(57)【要約】【課題】より占有面積が小さく製造コストが安価な超音波治療装置および超音波照射装置である。【解決手段】超音波治療装置１は、被検体１１の治療部位１０に超音波Ｘ３を照射する超音波照射源１５と、被検体１１の画像情報を得るモニタリング装置２と、超音波照射源１５を駆動させるための超音波照射源駆動信号Ｘ４およびモニタリング装置２を駆動させるためのモニタリング装置駆動信号Ｘ４の双方を形成させる信号形成手段２７とを備えた。【選択図】  図１
2005296276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の治療部位に超音波を照射する超音波照射源と、前記被検体の画像情報を得るモニタリング装置と、前記超音波照射源を駆動させるための超音波照射源駆動信号および前記モニタリング装置を駆動させるためのモニタリング装置駆動信号の双方を形成させる信号形成手段とを備えたことを特徴とする超音波治療装置。
【請求項２】
被検体の治療部位に超音波を照射する超音波照射源と、前記被検体の画像情報を得るモニタリング装置と、前記超音波照射源を駆動させるための超音波照射源駆動信号および前記モニタリング装置を駆動させるためのモニタリング装置駆動信号の双方を増幅させる信号増幅手段とを備えたことを特徴とする超音波治療装置。
【請求項３】
前記信号形成手段に信号形成情報を与えるシーケンスコントローラを設け、前記信号形成手段が前記超音波照射源駆動信号と前記モニタリング装置駆動信号とを合成された状態で形成させるように構成したことを特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。
【請求項４】
前記超音波照射源駆動信号と前記モニタリング装置駆動信号とを合成する信号合成手段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の超音波治療装置。
【請求項５】
前記超音波照射源駆動信号と前記モニタリング装置駆動信号とを分配する信号分配手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超音波治療装置。
【請求項６】
前記超音波照射源駆動信号と前記モニタリング装置駆動信号とを前記超音波照射源駆動信号および前記モニタリング装置駆動信号の周波数の相違に基づいて分配する信号分配手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超音波治療装置。
【請求項７】
被検体の治療部位に超音波を照射する超音波照射源と、前記超音波照射源を駆動させるための超音波照射源駆動信号並びに前記被検体の画像情報を得るモニタリング装置を駆動させるためのモニタリング装置駆動信号の双方を形成させる信号形成手段とを備えたことを特徴とする超音波照射装置。
【請求項８】
被検体の治療部位に超音波を照射する超音波照射源と、前記超音波照射源を駆動させるための超音波照射源駆動信号並びに前記被検体の画像情報を得るモニタリング装置を駆動させるためのモニタリング装置駆動信号の双方を増幅させる信号増幅手段とを備えたことを特徴とする超音波照射装置。
【請求項９】
前記信号形成手段に信号形成情報を与えるシーケンスコントローラを設け、前記信号形成手段が前記超音波照射源駆動信号と前記モニタリング装置駆動信号とを合成された状態で形成させるように構成したことを特徴とする請求項７記載の超音波照射装置。
【請求項１０】
前記超音波照射源駆動信号と前記モニタリング装置駆動信号とを合成する信号合成手段を設けたことを特徴とする請求項７または８記載の超音波照射装置。
【請求項１１】
前記超音波照射源駆動信号と前記モニタリング装置駆動信号とを分配する信号分配手段を設けたことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の超音波照射装置。
【請求項１２】
前記超音波照射源駆動信号と前記モニタリング装置駆動信号とを前記超音波照射源駆動信号および前記モニタリング装置駆動信号の周波数の相違に基づいて分配する信号分配手段を設けたことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の超音波照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者に超音波を照射させて加熱することにより患部を治療する一方、モニタリング装置により患部をモニタする超音波治療装置および超音波照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野では、患者の術後の生活の質（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｌｉｆｅ：  ＱＯＬ）の向上が重要視され、最小侵襲治療（Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ  Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ：  ＭＩＴ）と呼ばれる治療方法が注目を集めている。最小侵襲治療の一例として、体外衝撃波結石破砕装置の実用化があげられる。
【０００３】
体外衝撃波結石破砕装置は、体外から強力な衝撃波を体内の結石に向けて照射することにより、外科的な手術をせずに結石を破砕して治療する装置である。この体外衝撃波結石破砕装置の実用化により、泌尿器科における結石の治療方法は大きく変貌し、ＭＩＴの概念が導入された。
【０００４】
他方、癌治療の分野においても、治療方法をＭＩＴとすることが、重要な課題の一つとなっている。特に、癌治療の分野では、治療の多くを外科的手術に頼っているのが現状である。このため、外科的手術により、本来臓器が持つ機能や外観上の形態を大きく損なう恐れがあり、患者の生命を長らえることができたとしても患者にとっては大きな負担が残る場合が多い。
【０００５】
そこで、特に癌治療の分野では、ＱＯＬを考慮した低侵襲治療のための治療技術や装置の開発が強く望まれる。
【０００６】
このような背景により、癌細胞を加熱して壊死に導くハイパーサーミア療法が開発された。このハイパーサーミア療法は、腫瘍組織と正常組織の熱感受性の違いを利用して、癌細胞である患部を４２．５℃以上に加温して維持することで癌細胞を選択的に死滅させる治療方法である。
【０００７】
ハイパーサーミア療法において、特に、生体内深部の腫瘍組織に対する治療方法として、生体内における深達度の高い超音波エネルギを利用した加温治療法が考案される（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
さらに、この加温治療法において、超音波を超音波駆動源であるピエゾ素子から発生させ、ピエゾ素子より発生した超音波を患部に集束させて腫瘍組織を加熱し、腫瘍組織の癌細胞を選択的に熱変性壊死させる治療方法が考案される（例えば特許文献２参照）。
【０００９】
この超音波を患部に集束させて腫瘍組織の癌細胞を選択的に熱変性壊死させる治療方法では、超音波エネルギを幅１ｍｍ〜６ｍｍ程度の限局した領域を数秒以下で８０℃以上に加温することが可能である。
【００１０】
さらに、患部に集束した超音波を利用して薬剤の効果や遺伝子導入効率を高めたり、薬剤や遺伝子導入の効果に限局性をもたせる手技及び技術が開発される（例えば特許文献３参照）。
【００１１】
この超音波を利用した手技及び技術は、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等のモニタリング装置により患部や患部周辺をモニタしながら実行される。
【特許文献１】特開昭６１−１３９５５号公報
【特許文献２】米国特許第５１５０７１１号明細書
【特許文献３】特開平５−３００９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の超音波エネルギを利用した加温治療法では、超音波を患部に照射するための超音波駆動源と、患部をモニタリングするための画像装置等のモニタリング装置とを備えた超音波治療装置が使用される。
【００１３】
この超音波治療装置を使用するためには、超音波駆動源およびモニタリング装置を個別にそれぞれ設置し、超音波駆動源およびモニタリング装置を独立あるいは連携させて動作させる必要がある。
【００１４】
このため、従来の超音波治療装置では、超音波駆動源およびモニタリング装置それぞれの設置スペースが必要となり、特に狭い診察室や手術室においては超音波駆動源およびモニタリング装置の占有面積が大き過ぎるという点が課題となっている。
【００１５】
また、従来の超音波治療装置では、高価な超音波駆動源およびモニタリング装置それぞれを診察室や手術室に備える必要があり、システムの製造コストの増加要因の一つとなっている。さらに、超音波駆動源およびモニタリング装置それぞれの待機電力ないし駆動電力が必要となり、システムのランニングコストが高くなるという点が課題となっている。
【００１６】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、より占有面積が小さく製造コストが安価な超音波治療装置および超音波照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る超音波治療装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、被検体の治療部位に超音波を照射する超音波照射源と、前記被検体の画像情報を得るモニタリング装置と、前記超音波照射源を駆動させるための超音波照射源駆動信号および前記モニタリング装置を駆動させるためのモニタリング装置駆動信号の双方を形成させる信号形成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明に係る超音波治療装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、被検体の治療部位に超音波を照射する超音波照射源と、前記被検体の画像情報を得るモニタリング装置と、前記超音波照射源を駆動させるための超音波照射源駆動信号および前記モニタリング装置を駆動させるためのモニタリング装置駆動信号の双方を増幅させる信号増幅手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明に係る超音波照射装置は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、被検体の治療部位に超音波を照射する超音波照射源と、前記超音波照射源を駆動させるための超音波照射源駆動信号並びに前記被検体の画像情報を得るモニタリング装置を駆動させるためのモニタリング装置駆動信号の双方を形成させる信号形成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明に係る超音波照射装置は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、被検体の治療部位に超音波を照射する超音波照射源と、前記超音波照射源を駆動させるための超音波照射源駆動信号並びに前記被検体の画像情報を得るモニタリング装置を駆動させるためのモニタリング装置駆動信号の双方を増幅させる信号増幅手段とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る超音波治療装置および超音波照射装置によれば、より占有面積が小さく、かつ製造コストが安価な装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係る超音波治療装置および超音波照射装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る超音波治療装置の第１の実施形態を示す機能ブロック図である。
【００２４】
超音波治療装置１は、例えば強力超音波を利用した腫瘍治療装置として適用される。超音波治療装置１は、モニタリング装置の一例であるＭＲＩ装置２、超音波照射装置３および制御装置４とを備える。
【００２５】
ＭＲＩ装置２は、静磁場コイル５、一組の勾配磁場コイル６、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル７および電動テーブル８とで構成される。静磁場コイル５、勾配磁場コイル６およびＲＦコイル７はそれぞれ図示しないガントリに内蔵される。勾配磁場コイル６は静磁場コイル５の内側に設けられ、ＲＦコイル７は勾配磁場コイル６の内側に設けられる。
【００２６】
ＭＲＩ装置２の電動テーブル８にはテーブル移動装置９が設けられる。テーブル移動装置９は、制御装置４からの制御信号に基づいて電動テーブル８を移動させる機能を有する。そして、電動テーブル８は、テーブル移動装置９の駆動により、ガントリ内外を移動することができるように構成される。さらに、電動テーブル８上には、治療部位１０を有する被検体である患者１１がセットされる。
【００２７】
また、ＭＲＩ装置２の静磁場コイル５は図示しない静磁場制御装置と接続され、静磁場制御装置からの電流供給により静磁場コイル５間に静磁場を形成する機能を有する。
【００２８】
ＭＲＩ装置２の勾配磁場コイル６は制御装置４と接続され、制御装置４から傾斜磁場電流の供給を受けて、勾配磁場コイル６間に傾斜磁場を形成する機能を有する。
【００２９】
ＭＲＩ装置２のＲＦコイル７は制御装置４と接続され、制御装置４から受けた画像取得用信号の一例であるＲＦパルスＸ１を電動テーブル８上の患者１１体内に送信し、患者１１からの応答信号の一例である核磁気共鳴（ＮＭＲ：Nuclear  Magnetic  Resonance）信号Ｘ２を受信する機能と、受信したＮＭＲ信号Ｘ２を制御装置４に与える機能を有する。
【００３０】
一方、超音波照射装置３は、治療用超音波アプリケータ１２と治療用超音波アプリケータ１２に接続された超音波イメージング装置１３とを備える。超音波照射装置３の治療用超音波アプリケータ１２は、ＭＲＩ装置２の電動テーブル８に設けられ、電動テーブル８のセット用孔１４から患者１１に当接される。治療用超音波アプリケータ１２は制御装置４と接続され、制御装置４からの制御信号を受けて位置調整することができるように構成される。
【００３１】
また、治療用超音波アプリケータ１２は、超音波照射源の一例である圧電素子群１５、イメージング用超音波プローブ１６、可撓性水袋１７、メカニカルアーム１８およびアプリケータ位置検出装置１９を備える。治療用超音波アプリケータ１２のメカニカルアーム１８およびアプリケータ位置検出装置１９は制御装置４と接続される。そして、治療用超音波アプリケータ１２の位置を制御装置４からの制御信号で作動するメカニカルアーム１８により制御する一方、治療用超音波アプリケータ１２の位置をアプリケータ位置検出装置１９により検出して検出信号として制御装置４に与えるように構成される。
【００３２】
治療用超音波アプリケータ１２の圧電素子群１５は複数の圧電素子を配置した構成である。圧電素子群１５は、制御装置４と接続され、制御装置４から受けた信号に基づいて波面が凹面の超音波Ｘ３を発生させる機能を有する。そして、圧電素子群１５は、電動テーブル８上にセットされた患者１１の治療部位１０に電動テーブル８のセット用孔１４から超音波Ｘ３を照射させることができるように構成される。
【００３３】
また、圧電素子群１５は、例えば複数の圧電素子を円板状に配置されて構成される。そして、圧電素子群１５は治療部位１０に超音波Ｘ３を照射させる際、フェーズドアレイ技術により位相制御され、患者１１の体内の所要の位置に電子的に超音波Ｘ３の焦点２０を形成させることができるように構成される。
【００３４】
すなわち、圧電素子群１５は、超音波Ｘ３を発生させるとともに焦点２０を形成させる音響レンズ機能を有する。尚、圧電素子群１５に音響レンズ機能を具備させる手段は任意であり、例えば圧電素子群１５を複数の圧電素子を球面上に配置して構成することにより、各圧電素子から焦点２０に向かって超音波Ｘ３が照射されるように構成してもよい。
【００３５】
圧電素子群１５の中心部には、イメージング用超音波プローブ１６が挿入配置される。イメージング用超音波プローブ１６は、患者１１の治療部位１０において反射した超音波エコーを受信する機能を有する。このイメージング用超音波プローブ１６はメカニカルスキャン型あるいは電子スキャン型のいずれであってもよい。
【００３６】
さらに、圧電素子群１５およびイメージング用超音波プローブ１６は、可撓性水袋１７で覆われる。可撓性水袋１７の内部には、超音波Ｘ３の伝播媒質２１、例えばよく脱気された水が封入される。
【００３７】
また、超音波照射装置３の超音波イメージング装置１３は、治療用超音波アプリケータ１２のイメージング用超音波プローブ１６と接続される。超音波イメージング装置１３はＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）等の表示手段を備え、イメージング用超音波プローブ１６が受信した超音波エコーを再構成することにより、患者１１の治療部位１０を超音波画像として表示手段上に描出する機能を有する。
【００３８】
一方、制御装置４は、制御回路２２、インピーダンス整合手段２３、コンソール２４、ＣＲＴ２５、シーケンスコントローラ２６、信号形成手段の一例である信号形成回路２７、駆動手段２８、勾配磁場電源２９、ＲＦ信号受信回路３０、プリンタ３１を備える。
【００３９】
制御装置４のコンソール２４は、制御回路２２およびシーケンスコントローラ２６と接続される。コンソール２４では、治療用超音波アプリケータ１２の圧電素子群１５から患者１１に照射される超音波Ｘ３の入射経路や焦点２０の位置を調整する位置合わせモードと患者１１体内の三次元画像をＭＲＩ装置２で撮影する治療撮像モードとを切換えることができる。
【００４０】
位置合わせモードでは、コンソール２４から制御回路２２に治療計画情報等の所要の情報を制御回路２２に与えることができる一方、治療撮像モードでは、コンソール２４からシーケンスコントローラ２６に所要の情報を入力することができる。
【００４１】
制御装置４の制御回路２２は、勾配磁場電源２９、シーケンスコントローラ２６、信号形成回路２７、駆動手段２８、コンソール２４、ＲＦ信号受信回路３０、ＣＲＴ２５およびプリンタ３１並びにＭＲＩ装置２のテーブル移動装置９およびＲＦコイル７、超音波照射装置３の治療用超音波アプリケータ１２のメカニカルアーム１８およびアプリケータ位置検出装置１９と接続される。
【００４２】
制御回路２２は、コンソール２４から指令信号を受けて、所要のシーケンスに則って制御信号をテーブル移動装置９、勾配磁場電源２９、シーケンスコントローラ２６、信号形成回路２７および駆動手段２８に与えることにより制御する機能を有する。
【００４３】
さらに、必要に応じて制御回路２２は、治療記録情報や制御情報等の情報をＣＲＴ２５あるいはプリンタ３１に与えることにより出力させる機能を有する。
【００４４】
また、制御回路２２は、治療用超音波アプリケータ１２のメカニカルアーム１８に制御信号を与えることにより治療用超音波アプリケータ１２を位置制御する機能と、治療用超音波アプリケータ１２のアプリケータ位置検出装置１９から治療用超音波アプリケータ１２の位置検出信号を受信する機能を有する。
【００４５】
さらに、制御回路２２は、治療用超音波アプリケータ１２の圧電素子群１５から患者１１体内に照射された超音波Ｘ３の入射経路およびフェーズドアレイ技術により形成された超音波Ｘ３の焦点２０の位置を計算する機能と、得られた超音波Ｘ３の入射経路および焦点２０の位置を位置情報としてＣＲＴ２５に与えることにより出力させる機能を有する。
【００４６】
すなわち、制御回路２２は、アプリケータ位置検出装置１９から受けた治療用超音波アプリケータ１２の位置検出信号、予め計測して得られたＭＲＩ装置および治療用超音波アプリケータ１２の配置位置情報、圧電素子群１５における超音波Ｘ３の焦点位置形成条件に基づいて、超音波Ｘ３の入射経路および焦点２０の位置を計算する機能を有する。
【００４７】
また、制御回路２２は、ＲＦ信号受信回路３０から患者１１のＮＭＲ信号Ｘ２を受けて患者１１体内の三次元画像情報として記憶する機能と、記憶した患者１１体内の三次元画像情報をＣＲＴ２５に与えて出力させる機能とを有する。
【００４８】
制御装置４のＲＦ信号受信回路３０は、ＭＲＩ装置２のＲＦコイル７および制御回路２２と接続される。ＲＦ信号受信回路３０は、ＭＲＩ装置２のＲＦコイル７から患者１１のＮＭＲ信号Ｘ２を受信して制御回路２２に与える機能を有する。
【００４９】
制御装置４のシーケンスコントローラ２６は、コンソール２４、制御回路２２および信号形成回路２７と接続される。シーケンスコントローラ２６は、コンソール２４から治療撮像モードを選択した旨の治療撮像モード情報を受けるとともに、制御回路２２から受けた治療計画情報等の所要の情報に基づいて、ＭＲＩ装置２による患者１１体内の三次元画像撮影の際に必要なパルスシーケンスを作成する一方、治療用超音波アプリケータ１２の圧電素子群１５において集束超音波Ｘ３を発生させる際に用いられるゲート信号を作成する機能を有する。
【００５０】
さらに、シーケンスコントローラ２６は、作成したパルスシーケンスおよびゲート信号に基いて信号形成情報として合成パルスシーケンスを作成する機能を有する。また、シーケンスコントローラ２６は、作成した合成パルスシーケンスを信号形成回路２７に与える機能を有する。
【００５１】
すなわち、シーケンスコントローラ２６は、パルスシーケンスを作成し、作成したパルスシーケンスの波形において平坦な部位を検索する。次に、シーケンスコントローラ２６は、パルスシーケンスの平坦な部位に位置するゲート信号を作成する。さらに、シーケンスコントローラ２６は、作成したゲート信号に基いて作成され、パルスシーケンスの平坦な部位に位置する信号をパルスシーケンスに加算することにより、合成パルスシーケンスを作成する。
【００５２】
ただし、シーケンスコントローラ２６が合成パルスシーケンスを作成する際、単にパルスシーケンスとゲート信号に基く信号とを加算するのみならず、制御回路２２から受けた情報や予め設定された情報に応じて、所要の規則により任意の方法で合成パルスシーケンスを作成するように構成してもよい。
【００５３】
また、シーケンスコントローラ２６からパルスシーケンスおよびゲート信号に基く信号の一方のみを作成して信号形成回路２７に与える機能も適宜付加される。
【００５４】
制御装置４の信号形成回路２７は、駆動手段２８、制御回路２２およびシーケンスコントローラ２６と接続される。信号形成回路２７は、シーケンスコントローラ２６から受けた合成パルスシーケンスに基づいてＭＲＩ装置２用のＲＦパルスＸ１と超音波照射装置３における超音波発生用連続波信号Ｘ４を作成する機能を有する。
【００５５】
すなわち、信号形成回路２７は、超音波照射源の一例である圧電素子群１５を駆動させるための超音波照射源駆動信号として超音波発生用連続波信号Ｘ４を作成する一方、モニタリング装置の一例であるＭＲＩ装置２を駆動させるためのモニタリング装置駆動信号であり、かつ画像取得用信号でもあるＲＦパルスＸ１を作成する機能を有する。
【００５６】
この際、信号形成回路２７は、合成パルスシーケンスに基いてＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とを作成するため、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とは合成された状態で作成される。このため、信号形成回路２７は、信号合成手段としても機能する。
【００５７】
さらに、信号形成回路２７は、作成したＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４を駆動手段２８に与える機能を有する。
【００５８】
すなわち、信号形成回路２７は、合成パルスシーケンスに含まれるパルスシーケンスを基準としてＲＦパルスＸ１を作成する一方、合成パルスシーケンスに含まれるゲート信号の持続時間に一致する超音波発生用連続波信号Ｘ４を作成する機能を有する。
【００５９】
また、信号形成回路２７は、必要に応じて制御回路２２から制御信号を受けて、制御回路２２から受けた制御信号に応じた規則に従ってＭＲＩ装置２用のＲＦパルスＸ１と超音波照射装置３における超音波発生用連続波信号Ｘ４を作成するように構成される。
【００６０】
制御装置４の駆動手段２８は、制御回路２２、信号形成回路２７、インピーダンス整合手段２３およびＭＲＩ装置２のＲＦコイル７と接続される。駆動手段２８は、制御回路２２から制御信号を受けて信号形成回路２７から受けたＲＦパルスＸ１を必要な電力に増幅するとともにＲＦコイル７に送信する一方、信号形成回路２７から受けた超音波発生用連続波信号Ｘ４を必要な電力に増幅するとともにインピーダンス整合手段２３に与える機能を有する。
【００６１】
すなわち、駆動手段２８は、信号形成回路２７から受けたＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４を増幅する機能と、増幅したＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４を分離する機能とを有する。
【００６２】
制御装置４のインピーダンス整合手段２３は、駆動手段２８および超音波照射装置３の圧電素子群１５と接続される。インピーダンス整合手段２３は、駆動手段２８から超音波発生用連続波信号Ｘ４を受けて、インピーダンス整合を行って圧電素子群１５に与えることにより、圧電素子群１５から超音波Ｘ３を発生させる機能を有する。
【００６３】
制御装置４の勾配磁場電源２９は、制御回路２２およびＭＲＩ装置２の勾配磁場コイル６と接続される。勾配磁場電源２９は、制御回路２２から制御信号を受けて勾配磁場コイル６に傾斜磁場電流を供給する機能を有する。
【００６４】
次に、図１に示す駆動手段２８の回路構成について説明する。
【００６５】
図２は、図１に示す駆動手段２８の回路構成の一例を示す図である。
【００６６】
駆動手段２８は、例えば、信号増幅手段の一例としての並列増幅回路４０、出力トランス４１および信号分配手段の一例としての信号分配回路４２とを有する。すなわち、並列増幅回路４０と信号分配回路４２との間に共通の出力トランス４１が設けられる。
【００６７】
駆動手段２８の並列増幅回路４０は、信号形成回路２７からＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４を入力して電力を増幅するアンプとしての機能を有する。すなわち、並列増幅回路４０は、超音波発生用連続波信号Ｘ４を超音波照射装置３の圧電素子群１５に印加すべき必要な電力にまで増幅する一方、ＲＦパルスＸ１をＭＲＩ装置２のＲＦコイル７に印加すべき必要な電力にまで増幅する機能を有する。
【００６８】
駆動手段２８の出力トランス４１は、並列増幅回路４０においてそれぞれ増幅されたＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４をそれぞれ合成して、超音波照射装置３の圧電素子群１５あるいはＭＲＩ装置２のＲＦコイル７に印加するためのＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４を出力する機能を有する。
【００６９】
駆動手段２８の信号分配回路４２は、並列増幅回路４０において増幅されたＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４を分離する機能を有する。このため、信号分配回路４２は、ＲＦパルス出力用共振回路４３および連続波信号出力用共振回路４４で構成される。さらに、信号分配回路４２のＲＦパルス出力用共振回路４３および連続波信号出力用共振回路４４には出力トランス４１が共通に設けられる。
【００７０】
ここで、信号分配回路４２のＲＦパルス出力用共振回路４３の共振周波数は、ＭＲＩ装置２のＲＦコイル７の共振周波数、すなわちＲＦパルスＸ１の周波数となるように構成される。このため、出力トランス４１において合成された出力用のＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４のうちＲＦパルスＸ１が、ＲＦパルス出力用共振回路４３により抽出されてＭＲＩ装置２のＲＦコイル７に出力される。
【００７１】
一方、信号分配回路４２の連続波信号出力用共振回路４４の共振周波数は、超音波照射装置３の圧電素子群１５に印加される超音波発生用連続波信号Ｘ４の周波数となるように構成される。このため、出力トランス４１において合成された出力用のＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４のうち超音波発生用連続波信号Ｘ４が、連続波信号出力用共振回路４４により抽出されて超音波照射装置３の圧電素子群１５に出力される。
【００７２】
また、駆動手段２８の並列増幅回路４０、出力トランス４１および信号分配回路４２では、超音波発生用連続波信号Ｘ４のインピーダンス整合が行われる。すなわち、図２に示す駆動手段２８は、図１に示すインピーダンス整合手段２３としての機能を兼ねた構成となっている。このため、連続波信号出力用共振回路４４は、超音波照射装置３の圧電素子群１５を構成する各超音波振動子と接続され、連続波信号出力用共振回路４４から超音波発生用連続波信号Ｘ４が各超音波振動子に印加される。
【００７３】
ただし、図２に示すように駆動手段２８にインピーダンス整合手段２３としての機能を備えずに、図１に示すように別途インピーダンス整合手段２３を設け、駆動手段２８の連続波信号出力用共振回路４４と接続してもよい。
【００７４】
次に、超音波治療装置１の作用について説明する。
【００７５】
まず、ＭＲＩ装置２の電動テーブル８上に治療部位１０を有する患者１１がセットされる。さらに、コンソール２４から制御回路２２にテーブルの位置を調整させる指令が与えられる。このため、制御回路２２はテーブル移動装置９に制御信号を与える。そして、テーブル移動装置９は、制御回路２２から受けた制御信号に基いて電動テーブル８を移動させて位置決めし、患者１１はＭＲＩ装置２の図示しないガントリ内に送り込まれる。
【００７６】
この結果、電動テーブル８上の患者１１は、ＭＲＩ装置２のガントリに内蔵された静磁場コイル５、勾配磁場用コイル１２およびＲＦコイル７の間に配置される。
【００７７】
次に、コンソール２４で、患者１１に照射する超音波Ｘ３の入射経路や焦点２０の位置を調整する位置合わせモードが選択され、治療用超音波アプリケータ１２が電動テーブル８のセット用孔１４から患者１１に当接される。
【００７８】
この際、治療用超音波アプリケータ１２の可撓性水袋１７が患者１１に当接され、圧電素子群１５およびイメージング用超音波プローブ１６が可撓性水袋１７内に封入された超音波Ｘ３の伝播媒質２１、例えばよく脱気された水を挟んで患者１１の治療部位１０に向けられる。
【００７９】
そして、患者１１の治療前の治療部位１０の画像や、治療部位１０の位置を確認するための患者１１体内の画像が必要な場合には、ＭＲＩ装置２により治療前における患者１１体内の三次元画像が撮像される。
【００８０】
すなわち、コンソール２４からの指令を制御回路２２が受けると、制御回路２２は所定のシーケンスに基いてシーケンスコントローラ２６および勾配磁場電源２９に制御信号を与える。シーケンスコントローラ２６は、制御回路２２から受けた制御信号に基いて患者１１体内の三次元画像撮影際に必要な所要のパルスシーケンスを作成して、信号形成回路２７に与える。
【００８１】
さらに、信号形成回路２７は、シーケンスコントローラ２６から受けたパルスシーケンスに基づいてＭＲＩ装置２のＲＦコイル７に与えるためのＲＦパルスＸ１を作成して、駆動手段２８に与える。この際、必要に応じてＲＦパルスＸ１を作成するパターンに関する情報が制御回路２２から信号形成回路２７に制御信号として与えられ、予め設定されたパターンで信号形成回路２７によりＲＦパルスＸ１が作成される。
【００８２】
一方、図示しない静磁場制御装置から静磁場コイル５に電流が供給され、静磁場コイル５間に静磁場が形成される。さらに、勾配磁場電源２９は制御回路２２から制御信号を受けると、勾配磁場コイル６に傾斜磁場電流を供給する。このため、勾配磁場コイル６間に傾斜磁場が形成される。
【００８３】
そして、駆動手段２８において信号形成回路２７から受けたＲＦパルスＸ１の電力がＭＲＩ装置２による撮影に必要な電力に増幅されて、ＲＦコイル７に与えられる。このため、ＲＦコイル７は、駆動手段２８から受けたＲＦパルスＸ１を電動テーブル８上の患者１１体内に送信するとともに、患者１１からのＮＭＲ信号Ｘ２を受信してＲＦ信号受信回路３０に与える。
【００８４】
ＲＦ信号受信回路３０は、ＲＦコイル７からＮＭＲ信号Ｘ２を受けると、ＮＭＲ信号Ｘ２を制御回路２２に与え、制御回路２２は、患者１１からのＮＭＲ信号Ｘ２を患者１１体内の治療前におけるマルチプレーンの三次元画像情報として図示しないメモリ内に記憶する。さらに、制御回路２２は、患者１１体内の治療前における三次元画像情報を例えばワイヤーフレームを用いた疑似三次元表示のような任意の形でＣＲＴ２５に表示させる。
【００８５】
このため、患者１１体内の治療部位１０の三次元画像により、治療部位１０の位置や状況を確認することが可能となり、コンソール２４から制御回路２２に患者１１に照射する超音波Ｘ３の入射経路や焦点２０の位置、超音波Ｘ３の焦点２０の走査方法、超音波Ｘ３の照射強度、時間およびインターバル等の治療計画情報が入力される。
【００８６】
そして、治療用超音波アプリケータ１２のアプリケータ位置検出装置１９が、圧電素子群１５およびイメージング用超音波プローブ１６の位置を検出して検出信号として制御回路２２に与え、例えばＣＲＴ２５に与えることにより出力させる。
【００８７】
さらに、圧電素子群１５およびイメージング用超音波プローブ１６の位置を微調整する必要がある場合には、コンソール２４から圧電素子群１５およびイメージング用超音波プローブ１６の位置制御指令が制御回路２２に与えられる。
【００８８】
このため、制御回路２２から治療用超音波アプリケータ１２のメカニカルアーム１８に位置制御信号が与えられ、メカニカルアーム１８により圧電素子群１５およびイメージング用超音波プローブ１６は治療計画情報に応じた所要の位置に位置決めされる。特に、圧電素子群１５から照射される超音波Ｘ３の焦点２０の位置が確認され、治療計画における焦点２０の位置と異なる場合には、超音波Ｘ３の焦点２０の位置が治療計画における焦点２０の位置に一致せしめられる。
【００８９】
次に、患者１１の治療部位１０を治療する際には、コンソール２４において、患者１１に超音波Ｘ３を照射するとともに患者１１体内の三次元画像を撮像する治療撮像モードが選択され、制御回路２２およびシーケンスコントローラ２６に治療開始指令が与えられる。このため、圧電素子群１５およびイメージング用超音波プローブ１６の位置をさらに微調整する必要がある場合には、制御回路２２から治療用超音波アプリケータ１２のメカニカルアーム１８にに位置制御信号が与えられて位置決めされる。
【００９０】
また、シーケンスコントローラ２６は、コンソール２４から治療撮像モードを選択した旨の治療撮像モード情報を治療開始指令として受けると、制御回路２２から受けた治療計画情報等の所要の情報に基づいて、ＭＲＩ装置２による患者１１体内の三次元画像撮影の際に必要なＲＦパルスＸ１のパルスシーケンスを作成する一方、超音波照射装置３の圧電素子群１５において集束超音波Ｘ３を発生させる際に用いられる超音波発生用連続波信号Ｘ４のゲート信号を作成する。
【００９１】
さらに、シーケンスコントローラ２６は、作成したＲＦパルスＸ１のパルスシーケンスおよび集束超音波Ｘ３のゲート信号に基いて合成パルスシーケンスを作成する。
【００９２】
図３は、図１に示すシーケンスコントローラ２６により作成されるパルスシーケンス、ゲート信号および合成パルスシーケンスの波形の一例を示す図である。
【００９３】
図３において（ａ）は、シーケンスコントローラ２６により作成されるＲＦパルスＸ１のパルスシーケンスの波形Ａ１を、（ｂ）は、シーケンスコントローラ２６により作成される超音波発生用連続波信号Ｘ４のゲート信号の波形Ａ２を、（ｃ）は、シーケンスコントローラ２６により作成されるＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成パルスシーケンスの波形Ａ３をそれぞれ示す。
【００９４】
シーケンスコントローラ２６は、例えば図３（ａ）に示す波形Ａ１のパルスシーケンスを作成する。一般に、ＭＲＩ装置２による三次元画像撮影の際、ＲＦコイル７に印加されるＲＦパルスＸ１の周波数は、数１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ程度である。このため、ＲＦパルスＸ１の形成に必要なパルスシーケンスの周波数も、数１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ程度であり、各パルス間にはそれぞれ平坦な部位が存在する。
【００９５】
そこで、シーケンスコントローラ２６は、パルスシーケンスの波形Ａ１において、平坦な部位を検索する。さらに、シーケンスコントローラ２６は、例えば図３（ｂ）に示す波形Ａ２のゲート信号を作成する。すなわち、シーケンスコントローラ２６は、パルスシーケンスの平坦な部位を占めるようなゲート信号を作成する。
【００９６】
次に、シーケンスコントローラ２６は、作成したゲート信号に基いて超音波照射装置３の圧電素子群１５に印加する超音波発生用連続波信号Ｘ４を形成させるためのパルスシーケンスを作成する。一般に超音波照射装置３の圧電素子群１５に印加する超音波発生用連続波信号Ｘ４の周波数は、数ＭＨｚ（１〜２ＭＨｚ）程度である。このため、シーケンスコントローラ２６は、ゲート信号に対応する位置に数ＭＨｚ程度の周波数のパルスシーケンスを超音波発生用連続波信号Ｘ４を形成させるために作成する。
【００９７】
そして、シーケンスコントローラ２６は、ＲＦパルスＸ１の形成に必要なパルスシーケンスと超音波発生用連続波信号Ｘ４の形成に必要なパルスシーケンスとを合成することにより、合成パルスシーケンスを作成する。この結果、合成パルスシーケンスの波形Ａ３は、図３（ｃ）に示すような波形Ａ３となる。
【００９８】
すなわち、合成パルスシーケンスは、数１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚのＲＦパルスＸ１用のパルスシーケンスの各パルス間に、それぞれ数ＭＨｚの超音波発生用連続波信号Ｘ４に用いるパルスシーケンスを挿入した波形Ａ３となる。
【００９９】
図４は、図１に示すシーケンスコントローラ２６により作成されるパルスシーケンス、ゲート信号および合成パルスシーケンスの波形の別の例を示す図である。
【０１００】
図４において（ａ）は、シーケンスコントローラ２６により作成されるＲＦパルスＸ１のパルスシーケンスの波形Ｂ１、（ｂ）は、ＭＲＩ装置２の勾配磁場コイル６間にスライス傾斜磁場を形成させるために勾配磁場電源２９に与えられる制御信号のパルスシーケンスの波形Ｂ２、（ｃ）は、ＭＲＩ装置２の勾配磁場電源２９に与えられる位相エンコード用の制御信号のパルスシーケンスの波形Ｂ３、（ｄ）は、ＭＲＩ装置２の勾配磁場電源２９に与えられる読み出し勾配磁場用の制御信号のパルスシーケンスの波形Ｂ４、（ｅ）は、ＭＲＩ装置２のＲＦコイル７からＲＦ信号受信回路３０が受けるＮＭＲ信号Ｘ２の波形Ｂ５である。
【０１０１】
シーケンスコントローラ２６は、例えば図４（ａ）に示す波形Ｂ１のパルスシーケンスを作成する。ＭＲＩ装置２による三次元画像撮影の際、実際にはＲＦコイル７に印加されるＲＦパルスＸ１は、９０°ＲＦパルスと１８０°ＲＦパルスとが異なる間隔およびパルス数で周期的に繰り返される場合が多い。
【０１０２】
図４（ａ）は、１つの９０°ＲＦパルスと３つの１８０°ＲＦパルスでＲＦパルスＸ１を構成した場合におけるパルスシーケンスの例である。一般に、９０°ＲＦパルスと１８０°ＲＦパルスとの間隔ｔ１は、２．５ｍｓ〜５ｍｓ程度であり、１８０°ＲＦパルスと１８０°ＲＦパルスとの間隔ｔ２は、５ｍｓ〜１０ｍｓ程度である。
【０１０３】
また、ＲＦパルスＸ１を構成する最後の１８０°ＲＦパルスと次のＲＦパルスＸ１の最初の９０°ＲＦパルスとの間隔ｔ３は、３００ｍｓ〜５００ｍｓ程度である。
【０１０４】
そこで、シーケンスコントローラ２６は、例えばパルスシーケンスの波形Ｂ１において平坦な部位であるＲＦパルスＸ１の最後の１８０°ＲＦパルスと次のＲＦパルスＸ１の最初の９０°ＲＦパルスとの間に対応するゲート信号を作成する。このため、超音波発生用連続波信号Ｘ４用のゲート信号は、図４（ｆ）に示すような波形Ｂ６となる。
【０１０５】
次に、シーケンスコントローラ２６は、作成したゲート信号に基いて超音波発生用連続波信号Ｘ４のパルスシーケンスを作成し、超音波発生用連続波信号Ｘ４のパルスシーケンスとＲＦパルスＸ１のパルスシーケンスとを合成することにより、合成パルスシーケンスを作成する。この結果、合成パルスシーケンスは、図４（ｇ）に示すような波形Ｂ７となる。
【０１０６】
シーケンスコントローラ２６により図４（ｇ）に示すような波形Ｂ７の合成パルスシーケンスを作成すれば、図４（ｅ）に示すＲＦ信号受信回路３０が受けるＮＭＲ信号Ｘ２と合成パルスシーケンスとが時間的に分離されるため、互いにノイズとして影響を及ぼさないようにすることができる。
【０１０７】
一方、シーケンスコントローラ２６により、例えばパルスシーケンスの波形Ｂ１において平坦な部位である９０°ＲＦパルスと１８０°ＲＦパルスとの間および１８０°ＲＦパルス同士の間に対応するゲート信号を作成することも可能である。この場合、超音波発生用連続波信号Ｘ４用のゲート信号は、図４（ｈ）に示すような波形Ｂ８となる。
【０１０８】
さらに、シーケンスコントローラ２６により、図４（ｈ）に示すゲート信号に基いて超音波発生用連続波信号Ｘ４のパルスシーケンスが作成され、超音波発生用連続波信号Ｘ４のパルスシーケンスとＲＦパルスＸ１のパルスシーケンスとを合成することにより、図４（ｉ）に示すような波形Ｂ９の合成パルスシーケンスが作成される。
【０１０９】
シーケンスコントローラ２６によるゲート信号の作成方法は、制御回路２２から指令信号をシーケンスコントローラ２６に与えることにより任意に設定することができる。
【０１１０】
このようにしてシーケンスコントローラ２６により作成された合成パルスシーケンスは、信号形成回路２７に与えられる。
【０１１１】
次に、信号形成回路２７は、シーケンスコントローラ２６から合成パルスシーケンスを受けると、合成パルスシーケンスに基いてＭＲＩ装置２用のＲＦパルスＸ１と超音波照射装置３における超音波発生用連続波信号Ｘ４を作成する。すなわち、信号形成回路２７は、合成パルスシーケンスに含まれるパルスシーケンスを基準としてＲＦパルスＸ１を作成する一方、合成パルスシーケンスに含まれるゲート信号の持続時間に一致する超音波発生用連続波信号Ｘ４を作成する。
【０１１２】
この際、信号形成回路２７は、必要に応じて制御回路２２から制御信号を受けて、制御回路２２から受けた制御信号に応じた規則に従ってＭＲＩ装置２用のＲＦパルスＸ１と超音波照射装置３における超音波発生用連続波信号Ｘ４を作成する。
【０１１３】
さらに、信号形成回路２７は、作成したＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４を駆動手段２８に与える。このため、信号形成回路２７からは、数１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ程度の周波数のＲＦパルスＸ１と数ＭＨｚ程度の周波数の超音波発生用連続波信号Ｘ４が合成されて駆動手段２８に与えられる。
【０１１４】
次に、信号形成回路２７から駆動手段２８にＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４制御回路２２が与えられて超音波治療の準備が整うと、制御回路２２から超音波照射の開始指令および画像撮像開始指令が制御信号として駆動手段２８に与えられる。
【０１１５】
さらに、駆動手段２８は、制御回路２２から制御信号を受けると信号形成回路２７から受けたＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４を増幅するとともに、増幅したＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４を分離する。
【０１１６】
すなわち、駆動手段２８が図２に示す回路構成である場合には、ＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４の合成信号は分岐せしめられて並列増幅回路４０に導かれる。そして、並列増幅回路４０において合成されたＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４は増幅される。この結果、超音波発生用連続波信号Ｘ４は、超音波照射装置３の圧電素子群１５に印加すべき必要な電力にまで増幅される一方、ＲＦパルスＸ１はＭＲＩ装置２のＲＦコイル７に印加すべき必要な電力にまで増幅される。
【０１１７】
さらに、並列増幅回路４０において分岐して増幅されたＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４は、出力トランス４１において合成される。
【０１１８】
次に、出力トランス４１において合成された出力用のＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４のうち、ＲＦパルスＸ１はＲＦパルス出力用共振回路４３に導かれる。すなわち、ＲＦパルス出力用共振回路４３の共振周波数がＲＦパルスＸ１の周波数である数１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ程度に設定されているため、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号からＲＦパルスＸ１が分配されてＲＦパルス出力用共振回路４３に導かれる。
【０１１９】
同様に、連続波信号出力用共振回路４４の共振周波数が超音波発生用連続波信号Ｘ４の周波数である数ＭＨｚ程度に設定されているため、出力トランス４１において合成された出力用のＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４のうち、超音波発生用連続波信号Ｘ４が連続波信号出力用共振回路４４に導かれる。
【０１２０】
ここで、図２に示す駆動手段２８はインピーダンス整合手段２３としての機能を兼ねた構成であるため、超音波発生用連続波信号Ｘ４は、駆動手段２８の並列増幅回路４０、出力トランス４１および信号分配回路４２によりインピーダンス整合せしめられる。
【０１２１】
そして、駆動手段２８のＲＦパルス出力用共振回路４３からは、ＲＦパルスＸ１がＭＲＩ装置２のＲＦコイル７に印加される一方、連続波信号出力用共振回路４４からは超音波発生用連続波信号Ｘ４が超音波照射装置３の圧電素子群１５に印加される。
【０１２２】
尚、駆動手段２８にインピーダンス整合機能を付加せずに、図１に示すようにインピーダンス整合手段２３を設けて駆動手段２８と接続した場合には、連続波信号出力用共振回路４４から超音波発生用連続波信号Ｘ４がインピーダンス整合手段２３に与えられる。そして、インピーダンス整合手段２３は、駆動手段２８から受けた超音波発生用連続波信号Ｘ４のインピーダンス整合を実行した後、超音波発生用連続波信号Ｘ４を超音波照射装置３の圧電素子群１５に印加する。
【０１２３】
ここで、連続波信号出力用共振回路４４の共振周波数が数ＭＨｚ程度で、ＲＦパルス出力用共振回路４３の共振周波数が数１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ程度である場合には、連続波信号出力用共振回路４４の共振周波数は、ＲＦパルス出力用共振回路４３の共振周波数の数１０分の１以下となるため、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とが電気的に干渉する恐れは殆どない。
【０１２４】
従って、ＲＦコイル７により受信されたＮＭＲ信号Ｘ２が、連続波信号出力用共振回路４４に混入したり、逆に超音波照射装置３側の回路を流れる信号がＲＦコイル７により受信されたＮＭＲ信号Ｘ２に与える影響は十分に無視できる。
【０１２５】
次に、超音波照射装置３の圧電素子群１５は、駆動手段２８から超音波発生用連続波信号Ｘ４を受けると、治療用に超音波Ｘ３を患者１１の治療部位１０に向けて照射させる。このため、圧電素子群１５において発生した超音波Ｘ３は、可撓性水袋１７の内部に封入された脱気水等の伝播媒質２１を介して、患者１１の体内に伝播する。
【０１２６】
ここで、患者１１の体内に照射された超音波Ｘ３は圧電素子群１５の音響レンズ機能により集束され、患者１１の治療部位１０において超音波Ｘ３の焦点２０が形成される。すなわち、圧電素子群１５において発生する超音波Ｘ３は、例えばフェーズドアレイ技術により位相制御され、波面が凹面となって患者１１の治療部位１０上に焦点２０が形成されるように集束されて患者１１の体内に照射される。
【０１２７】
このため、患者１１の治療部位１０は、集束した強力な超音波Ｘ３により加熱されて治療される。この結果、例えば、治療部位１０が癌細胞である場合には、患部が４２．５℃程度或いは８０℃程度以上に加熱されると、癌細胞が選択的に死滅する。
【０１２８】
また、患者１１の体内において反射した超音波エコーは、再び可撓性水袋１７の内部に封入された脱気水等の伝播媒質２１を介して、イメージング用超音波プローブ１６に到達する。このため、患者１１体内からの超音波エコーは、イメージング用超音波プローブ１６により受信され、超音波イメージング装置１３に与えられる。
【０１２９】
超音波イメージング装置１３は、イメージング用超音波プローブ１６から患者１１体内からの超音波エコーを受けると、超音波Ｘ３を再構成することにより、患者１１の治療部位１０を超音波画像として超音波イメージング装置１３の図示しないＣＲＴ等の表示手段上に描出する。
【０１３０】
このため、超音波イメージング装置１３により、リアルタイムで患者１１体内の観察をすることができる。
【０１３１】
一方、ＭＲＩ装置２のＲＦコイル７は、駆動手段２８のＲＦパルス出力用共振回路４３からＲＦパルスＸ１を受けると、ＲＦパルスＸ１を電動テーブル８上の患者１１体内に送信する。
【０１３２】
この際、制御回路２２は所定のシーケンスに基いて勾配磁場電源２９に制御信号を与え、勾配磁場電源２９は制御回路２２から制御信号を受けると、勾配磁場コイル６に傾斜磁場電流を供給する。このため、勾配磁場コイル６間に傾斜磁場が形成される。
【０１３３】
さらに、図示しない静磁場制御装置から静磁場コイル５に電流が供給され、静磁場コイル５間に静磁場が形成される。
【０１３４】
このため、患者１１体内における核磁気共鳴の作用により、集束超音波Ｘ３の照射による治療中あるいは治療後の患者１１体内にＮＭＲ信号Ｘ２が発生する。ＲＦコイル７は、患者１１からのＮＭＲ信号Ｘ２を受信してＲＦ信号受信回路３０に与え、ＲＦ信号受信回路３０は、ＲＦコイル７から受けたＮＭＲ信号Ｘ２を制御回路２２に与える。
【０１３５】
制御回路２２は、患者１１からのＮＭＲ信号Ｘ２を患者１１体内の治療中あるいは治療後におけるマルチプレーンの三次元画像情報として図示しないメモリ内に記憶する。さらに、制御回路２２は、患者１１体内の治療中あるいは治療後における三次元画像情報を例えばワイヤーフレームを用いた疑似三次元表示のような任意の形でＣＲＴ２５に表示させる。
【０１３６】
このため、予めＭＲＩ装置２により撮像されて図示しないメモリ内に記憶された患者１１体内の治療前における三次元画像情報と患者１１体内の治療中あるいは治療後における三次元画像情報とを比較することにより、治療の進行や状況等の治療効果を確認することができる。
【０１３７】
この際、制御回路２２は、超音波照射装置３の圧電素子群１５から患者１１体内に照射された超音波Ｘ３の入射経路あるいはフェーズドアレイ技術により形成された超音波Ｘ３の焦点２０の位置を計算する。すなわち、制御回路２２は、アプリケータ位置検出装置１９から受けた治療用超音波アプリケータ１２の位置検出信号、予め計測して得られたＭＲＩ装置２および治療用超音波アプリケータ１２の配置位置情報、圧電素子群１５における超音波Ｘ３の焦点位置形成条件に基づいて、超音波Ｘ３の入射経路および患者１１体内に照射された集束超音波Ｘ３の焦点２０の位置を計算する。
【０１３８】
そして、制御回路２２は、計算して得られた超音波Ｘ３の入射経路および焦点２０の位置を位置情報としてＣＲＴ２５に与えることにより出力させる。
【０１３９】
このため、患者１１体内の治療前後の三次元画像とともに、超音波Ｘ３の入射経路および焦点２０を確認することが可能となり、より効果的に治療計画の設計や治療効果を確認することができる。例えば、患者１１体内において、超音波Ｘ３の入射経路に骨があるような場合には、骨の影響を考慮した治療計画を立てることができる。
【０１４０】
そして、予め設定された治療計画通りに超音波治療が実施され、ＭＲＩ装置２による画像診断により超音波治療の治療効果が判定される。そして、十分に超音波治療が完了したと判定されると患者１１の超音波治療が終了する。
【０１４１】
患者１１の超音波治療が終了すると、治療条件の履歴等の治療記録情報が図示しないメモリから制御回路２２に入力され、制御回路２２は入力した治療記録情報をＣＲＴ２５あるいはプリンタ３１に与えることにより画像あるいは紙面として出力させる。
【０１４２】
また、特開昭６１−１５４６６７号公報にも記載されているように、患者１１体内において温度の変化や熱変性が起こると、超音波画像に変化が表れることが実験で確認されている。このため、超音波イメージング装置１３の図示しないＣＲＴ等の表示手段上に描出された患者１１の超音波画像を併用して患者１１の治療効果をより効果的に確認することができる。
【０１４３】
すなわち、超音波治療装置１は、ＭＲＩ装置２を作動させるためにＲＦパルスＸ１を形成して印加するシーケンスコントローラ２６、信号形成回路２７および駆動手段２８と超音波照射装置３を作動させるために超音波発生用連続波信号Ｘ４を形成して印加するのシーケンスコントローラ２６、信号形成回路２７および駆動手段２８を共通化した構成である。
【０１４４】
また、超音波治療装置１は、シーケンスコントローラ２６、信号形成回路２７および駆動手段２８を共通化するために、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とを信号タイミングを考慮して合成するとともに、合成したＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とを周波数の相違を利用して再び分配するように構成したものである。
【０１４５】
このため、超音波治療装置１によれば、従来、ＭＲＩ装置２および超音波照射装置３の双方に必要であった、シーケンスコントローラ２６、信号形成回路２７および駆動手段２８の一方を不要とすることが可能となり、超音波治療装置１を省スペース、低コストないし低ランニングコスト化することができる。
【０１４６】
また、超音波治療装置１によれば、シーケンスコントローラ２６、信号形成回路２７および駆動手段２８のみならず、コンソール２４やＣＲＴ２５その他図示しない電源回路等の構成要素についても、共通化することができる。
【０１４７】
尚、超音波治療装置１の作用について、ＭＲＩ装置２による撮像と超音波照射装置３による超音波治療を並行して実施する例について説明したが、ＭＲＩ装置２による撮像間隔を長く設定するとともに、超音波照射装置３からの集束超音波Ｘ３の照射時間を長く設定したり、ＭＲＩ装置２による撮像時には超音波照射装置３からの集束超音波Ｘ３の照射を一旦停止させるように設定し、ＭＲＩ装置２による撮像に専念できるようにすることも可能である。
【０１４８】
この際、超音波照射装置３からの集束超音波Ｘ３の照射時間やタイミングおよびＭＲＩ装置２による撮像のタイミングや間隔をコンソール２４で任意に設定して制御回路２２からシーケンスコントローラ２６に合成パルスシーケンス２２の作成の際の規則情報を与えることにより、合成パルスシーケンス２２の作成方法を設定することができる。
【０１４９】
また、超音波治療装置１では、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とを周波数の違いを利用して、ＲＦパルス出力用共振回路４３および連続波信号出力用共振回路４４で構成される信号分配回路４２により、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とを分配するように構成したが、共振回路に限らずスイッチ回路を設けてスイッチ回路の動作によりＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とを分配するように構成してもよい。
【０１５０】
スイッチ回路の動作によりＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とを分配するように超音波治療装置１を構成した場合には、スイッチ回路の動作がＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４の合成信号と同期して動作するように制御される。例えば、シーケンスコントローラ２６から同期信号をスイッチ回路に入力して制御することができる。
【０１５１】
図５は、本発明に係る超音波治療装置の第２の実施形態を示す機能ブロック図である。
【０１５２】
図５に示された、超音波治療装置１Ａでは、駆動手段２８ａの構成が図１に示す超音波治療装置１と相違する。他の構成および作用については図１に示す超音波治療装置１と実質的に異ならないため駆動手段２８ａの構成のみ図示するとともに、同一の構成については同符号を付して説明を省略する。
【０１５３】
超音波治療装置１Ａの駆動手段２８ａは、信号増幅手段であるアンプ５０とＨＰＦ（High Pass Filter）５１とを備える。
【０１５４】
駆動手段２８ａのアンプ５０は、信号形成回路２７、インピーダンス整合手段２３およびＨＰＦ５１と接続される。アンプ５０は、信号形成回路２７から合成されたＲＦパルスＸ１および超音波発生用連続波信号Ｘ４を入力して電力を増幅する機能を有する。すなわち、アンプ５０は、超音波発生用連続波信号Ｘ４を超音波照射装置３の圧電素子群１５に印加すべき必要な電力にまで増幅する一方、ＲＦパルスＸ１をＭＲＩ装置２のＲＦコイル７に印加すべき必要な電力にまで増幅する機能を有する。
【０１５５】
また、アンプ５０は、増幅されたＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号をインピーダンス整合手段２３を介して超音波照射装置３の圧電素子群１５に与えるとともにＨＰＦ５１にも与えるように構成される。
【０１５６】
駆動手段２８ａのＨＰＦ５１は、アンプ５０およびＭＲＩ装置２のＲＦコイル７と接続される。ＨＰＦ５１は、アンプ５０からＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号を受けて、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号のうち高周波数成分である数１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ程度の周波数のＲＦパルスＸ１のみを通過させて、ＭＲＩ装置２のＲＦコイル７に印加する機能を有する。
【０１５７】
次に、超音波治療装置１Ａの作用について説明する。
【０１５８】
超音波治療装置１Ａでは、信号形成回路２７において形成されたＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号が駆動手段２８ａのアンプ５０に導かれる。さらに、アンプ５０において、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号は所要の電力に増幅される。
【０１５９】
次に、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号はＨＰＦ５１およびインピーダンス整合手段２３に与えられる。ＨＰＦ５１は、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号のうち高周波数成分である数１０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ程度の周波数のＲＦパルスＸ１のみを通過させて、ＭＲＩ装置２のＲＦコイル７に印加する。
【０１６０】
このため、図１に示す超音波治療装置１と同様にＭＲＩ装置２により患者１１体内の三次元画像を得ることができる。
【０１６１】
一方、インピーダンス整合手段２３は、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号のインピーダンス整合を行って超音波照射装置３の圧電素子群１５に印加する。
【０１６２】
ここで、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号に含まれるＲＦパルスＸ１の周波数は、超音波発生用連続波信号Ｘ４の周波数よりも十分に大きい。このため、通常はＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号に含まれるＲＦパルスＸ１の成分により超音波照射装置３の圧電素子群１５に超音波Ｘ３が発生することはない。
【０１６３】
このため、超音波照射装置３の圧電素子群１５からは、超音波発生用連続波信号Ｘ４のみが印加された場合と同様な超音波Ｘ３が発生する。これにより、図１に示す超音波治療装置１と同様に患者１１の治療部位１０を超音波Ｘ３を利用して治療することができる。
【０１６４】
すなわち、超音波治療装置１Ａは、駆動手段２８ａに信号分配回路４２等の信号分配手段を設ける代わりに、ＨＰＦ５１等のフィルタ手段を設けて合成された信号から必要な信号を周波数の違いを利用してフィルタリングして抽出するようにしたものである。
【０１６５】
このため、超音波治療装置１Ａでは、超音波治療装置１と同様の効果を得ることができるのみならず信号分配手段が不要となる。
【０１６６】
尚、超音波治療装置１、１Ａを組合せて構成してもよい。例えば、駆動手段２８に信号分配回路４２とＨＰＦ５１の双方を設けて、より正確にＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号をＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とに分配するように構成してもよい。
【０１６７】
また、超音波治療装置１、１Ａにおいて、駆動手段２８，２８ａ、信号形成回路２７およびシーケンスコントローラ２６のいずれかを超音波照射装置３とＭＲＩ装置２の双方に専用に個別に設けてもよい。すなわち、超音波治療装置１、１Ａでは、駆動手段２８，２８ａの並列増幅回路４０あるいはアンプ５０、信号形成回路２７およびシーケンスコントローラ２６の少なくとも１つを超音波照射装置３とＭＲＩ装置２とについて共通化することができる。
【０１６８】
駆動手段２８，２８ａ、信号形成回路２７およびシーケンスコントローラ２６のいずれかを超音波照射装置３とＭＲＩ装置２の双方に専用に個別に設けた場合、スイッチ回路や共振回路、信号合成回路等の信号合成手段あるいは信号分配手段により、駆動手段２８，２８ａ、信号形成回路２７およびシーケンスコントローラ２６の間でＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４とを合成あるいは分配することができる。
【０１６９】
また、超音波治療装置１、１Ａにおいて、シーケンスコントローラ２６でＭＲＩ装置２用のパルスシーケンスと超音波照射装置３用のゲート信号に基くパルスシーケンスとを合成することにより、合成パルスシーケンスを作成したが、例えばソフトウェア等の手段により直接合成パルスシーケンスを直接作成するように構成してもよい。
【０１７０】
同様に、超音波治療装置１、１Ａにおいて、信号形成手段として信号形成回路２７によりＲＦパルスＸ１や超音波発生用連続波信号Ｘ４を形成するように構成したが、ソフトウェア等の手段により形成させてもよい。
【０１７１】
さらに、超音波治療装置１、１Ａにおいて、ＲＦパルスＸ１用のパルスシーケンスの各パルス間に、超音波発生用連続波信号Ｘ４に用いるパルスシーケンスを挿入することにより合成パルスシーケンスを作成したが、ＲＦパルスＸ１用のパルスシーケンスの各パルス間に、超音波発生用連続波信号Ｘ４に用いるパルスシーケンスを挿入せずに、単にＲＦパルスＸ１用のパルスシーケンスと超音波発生用連続波信号Ｘ４に用いる連続したパルスシーケンスをそのまま合成して合成パルスシーケンスを作成してもよい。
【０１７２】
一般には、ＲＦパルスＸ１の中心周波数は、１．５ＴのＭＲＩ装置２では６３．９ＭＨｚ、０．５ＴのＭＲＩ装置２では２１．３ＭＨｚである一方、超音波発生用連続波信号Ｘ４の周波数は１ＭＨｚ〜２ＭＨｚであり、１０倍以上の周波数差が存在する。このため、ＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４のパルスシーケンスをそのまま重ね合わせて合成パルスシーケンスを作成しても、ＨＰＦ等のフィルタ手段によりＲＦパルスＸ１と超音波発生用連続波信号Ｘ４との合成信号から所要の信号を抽出することができる。
【０１７３】
また、超音波治療装置１、１Ａにおいて、モニタリング装置としてＭＲＩ装置２を用いて構成したが、ＭＲＩ装置２に限らず、例えば超音波を利用した超音波診断装置を用いても同様に構成することができる。さらに、ＭＲＩ装置２、超音波診断装置および超音波照射装置３を組合せて超音波治療装置１、１Ａを構成してもよい。
【０１７４】
尚、モニタリング装置として超音波診断装置を用いた場合には、モニタリング装置駆動信号は超音波発生用の信号となり、画像取得用信号は超音波となる。
【０１７５】
モニタリング装置としてＭＲＩ装置２以外のモニタリング装置を用いて超音波治療装置１、１Ａを構成した場合のように、超音波発生用連続波信号Ｘ４の周波数とモニタリング装置に印加される画像取得用信号の周波数の相違が十分に大きくない場合には、駆動手段２８，２８ａの超音波照射装置３側にＬＰＦ（Low Pass Filter）を設けて、ＬＰＦにより超音波発生用連続波信号Ｘ４と画像取得用信号の合成信号から超音波発生用連続波信号Ｘ４のみを通過させるように構成してもよい。
【０１７６】
さらに、より正確で確実な信号分配手段を設け、核医学装置やＸ線ＣＴ（Computer Tomography）装置と超音波照射装置３とを組合せて超音波治療装置１、１Ａを構成してもよい。
【０１７７】
また、超音波照射装置３は、少なくとも超音波照射源としての機能を備えていればよい。さらに、制御装置４の全部あるいは一部を超音波照射装置３の構成要素としてもよい。同様に、制御装置４の全部あるいは一部をモニタリング装置の構成要素としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】本発明に係る超音波治療装置の実施の形態を示す機能ブロック図。
【図２】図１に示す駆動手段２８の回路構成の一例を示す図。
【図３】図１に示すシーケンスコントローラにより作成されるパルスシーケンス、ゲート信号および合成パルスシーケンスの波形の一例を示す図。
【図４】図１に示すシーケンスコントローラにより作成されるパルスシーケンス、ゲート信号および合成パルスシーケンスの波形の一例を示す図。
【図５】本発明に係る超音波治療装置の第２の実施形態を示す機能ブロック図。
【符号の説明】
【０１７９】
１、１Ａ  超音波治療装置
２  ＭＲＩ装置
３  超音波照射装置
４  制御装置
５  静磁場コイル
６  勾配磁場コイル
７  ＲＦコイル
８  電動テーブル
９  テーブル移動装置
１０  治療部位
１１  患者
１２  治療用超音波アプリケータ
１３  超音波イメージング装置
１４  セット用孔
１５  圧電素子群
１６  イメージング用超音波プローブ
１７  可撓性水袋
１８  メカニカルアーム
１９  アプリケータ位置検出装置
２０  焦点
２１  伝播媒質
２２  制御回路
２３  インピーダンス整合手段
２４  コンソール
２５  ＣＲＴ
２６  シーケンスコントローラ
２７  信号形成回路
２８、２８ａ  駆動手段
２９  勾配磁場電源
３０  ＲＦ信号受信回路
３１  プリンタ
４０  並列増幅回路
４１  出力トランス
４２  信号分配回路
４３  ＲＦパルス出力用共振回路
４４  連続波信号出力用共振回路
５０  アンプ
５１  ＨＰＦ
Ｘ１  ＲＦパルス
Ｘ２  ＮＭＲ信号
Ｘ３  超音波
Ｘ４  超音波発生用連続波信号
Ａ１  ＲＦパルスのパルスシーケンスの波形
Ａ２  ゲート信号の波形
Ａ３  合成パルスシーケンスの波形
Ｂ１  ＲＦパルスのパルスシーケンスの波形
Ｂ２  スライス傾斜磁場用の制御信号のパルスシーケンスの波形
Ｂ３  位相エンコード用の制御信号のパルスシーケンスの波形
Ｂ４  読み出し勾配磁場用の制御信号のパルスシーケンスの波形
Ｂ５  ＮＭＲ信号の波形
Ｂ６  ゲート信号の波形
Ｂ７  合成パルスシーケンスの波形
Ｂ８  ゲート信号の波形
Ｂ９  合成パルスシーケンスの波形
【図１】
2005296276.tif 000003
【図２】
2005296276.tif 000004
【図３】
2005296276.tif 000005
【図４】
2005296276.tif 000006
【図５】
2005296276.tif 000007