(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体へレーザ光をスポット照射する少なくとも二つの光源と、
前記被検体へ超音波を照射するトランスデューサと、
前記被検体の前記レーザ光照射領域を撮像する検出器と、
前記検出器により得た画像情報を表示する表示装置と、
前記画像情報を処理する画像処理装置と、
前記トランスデューサを移動させる駆動装置とを有し、
前記レーザ光は前記超音波の焦点を通る超音波伝播軸上で互いに交差するように照射され、
前記画像処理装置は、前記画像情報から前記被検体上に形成された光スポットの間隔を求め、当該光スポットの間隔に基づいて前記駆動装置を制御することを特徴とする超音波照射システム。
【請求項２】
前記光源は前記トランスデューサの外周部に等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波照射システム。
【請求項３】
前記光スポットの間隔が最小になる前記トランスデューサの位置を超音波照射の基準点とすることを特徴とする請求項１に記載の超音波照射システム。
【請求項４】
前記トランスデューサの位置を前記超音波の焦点を通る超音波伝播軸上で移動させながら、前記光スポットの間隔を測定し、前記基準点を決定することを特徴とする請求項３に記載の超音波照射システム。
【請求項５】
前記駆動装置による前記トランスデューサの移動ピッチは、前記超音波の焦点の大きさより小さいことを特徴とする請求項１に記載の超音波照射システム。
【請求項６】
前記光スポットの間隔を、前記トランスデューサの位置に対してプロットしたグラフを用意し、前記グラフ上に前記トランスデューサの位置を表示することを特徴とする請求項１に記載の超音波照射システム。
【請求項７】
前記被検体の表面からターゲットまでの深さ分、前記レーザ光の交差点を前記超音波の焦点から前記トランスデューサ側にずらし、前記光スポットの間隔が最小になる前記トランスデューサの位置で超音波を照射することを特徴とする請求項１に記載の超音波照射システム。
【請求項８】
前記超音波の焦点で照射レーザ光が交差する一対の光源と、前記被検体の表面からターゲットまでの深さ分、照射レーザ光の交差点を前記超音波の焦点から前記トランスデューサ側にずらした別の対の光源を有することを特徴とする請求項１に記載の超音波照射システム。
【請求項９】
前記超音波の焦点を通る超音波伝播軸上の異なる位置で照射レーザ光がそれぞれ交差する複数対の光源を有し、前記複数対の光源は各対ごとに別の色のレーザ光を照射することを特徴とする請求項１に記載の超音波照射システム。
【請求項１０】
被検体へレーザ光をスポット照射する少なくとも二つの光源と、
前記被検体へ超音波を照射するトランスデューサと、
前記被検体を撮像する検出器と、
前記被検体の立体的な情報を取得する撮像装置と、
前記検出器で撮像した光学画像と前記撮像装置で取得した立体画像を処理し、両画像の位置の整合を取った画像を構成する画像処理装置と、
前記画像処理装置で処理した画像を表示する表示装置と、
前記トランスデューサを移動させる駆動装置とを有し、
前記レーザ光は前記超音波の焦点を通る超音波伝播軸上で互いに交差するように照射され、
前記画像処理装置は、前記画像情報から前記被検体上に形成された光スポットの間隔を求め、当該光スポットの間隔に基づいて前記駆動装置を制御することを特徴とする超音波照射システム。
【請求項１１】
前記画像処理装置では、前記画像に前記光スポット間隔が最小になる基準点及び超音波照射領域を入力した表示画像を構成することを特徴とする請求項１０に記載の超音波照射システム。
【請求項１２】
前記画像処理装置では、前記表示画像に前記超音波照射の計画及び前記トランスデューサの位置を反映させることを特徴とする請求項１０に記載の超音波照射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波照射システムに関し、例えば腫瘍の治療のために超音波を照射するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波は医療分野においては、主として形態画像を得るために使われており、リアルタイム性、可搬性、低侵襲性といった特長を持つ超音波診断装置が広く普及している。その一方で、超音波は生体に対して、機械的作用、熱的作用、化学的作用を及ぼす事も知られており、機械的作用を利用した結石破壊装置、機械的作用と熱的作用を利用した理学療法装置等、治療への臨床応用も広がってきている。腫瘍の治療への応用も検討されており、熱的作用を用いる方法と化学的作用を用いる方法が知られている。
【０００３】
熱的作用を用いた治療方法としては、ＨＩＦＵ（High Intensity Focused Ultrasound：高密度焦点式超音波療法）が、例えば非特許文献１に開示されている。ＨＩＦＵは、生体組織に吸収されて熱に変換された超音波エネルギで組織を凝固壊死させる治療方法である。既に、前立腺肥大、前立腺がん、乳がん等に臨床応用されている。体外から患部に超音波を収束して照射できるため、低侵襲で選択的な治療方法だが、１ｋＷ／ｃｍ2以上の高い音響強度の超音波を照射するため、正確な照準が課題である。現状は、ＭＲＩや超音波診断装置のガイド下で治療用の超音波の照射が行われている。
【０００４】
化学的作用を用いた治療方法としては、音響化学治療が例えば非特許文献２に開示されている。音響化学治療は、超音波と薬剤の相乗効果を用いる治療方法であり、あらかじめ患者に投与された音響化学治療用の薬剤を、超音波照射により生じるキャビテーションと呼ばれる現象を利用して活性化させ、酸化的に組織を壊死させることによって治療効果を得る。数Ｗ／ｃｍ2〜数１０Ｗ／ｃｍ2程度の比較的低い音響強度で治療効果が得られる可能性が動物実験より示唆されている。
【０００５】
音響化学治療はまだ研究段階の治療方法で、キャビテーションの制御が実用化への課題である。その解決に向けて、キャビテーションを効率良く生成する薬剤（例えば特許文献１参照）や超音波の照射方法（例えば特許文献２：基本波にその二倍の周波数を持つ第二高調波を重畳する方法、非特許文献３：基本波と第二高調波の位相をずらして重畳する方法、参照）が開示されている。しかし、数Ｗ／ｃｍ2〜数１０Ｗ／ｃｍ2程度の音響強度ではキャビテーションの生成は確率的であり、治療効果があったとしても治療直後には外観的変化が見られないため、治療中に患部でキャビテーションが生じているかどうか、気泡生成を超音波診断画像で確認するモニタリング方法が特許文献３に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】国際公開第９８／０１１３１号パンフレット
【特許文献２】国際公開第９４／０６３８０号パンフレット
【特許文献３】特開２００７−００７２７９号公報
【非特許文献１】P.P.Lele著「Ultrasound; medical applications,biological effects and hazard potential」Plenum Press New York 1987年:275-306
【非特許文献２】Jpn.J.Cancer Res.,80:219-222(1989)
【非特許文献３】Jpn.J.Appl.Phys.,42:3246-3250(2003)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＨＩＦＵ、音響化学治療ともに、超音波を用いた腫瘍の治療方法は、低侵襲で、選択的な治療方法として期待されている。ＨＩＦＵにおいては安全性を高めるために、音響化学治療においてはその実用化にむけて、照射超音波の正確な照準は必要不可欠である。
【０００８】
ＨＩＦＵでは、現状、ＭＲＩや超音波診断機を超音波照射のガイドとしている。しかし、前者は装置が大掛かりであり、磁石に影響を与えない治療治具の使用といった制限が生じ、後者は焦点周辺の二次元画像が得られるにすぎず、正確な照準は困難である。
【０００９】
音響化学治療においては、キャビテーション生成のモニタリング方法が開示されてはいるが、治療効果が得られなかった場合、超音波が目的部位に照射されていなかったのか、照射されてもキャビテーションが生じなかったのか、現状では判断ができない状況である。照射超音波の正確な照準の実現により、実用化に向けての研究の推進が加速されると考えられる。
【００１０】
そこで、本発明は、簡便で正確に超音波の照準が行える、超音波照射システム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】
【００１１】
本発明の超音波照射システムは、被検体へレーザ光をスポット照射する少なくとも二つの光源と、被検体へ超音波を照射するトランスデューサと、被検体のレーザ光照射領域を撮像する検出器と、検出器により得た画像情報を表示する表示装置と、画像情報を処理する画像処理装置と、トランスデューサを移動させる駆動装置とを有し、レーザ光は超音波の焦点を通る超音波伝播軸上で互いに交差するように照射され、画像処理装置は、画像情報から被検体上に形成された光スポットの間隔を求め、当該光スポットの間隔に基づいて駆動装置を制御することを特徴とする。
【００１２】
なお、他の発明に関しては、本明細書中で明らかにする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レーザ光で被検体とトランスデューサの相対的な位置関係を可視化できるため、簡便に、ターゲットを正確に狙った超音波照射が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
〔実施例１〕
図１は、本発明による超音波照射システムの構成例を示すブロック図である。図１に示すように、超音波照射システム１は、光源２と、トランスデューサ３と、検出器４と、表示装置５と、画像処理装置６と、駆動装置７、ジェネレータ８と、増幅器９とを含んで構成される。検出器４は、ＣＣＤカメラ等の撮像装置である。
【００１６】
以下、構成物間の位置関係、構成物の動作を説明する。支持棒で保持されるトランスデューサ３及び検出器４が、支持棒で固定される被検体１０に対し、各々照射面及び、撮像面を向けた状態で固定される。トランスデューサ３と、検出器４は同じ水平面上に位置される。トランスデューサ３の側面には少なくとも二つの光源２が互いに異なる位置に付属し、双方の光軸がトランスデューサ３から照射される超音波の焦点で交差するような位置に固定される。検出器４は、一対の光源を結ぶ直線と直交する方向から被検体のレーザ光照射領域を撮像できるように位置づけられている。検出器４で検出された画像情報は表示装置５で表示され、同時に、画像情報は画像処理装置６に送られて、トランスデューサ３の位置制御に必要な解析が行なわれる。トランスデューサ３は駆動装置７に接続されており、画像処理装置６における解析結果に基づいて、超音波照射に最適な位置に移動される。トランスデューサ３の位置制御が終了した時点で、ジェネレータ８から波形信号が増幅器９を介してトランスデューサ３に送られ、電気エネルギから振動エネルギへのエネルギ変換を経て、被検体１０に対して超音波が照射される。
【００１７】
以下に、この超音波照射システムを用いて、トランスデューサの位置制御を行う実施例を示す。
【００１８】
図２のフローチャートを用いて、画像処理装置６における画像解析の方法を説明する。ここでは簡単のため、光源２はトランスデューサ３の上下対照位置に配置した二つとし、超音波照射のターゲットは被検体１０の表層に位置するとして説明する。処理工程は大きく移動方向制御フローと照射位置制御フローに分けられる。移動方向制御フローでは、トランスデューサ３の移動方向を決定し、照射位置制御フローでは、超音波照射に最適なトランスデューサ３の位置を決定する。
【００１９】
まず被検体１０に対して光源２からレーザ光を照射し（Ｓ１）、検出器４で画像情報を取得する（Ｓ２）。画像情報は、被検体の表面及びレーザ光が当たる部分に形成される光スポット像を含む画像情報である。
【００２０】
図３に示すように、トランスデューサ３及び被検体１０をＺ軸に沿って設置し、トランスデューサ３の位置、超音波の焦点１２及びレーザ光の集光点（２本のレーザ光の交差点）、被検体１０の表在に位置するターゲット１３の位置を、それぞれＺ0、Ｚfocus、Ｚtargetとする。また、超音波の焦点１２とターゲット１３との距離をＺd＝｜Ｚfocus−Ｚtarget｜と定義する。ここで｜Ｚ｜はＺの絶対値を意味する。
【００２１】
レーザ光を照射した状態で得られる画像は、Ｚdの大きさによって図４のように変化する。レーザの集光点がターゲット１３の位置から遠いときには、前記画像上で被検体１０に映る二つの光スポット１１の間隔（以下、光スポット間隔）Ｄzは大きく、レーザの集光点がターゲット１３に近づくにつれて小さくなる。そして、Ｚdが０の時、つまりレーザの集光点とターゲット１３の位置が一致する時、光スポット間隔Ｄzは０となって二つの光スポットが重なる。つまり光スポット間隔ＤzとＺdは同一の傾向を示す。画像処理装置６は、この光スポット間隔Ｄzの値に基づいてトランスデューサ３の移動を制御する。
【００２２】
ステップ３では、トランスデューサ３の移動方向を決定するために、Ｚ軸上の異なる二点（Ｚ1、Ｚ2）で画像情報の取得及び光スポット間隔Ｄz（Ｚ1、Ｚ2に対して、Ｄ1、Ｄ2）の計測を行なう。光スポット間隔Ｄzの計測は、画像処理装置６内の画像解析部６１で行なう。取得した画像情報内で、レーザ光の光スポット１１部分の輝度値は、被検体１０の輝度値に比べて充分に大きい。そのため、取り込まれた画像情報に対して一定の閾値以上の領域を抽出することにより光スポット１１の位置が特定でき、その間隔と検出器４の画素サイズから光スポット間隔Ｄzを計測する。
【００２３】
Ｄ1とＤ2の計測結果は位置制御部６２に送られ、Ｄ1とＤ2の比較でトランスデューサ３の移動方向が決まる。前述したように、光スポット間隔Ｄzと、レーザの集光点とターゲット１３との間隔Ｚdは、トランスデューサの移動方向に対して同一の傾向を示すため、例えばＤ1＜Ｄ2の場合、計測位置Ｚ1の方がＺ2に比べてＺdが小さいと判断でき、移動方向はＺ2からＺ1の方向と決定する（Ｓ４）。
【００２４】
以上、ステップ１からステップ４で移動方向制御フローが終わり、続いて超音波の照射位置制御フローが開始される。照射位置制御フローでは、移動方向制御フローで決められた方向にトランスデューサ３を動かしながら、レーザ光照射及び光スポット間隔Ｄzの計測を繰り返し、超音波照射に最適な位置（Ｚd＝０）にトランスデューサ３を移動させる。
【００２５】
ステップ５からステップ７は、レーザ光照射下での画像情報から光スポット間隔Ｄzを計測する工程で、上述したステップ１からステップ３と同等であるため、説明を省略する。ステップ７の計測結果（Ｄz）は、位置制御部６２に送られる。ステップ８では、計測した光スポット間隔Ｄzと、それまでの計測過程で最も小さい値の光スポット間隔Ｄminとの比較を行なう。ここで、Ｄminの初期値は、ステップ４で計測したＤ1とＤ2の小さい方の値とする。計測結果のＤz値がＤminより小さい場合はそのＤz値を新規Ｄminとし、再度トランスデューサ３を移動させる（Ｓ９）。移動ピッチは、トランスデューサ３から照射される超音波の周波数とトランスデューサ３のＦナンバ（超音波の焦点距離／トランスデューサ３の口径）から算出される焦点の大きさで決まる。焦点の大きさに対して充分に小さければ良い。例えば、周波数が１ＭＨｚ、Ｆナンバ（超音波の焦点距離：４０ｍｍ／トランスデューサ３の口径：４０ｍｍ）が１では、焦点のＺ方向の大きさは約１０ｍｍとなる。この場合、移動ピッチは１ｍｍ程度に設定すれば良い。
【００２６】
ステップ５からステップ９を繰り返し、ＤzがＤminより大きくなった時点でＤzの計測を終了してステップ１０に入る。ステップ１０では、トランスデューサ３を一つ前の計測位置に戻してＤminの計測位置に合わせ、その位置を超音波照射の基準点１４と設定する。
【００２７】
基準点１４を設定するための、ステップ５からステップ９によるＤminは、Ｚ軸方向の一定の範囲でステップ５からステップ９を繰り返して作成する、図５に示すようなＺとＤzのグラフを元にしても良い。グラフの作成は、画像構成部６３で行い、表示装置６に表示する。被検体１０の凹凸等によるＤzのノイズ成分に対するロバスト性が高くなり、また計測仮定の全体像が視覚的に確認できるため、より正確な基準点１４の設定が可能である。Ｄminは操作者がグラフから読み取っても良く、また、グラフの微分やステップ８のように各計測値を適宜比較して決定しても良い。
【００２８】
グラフを作成する際、トランスデューサ３と被検体１０を充分に近づけた状態を初期位置とし、その位置からトランスデューサ３を被検体１０から遠ざける方向に動かせば、移動方向制御フロー部分であるステップ１からステップ４を省略可能である。また、表示装置６に表示されるグラフを、Ｄzの計測毎に更新すれば、最適なタイミングでＤzの計測を終了できる。
【００２９】
光スポット間隔Ｄzからその位置でのＺdを計算することも可能である。その結果を利用してトランスデューサ３を移動させれば、基準点１４がより効率的に設定できる。図６に示すように、超音波の伝播軸（Ｚ軸）とレーザ光の光軸が成す角度をθとする。θはトランスデューサ３のＦナンバから決まる。このθを用いると。Ｚd＝Ｄz／（２tanθ）となる。この計算は基準点の設定時だけでなく、超音波照射中の照射位置の確認にも利用できる。
【００３０】
ステップ１１では前記基準点１４にトランスデューサ３が位置する状態で、超音波照射を行なう。超音波を照射する際は、超音波の伝播効率を上げるために、トランスデューサ３と被検体１０の間にはマッチング層が配置される。マッチング層は送信用トランスデューサ３と被検体１０の音響インピーダンスの差を小さくするためのもので、超音波ゼリー、脱気水、ウレタンゴム、ゲル等が使用される。
【００３１】
トランスデューサ３の位置情報は適宜画像構成部６３に送られ、基準点１４の設定に用いたグラフ上に照射位置が反映され、表示装置６に表示される。
【００３２】
なお、何かしらの要因で、トランスデューサ３の移動に制限が生じる場合は、位置制御部６２、駆動装置７を介して被検体１０を移動させても良い。
【００３３】
〔実施例２〕
本発明の超音波照射システムは、被検体１０とトランスデューサ３の相対的な位置関係を示す基準点１４を設定し、ターゲット１３に対して超音波照射を正確に行なうためのものであり、ターゲット１３の位置や大きさを限定しない。本実施例ではターゲット１４が超音波の焦点１２より大きい場合や、被検体１０の深部に位置する場合に本実施形態の超音波照射システムを用いて、トランスデューサの位置制御を行った例を示す。本実施例の超音波照射システムの装置構成は、実施例１と同じく図１に示されるものである。
【００３４】
ターゲットの大きさや位置は超音波、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩといった既存の撮像装置により予め計測しておく。ターゲットが被検体の表層に位置する場合は、その大きさはノギスやメジャーといった一般的な計測機器で測定しても良い。計測結果は位置制御部６２に入力しておく。
【００３５】
続いて、図２に示したフローチャートに従い、実施例１で行った方法で基準点１４を設定する。方法は実施例１に示した通りであるので、説明は省略する。
【００３６】
設定した基準点１４を起点とし、ターゲット１３の位置や大きさにより、トランスデューサ３を適宜移動させて超音波を照射する。予め位置制御部６２に入力したターゲットの大きさ、深さの計測結果に基づき、トランスデューサ３の移動を制御することにより、超音波の焦点１２をターゲット１３上に正確に合わせられるだけでなく、ターゲット１３全体を自動的に治療することが可能である。その場合は、図７に示すように、基準点の設定に使用したグラフ上に、照射開始深度、照射中の深度、照射終了深度が反映される。
【００３７】
上述した超音波照射システムの装置構成では、レーザ光の集光点と超音波の焦点が一致するように光源を設置したが、ターゲット１３が被検体１０の深部に位置する場合には、レーザ光の集光点が超音波の焦点からずれるように、光源を設置しても良い。例えば、ターゲット１３が被検体１０の表在から１０ｍｍの深部位置にある場合、図８に示すように、予めレーザ光の集光点（ＺFocus-Laser）を超音波の焦点よりトランスデューサ３側に１０ｍｍずらしておくことにより、レーザからの二つの光スポットが一致する地点（基準点１４）での超音波照射ができる。レーザの集光点と超音波の焦点が一致するように光源を設置した場合は、トランスデューサ３を基準点１４から照射地点まで移動させる必要があるが、本手法では光スポット１１が被検体１０の表層で一致する、という視覚的に直接確認できる状態での超音波照射が可能となる。
【００３８】
また、光源２の個数を増やし、各対の光源２からのレーザ光をＺ軸上の異なる位置に集光するように設置することも可能である。例えば、図９に示すように一対の集光点を超音波の焦点に一致させ、別の一対を超音波の焦点より手前１０ｍｍに一致させることで、基準点１４及び、超音波の焦点１２の両方を、レーザ光の集光という形で視覚的に確認できる。このとき、レーザの対毎に色を変えることで、各集光点の誤認を避けられる。
【００３９】
また、ターゲット１３が被検体内に複数個所ある場合も、各箇所毎にレーザを集光させられるので正確な超音波照射が実現できる。このとき、各ターゲット１３に対応するレーザ対として波長の異なったレーザを用いることにより、どのターゲットを照射するための配置であるかの確認を行うことができる。
【００４０】
〔実施例３〕
超音波、Ｘ線ＣＴ、ＭＲＩといった被検体１０の深部を含む立体的な情報を得るための撮像装置を備えており、超音波照射の詳細な計画及び観察が可能な超音波照射システムの実施例について説明する。
【００４１】
本実施例の装置構成の一例を図１０に示す。撮像装置１５は画像処理装置６に接続し、被検体１０の内部を含む二次元又は三次元の画像情報を画像構成部６３に入力する。レーザ光による基準点１４の設定は実施例１で説明した図２に示す処理工程と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００４２】
撮像装置１５からの画像情報に基づきターゲット１３を含む被検体１０の立体画像を構成し、超音波照射の計画及び照射状況を観察するための画像構成に至る過程を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
ステップ２１にて基準点１４の設定を終えたトランスデューサ３は、被検体１０の表面にレーザ光が集光するように位置している。続いて、ステップ２２にて、基準点１４でレーザ光を照射した状態の光学画像の画像情報を検出器４で取り込み、画像構成部６３に入力する。同時に、ステップ２３にて撮像装置１５を用いて、被検体１０の前記光学画像の領域を含む三次元の画像情報を取り込み、画像構成部６３に入力する。ステップ２４にて、画像構成部６３では、前記光学画像と前記立体画像との位置の整合が行なわれ、立体画像に基準点１４が入力される（Ｓ２５）。
【００４４】
光学画像と立体画像とを整合させる手法は、例えば取得した光学画像と立体画像を図１２に示すように表示装置５に並列に表示し、操作者が立体画像を回転させながら光学画像と同一断面を目視で探索する。その際、立体画像上には図１２に示すように着目断面１６を設けることにより、光学画像との比較が容易になる。また、画像構成部６３では前記着目断面と光学画像との相関演算が実行され、整合の程度を示す相関値が画面上に表示される。目視による大まかな位置決めと相関値による定量評価を組み合わせることにより、効率良くかつ高精度に画像同士の位置の整合が可能である。また、目視による手法と相関値による手法のいずれか一方でも、位置の整合は可能である。
【００４５】
光学画像と立体画像の位置の整合が完了した時点で図１３に示すように立体画像上にはレーザの集光点である基準点１４が自動的に入力される。
【００４６】
続いて、基準点１４が入力された前記立体画像に、ターゲット１３を含むように照射領域１７が入力される（Ｓ２６）。照射領域１７の入力は、ターゲット１３が被検体１０の表在に位置している時には、入力された基準点１４の位置がターゲット１３となるため、基準点１４を含む領域の境界を強調することにより完了する。照射領域１７の境界を抽出する手法の一つは手動で入力する方法がある。表示装置５に表示される立体画像を参考に、画像処理装置６に設けるマウス等を操作し、表示装置５に表示されるポインタを境界に沿って動かして、当該領域を抽出する。また別の手法として、セグメンテーションを用いる方法がある。この手法は近接する画素同士の輝度を比較し、輝度変化が大きい位置を探索する手法に基づく。基準点を始点として近接画素との輝度の比較を繰り返すことにより、同等の輝度を持つ領域を抽出でき、結果として照射領域１７の抽出がなされる。
【００４７】
ターゲット１３が被検体１０の深部に位置する時の境界抽出の方法は、手動による場合はターゲット１３が表在に位置する時と同じである。セグメンテーションを用いる場合には、操作者が輝度の比較を開始する始点を表示装置５に表示される立体画像上に入力すればよい。但し、被検体１０が均質であり、輝度の分布がターゲット１３とそれ以外の領域と二極化している場合には、ターゲット１３が深部にあってもセグメンテーションの始点を手動で入力する必要はない。基準点１４を始点としてセグメンテーションを実行することにより、ターゲット１３以外の領域が抽出されるので、それ以外の領域は照射領域１７として抽出される。
【００４８】
この段階で、基準点１４と照射領域１７の位置関係が固定される。以上により、被検体１０、ターゲット１３、照射領域１７、及び基準点１４を含む立体画像が表示画像として構成され、表示装置５に表示される（Ｓ２７）。
【００４９】
画像構成部６３に入力された照射領域１７の位置及び領域の大きさの情報は、位置制御部６２に入力され、トランスデューサ３の位置制御に用いられる。超音波の照射が開始されると、位置制御部６２ではトランスデューサ３を基準点１４から最も近い照射領域１７の地点に移動させ、その地点を起点として照射領域１７全体を隙間なく移動させながら超音波照射を行なう（Ｓ２８、Ｓ２９）。この際の超音波の焦点の大きさは、周波数１ＭＨｚ、Ｆナンバ１、超音波の焦点距離４０ｍｍ、トランスデューサの口径４０ｍｍの場合、Ｚ方向約１０ｍｍ、Ｘ、Ｙ方向約３ｍｍである。トランスデューサ３の位置情報は位置制御部６２から画像構成部６３に随時送られ、画像構成部６３では超音波の照射が完了した領域、現在照射中の領域、次回照射予定の領域を、色別又はグラデーション等の手段により、図１４に示すように各領域を容易に判別できる形で表示画像に随時反映する（Ｓ３０、Ｓ３１）。
【００５０】
表示画像に載せる情報は操作者が任意に選択でき、例えばターゲット１３と照射中、照射完了、照射予定の各領域のみを表示画像とすることで、照射経過の観察に最適化した表示形態にすることができる。また、この最適化した画像と共に、図１５に示すように被検体１０や基準点１４を含む画像を並列して表示することにより、照射経過だけでなく、照射中の全体像の把握も可能である。表示画像中の照射予定領域が全て照射終了領域に変わると、位置制御部６２はトランスデューサ３の移動を終了する（Ｓ３２）。
【００５１】
撮像装置として超音波診断機を使う場合は、超音波照射中や超音波照射後のターゲットの変化を、診断画像の輝度変化で観察できる場合があり、より安全に超音波照射を行える可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態の超音波照射システムの構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理装置における画像解析の方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】トランスデューサ、超音波の焦点及びレーザ光の集光点と被検体の位置を示した図である。
【図４】被検体の表在に映る光スポットの位置を示した図である。
【図５】トランスデューサのＺ軸上の位置と光スポット間隔との関係を示したグラフである。
【図６】超音波の焦点とターゲットとの距離を光スポット間隔から算出する方法を補助する図である。
【図７】基準点の設定に使用したグラフ上に超音波の照射状況のＺ軸方向の情報を反映した図である。
【図８】超音波の焦点からターゲットの深さ分レーザ光の集光点をトランスデューサ側にずらした場合の各部の位置を示した図である。
【図９】超音波の焦点に集光させる光源と、被検体の表層に集光させる二対の光源を使った場合の各部の位置を示した図である。
【図１０】撮像装置を具備した本実施形態の超音波照射システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】撮像装置からの画像情報に基づき被検体の立体画像を構成し、超音波照射の計画及び照射状況を観察するための、画像構成に至る過程を説明するためのフローチャートである。
【図１２】光学画像と立体画像とを整合させる手法を示した図である。
【図１３】光学画像と立体画像の整合から、基準点、照射領域を入力して表示画像を構成するまでを示した図である。
【図１４】超音波照射状況と超音波照射計画を反映した表示画像を示した図である。
【図１５】超音波照射状況と超音波照射計画を反映した二種類の画像を並列表示した画像を示した図である。
【符号の説明】
【００５３】
１      超音波照射システム
２      光源
３      トランスデューサ
４      検出器
５      表示装置
６      画像処理装置
６１    画像解析部
６２    位置制御部
６３    画像構成部
７      駆動装置
８      ジェネレータ
９      増幅部
１０    被検体
１１    光スポット
１２    超音波の焦点
１３    ターゲット
１４    基準点
１５    撮像装置
１６    着目断面
１７    照射領域
【図１】
0005279322.tif 000002
【図２】
0005279322.tif 000003
【図３】
0005279322.tif 000004
【図４】
0005279322.tif 000005
【図５】
0005279322.tif 000006
【図６】
0005279322.tif 000007
【図７】
0005279322.tif 000008
【図８】
0005279322.tif 000009
【図９】
0005279322.tif 000010
【図１０】
0005279322.tif 000011
【図１１】
0005279322.tif 000012
【図１２】
0005279322.tif 000013
【図１３】
0005279322.tif 000014
【図１４】
0005279322.tif 000015
【図１５】
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