(57)【要約】  ヒトもしくは動物の体内の局所温度を測定する方法が、提供される。本方法において、第１の超音波が、Ｍ型超音波のガイドの下に、測定領域に伝達され、これが温度Ｔを持つ。特定反射表面から反射された超音波が受信され、第１のパラメーターを得る。次いで、該測定領域の温度が、Ｔ＋ΔＴに修飾される。第２の超音波が、該測定領域に伝達される。特定反射表面により反射された第２の超音波から反射された超音波が受信され、第２のパラメーターを得る。第２のパラメーター測定値の、第１のパラメーター測定値に対する比が、得られる。もう一方で、第２のパラメーターの、第１のパラメーターに対する理論比も、理論計算を通じて、得られる。該理論比と測定比との間の差を含んでいるその目的関数が、最適化法により、最小化され得る。該測定領域局所温度上昇ΔＴが、逆算法を用いて得られることになる。
2008501380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒトもしくは動物の体の局所温度を測定する方法であって、以降のステップ：
（１）第１の超音波を、測定領域に伝達させ、第１の超音波のエコー波を受信し、第１のエコー波パラメーターを得るステップ
（２）該測定領域の温度を変えるステップ
（３）第２の超音波を、測定領域に伝達させ、第２の超音波のエコー波を受信し、第２のエコー波パラメーターを得、第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間で測定比較値を算出するステップ
（４）理論計算を通じて、第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間で理論比較値を得るステップ
（５）該理論比較値と該測定比較値との間の差を最適化し、逆算により、該領域における局所温度を得るステップ
を含んでいることを特徴とする、方法。
【請求項２】
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターが、そのエコー波の音圧もしくはそのエコー波の力である、請求項１の方法。
【請求項３】
更に：
前記超音波の反射平面を、Ｍ−モード超音波を使用して決定し、その伝達を、該Ｍ−線超音波により特定される方向において実施するステップ
を含む、請求項１の方法。
【請求項４】
第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の前記理論比較値を算出するのに使用される式が：
【数１】
2008501380.tif 000028
であり、式中、以降の経験式：
【数２】
2008501380.tif 000029
が使用され、式中：
【数３】
2008501380.tif 000030
が、温度勾配場がない場合のそのエコー波の音圧であり：
【数４】
2008501380.tif 000031
が、温度勾配場がある場合のそのエコー波の音圧であり、ｆが、この音波の周波数であり、ｇが、求められる値であり、ＬおよびＲ０がそれぞれ、その変換機およびその反射平面からその熱源中央までの距離を表し、ΔＴｍが、常温に関しての該熱源中央での最高温度上昇であり、第１のエコー波パラメーターと第２のエコー波パラメーターとの間の前記比較値が：
【数５】
2008501380.tif 000032
として定義され、式中、β０１、β０２、．．．．が、音響熱カップリングパラメーターである、請求項１の方法。
【請求項５】
前記音響熱カップリングパラメーターが：
【数６】
2008501380.tif 000033
として表記される、請求項４の方法。
【請求項６】
前記音響熱カップリングパラメーターが更に：
【数７】
2008501380.tif 000034
として表現され、式中、Δが、特定細分散である、請求項５の方法。
【請求項７】
前記最適化ステップが、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、次いで、測定された第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターにスペクトルを滑らかにさせ、前記理論比較値と前記測定比較値との間の最小差を、最小平方法により得、こうして、測定領域局所温度を、逆算により得る、請求項１〜６のいずれか１項の方法。
【請求項８】
前記最適化ステップが、以降の式を用いて表記され得、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターの周波数部位における音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｌｉ（ｆｉ）であり、Ｉ０（ｆｉ）が：
【数８】
2008501380.tif 000035
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎ、Ｎが、選択される周波数であり、目的関数が：
【数９】
2008501380.tif 000036
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを、Ｑがその最小値となるよう選択していき、対応しているΔＴｍが、前記熱源温度と常温Ｔ０との間の差の値である、請求項７の方法。
【請求項９】
ヒトもしくは動物の体における局所温度変化を測定する装置であって：
第１の超音波を、標的領域に、その温度が変わる前に伝達していき、第２の超音波を、該標的領域に、その温度が変わった後に伝達していくのに使用される超音波伝達手段
第１および第２のエコー波を、標的領域および該標的領域から離れた組織におけるヒトもしくは動物の組織により反射される第１および第２の超音波からそれぞれ受信し、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターをそれぞれ得るのに使用される超音波受信手段
第１および第２のエコー波パラメーターからの、標的領域に関する温度分散情報を抽出するのに使用されるシグナル加工分析手段
を含んでいることを特徴とし、該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化し、こうして、標的領域局所温度変化に関する情報が、逆算を通じて得られる、装置。
【請求項１０】
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターが、そのエコー波の音圧もしくはそのエコー波の力である、請求項９の装置。
【請求項１１】
前記シグナル加工分析手段に使用される式が、第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の前記理論比較値を算出し：
【数１０】
2008501380.tif 000037
であり、式中、以降の経験式：
【数１１】
2008501380.tif 000038
が使用され：
【数１２】
2008501380.tif 000039
が、温度勾配場がない場合のそのエコー波の音圧であり：
【数１３】
2008501380.tif 000040
が、温度勾配場がある場合のそのエコー波の音圧であり、ｆが、この音波の周波数であり、ｇが、求められる値であり、ＬおよびＲ０がそれぞれ、その変換機およびその反射平面からその熱源中央までの距離を表し、ΔＴｍが、常温に関しての該熱源中央での最高温度上昇であり、第１のエコー波パラメーターと第２のエコー波パラメーターとの間のその比較値が：
【数１４】
2008501380.tif 000041
として定義され、式中、β０１、β０２、．．．．が、音響熱カップリングパラメーターである、請求項９の装置。
【請求項１２】
前記音響熱カップリングパラメーターが：
【数１５】
2008501380.tif 000042
として表記される、請求項１１の装置。
【請求項１３】
前記音響熱カップリングパラメーターが更に：
【数１６】
2008501380.tif 000043
として表現され、式中、Δが、特定細分散である、請求項１２の装置。
【請求項１４】
前記シグナル加工分析手段が、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、測定された第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターにスペクトルを滑らかにさせ、前記理論比較値と前記測定比較値との間の最小差を、最小平方法により得、こうして、標的領域局所温度を、逆算により得る、請求項９〜１３のいずれか１項の装置。
【請求項１５】
前記シグナル加工分析手段により標的領域局所温度変化を得ることが、以降の式を用いて表記され得、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターの周波数部位における音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｐ１（ｆｉ）であり、Ｉ０（ｆｉ）が：
【数１７】
2008501380.tif 000044
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎ、Ｎが、選択される周波数であり、目的関数が：
【数１８】
2008501380.tif 000045
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを、Ｑがその最小値となるよう選択していき、対応しているΔＴｍが、その熱せられた局所の温度と常温Ｔ０との間の差の値である、請求項１４の装置。
【請求項１６】
前記シグナル加工分析手段が、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを、ユーザーが入力していくのに使用される入力手段を含む、請求項１５の装置。
【請求項１７】
前記シグナル加工分析手段が自動的に、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを発生させる、請求項１５の装置。
【請求項１８】
ヒトもしくは動物の体における局所温度変化を測定する装置であって：
第１の超音波を、標的領域に、その温度が変わる前に伝達していき、該標的領域および該標的領域から離れた組織におけるヒトもしくは動物の組織により反射された第１の超音波から、第１のエコー波を受信し、第２の超音波を、該標的領域に、該標的領域の温度が変わった後に伝達していき、該標的領域および該標的領域から離れた組織におけるヒトもしくは動物の組織により反射された第２の超音波から、第２のエコー波を受信するのに使用され、これにより、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターがそれぞれ得られる超音波伝達受信手段
第１および第２のエコー波パラメーターからの、該標的領域に関する温度変化情報を抽出するのに使用されるシグナル加工分析手段
を含んでいることを特徴とし、該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化し、こうして、標的領域局所温度変化に関する情報が、逆算を通じて得られる、装置。
【請求項１９】
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターが、そのエコー波の音圧もしくはそのエコー波の力である、請求項１８の装置。
【請求項２０】
前記伝達受信手段が、Ｍ−ライン（線）により指し示される向きに沿って、Ｂ型超音波による伝達を実行する、請求項１８の装置。
【請求項２１】
第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の前記理論比較値を算出するための前記伝達受信手段により使用される式が：
【数１９】
2008501380.tif 000046
であり、式中、以降の経験式：
【数２０】
2008501380.tif 000047
が使用され：
【数２１】
2008501380.tif 000048
が、温度勾配場がない場合のそのエコー波の音圧であり：
【数２２】
2008501380.tif 000049
が、温度勾配場がある場合のそのエコー波の音圧であり、ｆが、この音波の周波数であり、ｇが、求められる値であり、ＬおよびＲ０がそれぞれ、その変換機およびその反射平面からその熱源中央までの距離を表し、ΔＴｍが、常温に関しての該熱源中央での最高温度上昇であり、第１のエコー波パラメーターと第２のエコー波パラメーターとの間のその比較値が：
【数２３】
2008501380.tif 000050
として定義され、式中、β０１、β０２、．．．．が、音響熱カップリングパラメーターである、請求項１８の装置。
【請求項２２】
前記音響熱カップリングパラメーターが：
【数２４】
2008501380.tif 000051
として表記される、請求項２１の装置。
【請求項２３】
前記音響熱カップリングパラメーターが更に：
【数２５】
2008501380.tif 000052
として表現され、式中、Δが、特定細分散である、請求項２２の装置。
【請求項２４】
前記シグナル加工分析手段が、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、測定された第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターにスペクトルを滑らかにさせ、前記理論比較値と前記測定比較値との間の最小差を、最小平方法により得、こうして、標的領域局所温度上昇を、逆算により得る、請求項１８〜２３のいずれか１項の装置。
【請求項２５】
前記シグナル加工分析手段による標的領域局所温度上昇を得ることが、以降の式を用いて表記され得、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターの周波数部位における音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｐ１（ｆｉ）であり、Ｉ０（ｆｉ）が：
【数２６】
2008501380.tif 000053
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎ、Ｎが、選択される周波数であり、目的関数が：
【数２７】
2008501380.tif 000054
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを、Ｑがその最小値となるよう選択していき、対応しているΔＴｍが、その熱源温度と常温Ｔ０との間の差の値である、請求項２４の装置。
【請求項２６】
前記シグナル加工分析手段が、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを、ユーザーが入力していくのに使用される入力手段を含む、請求項２５の装置。
【請求項２７】
前記シグナル加工分析手段が自動的に、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを発生させる、請求項２５の装置。
【請求項２８】
高エネルギー集中超音波を、ヒトの体の特定領域に対して発生させ、その温度を変化させるのに使用される高エネルギー集中超音波源
ヒトの体の該特定領域を、該高エネルギー超音波の焦点に移動させるのに使用され、ヒトの体の該特定領域を画像化するためのポジショニングＢ型超音波プローブも包含しているポジショニングシステム
を含んでいる、温度を測定できる集中超音波治療装置であって、更に：
該ポジショニングＢ型超音波プローブの片側もしくは両側においてインストールされ、第１の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わる前に伝達していくのに使用され、次いで、該標的領域および該標的領域から離れた組織におけるヒトの組織により反射された第１の超音波からの第１のエコー波を受信し、第２の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わった後に伝達していくのに使用され、次いで、該標的領域および該標的領域から離れたヒトの組織により反射された第２の超音波からの第２のエコー波を受信し、これにより、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターがそれぞれ得られる、少なくとも１つの超音波測定変換機
第１および第２のエコー波パラメーターからの、該特定領域に関する温度変化情報を抽出するためのシグナル加工分析手段
を含むことを特徴とし、該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化し、こうして、該特定領域局所温度変化に関する情報が、逆算を通じて得られる、集中超音波治療装置。
【請求項２９】
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターが、そのエコー波の音圧もしくはそのエコー波の力である、請求項２８の集中超音波治療装置。
【請求項３０】
少なくとも１つの前記超音波測定変換機が、該超音波治療装置の籠殻上に位置され、導電媒体を含有する、請求項２８の集中超音波治療装置。
【請求項３１】
少なくとも１つの前記超音波測定変換機が、前記ポジショニングＢ型超音波プローブ頭部上に位置され、こうして、少なくとも１つの前記超音波測定変換機が、該ポジショニングＢ型超音波プローブと一緒に動く、請求項２８の集中超音波治療装置。
【請求項３２】
第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の前記理論比較値を算出するための前記伝達受信手段により使用される式が：
【数２８】
2008501380.tif 000055
であり、式中、以降の経験式：
【数２９】
2008501380.tif 000056
が使用され：
【数３０】
2008501380.tif 000057
が、温度場がない場合のそのエコー波の音圧であり：
【数３１】
2008501380.tif 000058
が、温度場がある場合のそのエコー波の音圧であり、ｆが、この音波の周波数であり、ｇが、求められる値であり、ＬおよびＲ０がそれぞれ、その変換機およびその反射平面からその熱源中央までの距離を表し、ΔＴｍが、常温に関しての該熱源中央での最高温度上昇であり、第１のエコー波パラメーターと第２のエコー波パラメーターとの間のその比較値が：
【数３２】
2008501380.tif 000059
として定義され、式中、β０１、β０２、．．．．が、音響熱カップリングパラメーターである、請求項２８の集中超音波治療装置。
【請求項３３】
前記音響熱カップリングパラメーターが：
【数３３】
2008501380.tif 000060
として表記される、請求項３２の集中超音波治療装置。
【請求項３４】
前記音響熱カップリングパラメーターが更に：
【数３４】
2008501380.tif 000061
として表現され、式中、Δが、特定細分散である、請求項３３の集中超音波治療装置。
【請求項３５】
前記シグナル加工分析手段が、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、測定された第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターにスペクトルを滑らかにさせ、前記理論比較値と前記測定比較値との間の最小差を、最小平方法により得、こうして、前記特定領域局所温度上昇を、逆算により得る、請求項２８〜３４のいずれか１項の集中超音波治療装置。
【請求項３６】
前記伝達受信手段が、前記逆算法により、前記特定領域における温度上昇を得、以降の式を用いて表記され得、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターの周波数部位における音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｐ１（ｆｉ）であり、Ｉ０（ｆｉ）が：
【数３５】
2008501380.tif 000062
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎ、Ｎが、選択される周波数であり、目的関数が：
【数３６】
2008501380.tif 000063
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを、Ｑがその最小値となるよう選択していき、対応しているΔＴｍが、その熱源温度と常温Ｔ０との間の差の値である、請求項３５の集中超音波治療装置。
【請求項３７】
前記シグナル加工分析手段が、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを、ユーザーが入力していくのに使用される入力手段を含む、請求項３６の集中超音波治療装置。
【請求項３８】
前記シグナル加工分析手段が自動的に、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを発生させる、請求項３６の集中超音波治療装置。
【請求項３９】
高エネルギー集中超音波を、ヒトの体の特定領域に対して発生させ、その温度を変化させるのに使用される高エネルギー集中超音波源
ヒトの体の該特定領域を、該高エネルギー超音波の焦点に移動させるのに使用され、ヒトの体の該特定領域を画像化するためのポジショニングＢ型超音波プローブも包含しているポジショニングシステム
を含んでいる、温度を測定できる集中超音波治療装置であって：
該ポジショニングＢ型超音波プローブが、Ｂ／Ｍモードにあり、第１の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わる前に、Ｍ型超音波を用いて指し示される向きに沿って伝達していき、次いで、該標的領域および該標的領域から離れたヒトの組織により反射された第１の超音波からの第１のエコー波を受信し、第２の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わった後に伝達していき、次いで、該標的領域および該標的領域から離れたヒトの組織により反射された第２の超音波からの第２のエコー波を受信し、こうして、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターをそれぞれ得ること
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターからの、該特定領域に関する温度変化情報を抽出するシグナル加工分析手段
を特徴とし、該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化し、こうして、該特定領域局所温度変化に関する情報が、逆算を通じて得られる、集中超音波治療装置。
【請求項４０】
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターが、そのエコー波の音圧もしくはそのエコー波の力である、請求項３９の集中超音波治療装置。
【請求項４１】
第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の前記理論比較値を算出するための前記シグナル加工分析手段により使用される式が：
【数３７】
2008501380.tif 000064
であり、式中、以降の経験式：
【数３８】
2008501380.tif 000065
が使用され：
【数３９】
2008501380.tif 000066
が、温度場がない場合のそのエコー波の音圧であり：
【数４０】
2008501380.tif 000067
が、温度場がある場合のそのエコー波の音圧であり、ｆが、この音波の周波数であり、ｇが、求められる値であり、ＬおよびＲ０がそれぞれ、その変換機およびその反射平面からその熱源中央までの距離を表し、ΔＴｍが、常温に関しての該熱源中央での最高温度上昇であり、第１のエコー波パラメーターと第２のエコー波パラメーターとの間のその比較値が：
【数４１】
2008501380.tif 000068
として定義され、式中、β０１、β０２、．．．．が、音響熱カップリングパラメーターである、請求項３９の集中超音波治療装置。
【請求項４２】
前記音響熱カップリングパラメーターが：
【数４２】
2008501380.tif 000069
として表記される、請求項４１の集中超音波治療装置。
【請求項４３】
前記音響熱カップリングパラメーターが更に：
【数４３】
2008501380.tif 000070
として表現され、式中、Δが、特定細分散である、請求項４２の集中超音波治療装置。
【請求項４４】
前記シグナル加工分析手段が、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、測定された第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターにスペクトルを滑らかにさせ、前記理論比較値と前記測定比較値との間の最小差を、最小平方法により得、こうして、前記特定領域局所温度上昇を、逆算により得る、請求項３９〜４３のいずれか１項の集中超音波治療装置。
【請求項４５】
前記シグナル加工分析手段が、前記逆算法により、前記測定領域における温度上昇を得、以降の式を用いて表記され得、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターの周波数部位における音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｐ１（ｆｉ）であり、Ｉ０（ｆｉ）が：
【数４４】
2008501380.tif 000071
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎ、Ｎが、選択される周波数であり、目的関数が：
【数４５】
2008501380.tif 000072
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを、Ｑがその最小値となるよう選択していき、対応しているΔＴｍが、その熱源温度と常温Ｔ０との間の差の値である、請求項４４の集中超音波治療装置。
【請求項４６】
前記シグナル加工分析手段が、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを、ユーザーが入力していくのに使用される入力手段を含む、請求項４５の集中超音波治療装置。
【請求項４７】
前記シグナル加工分析手段が自動的に、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを発生させる、請求項４５の集中超音波治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年６月４日出願の中国特許出願第２００４１００４６０９１．９号からの優先権を請求し、本明細書において援用される。
【０００２】
本発明は非侵襲的な、ヒトもしくは動物の体内温度を測定する方法に関する。より具体的には、本発明は、高強度集中超音波（ＨＩＦＵ）の適用に関し、ヒト（動物）の体内において高温を有する熱を発生させ、処置領域における病変に反応する。処置領域における温度を測定するために、本発明は非侵襲的な、音響逆算を利用する測定方法を提供し、本方法を使用する装置を提供する。
【背景技術】
【０００３】
昨今、集中超音波治療装置が、臨床適用におけるその良好な結果の観点において、医療研究における話題の１つである。ＨＩＦＵは、高温を、ヒト（動物）体内において発生させ、その処置領域における病巣を治癒させる。もし、この温度が充分高くなければ、この治癒効果が完璧でなくなり、これは、腫瘍細胞が破壊され得ないからである。もし、この温度が高すぎれば、ヒトの体の火傷を伴って、悪い予後になってしまう。典型的には、温度測定には、２つの方法がある。
侵襲的な方法
非侵襲的な方法
前者は、体温計を、ヒトの体内に挿入し、その温度を測定するものである。これは、実際の処置において利用され難く、その侵襲的な性質および患者に対する痛みのためである。後者の方法は、非侵襲的な測定を、ヒトの体外で実施するものである。これが実現されれば、上の困難を引き起こすことはない。しかし、我々が知る限り尚、処置領域において温度を（臨床的に）測定する有効な方法がない。
【０００４】
実際、医師は通常、医師自身の臨床経験に従い、処置パラメーターを求める。これゆえ、最良の結果は確約され得ず、該パラメーターに関するランダムさを伴う。ある幾つかの非侵襲的な温度測定方法が提案されているが、例えば、中国特許第ＣＮ１３５８５４９Ａ号は、ＨＩＦＵ熱治療装置の焦点における温度を求める予測方法を示唆している。これは、理論偏差を、その波の源からの音響場強度分布および温度場分布において作り出す。該焦点における温度予測値は、入力電力、変換機変換効率、組織の特徴、波の源の特徴等のような、処置パラメーター設定を用いて算出され得る。中国特許第ＣＮ１３５８５４９Ａ号は、異なる条件下での理論焦点温度を算出していくことを通じて、温度一覧表を作り、該一覧表を実際の測定に従って較正し、この較正された値を該一覧表中に載せている。この方法は元より「非侵襲的」であるが、本当の温度測定法というよりもむしろ、温度予測法である。この方法の結果は、リアルタイムの測定値からの結果ではなく単に、既知条件下での推定理論値であり、これゆえ、これは、臨床における温度の証拠として使用されるには、質が良くない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、非侵襲的な、効果的な、本当の、処置領域における温度測定のための測定方法が高度に、本分野において望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、非侵襲的な、効果的な、実際的な、ヒト（もしくは動物）の体内における温度測定、特に、高強度集中超音波（ＨＩＦＵ）により発生された、ヒト（もしくは動物）の体内における高温（もしくは低温）測定のための方法を提供することであり、該処置領域における病変を有する組織に反応するよう利用される。
【０００７】
勿論、本発明の方法は、ラジオ波（ＲＦ）熱源もしくは交流（ＡＣ）熱源のような、他の手段もしくは方法を用いて発生された、ヒト（もしくは動物）の体内における高温（もしくは低温）測定のために利用されてもよい。
【０００８】
本発明のもう１つ別の目的は、非侵襲的な、効果的な、ヒト（もしくは動物）の体内における温度を測定する実際の臨床測定適用のための、特に、高強度集中超音波（ＨＩＦＵ）により発生された、ヒト（もしくは動物）の体内における高温（もしくは低温）測定のための装置を提供することであり、該処置領域における病変を有する組織に反応するよう利用される。
【０００９】
本発明の装置は、ラジオ波（ＲＦ）熱源もしくは交流（ＡＣ）熱源のような、他の手段もしくは方法を用いて発生された、ヒト（もしくは動物）の体内における高温（もしくは低温）測定のために利用されてもよい。
【００１０】
本発明者らは鋭意、音響逆算測定法を示唆し、上の目的を実現させる。
【００１１】
本方法において、第１の超音波が、Ｍモード超音波のガイドの下に、測定領域に伝達され、これが温度Ｔを持つ。特定反射表面から反射された超音波が受信され、第１のパラメーターを得る。次いで、該測定領域の温度が、Ｔ＋ΔＴに変化される。第２の超音波が、該測定領域に伝達される。特定反射表面により反射された第２の超音波から反射された超音波が受信され、第２のパラメーターを得る。第２のパラメーターと、第１のパラメーターとの間の測定比較値が、得られる。もう一方で、第２のパラメーターと、第１のパラメーターとの間の理論比較も、理論計算を通じて、得られる。該理論比較と測定比較との間の差が、最適化法により、加工される。該測定領域局所温度上昇ΔＴが、逆算法を用いて得られることになる。本発明は、対応している装置をも包含し、上の方法および集中超音波治療装置を実現させる。
【００１２】
本発明の方法を説明するために、我々はまず、本発明の方法の理論を論じ、確立させることにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
１．エコー理論
超音波の波の方程式は、以降のように表記され得る。
【００１４】
【数１】
2008501380.tif 000003
【００１５】
式中、ｐが音圧であり、Ｃ０が温度Ｔ０（常温）での音速であり、ΔＣが温度がΔＴ上昇する場合の音速上昇であり、ωが超音波の角周波数である。図１のスキーム図において示されるとおりである。球の中心におけるＯ点が、座標の原点、つまり、熱せられる領域の中心であり、ここで、その温度上昇が最大値ΔＴｍを持つ。これゆえ：
【００１６】
【数２】
2008501380.tif 000004
【００１７】
であり、こうして式（１）はおよそ
【００１８】
【数３】
2008501380.tif 000005
として表記され得る。
【００１９】
空間中の点Ｂにおける散乱波の圧は、式（３）の遅延解を通じて得られる。
【００２０】
【数４】
2008501380.tif 000006
【００２１】
仮定される入射波は：
【００２２】
【数５】
2008501380.tif 000007
である。
【００２３】
発生される近似値は、積分記号の下、ｐに使用されることになる。フレスネル近似値は、ｒに使用されることになる。このようにして、式（４）がおよそ：
【００２４】
【数６】
2008501380.tif 000008
として記述され得る。
【００２５】
式中、ａ、ｂは一定な値であり、θ０は内角ＢＯＣであり、θは内角ＡＯＣであり、ＯＡ＝Ｒ、ＯＢ＝Ｒ０、ｒ＝ＡＢである。Ｉ（Ｒ）は、フレスネル積分に対する割合である。式（５）中のファクターｅ−ｂＲに関しては、ｂＲが大きい場合、これは非常に小さく、主に、式（６）中の領域Ｒ≦１／ｂ、これゆえｋＲ≦ｋ／ｂ中の積分に寄与する。ｂは１０３ｃｍ−１（５０Ｈｚでの電気加熱）のオーダー（桁）もしくは１０４ｃｍ−１（ラジオ波での加熱）のオーダー（桁）なので、その音の周波数ｆが２ＭＨｚのオーダー（桁）にある場合、ｋが８０（ｃｍ−１）のオーダー（桁）になる。これゆえ、式（６）中、ｋＲ≪１、Ｒ／Ｒ０≪１である。これらの近似値を用いて、式（６）中の指数の項は、第１次近似値までのシリーズに展開され得、この結果が、式（５）中に代入され、式（５）の積分が、鞍点近似により得られ、最終結果が：
【００２６】
【数７】
2008501380.tif 000009
である。
【００２７】
これは、散乱力に対応する。
【００２８】
【数８】
2008501380.tif 000010
【００２９】
該散乱力の方向パターンが、図２において例示される。これは、θ０＝π／２の方向に沿った該散乱力が、入射波の方向に沿った該散乱力よりも遙かに大きいことを示す。
【００３０】
一方、式（７）は：
【００３１】
【数９】
2008501380.tif 000011
として書き直され得る。
【００３２】
全シグナルが、その反射表面により、Ｄにおいて反射される。これら反射されたシグナルが再び、高温領域を通過していき、１回以上散乱され、点Ｆに到達した後、変換機により受信される（図３参照）。このエコーの最終音圧が、式（７）、（９）、および（１０）を用いて得られる。
【００３３】
【数１０】
2008501380.tif 000012
【００３４】
式中、Ｓ（β、Ｘ）、βｊ（ｊ＝１、２）は併合された関数であり、周波数ｆおよびΔＴｍを含有している。
【００３５】
【数１１】
2008501380.tif 000013
は、温度勾配場がない場合の音圧であり、ＬおよびＲ０はそれぞれ、その変換機およびその反射平面から、その熱源中心までの距離を表し、各測定値は、Ｂ−スキャン超音波装置により、測定され得る。式（１１）は、そのエコー波の音圧を求めるのに必要とされる表記である。
【００３６】
これは：
【００３７】
【数１２】
2008501380.tif 000014
と定義される。
【００３８】
２．エコー波測定およびＦＦＴ加工
本発明の測定方法のスキームダイヤグラムが、図３において示される。変換機は、Ｂ−スキャン超音波プローブもしくは分離変換機であり得、点Ｆを通過している平面においてインストールされ、伝達機および受信機両方として使用されている。もし、これが分離変換機であれば、ＨＩＦＵ装置の超音波源の球状の殻において、もしくは、Ｂ−スキャン超音波プローブの頭部においてインストールされてよい。変換機と反射平面との間の球は、熱せられた領域であり、その中心が最高温度を持つ。これはＨＩＦＵの焦点、もしくは、他の熱源（ＲＦもしくはＡＣ熱源のような）により熱せられるべき位置であり得る。Ｄを通過している平面が、該反射平面である。当業者に知られているように、この平面は常に見出され得、例えば、Ｍ−ライン（線）超音波により求められている。第１に、該変換機は点Ｆにおいて、該領域が熱せられる前に、音波を送り出す。該音波が、該反射平面に到達後に、点Ｆに（向かって）反射される。該変換機は、エコー波を受信し、つまり、該エコー波の音圧ｐ０は、変化した温度場を通過していかない（今後、＜＜第１のエコー波パラメーター＞＞と言う）。次いで、熱源（示さず）が熱を発生させ、温度場を形成する。ここを通過していく超音波が、散乱される。この散乱波は、この伝達波の上に重なり、これらの両方が、該反射平面に点Ｄにおいて到達した後に、反射される。この反射波は、熱せられた該領域を再び通過し、点Ｆに到達する前に、もう１回散乱される。該変換機はこうして、加熱に付されたエコー波の音圧ｐ１を受信する（今後、＜＜第２のエコー波パラメーター＞＞と言う）。これら２つのエコー波は、熱せられた該領域の物理的情報、特に、温度に関する情報を伝搬する。この温度情報は、シグナル加工後に、抽出され得る。
【００３９】
これら２つのエコー波は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による加工に付される。そのスペクトルを滑らかにした後に、その周波数部位において結果的に得られる音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｐ１（ｆｉ）である。Ｉ０（ｆｉ）は：
【００４０】
【数１３】
2008501380.tif 000015
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎであり、Ｎが、選択された周波数の数である。
【００４１】
３．温度に関する最適加工および逆算
目的関数が：
【００４２】
【数１４】
2008501380.tif 000016
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを選択し、Ｑをその最小値にする。次いで、これに対応しているΔＴｍは、熱せられた該領域の位置の中心における温度と、常温（Ｔ０）との間の差である。
【００４３】
上の逆算誘導加工において、測定されたこれらエコーパラメーター値は、ＦＦＴ加工を通して、異なる周波数において得られる。次いで、全周波数におけるＱの最小値が得られ、例えば、最小平方法による。次いで、ΔＴｍが、逆算を通じて得られる。当業者により、理論値と測定値との間の差に関する最適化加工が実施される限り、他の数学的加工方法も利用されてよく、適切なΔＴｍ値を得ることが、理解される筈である。
【００４４】
４．経験式
上の演繹中の式（７）〜（１０）の結果に従うと、該力の一部が高温領域の存在のために散乱されるので、この散乱波が、その入射波と比較して、相シフトを持つ（式（１０）において指し示されるとおり）。加えて、該散乱波は、非常に絡み合った振幅のスペクトルをも持ち、これは、指数０．５から、指数１．５に転ずる。これゆえ、実際、我々は、導出された経験式を使用することがあり、該加工および算出を簡単化する。式（１１）において：
【００４５】
【数１５】
2008501380.tif 000017
Ｓ（β、Ｘ）が、算出され難い周波数ｆの、併合された関数である。これはまず、エコー波：
【００４６】
【数１６】
2008501380.tif 000018
の測定されたスペクトルを滑らかにし、次いで、更なる理論解析により、音響測定から測定された結果が得られ、他の方法により測定された結果に適合し、こうして、以降の経験式が得られ、例えば：
【００４７】
【数１７】
2008501380.tif 000019
であり、式中：
【００４８】
【数１８】
2008501380.tif 000020
が、温度勾配場がない場合の該エコー波の音圧であり、ｇが、求められるべき値であり、ＬおよびＲ０はそれぞれ、その変換機およびその反射平面から、その熱源中心までの距離を表し、Ｂ−スキャン超音波装置により、測定され得る。従って、式（１２）は：
【００４９】
【数１９】
2008501380.tif 000021
として定義され得、その目的関数は従って：
【００５０】
【数２０】
2008501380.tif 000022
として定義されてもよく、式中、β０１、β０２、．．．．が音響熱カップリングパラメーターであり、これらは、温度ＴおよびΔＴｍに依存している。実験によれば、これらは、温度上昇と共に小さくなり、こうして一般的に：
【００５１】
【数２１】
2008501380.tif 000023
として書き直され得る。
【００５２】
Ｍおよびαｉｊ（Ｔ）の適切な値が、上のようにして得られる。αｉｊの測定データの欠如のために、以降の方法が使用されてもよく、β０ｊとαｉｊとの間の関係を樹立させる。例えば、我々は：
【００５３】
【数２２】
2008501380.tif 000024
を選択する。
【００５４】
式（１９）は、ΔＴｍに依存してることを指し示す。Δは特定の、細かな分散であり、例えば、−Δ０≦Δ≦Δ０と特定し、Δ０＝０．２としている。β０ｊ（０）およびΔＴｍは、相対的に広い範囲中の特定間隔において変化していく。このデータ加工の間、第１に、１組のβ０ｊ（０）（ｊ＝１、２）が特定されてもよい。次いで、ΔＴｍが、特定範囲中において、５°、１０°、１５°、．．．．のような特定間隔で変化させられる。次いで、式（１４’）が算出に利用されてもよい。該算出の間、Δが、±Δ０の範囲中において、細かくサーチされてもよい。Ｑの最小値が、該算出後に、与えられる。第２に、もう１セットのβ０ｊ（０）に関する初期値が特定されてもよく（前回のものとは異なる間隔での特定変化）、ΔＴｍが変化され（５°、１０°、１５°、．．．．）、Δを求める細かなサーチを行っていく。このように、もう１つ別の最小のＱの値が得られる。こうして、β０ｊ（０）を特定範囲中において変えていき、上の手順を繰り返し、毎回、最小値のＱを与えることになる。最小Ｑ値が、これらのＱ値から選択されることになる。これに対応しているβ０ｊ（０）およびΔＴｍが、求められる値である。
【００５５】
上の数学式および経験式が、本発明を限らないことが、理解される筈である。当業者は、速い算出スピードを持っているような、より多くの利点を有する他の式を見付けてもよい。本発明の重要な思想は、前記理論値と前記測定値との間の最適な差を求める逆算アプローチであり、これは、特定の数学の形に限定されない。
【００５６】
本発明者は、多量の測定値を、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ組織および生体上（ブタおよびウサギのような）で得ており、これらの結果を、他の手段および方法（ＲＦもしくはＡＣ加熱測定のような）からのものと比較している。本発明者は、肝臓癌における臨床ラジオ波処置の間にも、比較測定を行った。これらの結果は、本発明の有効さおよび精確さを実証している（詳しくは、下の比較表参照）。
【００５７】
超音波治療の間の処置領域における温度のリアルタイム測定制御は常に、本分野において存在している問題である。ある何人かの研究者が尚、このような測定は実現不可能であると思っている。このような条件は、この種類の治療手法の臨床での拡大および適用を、ある程度にまで障害してしまう。本発明は、音響逆算アプローチを用いて、ヒトもしくは動物の体内の焦点温度を測定する方法を初めて示唆するものである。これは、これが本当の測定であるということにおいて、前記理論予測法もしくは一覧表法から区別される。本発明は、超音波エコー波と共に伝搬される温度情報を利用し、エコー波中の該温度情報は、最適な加工および逆算を用いて抽出される。本発明はこうして、処置領域における温度のリアルタイム測定の懸念を解決する。これは確かに、ＨＩＦＵ治療および関連手法の発展を推し進めることになる。
【００５８】
上を纏めると、本発明の第１の態様により、ヒトもしくは動物の体内の局所温度を測定する方法を提供し、これは、以降のステップ：
（１）Ｍ型超音波（Ｍ線）でのその反射面の決定後に、第１の超音波を、測定領域に、Ｍ型超音波により指し示される方向に沿って伝達し、第１の超音波のエコー波を受信し、第１のエコー波パラメーターを得るステップ
（２）該測定領域の温度を変えていくステップ
（３）第２の超音波を、該測定領域に、同じ方向に沿って伝達し、第２の超音波のエコー波を受信し、第２のエコー波パラメーターを得、第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の比較値を算出するステップ
（４）理論計算により、第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を得るステップ
（５）該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化していき、逆算により、該測定領域における局所温度を得るステップ
を含んでいることを特徴とする。
【００５９】
本発明の第２の態様により、ヒトもしくは動物の体内における局所温度変化測定用装置が提供される。本装置は：
第１の超音波を、標的領域に、該標的領域の温度が変わる前に伝達していき、第２の超音波を、該標的領域に、該標的領域の温度が変わった後に伝達していくのに使用される超音波伝達手段
第１および第２のエコー波を、該標的領域におけるヒトもしくは動物の組織、ならびに、該標的領域から離れた組織により反射される第１および第２の超音波からそれぞれ受信し、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターをそれぞれ得るのに使用される超音波受信手段
第１および第２のエコー波パラメーターからの、該標的領域に関する温度分散情報を抽出するのに使用されるシグナル加工分析手段
を含んでいることを特徴とする。ここで、該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化し、次いで、該標的領域の局所温度変化に関する情報が、逆算により得られる。
【００６０】
本発明の第３の態様により、ヒトもしくは動物の体内における局所温度変化測定用装置を提供する。本装置は：
Ｂ型超音波を有する第１の超音波を、標的領域に、該標的領域の温度が変わる前に、Ｍ線により指し示される方向に沿って伝達し、該標的領域および該標的領域から離れた組織における組織により反射された第１の超音波から、第１のエコー波を受信するのに使用される超音波伝達受信手段
を含んでいる。これは、該標的領域の温度が変わった後に、Ｂ型超音波を有する第２の超音波を、該標的領域に、Ｍ線により指し示される方向に沿って伝達し、該標的領域および該標的領域から離れた組織における組織により反射された第２の超音波から、第２のエコー波を受信する。こうして、第１および第２のエコー波パラメーターをそれぞれ得る。本装置は、第１および第２のエコー波パラメーターからの、該標的領域に関する温度変化情報を抽出するシグナル加工分析手段をも包含する。該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を、理論計算を用いて算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化する。次いで、該標的領域の局所温度変化に関する情報が、逆算法により得られる。
【００６１】
本発明の第４の態様により、処置領域の温度を測定できる集中超音波治療装置を提供する。本装置は：
高エネルギー集中超音波を、ヒトの体の特定領域に対して発生させ、該領域の温度を変化させるのに使用される高エネルギー集中超音波源
ヒトの体の該領域を、該高エネルギー超音波の焦点に移動させるのに使用され、ヒトの体の該特定領域を画像化するためのポジショニングＢ型超音波プローブも包含するポジショニングシステム
を包含する。該集中超音波治療装置は、以降：
該ポジショニングＢ型超音波プローブの片側もしくは両側においてインストールされ、第１の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わる前に伝達していくための、次いで、該標的領域および該標的領域から離れた組織において、そこの組織により反射された第１のエコー波を受信するための、第２の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わった後に伝達していくための、次いで、該標的領域および該標的領域から離れた組織において、そこの組織により反射された第２のエコー波を受信するための、少なくとも１つの温度測定用超音波変換機
を包含する。こうして、第１および第２のエコー波パラメーターが得られる。本装置は、第１および第２のエコー波パラメーターからの、該特定領域に関する温度変化情報を抽出するシグナル加工分析手段をも包含する。該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を、理論計算を用いて算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化し、次いで、該標的領域の局所温度変化に関する情報が、逆算により得られる。
【００６２】
本発明の第５の態様により、温度を測定できるもう１つ別の集中超音波治療装置を提供する。本装置は、高エネルギー集中超音波を、ヒトの体の特定領域に対して発生させ、その温度を変化させるのに使用される高エネルギー集中超音波源を包含する。これは、ヒトの体の該領域を、該高エネルギー超音波の焦点に移動させるのに使用されるポジショニングシステムをも包含する。該ポジショニングシステムは、ヒトの体の該特定領域を画像化するためのポジショニングＢ型超音波プローブも包含する。この集中超音波治療装置は、Ｂ／Ｍモード下に、該ポジショニング超音波プローブが、第１の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わる前に、Ｍ線により指し示される向きに沿って伝達し、次いで、該標的領域および該標的領域から離れた組織におけるヒトの組織により反射された第１のエコー波を受信する。該ポジショニング超音波プローブが、第２の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わった後に伝達するのにも使用され、次いで、該標的領域および該標的領域から離れた組織におけるヒトの組織により反射された第２のエコー波を受信する。こうして、第１および第２のエコー波パラメーターが得られる。本装置は、第１および第２のエコー波パラメーターからの、該特定領域に関する温度変化情報を抽出するシグナル加工分析手段をも包含する。これが、第１および第２のエコー波パラメーターの比を、理論計算を用いて算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論値とその測定値との間の差の平方の和を含んでいる目的関数を、スペクトル中の全周波数に関して最適化し、次いで、該標的領域の局所温度変化に関する情報が、逆算法により得られる。
【００６３】
本発明の実施形態の装置および測定方法が、添付の図面を参照しながら、記載される。
【００６４】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の実施形態のＨＩＦＵ加熱および温度測定装置の例示を示しているスキームダイヤグラムである。
【００６５】
実際のｉｎ  ｖｉｔｒｏでの集中超音波治療装置は典型的に、以降の部分から構成される。
Ａ．高エネルギー集中超音波源およびその、高エネルギー集中超音波の発生のための駆動回路
Ｂ．患者の処置標的を位置付けし、これを超音波変換機の焦点に移動させるためのポジショニングシステムであって、医療画像システム（殆どが、Ｂ型超音波装置）、該患者を搬送する手段（台もしくはベッドのような）、および、該装置と該超音波源との間の相対的な動きのための移動システムも包含している
Ｃ．伝導媒体の、高エネルギー超音波伝導構造および加工システム：高強度集中超音波（ＨＩＦＵ）システムにおいて、かけられる超音波が、該患者体内に、特別な伝導媒体（殆どが、脱気された水を使用している）を通して伝達されなくてはならない。これゆえ、該伝導媒体を順応させるための構造（水タンクもしくは水バッグ等のような）が、該伝導媒体を導入および放出するための構造同様、典型的に、該高エネルギー集中超音波源の伝達終了前に、インストールされる。
【００６６】
既知のＨＩＦＵ治療装置に関する詳細な記載は、省略される。その焦点での温度上昇のリアルタイムでのモニタリングのための装置が今後、詳細に論じられる。
【００６７】
本発明の、その焦点での温度上昇のリアルタイムでのモニタリングのための装置は主に、以降を包含する。
１．超音波パルス用の、伝達受信手段
本装置は、超音波変換機および関連伝達受信回路の１つもしくは１セットであってもよい。該変換機（１つもしくは複数）は、超音波パルスを、該高エネルギー集中超音波治療装置の焦点に向かう方向に伝達し、該焦点にある組織もしくは該焦点から離れた組織から反射されてきた超音波を受信する。ポジショニング用の医療用Ｂ型超音波装置が、Ｍ型超音波を用いてガイドされて、当該伝達受信手段として働いてもよい。
２．受信された反射波の加工分析用システム
該反射波シグナル中の適切な部分を選択後、本システムは、スペクトル分析を行うことになる。その結果が、ＨＩＦＵ照射前の当該スペクトルと比較され、こうして、温度変化に関連した情報を得ることになる。その温度の変動（温度差）が算出され、表示される。
【００６８】
図４Ａに関して、ＨＩＦＵの主要部は、水容器２、水表面５の下に浸される温度測定サンプル４（ヒトもしくは動物）を包含する。集中超音波熱源１は、サンプル４の特定部（音響焦点３）を狙い、高エネルギー集中超音波を、加熱もしくは治療のために発生させ、その温度を上昇させる。本ポジショニングシステムの一部として、ポジショニングＢ型超音波プローブ７が、上昇下降レバー６の制御下にあり、該サンプル標的を位置付けするか、もしくは、これを超音波変換機の焦点に移動させる。ＨＩＦＵシステムは更に、その患者を搬送する手段（ベッドもしくは台のような）および該手段と該超音波源との間の相対的な移動用の移動システム（示さず）を包含する。
【００６９】
図４Ａに示されるＨＩＦＵシステムに、超音波温度プローブ８が包含される。これは、関連伝達受信回路を有する超音波変換機の１つもしくは１グループであり得る。該変換機（１つもしくは複数）は、超音波パルスを、該高エネルギー集中超音波の焦点に向かう方向に伝達し、該焦点にある組織からもしくは該焦点から離れた組織から反射された超音波反射波を受信できる。該超音波温度プローブが、詳細に記載される。
【００７０】
図７は、本発明の該超音波プローブがその上にインストールされる、より詳細な構造を示す。超音波プローブ８は、２つの超音波変換機１８を包含する。これらのうちの１つが、超音波パルスを、焦点３に向かう方向に伝達していくのに使用され、もう１つが、該焦点における組織および該焦点から離れた組織により反射された反射波を受信するのに使用される。両方が、ＨＩＦＵ装置の籠殻上にインストールされ、各々はそれぞれ、ポジショニングＢ型超音波プローブ７の片側にある。こうして、超音波プローブ８へと向かう超音波経路、該ポジショニング超音波プローブ、および、加熱用の該超音波源は互いに分離される。１つだけの超音波変換機１８を使用することも可能であり、これは、ポジショニングＢ型超音波プローブ７の片側においてインストールされ、該超音波パルスを伝達していくため、および、焦点３における組織および焦点３から離れた組織から反射された反射波を受信するための両方に使用される。
【００７１】
図８は、もう１つ別の種類の構造を示し、これは、超音波温度プローブ８が、本システムにインストールされるためのものである。この図に示される超音波温度プローブ８は、２つの超音波変換機１８’を包含する。これらは直接、しかし別々に、該ポジショニングＢ型超音波プローブの頭部にインストールされる。こうして、温度測定用超音波シグナルが直接、該ポジショニングＢ型超音波プローブの移動により、該焦点上に位置付けされてもよい。同様に、１つだけの超音波変換機１８’を使用することも可能であり、これは、該ポジショニングＢ型超音波プローブの片側においてインストールされ、該超音波パルスを伝達していくため、および、焦点３における組織および焦点３から離れた組織から反射された反射波を受信するための両方に使用される。
【００７２】
図９は、もう１つ別の種類の構造を示し、これは、超音波温度プローブ８が、本システムにインストールされるためのものである。超音波プローブ７は、本装置において位置付けするためのものであり、直接、Ｂ／Ｍモード下に、該超音波パルスを伝達していき、反射された超音波シグナルを受信するためのプローブとして使用される。つまり、Ｂ型超音波プローブ７は、超音波を、Ｍ型超音波によりガイドされる方向に伝達し、該Ｂ型超音波プローブにより受信された反射波シグナルが直接、分析するのに利用される。この構造は更に、その設計（デザイン）を簡単化し、本装置にかかる製造コストを抑える。この実施例は、該Ｂ型超音波プローブが、Ｂ／Ｍモードにおける超音波温度プローブとして働くよう使用される場合の本発明の更なる利点を実証する。更なるハードウェアは全く必要とされず、既存のＨＩＦＵ装置が使用され得、本発明の温度測定方法を実現する。
【００７３】
図４Ａに戻って、超音波温度プローブ８が、高電圧パルス発生機および伝達受信切換回路にカップリングされ、これらは、同調パルス回路制御下に、該温度測定パルスを伝達していき、受信する。受信されたエコー波シグナルは、受信増幅回路において加工される。この測定値が、加工分析のために、本発明のシグナル加工分析システム（例えば、本装置に接続されたコンピューター）に伝達されることになる。最終結果が、表示記録手段（該コンピューターのモニターのような）上に示される。該シグナル加工分析システムは、本発明の温度逆算法の計算用のソフトウェアを包含してもよい。このシステムが更に、以降において説明される。
【００７４】
該超音波温度プローブが図９における配置に適合される場合、該システムのデザインは、図４Ｂに示されるもう１つ別の構造のように修飾されてもよい。そのポジショニング関数および温度測定関数が、Ｂ型およびＭ型の超音波両方に関して、１つのシグナル抽出回路を分け合ってもよい。該ポジショニング関数は直接、該Ｂ型超音波シグナルを、（該コンピューターのモニターのような）該表示記録手段上に表示することになる。該温度測定関数は、受信されたシグナルを、（例えば、該コンピューターのような）該シグナル加工分析システムに、加工および分析のために、送信することになる。最終結果が、（該コンピューターのモニターのような）該表示記録手段上に示される。
【００７５】
本発明の測定手順が、図５に纏められる。第１に、温度は、集中超音波熱源１がまだオフなので、上昇されない。超音波温度プローブ８（もしくは、上記のように、該超音波温度プローブとして直接使用されるポジショニングＢ型超音波プローブ７）が、超音波を伝達するようになる。該超音波が、焦点上の組織もしくは該組織から離れた組織により反射され、超音波温度プローブ８が、エコー波、つまりエコー波Ｉ０を、温度勾配場に付すことなく、受信するようになる（第１のエコー波パラメーターに対応している）。該エコー波の反射平面Ｄ（図３中）が、Ｍ型超音波加工回路により、求められ得る。例えば、反射平面は典型的に、該モニターのスクリーン上に示される。そのオペレーター（例えば、臨床医師）はこうして、ＬおよびＲ０の測定値を得ることができる。本Ｂ型超音波装置がそのＢ／Ｍモード下に操作される場合、Ｍ線が点線として、該スクリーン上に典型的に示され、Ｍ線を回転させていって、該焦点を通過するようにし、該反射平面と交差される。こうして、伝達シグナルおよび反射シグナルが両方とも、該焦点上を中心とした熱せられた領域を通過するようになることを、確実化する。このような特定の操作が、当業界においてはよく知られているので、詳細には記載しないことにする。
【００７６】
次いで、集中超音波熱源１が点火され、熱して、温度勾配場を作り上げる。超音波温度プローブ８（もしくは、上記のように、該超音波温度プローブとして直接使用されるポジショニングＢ型超音波プローブ７）が、超音波を、再び伝達するようになる。該超音波が、該温度場を通過していく時に、散乱されることになる。散乱された超音波が、この伝達波上に重ねられる。これらは、反射平面Ｄに到達する際に、反射される。次いで、この反射波が、熱せられた該領域を戻って通過していく時に、もう１回散乱される。最後に、超音波温度プローブ８が、加熱に付されているエコー波Ｉ１を受信することになる（第２のエコー波パラメーターに対応する）。
【００７７】
これら２つのエコー波（Ｉ０およびＩ１）は、該超音波温度プローブにより受信され、熱せられた該領域の物理情報、特にその温度情報を伝搬する。該情報は、シグナル加工後に、抽出され得る。この加工は、該シグナル加工分析システムにより実施されてもよい。
【００７８】
Ａ／Ｄ変換後、これら２つのエコー波シグナルは、ＦＦＴを用いて加工されることになる。任意に、この結果のスペクトルが、滑らかにされる。こうして、音響周波数スペクトルが、選択された周波数において得られ、つまり、熱せられた該領域を通過しない音響波Ｉ０（ｆｉ）（ｉ＝１、．．．．、Ｎ。Ｎは、選択された周波数の数である）および熱せられた該領域を通過する音響波Ｉ１（ｆｉ）（ｉ＝１、．．．．、Ｎ。Ｎは、選択された周波数の数である）である。この結果得られる値が、前記式（７）〜（１４）に基づいた逆算法を用いて加工されることになる。例として、前述の経験式に基づいた逆算加工フローチャート（流れ図）が、図６に纏められる。
【００７９】
該逆算加工の間、そのオペレーター（例えば、臨床医師）は、その経験および当業界における共通な知識に従い、焦点での温度上昇ΔＴｍに関する粗い推定をすることになる。例えば、１０〜５０℃の範囲中においては、その間隔は１℃と設定されてもよい。細かな研究を実施していく場合、該間隔が、０．１℃以下；β０ｊ＝０．５０、０．４５、０．４０、．．．．等であってもよい（式（１８）および（１９）以降の記述を参照）。第１に、該シグナル加工分析システム用の入力手段（例えば、本装置に接続された該コンピューターのキーボード、図中においては示されず）が使用され、初期ΔＴｍおよびβ０ｊ値を入力する（図６中のステップＳ２）。対応しているＩ１（β０１、β０２、．．．．、ΔＴｍ、ｆｉ）が、式（１２）により見出される（ステップＳ３）。該加工分析システムは、データ加工後に、これら２つのエコー波シグナルと共に、Ｉ１（ｆｉ）／Ｉ０（ｆｉ）を見出すことになり、つまり、式（１３）中の：
【００８０】
【数２３】
2008501380.tif 000025
【００８１】
であり（ステップＳ１）、これが次いで、逆算（ステップＳ４、Ｓ５）のために、式（１４）中の目的関数中に代入される。上の入力および加工ステップ（ステップＳ６→Ｓ７→Ｓ２→Ｓ３、Ｓ１→Ｓ４→Ｓ５）を、該目的関数の最小値が得られるまで繰り返す。該目的関数の最小値に対応しているΔＴｍは、該焦点での温度上昇である。この温度の値が次いで、ディスプレーへと出力され（Ｓ８）、該加工手順が終了される（Ｓ９）。
【００８２】
上のデータ入力手順は、該シグナル加工分析のコンピューターを用いても、自動的に達成され得ることが、特記される。例えば、該コンピューターは自動的に、ΔＴｍおよびβ０ｊの値の複数のデータのセットを発生させてもよく（例えば、上記ルールに従って）、次いで、Ｉ０およびＩ１の測定値に基づき、全周波数において該目的関数を得、その最小値を見出し、本逆算法を用いてΔＴｍを得る。
【００８３】
図１０は、ラジオ波熱源もしくはＡＣ熱源を用いた温度の検定および較正を例示する。参照記号１１は、テストサンプル４の焦点温度を測定するのに使用されるラジオ波熱源の加熱電極および温度センサーのことである（非侵襲的な測定）。本発明の超音波温度プローブ９も使用され（ポジショニングプローブとしても、同時に使用され得る）、テストサンプル４の焦点温度を、同時に測定する。図４におけるものと同様な要素に対する記載は、省くことにする。この例示された配置は、本発明の温度センサー１１（熱電対）および音響逆算法両方を用いて、同一温度場を測定できる。前記経験式中のパラメーターは、これら２方法からの結果を最適化していくことにより、較正され得る。これら２方法の間での検定もしくは比較においても、使用され得る。
【実施例】
【００８４】
表１および表２はそれぞれ、ブタ生体およびヒト肝癌組織の温度に関するデータ比較を示し、本音響逆算法およびラジオ波測定法（熱電対）を用いて測定された。
【００８５】
【表１】
2008501380.tif 000026
【００８６】
【表２】
2008501380.tif 000027
【００８７】
本発明が、添付の図面を参照しながら、特定の実施形態と共に記載されてきた。しかしながら、本発明が、上の実施形態の特定の形に限られないことが、理解されるはずである。例えば、本装置自体の構造は、原則的な観点から、種々の修飾を持ってもよく、本発明は、常温に関しての局所温度上昇を測定できるだけでなく、局所温度下降も測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１はスキームダイヤグラムであり、本発明の実施形態の波の理論を示す。
【図２】図２は、該理論を用いて順に計算された超音波散乱力の方向パターンである。
【図３】図３は、本発明の実施形態におけるエコー波測定に関するスキームダイヤグラムである。
【図４】図４Ａは、ＨＩＦＵ熱源を有する実際の測定装置に関するスキームダイヤグラムを、本発明の実施例の１つとして示す。図４Ｂは、ＨＩＦＵ熱源を有する実際の測定装置に関するスキームダイヤグラムを、本発明のもう１つの実施例として示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態におけるシグナル収集加工に関するスキームダイヤグラムを示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態の測定手順に関するフローチャート（流れ図）を示す。
【図７】図７は、本発明の温度測定プローブの、もう１つ別の実施例を示す。本治療装置の集中超音波源上においてインストールされた伝達機および受信機を示す。
【図８】図８は、本発明の温度測定プローブの、もう１つ別の実施例を示す。本治療装置のポジショニング用のＢ型超音波プローブの両側においてインストールされた伝達受信手段を示す。
【図９】図９は、本発明の温度測定プローブの、もう１つ別の実施例を示す。本治療装置の集中超音波源、および、該源上のポジショニングＢ型超音波プローブを示す。該Ｂ型超音波装置は修飾されて、これから受信されるシグナルが、温度変動に関する加工分析に付すのに使用されてもよい。
【図１０】図１０は、ラジオ波熱源もしくはＡＣ熱源を用いた温度の検定および較正を例示する。
【図１】
2008501380.tif 000073
【図２】
2008501380.tif 000074
【図３】
2008501380.tif 000075
【図４】
2008501380.tif 000076
【図５】
2008501380.tif 000077
【図６】
2008501380.tif 000078
【図７】
2008501380.tif 000079
【図８】
2008501380.tif 000080
【図９】
2008501380.tif 000081
【図１０】
2008501380.tif 000082
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月22日(2006.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒトもしくは動物の体の局所温度変化を測定する方法であって、以降のステップ：
（１）第１の超音波を、測定領域に伝達させ、第１の超音波のエコー波を受信し、第１のエコー波パラメーターを得るステップ
（２）第２の超音波を、測定領域に伝達させ、第２の超音波のエコー波を受信し、第２のエコー波パラメーターを得、第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間で測定比較値を算出するステップ
（３）理論計算を通じて、第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間で理論比較値を得るステップ
（４）該理論比較値と該測定比較値との間の差を最適化し、逆算により、該領域における局所温度変化を得るステップ
を含んでいることを特徴とする、方法。
【請求項２】
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターが、そのエコー波の音圧もしくはそのエコー波の力である、請求項１の方法。
【請求項３】
更に：
前記超音波の反射平面を、Ｍ−モード超音波を使用して決定し、その伝達を、該Ｍ−線超音波により特定される方向において実施するステップ
を含む、請求項１の方法。
【請求項４】
第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の前記理論比較値を算出するのに使用される式が：
【数１】
2008501380.tif 000083
であり、式中、以降の経験式：
【数２】
2008501380.tif 000084
が使用され、式中：
【数３】
2008501380.tif 000085
が、温度勾配場がない場合のそのエコー波の音圧であり：
【数４】
2008501380.tif 000086
が、温度勾配場がある場合のそのエコー波の音圧であり、ｆが、この音波の周波数であり、ｇが、求められる値であり、ＬおよびＲ０がそれぞれ、その変換機およびその反射平面からその熱源中央までの距離を表し、ΔＴｍが、常温に関しての該熱源中央での最高温度上昇であり、第１のエコー波パラメーターと第２のエコー波パラメーターとの間の前記比較値が：
【数５】
2008501380.tif 000087
として定義され、式中、β０１、β０２、．．．．が、音響熱カップリングパラメーターである、請求項１の方法。
【請求項５】
前記音響熱カップリングパラメーターが：
【数６】
2008501380.tif 000088
として表記される、請求項４の方法。
【請求項６】
前記音響熱カップリングパラメーターが更に：
【数７】
2008501380.tif 000089
として表現され、式中、Δが、特定細分散である、請求項５の方法。
【請求項７】
前記最適化ステップが、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、次いで、測定された第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターにスペクトルを滑らかにさせ、前記理論比較値と前記測定比較値との間の最小差を、最小平方法により得、こうして、測定領域局所温度変化を、逆算により得る、請求項１〜６のいずれか１項の方法。
【請求項８】
前記最適化ステップが、以降の式を用いて表記され得、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターの周波数部位における音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｌｉ（ｆｉ）であり、Ｉ０（ｆｉ）が：
【数８】
2008501380.tif 000090
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎ、Ｎが、選択される周波数であり、目的関数が：
【数９】
2008501380.tif 000091
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを、Ｑがその最小値となるよう選択していき、対応しているΔＴｍが、前記熱源温度と常温Ｔ０との間の差の値である、請求項７の方法。
【請求項９】
ヒトもしくは動物の体における局所温度変化を測定する装置であって：
第１の超音波を、標的領域に、その温度が変わる前に伝達していき、第２の超音波を、該標的領域に、その温度が変わった後に伝達していくのに使用される超音波伝達手段
第１および第２のエコー波を、標的領域および該標的領域から離れた組織におけるヒトもしくは動物の組織により反射される第１および第２の超音波からそれぞれ受信し、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターをそれぞれ得るのに使用される超音波受信手段
第１および第２のエコー波パラメーターからの、標的領域に関する温度分散情報を抽出するのに使用されるシグナル加工分析手段
を含んでいることを特徴とし、該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化し、こうして、標的領域局所温度変化に関する情報が、逆算を通じて得られる、装置。
【請求項１０】
前記超音波伝達手段および前記超音波受信手段が、通常のＢ型超音波装置から最適合される、請求項９の装置。
【請求項１１】
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターが、そのエコー波の音圧もしくはそのエコー波の力である、請求項９の装置。
【請求項１２】
前記シグナル加工分析手段に使用される式が、第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の前記理論比較値を算出し：
【数１０】
2008501380.tif 000092
であり、式中、以降の経験式：
【数１１】
2008501380.tif 000093
が使用され：
【数１２】
2008501380.tif 000094
が、温度勾配場がない場合のそのエコー波の音圧であり：
【数１３】
2008501380.tif 000095
が、温度勾配場がある場合のそのエコー波の音圧であり、ｆが、この音波の周波数であり、ｇが、求められる値であり、ＬおよびＲ０がそれぞれ、その変換機およびその反射平面からその熱源中央までの距離を表し、ΔＴｍが、常温に関しての該熱源中央での最高温度上昇であり、第１のエコー波パラメーターと第２のエコー波パラメーターとの間のその比較値が：
【数１４】
2008501380.tif 000096
として定義され、式中、β０１、β０２、．．．．が、音響熱カップリングパラメーターである、請求項９の装置。
【請求項１３】
前記音響熱カップリングパラメーターが：
【数１５】
2008501380.tif 000097
として表記される、請求項１２の装置。
【請求項１４】
前記音響熱カップリングパラメーターが更に：
【数１６】
2008501380.tif 000098
として表現され、式中、Δが、特定細分散である、請求項１３の装置。
【請求項１５】
前記シグナル加工分析手段が、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、測定された第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターにスペクトルを滑らかにさせ、前記理論比較値と前記測定比較値との間の最小差を、最小平方法により得、こうして、標的領域局所温度を、逆算により得る、請求項９〜１４のいずれか１項の装置。
【請求項１６】
前記シグナル加工分析手段により標的領域局所温度変化を得ることが、以降の式を用いて表記され得、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターの周波数部位における音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｐ１（ｆｉ）であり、Ｉ０（ｆｉ）が：
【数１７】
2008501380.tif 000099
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎ、Ｎが、選択される周波数であり、目的関数が：
【数１８】
2008501380.tif 000100
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを、Ｑがその最小値となるよう選択していき、対応しているΔＴｍが、その熱せられた局所の温度と常温Ｔ０との間の差の値である、請求項１５の装置。
【請求項１７】
前記シグナル加工分析手段が、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを、ユーザーが入力していくのに使用される入力手段を含む、請求項１６の装置。
【請求項１８】
前記シグナル加工分析手段が自動的に、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを発生させる、請求項１６の装置。
【請求項１９】
ヒトもしくは動物の体における局所温度変化を測定する装置であって：
第１の超音波を、標的領域に、その温度が変わる前に伝達していき、該標的領域および該標的領域から離れた組織におけるヒトもしくは動物の組織により反射された第１の超音波から、第１のエコー波を受信し、第２の超音波を、該標的領域に、該標的領域の温度が変わった後に伝達していき、該標的領域および該標的領域から離れた組織におけるヒトもしくは動物の組織により反射された第２の超音波から、第２のエコー波を受信するのに使用され、これにより、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターがそれぞれ得られる超音波伝達受信手段
第１および第２のエコー波パラメーターからの、該標的領域に関する温度変化情報を抽出するのに使用されるシグナル加工分析手段
を含んでいることを特徴とし、該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化し、こうして、標的領域局所温度変化に関する情報が、逆算を通じて得られる、装置。
【請求項２０】
前記超音波伝達受信手段が、通常のＢ型超音波装置から再適合される、請求項１９の装置。
【請求項２１】
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターが、そのエコー波の音圧もしくはそのエコー波の力である、請求項１９の装置。
【請求項２２】
前記伝達受信手段が、Ｍ−ライン（線）により指し示される向きに沿って、Ｂ型超音波による伝達を実行する、請求項１９の装置。
【請求項２３】
第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の前記理論比較値を算出するための前記伝達受信手段により使用される式が：
【数１９】
2008501380.tif 000101
であり、式中、以降の経験式：
【数２０】
2008501380.tif 000102
が使用され：
【数２１】
2008501380.tif 000103
が、温度勾配場がない場合のそのエコー波の音圧であり：
【数２２】
2008501380.tif 000104
が、温度勾配場がある場合のそのエコー波の音圧であり、ｆが、この音波の周波数であり、ｇが、求められる値であり、ＬおよびＲ０がそれぞれ、その変換機およびその反射平面からその熱源中央までの距離を表し、ΔＴｍが、常温に関しての該熱源中央での最高温度上昇であり、第１のエコー波パラメーターと第２のエコー波パラメーターとの間のその比較値が：
【数２３】
2008501380.tif 000105
として定義され、式中、β０１、β０２、．．．．が、音響熱カップリングパラメーターである、請求項１９の装置。
【請求項２４】
前記音響熱カップリングパラメーターが：
【数２４】
2008501380.tif 000106
として表記される、請求項２３の装置。
【請求項２５】
前記音響熱カップリングパラメーターが更に：
【数２５】
2008501380.tif 000107
として表現され、式中、Δが、特定細分散である、請求項２４の装置。
【請求項２６】
前記シグナル加工分析手段が、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、測定された第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターにスペクトルを滑らかにさせ、前記理論比較値と前記測定比較値との間の最小差を、最小平方法により得、こうして、標的領域局所温度上昇を、逆算により得る、請求項１９〜２５のいずれか１項の装置。
【請求項２７】
前記シグナル加工分析手段による標的領域局所温度上昇を得ることが、以降の式を用いて表記され得、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターの周波数部位における音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｐ１（ｆｉ）であり、Ｉ０（ｆｉ）が：
【数２６】
2008501380.tif 000108
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎ、Ｎが、選択される周波数であり、目的関数が：
【数２７】
2008501380.tif 000109
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを、Ｑがその最小値となるよう選択していき、対応しているΔＴｍが、その熱源温度と常温Ｔ０との間の差の値である、請求項２６の装置。
【請求項２８】
前記シグナル加工分析手段が、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを、ユーザーが入力していくのに使用される入力手段を含む、請求項２７の装置。
【請求項２９】
前記シグナル加工分析手段が自動的に、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを発生させる、請求項２７の装置。
【請求項３０】
高エネルギー集中超音波を、ヒトの体の特定領域に対して発生させ、その温度を変化させるのに使用される高エネルギー集中超音波源
ヒトの体の該特定領域を、該高エネルギー超音波の焦点に移動させるのに使用され、ヒトの体の該特定領域を画像化するためのポジショニングＢ型超音波プローブも包含しているポジショニングシステム
を含んでいる、温度を測定できる集中超音波治療装置であって、更に：
該ポジショニングＢ型超音波プローブの片側もしくは両側においてインストールされ、第１の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わる前に伝達していくのに使用され、次いで、該標的領域および該標的領域から離れた組織におけるヒトの組織により反射された第１の超音波からの第１のエコー波を受信し、第２の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わった後に伝達していくのに使用され、次いで、該標的領域および該標的領域から離れたヒトの組織により反射された第２の超音波からの第２のエコー波を受信し、これにより、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターがそれぞれ得られる、少なくとも１つの超音波測定変換機
第１および第２のエコー波パラメーターからの、該特定領域に関する温度変化情報を抽出するためのシグナル加工分析手段
を含むことを特徴とし、該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化し、こうして、該特定領域局所温度変化に関する情報が、逆算を通じて得られる、集中超音波治療装置。
【請求項３１】
少なくとも１つの前記超音波測定変換機が、Ｂ型超音波変換機である、請求項３０の集中超音波治療装置。
【請求項３２】
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターが、そのエコー波の音圧もしくはそのエコー波の力である、請求項３０の集中超音波治療装置。
【請求項３３】
少なくとも１つの前記超音波測定変換機が、該超音波治療装置の籠殻上に位置され、導電媒体を含有する、請求項３０の集中超音波治療装置。
【請求項３４】
少なくとも１つの前記超音波測定変換機が、前記ポジショニングＢ型超音波プローブ頭部上に位置され、こうして、少なくとも１つの前記超音波測定変換機が、該ポジショニングＢ型超音波プローブと一緒に動く、請求項３０の集中超音波治療装置。
【請求項３５】
第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の前記理論比較値を算出するための前記伝達受信手段により使用される式が：
【数２８】
2008501380.tif 000110
であり、式中、以降の経験式：
【数２９】
2008501380.tif 000111
が使用され：
【数３０】
2008501380.tif 000112
が、温度場がない場合のそのエコー波の音圧であり：
【数３１】
2008501380.tif 000113
が、温度場がある場合のそのエコー波の音圧であり、ｆが、この音波の周波数であり、ｇが、求められる値であり、ＬおよびＲ０がそれぞれ、その変換機およびその反射平面からその熱源中央までの距離を表し、ΔＴｍが、常温に関しての該熱源中央での最高温度上昇であり、第１のエコー波パラメーターと第２のエコー波パラメーターとの間のその比較値が：
【数３２】
2008501380.tif 000114
として定義され、式中、β０１、β０２、．．．．が、音響熱カップリングパラメーターである、請求項３０の集中超音波治療装置。
【請求項３６】
前記音響熱カップリングパラメーターが：
【数３３】
2008501380.tif 000115
として表記される、請求項３５の集中超音波治療装置。
【請求項３７】
前記音響熱カップリングパラメーターが更に：
【数３４】
2008501380.tif 000116
として表現され、式中、Δが、特定細分散である、請求項３６の集中超音波治療装置。
【請求項３８】
前記シグナル加工分析手段が、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、測定された第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターにスペクトルを滑らかにさせ、前記理論比較値と前記測定比較値との間の最小差を、最小平方法により得、こうして、前記特定領域局所温度上昇を、逆算により得る、請求項３０〜３７のいずれか１項の集中超音波治療装置。
【請求項３９】
前記伝達受信手段が、前記逆算法により、前記特定領域における温度上昇を得、以降の式を用いて表記され得、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターの周波数部位における音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｐ１（ｆｉ）であり、Ｉ０（ｆｉ）が：
【数３５】
2008501380.tif 000117
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎ、Ｎが、選択される周波数であり、目的関数が：
【数３６】
2008501380.tif 000118
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを、Ｑがその最小値となるよう選択していき、対応しているΔＴｍが、その熱源温度と常温Ｔ０との間の差の値である、請求項３８の集中超音波治療装置。
【請求項４０】
前記シグナル加工分析手段が、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを、ユーザーが入力していくのに使用される入力手段を含む、請求項３９の集中超音波治療装置。
【請求項４１】
前記シグナル加工分析手段が自動的に、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを発生させる、請求項３９の集中超音波治療装置。
【請求項４２】
高エネルギー集中超音波を、ヒトの体の特定領域に対して発生させ、その温度を変化させるのに使用される高エネルギー集中超音波源
ヒトの体の該特定領域を、該高エネルギー超音波の焦点に移動させるのに使用され、ヒトの体の該特定領域を画像化するためのポジショニングＢ型超音波プローブも包含しているポジショニングシステム
を含んでいる、温度を測定できる集中超音波治療装置であって：
該ポジショニングＢ型超音波プローブが、Ｂ／Ｍモードにあり、第１の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わる前に、Ｍ型超音波を用いて指し示される向きに沿って伝達していき、次いで、該標的領域および該標的領域から離れたヒトの組織により反射された第１の超音波からの第１のエコー波を受信し、第２の超音波を、該特定領域に、該領域の温度が変わった後に伝達していき、次いで、該標的領域および該標的領域から離れたヒトの組織により反射された第２の超音波からの第２のエコー波を受信し、こうして、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターをそれぞれ得ること
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターからの、該特定領域に関する温度変化情報を抽出するシグナル加工分析手段
を特徴とし、該シグナル加工分析手段が、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の理論比較値を算出し、第１と第２のエコー波パラメーターとの間の該理論比較値とその測定比較値との間の差を最適化し、こうして、該特定領域局所温度変化に関する情報が、逆算を通じて得られる、集中超音波治療装置。
【請求項４３】
第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターが、そのエコー波の音圧もしくはそのエコー波の力である、請求項４２の集中超音波治療装置。
【請求項４４】
第２のエコー波パラメーターと第１のエコー波パラメーターとの間の前記理論比較値を算出するための前記シグナル加工分析手段により使用される式が：
【数３７】
2008501380.tif 000119
であり、式中、以降の経験式：
【数３８】
2008501380.tif 000120
が使用され：
【数３９】
2008501380.tif 000121
が、温度場がない場合のそのエコー波の音圧であり：
【数４０】
2008501380.tif 000122
が、温度場がある場合のそのエコー波の音圧であり、ｆが、この音波の周波数であり、ｇが、求められる値であり、ＬおよびＲ０がそれぞれ、その変換機およびその反射平面からその熱源中央までの距離を表し、ΔＴｍが、常温に関しての該熱源中央での最高温度上昇であり、第１のエコー波パラメーターと第２のエコー波パラメーターとの間のその比較値が：
【数４１】
2008501380.tif 000123
として定義され、式中、β０１、β０２、．．．．が、音響熱カップリングパラメーターである、請求項４２の集中超音波治療装置。
【請求項４５】
前記音響熱カップリングパラメーターが：
【数４２】
2008501380.tif 000124
として表記される、請求項４４の集中超音波治療装置。
【請求項４６】
前記音響熱カップリングパラメーターが更に：
【数４３】
2008501380.tif 000125
として表現され、式中、Δが、特定細分散である、請求項４５の集中超音波治療装置。
【請求項４７】
前記シグナル加工分析手段が、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施し、測定された第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターにスペクトルを滑らかにさせ、前記理論比較値と前記測定比較値との間の最小差を、最小平方法により得、こうして、前記特定領域局所温度上昇を、逆算により得る、請求項４２〜４６のいずれか１項の集中超音波治療装置。
【請求項４８】
前記シグナル加工分析手段が、前記逆算法により、前記測定領域における温度上昇を得、以降の式を用いて表記され得、第１のエコー波パラメーターおよび第２のエコー波パラメーターの周波数部位における音圧スペクトルがそれぞれ、ｐ０（ｆｉ）およびｐ１（ｆｉ）であり、Ｉ０（ｆｉ）が：
【数４４】
2008501380.tif 000126
として定義され、ｉ＝１、．．．．、Ｎ、Ｎが、選択される周波数であり、目的関数が：
【数４５】
2008501380.tif 000127
として定義され、β１、β２、．．．．およびΔＴｍを、Ｑがその最小値となるよう選択していき、対応しているΔＴｍが、その熱源温度と常温Ｔ０との間の差の値である、請求項４７の集中超音波治療装置。
【請求項４９】
前記シグナル加工分析手段が、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを、ユーザーが入力していくのに使用される入力手段を含む、請求項４８の集中超音波治療装置。
【請求項５０】
前記シグナル加工分析手段が自動的に、β０１、β０２、．．．．およびΔＴｍの複数のデータセットを発生させる、請求項４８の集中超音波治療装置。
【国際調査報告】
2008501380.tif 000128
2008501380.tif 000129
2008501380.tif 000130
2008501380.tif 000131