(57)【要約】【課題】確実な位置合わせを行うことができ、且つ、安全で確実な治療等の行為を実現することができる超音波照射装置を提供する。【解決手段】観察断面や焦点位置が変更された場合にも、対象部位と焦点との位置関係を常に分かり易く表示する。例えば、左画面表示２２において焦点領域マーカ２５の位置が移動され、焦点位置が変更された場合には、これに追従して、移動後の焦点の位置を通る水平断面３３を右画面表示３５に表示する。即ち、焦点領域マーカ２５が移動した場合には、これに追従して、断面表示３１を矢印３４の方向に移動することで、右画面表示３５の断面は常に焦点の位置を通るようにする。また、プローブ３は、振動子と媒体と体表との位置関係を変えることなく傾斜させることが可能な構成とし、且つ、その傾斜中心は、その検出面の近傍に設けることとする。【選択図】　　　図４
2004073697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を発生する振動子を有し、前記振動子から発生する超音波を対象部位の位置に集束させる集束手段と、前記超音波の集束位置を変更することが可能な集束位置変更手段と、画像作成用超音波の送受信を行うプローブを有し、前記プローブによる前記超音波の送受信結果に基づき前記対象部位を含む周囲部の断面画像を作成する画像作成手段と、前記断面画像を表示する表示手段と、前記断面画像の前記周囲部における位置を任意に変更することが可能な断面画像位置変更手段と、前記断面画像位置変更手段により前記断面画像の位置が変更された場合に、前記表示手段に表示される前記断面画像上に前記超音波の集束位置が存在するように、前記集束位置変更手段を制御して前記集束位置の変更を行う制御手段を有することを特徴とする超音波照射装置。
【請求項２】
超音波を発生する振動子を有し、前記振動子から発生する超音波を対象部位の位置に集束させる集束手段と、前記超音波の集束位置を任意に変更することが可能な集束位置変更手段と、画像作成用超音波の送受信を行うプローブを有し、前記プローブによる前記超音波の送受信結果に基づき前記対象部位を含む周囲部の断面画像を作成する画像作成手段と、前記断面画像を表示する表示手段と、前記断面画像の前記周囲部における位置を変更することが可能な断面画像位置変更手段と、前記集束位置変更手段により前記超音波の集束位置が変更された場合に、前記超音波の集束位置に前記表示手段に表示される前記表示断面が位置するように、前記断面画像位置変更手段を制御して前記表示断面の前記周囲部における位置の変更を行う制御手段を有することを特徴とする超音波照射装置。
【請求項３】
前記断面画像位置変更手段は、前記プローブの前記振動子に対する相対方向を調整することが可能なプローブ調整手段を有し、前記制御手段は前記プローブ調整手段により方向調整が成された場合に、前記断面画像位置変更手段を制御して、前記断面画像の前記周囲部における位置を任意に変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波照射装置。
【請求項４】
前記プローブ調整手段は、前記プローブを、その検出面近傍において方向調整可能に支持する支持部と、前記プローブに連結され、前記プローブの方向調整を手動にて行うための持手部とを含み構成されることを特徴とする請求項３に記載の超音波照射装置。
【請求項５】
前記集束位置変更手段は、前記表示手段に表示される前記断面画像上において前記超音波の集束位置を任意に設定することが可能な集束位置設定手段を有し、前記集束位置設定手段により設定された場所に前記超音波の集束位置を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の超音波照射装置。
【請求項６】
前記画像作成手段は、三次元超音波画像作成手段であって、前記断面画像位置変更手段は、該三次元超音波画像作成手段における三次元ボリュームデータから任意の断面位置における断面画像を作成することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の超音波照射装置。
【請求項７】
前記表示手段は、前記断面画像として、前記対象部位の互いに直交する垂直断面画像及び水平断面画像を少なくとも表示することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の超音波照射装置。
【請求項８】
前記表示手段に表示される前記断面画像として、前記対象部位の互いに直交する垂直断面画像と、前記対象部位の互いに直交する垂直断面画像及び水平断面画像の何れかを選択することが可能な表示選択手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の超音波照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内の対象部位をモニタリングしつつ、前記対象部位に対して超音波を照射することで、前記対象部位に対する遺伝子導入や、前記対象部位に関する治療等を行う超音波照射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、画像診断装置にて生体内の対象部位をモニタリングしつつ、対象部位に対して超音波を照射することで、対象部位に対する遺伝子導入や、対象部位に関する治療等を行う超音波照射装置が存在している。
【０００３】
このうち、対象部位に関する治療を行うものとしては、例えば、対象部位が結石であって、これに対して超音波を照射することで、結石を破砕するものや、対象部位が腫瘍であって、これに対して超音波を照射することで、超音波吸収により生じる発熱の作用により腫瘍を熱変性壊死させるもの等がある。
【０００４】
このような超音波照射装置にあっては、対象部位に超音波の焦点を合わせる上で、モニタリングとして二次元超音波画像や三次元超音波画像を用いること、また、超音波の焦点位置を移動するために、超音波の発生源である振動子自体を機械的に移動すること、複数の振動子の駆動タイミングを制御すること等が既に公知の手法として知られている。
【０００５】
例えば、特開２０００−２３７２０５号公報にあっては、三次元超音波による複数の断面を表示して位置合わせを行うように振動子を移動すること、表示断面に焦点が位置しない場合には、どの方向に焦点があるのかを示すこと等が開示されている。また、ＵＳＰ４，５２６，１６８には、複数の振動子を駆動するタイミングを制御して超音波の焦点を移動する装置と超音波診断装置とを組み合わせたものが開示されている。しかしながら、当該公報には、どのような表示画面を基にその位置合わせを行うのかは記載されていない。
【０００６】
これらの例から、三次元超音波の任意の断面を複数表示し、この断面上で指定した位置に超音波の焦点位置が一致するように、複数の振動子の駆動タイミングを制御することが考えられる。また、二次元超音波を使用する場合は、表示断面を１つ表示し、その断面上に超音波の焦点位置が一致するように、複数の振動子の駆動タイミングを制御することが考えられる。
【０００７】
また、肋骨下部の対象部位に位置合わせしようとする場合には、通常の二次元超音波、或いは、三次元超音波であっても、対象部位が肋骨に遮蔽されて描出できない場合があるので、肋骨の間からプローブを傾斜させて、対象部位を観察する必要がある。そこで、このような場合には、超音波プローブと振動子全体を手動で傾斜させたり、特開平３−７５０５０号公報に開示されるように、ある一点を中心に傾斜させるように超音波プローブと振動子全体を傾斜と水平垂直移動を電動で連動させたりすることが行われている。プローブだけを傾斜する場合には、超音波の固定された焦点を中心に傾斜したり、特開平６−１８９９７３号公報に開示されるように、振動子の焦点位置とは無関係に傾斜したりすることが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の超音波照射装置のように、任意の複数の断面を表示させて、その上で超音波の焦点位置を設定する手法では、別の表示面では、焦点位置の画像を表示しているとは限らないので、焦点を含む表示面を探して位置合わせが適切か否かを調べるという手順が必要であった。また、治療等の行為完了までには、焦点位置を複数回設定することがあり、焦点位置を変えると、別の表示面で見えていた焦点が見えなくなってしまうこともあり、再度、焦点を含む面を探す手順を行う必要があった。
【０００９】
また、二次元超音波診断装置の構成で１つの断面を表示している場合には、プローブの表示断面を変更したときに、プローブの表示断面に垂直方向に焦点位置が外れると、焦点をどこに設定したのか分からなくなってしまうという問題があった。
【００１０】
また、肋骨下部の対象部位に位置合わせしようとする場合に、肋骨の間から斜めに対象部位を観察するように超音波プローブを傾斜する際には、以下のような問題があった。
【００１１】
例えば、図１２に示すように、プローブ３と振動子１の位置関係が固定される場合には、プローブ３を振動子１と一体で傾斜させることになり、振動子１の周辺部が生体９に当たって傾斜範囲が制限されたり、振動子１と生体９の間隔が大きくなる所では、振動子１から発生した超音波を生体９に導入するための媒体２と生体９との接触状態が不十分になり、超音波が十分に生体に伝搬されない問題があった。また、プローブ３と生体９との距離が変化するので、超音波画像の画質が悪化して見づらくなるという問題もあった。
【００１２】
また、このようにプローブと振動子の位置関係が固定される場合、或いは、振動子に対してプローブのみが傾斜するように構成された場合であっても、プローブの傾斜角度が大きい場合には、これが肋骨の間から外れて、対象部位が肋骨に遮蔽されて焦点の位置合わせができなくなったり、これが肋骨の間に位置するように振動子を含む全体を移動させる必要が生じたりして、何れの場合であっても、手動によって振動子を含む全体を傾斜させたり、或いは、電動によってプローブを傾斜させたりすることとなるので、このような場合には、プローブの傾斜角度が術者に直感的に分かりにくく、操作しづらいという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、観察断面を変えた場合、又は、焦点位置を変更した場合において、対象部位と焦点との位置関係を常に分かり易く表示することによって、確実な位置合わせを行うことができ、また、振動子と媒体と体表との接触状態を変えることなく、プローブ傾斜の容易な操作を可能にすることによって、安全で確実な治療等の行為を実現することができる超音波照射装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、超音波を発生する振動子を有し、前記振動子から発生する超音波を対象部位の位置に集束させる集束手段と、前記超音波の集束位置を変更することが可能な集束位置変更手段と、画像作成用超音波の送受信を行うプローブを有し、前記プローブによる前記超音波の送受信結果に基づき前記対象部位を含む周囲部の断面画像を作成する画像作成手段と、前記断面画像を表示する表示手段と、前記断面画像の前記周囲部における位置を任意に変更することが可能な断面画像位置変更手段と、前記断面画像位置変更手段により前記断面画像の位置が変更された場合に、前記表示手段に表示される前記断面画像上に前記超音波の集束位置が存在するように、前記集束位置変更手段を制御して前記集束位置の変更を行う制御手段を有することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項２記載の発明は、超音波を発生する振動子を有し、前記振動子から発生する超音波を対象部位の位置に集束させる集束手段と、前記超音波の集束位置を任意に変更することが可能な集束位置変更手段と、画像作成用超音波の送受信を行うプローブを有し、前記プローブによる前記超音波の送受信結果に基づき前記対象部位を含む周囲部の断面画像を作成する画像作成手段と、前記断面画像を表示する表示手段と、前記断面画像の前記周囲部における位置を変更することが可能な断面画像位置変更手段と、前記集束位置変更手段により前記超音波の集束位置が変更された場合に、前記超音波の集束位置に前記表示手段に表示される前記表示断面が位置するように、前記断面画像位置変更手段を制御して前記表示断面の前記周囲部における位置の変更を行う制御手段を有することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の超音波照射装置であって、前記断面画像位置変更手段は、前記プローブの前記振動子に対する相対方向を調整することが可能なプローブ調整手段を有し、前記制御手段は前記プローブ調整手段により方向調整が成された場合に、前記断面画像位置変更手段を制御して、前記断面画像の前記周囲部における位置を任意に変更することを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するために、請求項４記載の発明は、請求項３に記載の超音波照射装置であって、前記プローブ調整手段は、前記プローブを、その検出面近傍において方向調整可能に支持する支持部と、前記プローブに連結され、前記プローブの方向調整を手動にて行うための持手部とを含み構成されることを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するために、請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の超音波照射装置であって、前記集束位置変更手段は、前記表示手段に表示される前記断面画像上において前記超音波の集束位置を任意に設定することが可能な集束位置設定手段を有し、前記集束位置設定手段により設定された場所に前記超音波の集束位置を変更することを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決するために、請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の超音波照射装置であって、前記画像作成手段は、三次元超音波画像作成手段であって、前記断面画像位置変更手段は、該三次元超音波画像作成手段における三次元ボリュームデータから任意の断面位置における断面画像を作成することを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するために、請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の超音波照射装置であって、前記表示手段は、前記断面画像として、前記対象部位の互いに直交する垂直断面画像及び水平断面画像を少なくとも表示することを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決するために、請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の超音波照射装置であって、前記表示手段に表示される前記断面画像として、前記対象部位の互いに直交する垂直断面画像と、前記対象部位の互いに直交する垂直断面画像及び水平断面画像の何れかを選択することが可能な表示選択手段をさらに有することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る超音波照射装置の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下においては、対象部位に対して治療用の超音波を照射することで、対象部位に関する治療を行う超音波照射装置を例に採り説明するが、本発明に係る超音波照射装置は、このようなものに限らず、例えば、対象部位に対して超音波を照射することで、対象部位に対する遺伝子導入を行うもの等であってもよい。
【００２３】
［第一の実施形態］
（超音波照射装置の構成）
図１は、本実施形態における超音波照射装置の全体構成を表す説明図である。同図に示すように、超音波振動子１は、駆動回路１１によって駆動されて、治療用の超音波を発生する。振動子１は、複数からなり、個々の振動子１の駆動タイミングは駆動制御回路１２によって調整できる。発生した超音波が生体９内で焦点５を形成するように、駆動制御回路１２によって駆動タイミングを制御する。また、駆動制御回路１２によって駆動タイミングを変えることにより、焦点５の空間的な位置を変えることができる。焦点５の位置を変える操作、及び、超音波を発生する照射という操作は、操作盤１７上のスイッチやトラックボール、或いは、マウス等で行う。本発明では、焦点５を含む有限な領域を焦点領域６と称するが、この焦点領域６が超音波によって治療効果を得る領域であり、この位置が生体９の治療部位１０に合うようにして治療を行う。焦点領域６の位置が変えられる範囲が位置合わせ可能領域８である。一点鎖線７は、振動子１から焦点５に進行する治療用超音波の包絡線である。
【００２４】
超音波伝搬媒体２は、振動子１から発生した超音波を生体９に効率良く伝搬させるためのもので、超音波の減衰が小さく、生体９と密着し易く、且つ、生体９と音響インピーダンスの差が小さい素材が使用される。
【００２５】
超音波プローブ３は、振動子１の中央部に配置され、この超音波プローブ３によって超音波を送受して画像を形成する超音波診断装置１３に接続される。超音波画像表示は、モニタ１４により行う。超音波プローブ３は、三次元空間の情報を取得できるような振動子構成となっている。この三次元空間の情報をもとに、モニタ１４に種々の形式の画像を表示する。モニタ１４に表示する画像の選択は、操作盤１７上のスイッチやトラックボール、或いは、マウス等で行う。
【００２６】
尚、振動子１、超音波伝搬媒体２、超音波プローブ３及びこれらを固定する部材、外装を形成する部材から成るユニットをアプリケータ４と称する。
【００２７】
システムコントローラ１６は、駆動制御回路１２及び超音波診断装置１３と通信を行い、必要に応じて種々の命令を行う。
【００２８】
（超音波照射装置の使用方法）
以下、治療手順に従って、当該超音波照射装置の使用方法について説明する。
【００２９】
術者は、術前の画像診断により、治療部位１０の大きさ、形状及び位置を把握し、焦点５の形状と大きさから、治療部位１０のどの位置に焦点５の位置を合わせて超音波を照射するかという治療計画を立てる。一般に、治療部位１０は、焦点５よりも大きいので、治療部位１０の複数の位置に焦点５を合わせて治療を行うことになる。従って、治療中には、治療部位１０に対して、その時点までに超音波を照射した位置と、以降、照射する位置を把握することが必要になる。その際には、治療部位１０には十分に超音波を照射し、治療部位１０以外には、できるだけ超音波を照射しないことが重要であり、正確な位置合わせが必要になる。治療部位１０への焦点５の位置合わせのためのモニタリングと、超音波照射中のモニタリングをリアルタイムで行うことが安全性を確保するために必要であることから、これらを超音波診断装置１３によることが多い。
【００３０】
最初に、超音波診断装置１３に接続される図示省略のプローブ、或いは、超音波プローブ３によって、治療部位１０を確認した後、アプリケータ４を、手又は機械的なアームで支持しながら生体９に密着させ、治療部位１０が超音波プローブ３によって良好に描出される位置を探し出す。
【００３１】
このとき、モニタ１４では、図２に示すように、超音波プローブ３の中心軸Ｌ１を含む垂直断面２０を左画面表示２２に、これと直交する垂直断面２１を右画面表示２３に表示する。
【００３２】
これら画面上では、治療部位２８等の超音波画像に加えて、治療用超音波の伝搬経路２７、焦点２４、焦点領域マーカ２５、焦点移動可能範囲２６等の情報を重ね書きして表示する。これらの情報は、超音波画像が見難い時などに、操作盤１７のスイッチにより任意に表示を消すことができる。
【００３３】
焦点領域マーカ２５は、焦点移動範囲内２６で任意の位置に設定することができ、この操作は、操作盤１７のトラックボール等により行う。尚、この状態においては、焦点の位置は、超音波プローブ３の中心軸Ｌ１上にある。
【００３４】
さらに、焦点の位置合わせを確認するために、Ｃモード画像と呼ばれる超音波プローブの中心軸に対して垂直な面の断層像を表示する。尚、このＣモード画像を選択する操作は、操作盤１７上のスイッチにて行う。このときの表示と位置関係を図３に示す。
【００３５】
このとき、モニタ１４には、超音波プローブ３の中心軸Ｌ１上を含む垂直断面２０を左画面表示２２に、これと直交する水平断面２９を右画面表示３０に表示する。
【００３６】
尚、左画面表示２２と右画面表示３０の位置関係は、左画面表示２２において断層表示３１で示す線の断面を右画面表示３０で表示しており、右画面表示３０において断面表示３２で示す線の断面を左画面表示２２で表示している。断面表示３１及び断面表示３２は、共に、垂直断面２０と水平断面２９の交線を示している。
【００３７】
このＣモード画像における断面の選択方法には２つの方法があり、１つは、従来の通りに、操作盤１７のトラックボール等の操作により断面を選択する方法であり、もう１つは、焦点を含む面を常に表示するモードにする方法である。何れも、超音波診断装置１３の三次元表示機能を使用することで、任意の表示断面を表示する。この際、例えば、断面の選択に応じて超音波プローブ３の位置や方向を機械的に追従させることで、リアルタイムに任意の表示断面を表示する構成としても良い。
【００３８】
ここで、この焦点を含む面を常に表示するモードを“焦点追従モード”と称することとする。尚、この“焦点追従モード”を選択する操作は、操作盤１７上のスイッチにて行う。以下、この“焦点追従モード”が選択されたものとして説明を続ける。
【００３９】
“焦点追従モード”においては、例えば、図４における左画面表示２２で焦点領域マーカ２５の位置を上下方向に移動して焦点位置を変えた場合、その焦点位置を通る水平断面３３を右画面表示３５に表示する。即ち、右画面表示３５の断面は、水平断面２９から水平断面３３へと矢印３４の方向に移動する。このとき、焦点領域マーカ２５の移動に伴い断面表示３１も、常に焦点の位置を通るように上下方向に移動する。尚、焦点領域マーカ２５の移動が左右方向のみであった場合には、右表示画面３５の断面は変更されない。
【００４０】
また、右画面表示３０において焦点の位置合わせを行う場合の位置関係を図５に示す。同図に示す右表示画面３０で焦点領域マーカ２５の位置を上下方向に移動して焦点位置を変えた場合、その焦点位置を通る断面３６を左画面表示３８に表示する。即ち、左画面表示３８の断面は、垂直断面２０から垂直断面３６へと矢印３７の方向に移動する。このとき、焦点領域マーカ２５の移動に伴い断面表示３２は、常に焦点の位置を通るように上下方向に移動する。尚、焦点領域マーカ２５の移動が左右方向のみであった場合には、右表示画面３０の断面は変更されない。
【００４１】
このような焦点位置の表示に伴い、モニタ１４の画像上で表示される焦点位置と実際の振動子１との位置関係をシステムコントローラ１６で計算し、焦点位置が表示位置と合致するように、前述の駆動制御回路１２に指令を送る。
【００４２】
このように、“焦点追従モード”を使用することで、焦点を合わせたい断面を探して、その断面に焦点を合わせるという２つの動作、又は、焦点を合わせた後、別の断面を観察するという２つの動作を同時に行うことができる。
【００４３】
通常の治療では、４〜２０箇所の位置合わせを行い、また、１箇所の位置合わせにおいても、呼吸移動を見ながら何度か位置合わせを修正することがあるため、術者の操作労力を低減することになる。
【００４４】
さらに、焦点の位置合わせが完了した後、焦点位置以外の部分を観察したい場合や、より良好に描出できる断面を探したい場合には、“焦点固定モード”を使用する。この“焦点固定モード”は、焦点位置に影響することなく、任意に表示断面を選ぶことができるモードである。
【００４５】
“焦点固定モード”では、三次元超音波診断装置の表示機能を使用して、図４の矢印３４の方向、又は、図５の矢印３７の方向に表示断面を任意に変更することができる。この際、超音波プローブ３により超音波を送受して、超音波診断装置１３が画像を形成して、リアルタイムにこれを表示する構成としても良い。
【００４６】
このように、“焦点追従モード”と“焦点固定モード”の２つのモードを用いて、例えば“焦点追従モード”で位置合わせした後、“焦点固定モード”で焦点位置の周辺部を観察し、より良好な位置に焦点位置を移動する場合には、“焦点追従モード”に戻って焦点位置を移動するといった使い方をすることで、焦点の位置合わせと、その周辺部の観察を効率良く行うことができる。
【００４７】
尚、これら“焦点追従モード”と“焦点固定モード”の２つのモードは、図２に示す表示状態でも同様に使用できる。
【００４８】
このようにして、焦点位置の周辺部を観察して問題が無くなった場合には、超音波の照射に移行する。即ち、操作盤１７上のスイッチやトラックボール、或いは、マウス等を操作して、超音波振動子１を駆動回路１１によって駆動し、治療用の超音波を発生させる。発生した超音波は、生体９内の治療部位１０で焦点５を形成し、治療部位１０での超音波吸収によって生じる発熱等の作用により治療部位１０を治療する。
【００４９】
以上に説明した当該超音波照射装置の使用方法について、図６に示すフローチャートを参照しつつ簡単に説明する。
【００５０】
術者は、術前の画像診断により、治療部位１０の大きさ、形状及び位置を把握し、焦点５の形状と大きさから、治療部位１０のどの位置に焦点５の位置を合わせて超音波を照射するかという治療計画を立てる。
【００５１】
そして、超音波診断装置１３に接続される図示省略のプローブ、或いは、超音波プローブ３によって、治療部位１０を確認した後（ステップ１）、アプリケータ４を、手又は機械的なアームで支持しながら生体９に密着させて、治療部位１０が超音波プローブ３によって良好に描出される位置を探し出す（ステップ２）。
【００５２】
このとき、モニタ１４の画像表示は、図２に示すように、超音波プローブ３の中心軸Ｌ１を含む垂直断面２０を左画面表示２２に、これと直交する垂直断面２１を右画面表示２３に表示する（ステップ３）。
【００５３】
この画面上では、治療部位２８等の超音波画像に加えて、治療用超音波の伝搬経路２７、焦点２４、焦点領域マーカ２５、焦点移動可能範囲２６等の情報を重ね書きして表示する。これらの情報は、超音波画像が見難い時などに、操作盤１７のスイッチにより任意に表示を消すことができる。
【００５４】
焦点領域マーカ２５は、焦点移動範囲内２６で任意の位置に設定することができ、この操作は、操作盤１７のトラックボール等により行う（ステップ４）。この状態では、焦点の位置は超音波プローブ３の中心軸Ｌ１上にある。
【００５５】
さらに、焦点の位置を確認するために、Ｃモード画像と呼ばれる超音波プローブの中心軸に対して垂直な面の断層像を表示する（ステップ５）。このときの表示と位置関係を図３に示す。
【００５６】
このとき、モニタ１４の画像表示は、超音波プローブ３の中心軸Ｌ１上を含む垂直断面２０を左画面表示２２に、これと直交する水平断面２９を右画面表示３０に表示する。
【００５７】
尚、左画面表示２２と右画面表示３０の位置関係は、左画面表示２２において断層表示３１で示す線の断面を右画面表示３０で表示しており、右画面表示３０において断面表示３２で示す線の断面を左画面表示２２で表示している。断面表示３１及び断面表示３２は、共に、垂直断面２０と水平断面２９の交線を示している。
【００５８】
このＣモード画像における断面の選択方法には２つの方法があり、１つは、従来の通りに、操作盤１７のトラックボール等の操作により断面を選択する方法であり、もう１つは、焦点を含む面を常に表示するモードにする方法である。この焦点を含む面を常に表示するモードを“焦点追従モード”と称する。尚、この“焦点追従モード”を選択する操作は、操作盤１７上のスイッチにて行う（ステップ６）。以下、この“焦点追従モード”が選択されたものとして説明を続ける。
【００５９】
術者は、この“焦点追従モード”において、再び、焦点領域マーカ２５の設定を行う（ステップ７）。“焦点追従モード”においては、例えば、図４における左画面表示２２で焦点領域マーカ２５の位置を上下方向に移動して焦点位置を変えた場合、その焦点位置を通る水平断面３３を右画面表示３５に表示する。即ち、右画面表示３５の断面は、水平断面２９から水平断面３３へと矢印３４の方向に移動する。このとき、焦点領域マーカ２５の移動に伴い断面表示３１も、常に焦点の位置を通るように上下方向に移動する。尚、焦点領域マーカ２５の移動が左右方向のみであった場合には、右表示画面３５の断面は変更されない。
【００６０】
また、右画面表示３０において焦点の位置合わせを行う場合の位置関係を図５に示す。同図に示す右表示画面３０で焦点領域マーカ２５の位置を上下方向に移動して焦点位置を変えた場合、その焦点位置を通る断面３６を左画面表示３８に表示する。即ち、左画面表示３８の断面は、垂直断面２０から垂直断面３６へと矢印３７の方向に移動する。このとき、焦点領域マーカ２５の移動に伴い断面表示３２は、常に焦点の位置を通るように上下方向に移動する。尚、焦点領域マーカ２５の移動が左右方向のみであった場合には、右表示画面３０の断面は変更されない。
【００６１】
このような焦点位置の表示に伴って、画像上で表示される位置と、実際の振動子１との位置関係をシステムコントローラ１６で計算し、焦点位置が表示位置に合うように、前述の駆動制御回路１２にシステムコントローラ１６から指令を送る。
【００６２】
このように“焦点追従モード”を使用すれば、焦点を合わせたい断面を探して、その断面に焦点を合わせるという２つの動作、又は、焦点を合わせ、焦点を合わせた別の断面を観察するという２つの動作を同時に行うことができる。
【００６３】
通常の治療では、４〜２０箇所の位置合わせを行い、また、１箇所の位置合わせにおいても、呼吸移動を見ながら何度か位置合わせを修正することがあるので、術者の操作労力の低減になる。
【００６４】
さらに、焦点位置の位置合わせが完了した後に、焦点以外の部分を観察したい場合や、より良好に描出できる断面を探したい場合には、“焦点固定モード”を選択する（ステップ８）。この“焦点固定モード”は、焦点位置に影響することなく、任意に表示断面を選ぶことができるモードである。
【００６５】
“焦点固定モード”では、三次元超音波診断装置の表示機能を使用して、図４の矢印３４の方向、又は、図５の矢印３７の方向に表示断面を変更することができる（ステップ９）。この際、超音波プローブ３により超音波を送受して、超音波診断装置１３が画像を形成して、リアルタイムにこれを表示する構成としても良い。
【００６６】
このように、“焦点追従モード”と“焦点固定モード”の２つを用いて、“焦点追従モード”で位置合わせした後、“焦点固定モード”で焦点位置の周辺部を観察し、問題が無い場合には照射に移行し、より良い位置に焦点位置を移動する場合には、“焦点追従モード”に戻って焦点位置を移動するというような使い方をすることで、焦点位置合わせと周辺部の観察を効率良く行うことができる。
【００６７】
尚、これら“焦点追従モード”と“焦点固定モード”の２つのモードは、図２に示す表示状態でも同様に使用できる。
【００６８】
このようにして、焦点位置の周辺部を観察して問題が無くなった場合には、超音波の照射に移行する。即ち、操作盤１７上のスイッチやトラックボール、或いは、マウス等を操作して、超音波振動子１を駆動回路１１によって駆動し、治療用の超音波を発生させる。発生した超音波は、生体９内の治療部位１０で焦点５を形成し、治療部位１０での超音波吸収によって生じる発熱等の作用により治療部位１０を治療する。
【００６９】
［第二の実施形態］
次に、本発明に係る超音波照射装置の他の実施形態について説明する。
【００７０】
図７は、本実施形態における超音波照射装置の全体構成を表す説明図である。同図に示すように、超音波プローブ３は操作部材４０に連結されている。また、超音波プローブ３と振動子１の間には、方向調整自在な支持具であるジョイント３９が設けられている。ジョイント３９としては、例えば、球面ジョイントを使用する。
【００７１】
ジョイント３９は、超音波プローブ３の傾斜中心が出来るだけ超音波プローブ３の検出面に近くなるように構成される。これにより、超音波プローブ３の傾斜角度が大きい場合であっても、その検出面の位置ずれを必要最小限に抑えることができる。超音波プローブ３の傾斜角度は、傾斜センサ４２によって検出し、その検出値からシステムコントローラ１６によって、振動子１に対して超音波プローブ３がどの方向にどれだけ傾斜しているのかを算出し、超音波プローブ３と振動子１の焦点５の位置関係を計算する。傾斜センサ４２は、例えば超音波プローブ３の傾斜によって起こる超音波プローブ３の位置変化を測定する距離センサとすることもできるし、傾斜センサそのものを操作部材４０に連結しても良い。
【００７２】
また、ジョイント３９の構成によっては、超音波プローブ３を振動子１に対して、超音波プローブ３の中心軸回りに回転させることもできる。このような場合には、回転角度を検出する回転角度センサを備えて、この回転角度センサと傾斜センサ４２の検出値から、超音波プローブ３と振動子１の位置関係を計算する。
【００７３】
超音波プローブ３を回転させない場合には、超音波プローブ３とその周辺部との間に同心円状の蛇腹部材４１を取り付けることで、超音波プローブ３の回転だけを拘束することができる。以下、超音波プローブ３は回転しないものとして説明する。
【００７４】
（超音波照射装置の使用方法）
以下、治療手順に従って、当該超音波照射装置の使用方法について説明する。
【００７５】
術者は、術前の画像診断により、治療部位１０の大きさ、形状及び位置を把握し、焦点５の形状と大きさから、治療部位１０のどの位置に焦点５の位置を合わせて超音波を照射するかという治療計画を立てる。一般に、治療部位１０は、焦点５よりも大きいので、治療部位１０の複数の位置に焦点５を合わせて治療を行うことになる。従って、治療中には、治療部位１０に対して、その時点までに超音波を照射した位置と、以降、照射する位置を把握することが必要になる。その際には、治療部位１０には十分に超音波を照射し、治療部位１０以外には、できるだけ超音波を照射しないことが重要であり、正確な位置合わせが必要になる。治療部位１０への焦点５の位置合わせのためのモニタリングと、超音波照射中のモニタリングをリアルタイムで行うことが安全性を確保するために必要であることから、これらを超音波診断装置１３によることが多い。
【００７６】
最初に、超音波診断装置１３に接続される図示省略のプローブ、或いは、超音波プローブ３によって、治療部位１０を確認した後、操作部材４０を手で持ちアプリケータ４を移動させて、生体９に接触させて、治療部位１０が超音波プローブ３によって良好に描出される位置を探す。
【００７７】
このとき、モニタ１４の画像表示は、図８に示す超音波画像の断面のようになる。この超音波画像の断面は、同図における超音波プローブ３の中心軸Ｌ１を含み図面に対して垂直な面となっている。焦点位置２４、焦点領域マーカ２５、焦点合わせ可能領域表示２６、治療部位像２８、治療用超音波伝搬経路表示２７は、図２で説明したものと同様であり、操作盤１７上での操作により、焦点領域マーカ２５を焦点合わせ可能領域表示２６の中で移動して焦点位置を設定することができる。例えば、治療部位１０が肋骨４３の下方にある場合は、超音波プローブ３が肋骨４３に遮られないように、超音波プローブ３が肋骨４３の間に位置するようにアプリケータ４を移動する。
【００７８】
次に、操作部材４０を操作し超音波プローブ３を傾斜させて、治療部位１０が描出されるようにする。この場合の位置関係と超音波画像の表示を図９に示す。
【００７９】
図９の表示画面においては、超音波プローブ３の傾斜によって表示断面が変わった場合であっても、超音波画像上で示した位置に焦点が常に存在するようにする。これを“焦点追従モード”と称する。この場合、超音波診断装置１３の三次元表示機能を使用することで、焦点が存在する任意の表示断面を表示する。この際、超音波プローブ３により超音波を送受して、超音波診断装置１３が画像を形成して、リアルタイムにこれを表示する構成としても良い。
【００８０】
さらに、“焦点追従モード”では、超音波プローブ３の傾斜角度から、超音波プローブ３と振動子１の位置関係をシステムコントローラ１６により計算し、超音波画像上の同じ位置に焦点５が位置するように、駆動制御回路１２によって振動子１の駆動方法を設定する。このような状態で超音波プローブ３の傾斜を元に戻すと、図８に示す状態に戻る。
【００８１】
次に、図９の状態で治療したい位置に焦点の位置が合致したところで、焦点位置の周辺部を観察したい場合、“焦点固定モード”にする。“焦点固定モード”は、振動子１に対する空間的な位置を固定したもので、超音波プローブ３の傾斜角度の変化によって表示断面が変わっても、焦点位置は変化しない。この場合、超音波診断装置１３の三次元表示機能を使用することで、任意の表示断面を表示する。この際、超音波プローブ３により超音波を送受して、超音波診断装置１３が画像を形成して、リアルタイムにこれを表示する構成としても良い。
【００８２】
“焦点固定モード”で超音波プローブ３の傾斜を元に戻すと、位置関係と超音波画像上の表示は、図１０に示すようになる。焦点５及び焦点領域６は、超音波画像に含まれないので、焦点領域マーカ２５は画像に表示されず、代わりに、焦点５が表示断面に対して奥にあるのか手前にあるのかを示す焦点方向表示４４が表示される。この焦点方向表示４４の具体例としては、“◎”や“×”等がある。因みに、図１０に示す“◎”は、焦点５が表示断面より手前にあることを示している。また、治療用超音波伝搬経路７は、超音波表示断面に部分的に掛かっているので、図１０のようになる。
【００８３】
このように、“焦点追従モード”と“焦点固定モード”の２つのモードは、“焦点追従モード”で位置合わせした後、“焦点固定モード”で焦点位置の周辺部を観察し、より良い位置に焦点位置を移動する場合には、“焦点追従モード”に戻って、焦点位置を移動するというような使い方をすることで、焦点合わせと周囲の観察を効率良く行うことができる。
【００８４】
尚、これら“焦点追従モード”と“焦点固定モード”の２つのモードは、図２に示す表示状態でも同様に使用できる。
【００８５】
このようにして、焦点位置の周辺部を観察して問題が無くなった場合には、超音波の照射に移行する。即ち、操作盤１７上のスイッチやトラックボール、或いは、マウス等を操作して、超音波振動子１を駆動回路１１によって駆動し、治療用の超音波を発生させる。発生した超音波は、生体９内の治療部位１０で焦点５を形成し、治療部位１０での超音波吸収によって生じる発熱等の作用により治療部位１０を治療する。
【００８６】
以上に説明した当該超音波照射装置の使用方法について、図１１に示すフローチャートを参照しつつ簡単に説明する。
【００８７】
術者は、術前の画像診断により、治療部位１０の大きさ、形状及び位置を把握し、焦点５の形状と大きさから、治療部位１０のどの位置に焦点５の位置を合わせて超音波を照射するかという治療計画を立てる。
【００８８】
そして、超音波診断装置１３に接続される図示省略のプローブ、或いは、超音波プローブ３によって、治療部位１０を確認した後（ステップ１）、操作部材４０を手で持ちアプリケータ４を移動させて、生体９に接触させて、治療部位１０が超音波プローブ３によって良好に描出される位置を探す（ステップ２）。
【００８９】
このとき、モニタ１４の画像表示は、図８に示す超音波画像の断面のようになる（ステップ３）。この超音波画像の断面は、同図における超音波プローブ３の中心軸Ｌ１を含み図面に対して垂直な面となっている。焦点位置２４、焦点領域マーカ２５、焦点合わせ可能領域表示２６、治療部位像２８、治療用超音波伝搬経路表示２７は、図２で説明したものと同様であり、操作盤１７上での操作により、焦点領域マーカ２５を焦点合わせ可能領域表示２６の中で移動して焦点位置を設定することができる（ステップ４）。例えば、治療部位１０が肋骨４３の下方にある場合は、超音波プローブ３が肋骨４３に遮られないように、超音波プローブ３が肋骨４３の間に位置するようにアプリケータ４を移動する。
【００９０】
次に、操作部材４０を操作し超音波プローブ３を傾斜させて、治療部位１０が描出されるようにする。この場合の位置関係と超音波画像の表示を図９に示す。この場合、超音波プローブ３の傾斜によって表示断面が変わっても、超音波画像上で示した位置に焦点が存在するように“焦点追従モード”を選択する（ステップ５）。“焦点追従モード”では、超音波プローブ３の傾斜角度から、超音波プローブ３と振動子１の位置関係をシステムコントローラ１６により計算し、超音波画像上の同じ位置に焦点５が位置するように、駆動制御回路１２によって振動子１の駆動方法を設定する。このような状態で超音波プローブ３の傾斜を元に戻すと、図８に示す状態に戻る。
【００９１】
次に、図９の状態で治療したい位置に焦点領域マーカ２５を移動させて（ステップ６）、焦点の位置が合致したところで、さらに、焦点位置の周辺部を観察したい場合には、“焦点固定モード”にする（ステップ７）。“焦点固定モード”は、振動子１に対する空間的な位置を固定したもので、超音波プローブ３の傾斜角度の変化によって表示断面が変わっても、焦点位置は変化しない。
【００９２】
“焦点固定モード”で超音波プローブ３の傾斜を元に戻すと、位置関係と超音波画像上の表示は、図１０に示すようになる。焦点５及び焦点領域６は、超音波画像に含まれないので、焦点領域マーカ２５は画像に表示されず、代わりに、焦点５が表示断面に対して奥にあるのか手前にあるのかを示す焦点方向表示４４が表示される。この焦点方向表示４４の具体例としては、“◎”や“×”等がある。因みに、図１０に示す“◎”は、焦点５が表示断面より手前にあることを示している。また、治療用超音波伝搬経路７は、超音波表示断面に部分的に掛かっているので、図１０のようになる。
【００９３】
このように、“焦点追従モード”と“焦点固定モード”の２つのモードは、“焦点追従モード”で位置合わせした後、“焦点固定モード”で焦点位置の周辺部を観察し、問題が無い場合には照射に移行し、より良好な位置に焦点位置を移動する場合には、“焦点追従モード”に戻って、焦点位置を移動するというような使い方をすることで、焦点合わせと周囲の観察を効率良く行うことができる。
【００９４】
尚、これら“焦点追従モード”と“焦点固定モード”の２つのモードは、図２に示す表示状態でも同様に使用できる。
【００９５】
術者は、この“焦点固定モード”で焦点位置の周辺部を観察して（ステップ８）、問題が無かった場合には、超音波の照射に移行する。即ち、操作盤１７上のスイッチやトラックボール、或いは、マウス等を操作して、超音波振動子１を駆動回路１１によって駆動し、治療用の超音波を発生させる。発生した超音波は、生体９内の治療部位１０で焦点５を形成し、治療部位１０での超音波吸収によって生じる発熱等の作用により治療部位１０を治療する。
【００９６】
尚、本発明に係る超音波照射装置は、本実施形態における超音波照射装置に限定されるものではなく、例えば、［第一の実施形態］及び［第二の実施形態］においては、プローブ３を傾斜させる操作を、術者が操作部材４０を手動で動かすことにより行うものとしたが、これを術者が機械的な駆動手段を操作することにより行う構成としても良い。また、プローブ３を傾斜操作のみならず水平方向の移動操作を行うことも可能な構成として、断層画像の位置を変更できるようにしても良い。
【００９７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る超音波照射装置によれば、表示断面の何れにおいても常に焦点位置が含まれるような表示を行うことができるので、焦点の位置合わせを容易に行うことができる。また、一旦、焦点の位置合わせを行った後に、焦点位置の周辺部を観察したいような場合であっても、焦点位置を変更することなく他の断面表示を行うことができるので、再度、焦点の位置合わせを行う必要もなく、容易に、位置合わせの妥当性を確認することができる。また、超音波プローブの傾斜操作を、術者が手動にて分かり易く行うことができることから、所望の表示断面を容易に描出することができる。また、超音波プローブのみが傾斜し、且つ、その傾斜中心は超音波プローブの検出面に近くなるように構成されることから、常に、超音波を良好に生体内に伝搬することができ、また、超音波プローブの傾斜角度が大きい場合であっても、その検出面の位置ずれを必要最小限に抑えて、常に、対象部位を良好に観察することができる。これらをもって、確実な位置合わせを行うことができ、且つ、安全で確実な治療等の行為を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波照射装置の一実施形態における全体構成を表す図である。
【図２】図１に示す超音波照射装置のモニタにおける画面表示の一構成例を表す図である。
【図３】図１に示す超音波照射装置のモニタにおける画面表示の一構成例を表す図である。
【図４】図１に示す超音波照射装置のモニタにおける画面表示の一構成例を表す図である。
【図５】図１に示す超音波照射装置のモニタにおける画面表示の一構成例を表す図である。
【図６】図１に示す超音波照射装置において行われる焦点位置の調整の流れを説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明に係る超音波照射装置の他の実施形態における全体構成を表す図である。
【図８】図７に示す超音波照射装置のモニタにおける画面表示の一構成例を表す図である。
【図９】図７に示す超音波照射装置のモニタにおける画面表示の一構成例を表す図である。
【図１０】図７に示す超音波照射装置のモニタにおける画面表示の一構成例を表す図である。
【図１１】図７に示す超音波照射装置において行われる焦点位置の調整の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１２】従来の超音波照射装置の一実施形態における部分構成を表す図である。
【符号の説明】
１…振動子
２…超音波伝搬媒体
３…超音波プローブ
４…アプリケータ
５…治療用超音波焦点
６…焦点領域
７…超音波伝搬経路
８…焦点合わせ可能領域
９…生体
１０…治療部位
１１…駆動回路
１２…駆動制御回路
１３…超音波診断装置
１４…モニタ
１５…操作盤
１６…システムコントローラ
１７…操作盤
２０…表示断面
２１…表示断面
２２…左断面表示
２３…右断面表示
２４…超音波焦点表示
２５…焦点領域マーカ
２６…焦点合わせ可能領域
２７…超音波伝搬経路表示
２８…治療部位像
２９…表示断面
３０…右断面表示
３１…断面位置表示
３２…断面位置表示
３３…表示断面
３４…矢印
３５…右断面表示
３６…表示断面
３７…矢印
３８…左断面表示
３９…ジョイント
４０…操作部位
４１…蛇腹部材
４２…傾斜センサ
４３…肋骨
４４…焦点方向表示
Ｌ１…超音波プローブの中心軸
【図１】
2004073697.tif 000003
【図２】
2004073697.tif 000004
【図３】
2004073697.tif 000005
【図４】
2004073697.tif 000006
【図５】
2004073697.tif 000007
【図６】
2004073697.tif 000008
【図７】
2004073697.tif 000009
【図８】
2004073697.tif 000010
【図９】
2004073697.tif 000011
【図１０】
2004073697.tif 000012
【図１１】
2004073697.tif 000013
【図１２】
2004073697.tif 000014