には空洞部があり、その空洞部に診断用振動子１０Ｄ（図１，図２）が配置される。診断用振動子１０Ｄは、一次元的に又は二次元的に配列された複数の診断用振動素子で構成される。例えば、空洞部の穴径の具体例は３０ｍｍ程度であり、診断用振動子１０Ｄの具体例は、素子ピッチ０．２ｍｍ程度、素子数１２８程度、中心周波数６ＭＨｚ程度のリニア型振動子である。
【００３８】
診断用振動子１０Ｄの中心周波数を例えば６ＭＨｚとすることにより、比較的高い解像度の超音波画像を得ることができる。さらに、治療用振動子１０Ｔの中心周波数が例えば２ＭＨｚであれば、治療用振動子１０Ｔから送波される観測用超音波に伴う反射波に含まれる２次または３次の高調波を、中心周波数が６ＭＨｚの診断用振動子１０Ｄで受信することが可能になる。
【００３９】
図１の超音波治療システムを利用した治療においては、治療用超音波、例えば強力集束超音波（ＨＩＦＵ）の送波に先だって、事前に、治療箇所の位置が確認される。その確認において、治療用振動子１０Ｔによる強力集束超音波の送波は停止されており、診断用振動子１０Ｄが利用される。つまり、診断用振動子１０Ｄにより、治療箇所を含む生体内の比較的広い範囲に亘って、必要に応じてロボットアーム４２により超音波振動子１０を移動させつつ広範囲に亘って、三次元的に診断用超音波の受信信号が収集される。
【００４０】
そして、収集された受信信号に基づいて生体内の超音波画像、例えば、生体内を立体的に映し出した三次元画像や、複数のＢモード画像による直交三断面画像などが形成され、その超音波画像に基づいて、医師等のユーザにより又は画像処理技術により、治療箇所の三次元的な位置、例えば基準となる座標系上における治療箇所の座標が確認される。こうして確認された治療箇所に対して、治療用振動子１０Ｔから、例えば治療箇所を焦点として治療用超音波が送波され、治療箇所の治療が行われる。
【００４１】
さらに、図１の超音波治療システムによれば、治療用超音波を送波する治療において参照される治療情報が生成される。治療情報は、治療の対象となる生体内の複数箇所におけるエコー強度に基づいて生成される。
【００４２】
図４は、生体内の複数箇所におけるエコー強度を説明するための図である。図４には、治療用振動子１０Ｔと診断用振動子１０Ｄで構成される超音波振動子１０が図示されている。エコー強度の導出においては、治療用振動子１０Ｔから生体内に観測用超音波が送波される。観測用超音波は、生体内の複数箇所の各々を焦点として送波される。
【００４３】
エコー強度が確認される複数箇所は、治療用振動子１０Ｔから生体内に向かう深さ方向において、治療の目標箇所Ｔよりも浅い箇所と目標箇所Ｔよりも深い箇所とを含むように設定される。図４には、Ｐ１〜Ｐ５の５箇所に観測用超音波を送波する具体例が図示されている。図４において、治療の目標箇所ＴにＰ３が設定されており、目標箇所Ｔよりも浅い位置にＰ１，Ｐ２が設定され、目標箇所Ｔよりも深い位置にＰ４，Ｐ５が設定されている。
【００４４】
そして、例えば、治療用振動子１０ＴからＰ１を焦点とする送信ビームＢ１により観測用超音波が送波され、その観測用超音波に伴う反射波が診断用振動子１０Ｄにより受波され、受信部３２（図１）において観測用超音波の受信信号が得られる。次に、治療用振動子１０ＴからＰ２を焦点とする送信ビーム（図示省略）により観測用超音波が送波され、その観測用超音波に伴う反射波が診断用振動子１０Ｄにより受波され、受信部３２において観測用超音波の受信信号が得られる。次に、治療用振動子１０ＴからＰ３を焦点とする送信ビームＢ３により観測用超音波が送波され、その観測用超音波に伴う反射波が診断用振動子１０Ｄにより受波され、受信部３２において観測用超音波の受信信号が得られる。さらに、Ｐ４，Ｐ５についても、各々を焦点として観測用超音波が送波されて観測用超音波の受信信号が得られる。
【００４５】
複数箇所における観測用超音波の受信信号が得られると、強度導出部３６（図１）は、図４に示すＰ１〜Ｐ５の各箇所ごとに、その箇所におけるエコー強度を導出する。例えば各箇所ごとに、当該箇所とその近傍領域における、輝度の積算値、ＲＦデータの積算値、輝度のピーク値、または、ＲＦデータのピーク値等が、エコー強度とされる。もちろん、エコー強度の導出例はこれらに限定されない。
【００４６】
また、エコー強度が算出される複数箇所も５箇所に限らず、例えば３箇所または５以上の複数箇所においてエコー強度が算出されてもよい。なお、治療の目標箇所Ｔよりも浅い箇所と目標箇所Ｔよりも深い箇所を含むように複数箇所を設定することが望ましく、さらに目標箇所Ｔを含むように複数箇所を設定することが望ましい。
【００４７】
複数箇所におけるエコー強度が導出されると、治療情報生成部３８（図１）は、複数箇所におけるエコー強度の変化に基づいて治療情報を生成する。図５から図７には、エコー強度の変化の具体例が図示されている。つまり、図４に示すＰ１〜Ｐ５の５箇所におけるエコー強度の変化が図示されている。図５から図７の各図は、横軸を深さとして縦軸にエコー強度を示し、Ｐ１〜Ｐ５の各箇所ごとに、治療用超音波を送波する前（治療開始前）におけるエコー強度と、治療用超音波を送波する治療の前半（治療前半）におけるエコー強度と、治療用超音波を送波する治療の後半（治療後半）におけるエコー強度を示している。
【００４８】
図５は、治療の進行に伴うエコー強度の変化を示す図である。エコー強度は、各焦点における観測用超音波の送信信号強度、散乱係数、及び、観測用超音波の受信ビームの伝搬中における損失等に依存する。
【００４９】
治療開始前におけるエコー強度の分布は、治療領域部分の散乱係数に大きな違いがないとすると、観測用超音波の送信パルスを送波する治療用振動子１０Ｔのフォーカス特性に依存する。図５におけるエコー強度の分布は、図３に示す構造の治療用振動子１０Ｔを利用して、深さ方向において電子的な制御により焦点を移動させて得られたものである。治療の目標箇所つまりＰ３の位置は、最もフォーカス特性（治療用振動子１０Ｔの形状に基づくフォーカス特性）が良いので、エコー強度が比較的高くなる。そして、目標箇所から離れるに従って、徐々にフォーカス特性が崩れるので、エコー強度も徐々に小さくなる傾向にある。このような、治療開始前の深さ方向におけるエコー強度の分布が基準となる。
【００５０】
次に、治療用超音波を送波する治療を開始して一定時間経過した時点である治療前半において、治療領域では、温度上昇に伴う組織の変化により、治療の目標箇所（Ｐ３）とその前方（浅い側）近傍の散乱強度は増加する。一方、治療の目標箇所（Ｐ３）より深い方については、手前（浅い側）での吸収が増加し、到達する音響強度が減少するとともに、受信ビームも経路中の温度上昇に伴う音速の変化の影響を受けてフォーカスがずれることも重なり、受信エコー強度は減少する。治療領域外の前方（浅い側）の焦点では、温度上昇の影響が小さい又は影響を受けないので、その受信エコー強度はほとんど変化しない。
【００５１】
さらに、治療が進んだ治療後半になると、治療の目標箇所（Ｐ３）では、温度上昇に伴う組織の熱変性が生じる。組織が熱変性すると、そこでの散乱の増加が推測される。この反射の増加に伴い、入射する波と反射する波が重なりあうことで、目標箇所の前方（浅い側）において超音波の強度が上昇する。つまり、熱変性の領域は、治療の中心である目標箇所から均等に広がっていたものが、より前方方向（浅い方向）に偏って進展するようになる。この時、エコー強度の分布は、治療の中心である目標箇所（Ｐ３）よりもその手間（浅い側）が強くなる。また、目標箇所よりも後方（深い方）は、手前での散乱による影響を強く受けるので、エコー強度は著しく減少する。
【００５２】
このように、複数箇所におけるエコー強度を検出し、その分布の変化を評価することにより、治療の進行状態を推定または確認することができる。
【００５３】
図６は、キャビテーションの発生に伴うエコー強度の変化を示す図である。治療開始前におけるエコー強度の分布が図５と同じであり、治療の途中でキャビテーションが発生した場合の具体例が図６に示されている。キャビテーションが発生すると、散乱強度は著しく増加するため、非常に強いエコー強度（特にエコー強度のピーク）を持つ分布になる。図６に示す具体例では、治療後半において、治療の中心である目標箇所（Ｐ３）において特に強いエコー強度が発生している。
【００５４】
なお、エコー強度によるキャビテーションの検出と、例えばＲＦ信号の高調波成分のモニタリングを組み合わせることにより、さらにキャビテーションのモニタリングの精度を高めることも可能になる。
【００５５】
図７は、送信経路中の変化に伴うエコー強度の変化を示す図である。治療開始前におけるエコー強度の分布が図５と同じであり、治療の途中で、治療用超音波の送信ビーム経路に強い変化が発生した場合の具体例が図７に示されている。
【００５６】
治療における送信経路中の変化としては、（１）治療対象である患者の皮膚表面の状態変化による皮膚表面での反射の増加、（２）治療対象である患者の皮膚表面および超音波振動子１０が配置される水槽内における泡の発生に伴う反射の増加、（３）超音波振動子１０の振動子面への泡の吸着、などが想定される。
【００５７】
送信経路中の変化である（１）〜（３）のいずれの場合においても、観測用超音波の強度が低下するため、エコー強度は複数箇所において全体的に小さくなるように変化する。例えば、図５，図６の具体例においては治療領域の近傍において、エコー強度の深さ方向に沿った傾きが比較的大きく変化しているが、図７の具体例においては、傾きの変化は小さく、Ｐ１〜Ｐ５の全箇所において、エコー強度が一様に下がる傾向にある。つまり、図５や図６と比較して、図７におけるエコー強度の変化の仕方が大きく異なることが特徴的である。
【００５８】
図８は、治療用超音波の送信経路を説明するための図である。超音波振動子１０は、治療用振動子１０Ｔと診断用振動子１０Ｄで構成され、その形状と構造は、図２，図３を利用して説明したとおりである。
【００５９】
治療において、治療用振動子１０Ｔは、治療の目標箇所Ｔを焦点とする治療用超音波の送信ビームＴＢを形成する。図８には、治療用超音波の送信ビームＴＢの送信経路上において、治療用超音波の影響を受けやすい皮膚表面領域Ｓが図示されている。また、図８には、診断用振動子１０Ｄによって診断用超音波が送受される診断領域ＤＡが図示されている。
【００６０】
治療用振動子１０Ｔは、診断用振動子１０Ｄの外側に配置されており、診断用振動子１０Ｄの外側から治療用超音波を送波する。そのため、特に皮膚表面の付近においては、診断領域ＤＡの外側にある皮膚表面領域Ｓを通って治療用超音波が生体内に送波される。したがって、診断用振動子１０Ｄが送受する診断用超音波のみでは、診断領域ＤＡの外側にある皮膚表面領域Ｓを直接的に診断することができない。
【００６１】
これに対し、図１の超音波治療システムでは、治療用振動子１０Ｔから、つまり送信ビームＴＢの経路で観測用超音波が送波されるため、皮膚表面領域Ｓの影響を受けた観測用超音波の受信信号を得ることができる。つまり、治療用超音波と観測用超音波の送信ビームＴＢの経路が一致しているため、観測用超音波を利用して得られる受信信号に基づいて治療用超音波の送信経路を直接的に評価することができる。
【００６２】
なお、皮膚表面における状態は、皮膚表面上において一様であるとは限らない。そこで治療用振動子１０Ｔの表面を複数の部分領域ＴＡに分割し、各部分領域ＴＡに属する治療用振動素子のみにより部分的に観測用超音波を送波するようにしてもよい。これにより、皮膚表面領域Ｓ内を各部分領域ＯＡごとに評価することが可能になる。
【００６３】
図１の治療情報生成部３８は、複数箇所におけるエコー強度の変化、例えば図５から図７に示すエコー強度の分布を表示部３５に表示するようにしてもよい。また、治療情報生成部３８は、複数箇所におけるエコー強度の変化から、判定基準に従って治療状況に係る判定結果を得て、その判定結果をシステム制御部５０に提供するようにしてもよい。
【００６４】
図９は、治療状況に係る判定基準の具体例を示す図である。図９には、図４に示した５箇所（Ｐ１〜Ｐ５）におけるエコー強度の変化に基づいて、複数ケース（ケース１〜７）に対応した判定結果を得る判定基準が図示されている。
【００６５】
図９の判定基準を利用するにあたって、まず、Ｐ１〜Ｐ５の各箇所をＰｎ（ｎは１〜５までの整数）とし、治療開始前の各箇所におけるエコー強度をＰｎ（０）、治療開始ｔ秒後の各箇所におけるエコー強度をＰｎ（ｔ）とする。また、治療開始前から治療開始ｔ秒後までの各箇所におけるエコー強度の変化をΔＰｎ（ｔ）＝Ｐｎ（ｔ）／Ｐｎ（０）とする。そして、各箇所におけるエコー強度の変化ΔＰｎ（ｔ）を以下の条件に従って数値化する。
【００６６】
【数１】
2015156885.tif 000003
【００６７】
図９には、複数箇所（Ｐ１〜Ｐ５）について、数１式に基づいて得られる数値と、ケース１〜７の判定結果が対応付けられている。治療情報生成部３８は、例えば、判定を必要とする時刻ｔにおいて、数１式に基づいて複数箇所（Ｐ１〜Ｐ５）の数値を得ることにより、図９に示す判定基準に従って治療状況に係る判定結果を得る。
【００６８】
図１０は、図１の超音波治療システムを利用した治療の具体例を示すフローチャートである。まず、治療用超音波の送波に先だって、事前に、診断用超音波を利用して治療箇所が確認され、治療の目標箇所が設定される（Ｓ１００１）。また、設定された治療箇所に応じて、例えば図４を利用して説明したように複数箇所が設定され（Ｓ１００２）、観測用超音波を利用して各箇所ごとにエコー強度が測定される（Ｓ１００３）。
【００６９】
そして、治療の目標箇所を焦点として治療用超音波が一定期間（例えば１秒間）だけ送波される（Ｓ１００４）。治療用超音波は、一定期間だけ送波された後に停止され、観測用超音波を利用して各箇所ごとにエコー強度が測定される（Ｓ１００５）。さらに、治療開始前のエコー強度との比較に基づくエコー強度の変化から、例えば図９を利用して説明した判定基準に従って、治療状況の判定が行われる（Ｓ１００６）。
【００７０】
治療状況の判定結果が正常（例えば図９の判定基準におけるケース１またはケース７）であれば、治療の残り時間が確認される。そして、残り時間がある限り、Ｓ１００４からＳ１００７までの処理が繰り返され、残り時間が無くなると、Ｓ１００１の目標箇所に関する治療が終了する。なお、さらに別の目標箇所について、本フローチャートが実行されてもよい。
【００７１】
一方、治療状況の判定結果が正常でなければ直ちに治療が終了する。なお、図９の判定基準を利用した判定において、送信異常疑い（ケース３またはケース４）の場合には、送信状態をさらに詳細に判定するようにしてもよい。
【００７２】
例えば、図８を利用して説明したように、治療用振動子１０Ｔの表面を複数の部分領域ＴＡに分割し、各部分領域ＴＡから部分的に観測用超音波を送波し、各部分領域ＴＡごとにエコー強度を測定して、治療開始前のエコー強度と比較を行う。そして、例えば、２つ以上の部分領域ＴＡで５０パーセント以上の変化があるか、又は、少なくとも１つの部分領域ＴＡで７０パーセント以上の変化があれば、送信異常と判定して治療を終了する。
【００７３】
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。
【符号の説明】
【００７４】
１０  超音波振動子、２０  治療ブロック、３０  診断ブロック、３４  画像形成部、３６  強度導出部、３８  治療情報生成部。
【図１】
2015156885.tif 000004
【図２】
2015156885.tif 000005
【図３】
2015156885.tif 000006
【図４】
2015156885.tif 000007
【図５】
2015156885.tif 000008
【図６】
2015156885.tif 000009
【図７】
2015156885.tif 000010
【図８】
2015156885.tif 000011
【図９】
2015156885.tif 000012
【図１０】
2015156885.tif 000013