(57)【要約】【課題】治療前に組織変性が生じる部位の分布を確認してから治療を行える治療支援装置及びシステムを提供する。【解決手段】被検体画像９１２、９１３において病変部位が撮像された領域を含む特定領域９１６、９２６を設定し、集束超音波を照射するプローブの位置を検出する。そのプローブから照射される音響放射圧による信号に基づいて、治療予定領域９１８、９２８を算出する。その治療予定領域９１８と特定領域９１６、９２６とを比較し、治療予定領域９１８、９２８が特定領域９１６、９２６からはみだしている場合に警告を行う。【選択図】図９
2012045198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像撮像装置により被検体内部の病変部位を撮像して得られた被検体画像において、前記病変部位が撮像された病変領域を含む特定領域を設定する特定領域設定手段と、
音響放射圧及び集束超音波を照射するプローブの位置を検出する位置検出手段と、
前記音響放射圧による信号に基づいて、前記集束超音波により前記被検体の組織変性が生じると推定される部位の位置情報を取得する情報取得手段と、
前記プローブの位置と、前組織変性が生じると推定される部位の位置情報と、に基づいて、前記被検体画像において前記組織変性が生じると推定される部位が撮像された治療予定領域を算出する治療予定領域算出手段と、
前記治療予定領域が前記特定領域からはみだしている場合に警告を行う警告手段と、
を備えたことを特徴とする治療支援装置。
【請求項２】
前記被検体画像上に前記治療予定領域と前記特定領域とを重畳表示する表示手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の治療支援装置。
【請求項３】
前記表示手段は、前記治療予定領域の境界線を前記被検体画像上に重畳表示する、又は前記表示手段は、前記治療予定領域を組織変性の程度に応じた輝度を用いて前記被検体画像上に重畳表示する、
ことを特徴とする請求項２に記載の治療支援装置。
【請求項４】
前記被検体画像において、前記集束超音波による組織変性を禁止する部位が撮像された領域である禁忌領域を設定する禁忌領域設定手段を更に備え、
前記警告手段は、前記治療予定領域が前記禁忌領域と重複している場合に、更に警告を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の治療支援装置。
【請求項５】
前記特定領域は、前記病変領域と、前記病変部位の周囲に位置する正常部位であって、前記集束超音波による組織変性を許容するマージン部位が撮像されたマージン領域と、を含んで設定される、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の治療支援装置。
【請求項６】
被検体を撮像する医用画像撮像装置と、
音響放射圧及び集束超音波を照射するプローブを備えた超音波診断治療装置と、
前記医用画像撮像装置により被検体内部の病変部位を撮像して得られた被検体画像において、前記病変部位が撮像された病変領域を含む特定領域を設定する特定領域設定手段と、
前記プローブの位置を検出する位置検出手段と、
前記超音波診断治療装置が、前記プローブから照射される音響放射圧による信号に基づいて前記被検体の組織変性が生じると推定した部位の位置情報を取得する情報取得手段と、
前記プローブの位置と前組織変性が生じると推定した部位の位置情報と、に基づいて、前記被検体画像において前記組織変性が生じると推定された部位が撮像された治療予定領域を算出する治療予定領域算出手段と、
前記治療予定領域が前記特定領域からはみだしている場合に警告を行う警告手段と、
を備えたことを特徴とする治療支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療支援装置及び治療支援システムに係り、特に、温熱治療に伴う正常組織への負荷を軽減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、磁気共鳴撮像装置（以下「ＭＲＩ装置」という）と、集束超音波を照射する治療プローブと、その治療プローブの三次元位置検出装を行う位置検出装置と、を備え、ＭＲＩ装置から得られた３Ｄボリューム画像と、治療プローブの三次元位置と、超音波屈折率とに基づいて、治療プローブを正確な位置（病変部位に集束超音波が当たる位置）に誘導する手術支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６９００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、集束超音波による温熱治療中に、病変部位の周囲に位置する正常組織への熱伝導が生じ、正常組織の変性という副作用が懸念されるという問題があった。特に、集束超音波により加熱される部位は、必ずしも集束超音波の焦点から全方位に等距離に分布するわけではなく、集束超音波の進行方向や加熱対象となる部位の熱伝導率などにも依存するため、治療プローブを正確な位置に誘導するだけでは、温熱治療により生じる組織変性の分布を予想することは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、集束超音波による温熱治療時における正常組織への過負荷を抑制する治療支援装置及び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】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明に係る治療支援装置は、医用画像撮像装置により被検体内部の病変部位を撮像して得られた被検体画像において、前記病変部位が撮像された病変領域を含む特定領域を設定する特定領域設定手段と、音響放射圧及び集束超音波を照射するプローブの位置を検出する位置検出手段と、前記音響放射圧による信号に基づいて前記集束超音波により前記被検体の組織変性が生じると推定される部位の位置情報を取得する情報取得手段と、前記プローブの位置と、前組織変性が生じると推定される部位の位置情報と、に基づいて、前記被検体画像において前記組織変性が生じると推定される部位が撮像された治療予定領域を算出する治療予定領域算出手段と、前記治療予定領域が前記特定領域からはみだしている場合に警告を行う警告手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る治療支援システムは、被検体を撮像する医用画像撮像装置と、音響放射圧及び集束超音波を照射するプローブを備えた超音波診断治療装置と、前記医用画像撮像装置により被検体内部の病変部位を撮像して得られた被検体画像において、前記病変部位が撮像された病変領域を含む特定領域を設定する特定領域設定手段と、前記プローブの位置を検出する位置検出手段と、前記超音波診断治療装置が、前記プローブから照射される音響放射圧による信号に基づいて前記被検体の組織変性が生じると推定した部位の位置情報を取得する情報取得手段と、前記プローブの位置と前組織変性が生じると推定した部位の位置情報と、に基づいて、前記被検体画像において前記組織変性が生じると推定された部位が撮像された治療予定領域を算出する治療予定領域算出手段と、前記治療予定領域が前記特定領域からはみだしている場合に警告を行う警告手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、集束超音波による温熱治療時における正常組織への過負荷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る治療支援システムの概略構成図
【図２】ＭＲＩ、超音波交互撮像時における撮像断面構成図
【図３】治療プローブの構成を示す模式図
【図４】超音波診断装置の構成を示すブロック図
【図５】超音波診断治療装置による治療処理及び治療画像を示す模式図
【図６】治療支援プログラムの構成を示すブロック図
【図７】本実施形態に係る治療支援システムの処理の流れを示すフローチャート
【図８】手術前に表示される画面表示例を示す模式図
【図９】手術・治療時における画面の一例を示す模式図
【図１０】集束超音波装置を用いた治療予定領域の表示処理を示す模式図
【図１１】ＡＲＦＩを用いた術前における治療予定領域の算出及び警告処理を示す説明図であって、（ａ）は理想的な治療領域を示し、（ｂ）は再計算後の治療領域を示し、（ｃ）は負荷領域に対する警告を示し、（ｄ）は禁忌領域と治療予定領域との重複に対する警告を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。同一機能を有する構成及び同一の処理内容の手順には同一符号を付し、その説明の繰り返しを省略する。
【００１１】
本実施形態の説明に先立ち、本実施形態に適用される基礎技術について説明する。３次元ボリューム撮像を行う医用画像撮像装置として、ＭＲＩ装置がある。このＭＲＩ装置は、連続的に被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号と称する）を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化するものである。現在、臨床で普及しているＭＲＩ装置の撮像対象は、被検体の主たる構成物質、プロトンである。ＭＲＩは、プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和現象の空間分布を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を２次元もしくは３次元的に撮像する。
【００１２】
一般的なＭＲＩ装置は、患者の周囲に静磁場を発生する磁石と、この空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと、この領域に高周波磁場を発生するＲＦコイルと、患者が発生するＭＲ信号を検出するＲＦ受信コイルを含み構成されている。傾斜磁場コイルは、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の傾斜磁場コイルで構成され、傾斜磁場電源からの信号に応じてそれぞれ傾斜磁場を発生する。ＲＦコイルは、ＲＦ送信部の信号に応じて高周波磁場を発生する。ＲＦコイルの信号は、信号検出部で検出され、信号処理部で信号処理され、また計算により画像信号に変換される。画像信号は、表示部で断層像として表示される。傾斜磁場電源、ＲＦ送信部、信号検出部などは、制御部で制御され、制御のタイムチャートは一般にパルスシーケンスと呼ばれている。患者は、ベッドに横たわってＲＦ受信コイル、ＲＦコイル傾斜磁場コイルなどで囲まれた装置内の空間に搬送され、断層面の撮像が行われる。
【００１３】
このようなＭＲＩ装置を用いた心臓イメージングや、手術時の穿刺モニタリング、経皮的治療などに使用されるＩ−ＭＲＩ装置（interventinal−ＭＲＩ装置、または、Intraoperative−ＭＲＩ装置の略称）では、リアルタイムで撮像する断層面を任意に設定したいという要望がある。撮像する断層面を任意に選択する手法として、グラフィカルユーザインタフェース（以下「ＧＵＩ」と略記する。）にＭＲＩ画像を表示して、画面上のボタンをクリックして、次に撮像する断層面を決定する方法や、３次元マウスなどを使う方法などが提案されている。これらの方法では、撮像する断層面の位置や向きをマウスなどの入力手段で調整、設定しなければならず煩雑なので、ＭＲＩ装置としては、より簡便に撮像する断層面の位置や向きを調整、設定できることが望ましい。その手法として、術具に先端部にポインタを設け、３次元位置検出装置にてポインタの位置を検出し、これに基づいて、断層面を自動的に調整する技術がある。
【００１４】
一方、位置検出装置と過去に撮像したボリュームデータを用いた手術ナビゲーションシステムは、手術時に患者に対してポインタなどにより指定される位置を、当該位置を含む患者の直交３平面それぞれを断面とする断層画像上に表示することにより手術操作をナビゲーションするシステムであり、脳神経外科手術などの高精度の外科手術に適用されている。
【００１５】
ここで、このような手術ナビゲーションシステムにおける患者の断層画像は、予め、ＭＲＩ装置によって撮像した３次元のデータであるボリュームデータにより生成される。一方、ポインタによる指定位置を定めるために必要とされるポインタの位置検出の方式には、機械式、光学式、磁気式、超音波式などの方式がある。上記Ｉ-ＭＲＩと３次元手術ナビゲーションシステムとを組み合わせ手術ナビゲーションシステムを構成することも行われている。
【００１６】
更に、ＭＲＩによる高速撮像シーケンスの応用のひとつとして、フルオロスコピー（透視撮像）と呼ばれるリアルタイム動態画像化法が臨床応用されつつある。フルオロスコピーでは、１秒以下程度の周期で撮像と画像再構成を繰り返すことにより、あたかもX線透視撮像のように体内組織の動態抽出や体内に外部から挿入した器具の位置把握に用いることができる動態画像を生成・表示する。この応用は３次元高速撮像にも応用されている。方法として、Rawデータを間引いて撮像し、以前のデータを用いて補完・再構成する技術がある。例えば、TR = 1、 Phase Encode = 100とすれば、100ms毎に１画像を連続取得することができる。
【００１７】
また、治療装置として用いる超音波診断装置は、被検体内に超音波を送受信し得られた反射エコー信号を用いて診断部位について２次元超音波画像或いは３次元超音波画像を形成して表示するものである。超音波診断装置は、被検体に超音波を照射し受信する振動子素子を備えた超音波探触子と、超音波信号を送受信する超音波送受信部と、受信信号に基づいて２次元超音波画像（Ｂモード画像）或いは３次元超音波画像を構成する超音波画像構成部と、超音波画像構成部構成された超音波画像を表示する表示部素を制御する制御部と、制御部に指示を与えるコントロールパネルとを有している。現在、超音波画像処理の技術は進歩しており、探触子に向かう方向の血流を赤色で、遠ざかる方向の血流を青色で表示するカラードップラー法が開発されている。利点としては、早い血流と遅い血流とを同時に表示できるだけでなく、カラーゲインを調節して速度が早いほど明るく表示することで血流を評価することができる点がある。
【００１８】
更に超音波診断装置は、被検体内部の生体組織の構造を例えばＢモード像として表示するだけでなく、最近、被検体の体表面から圧迫装置もしくは探触子で人為的に生体内部組織を圧迫し、時系列的に隣接する２フレーム（連続２フレーム）の超音波受信信号の相関演算を利用して、各点における変位を求め、さらにその変位を空間微分することによって歪みを計測し、この歪みデータを画像化する手法、更には、外力による応力分布と歪みデータから、生体組織のヤング率等に代表される弾性率データを画像化する手法が現実的になってきている。このような歪み及び弾性率データ（以下、弾性フレームデータ）を基にした弾性画像によれば、生体組織の硬さや柔らかさを計測して表示することができる。このような機能は一般的にはエラストグラフィと呼ばれる。
【００１９】
一方、超音波は、体外あるいは体腔内から集束させることにより侵襲性の低い治療を行うことが原理的に可能である。直腸内に配置した超音波発生器を用いた泌尿器領域の部位の治療についても従来から超音波を用いた装置が考案されている。
【００２０】
例えば、前立腺は直腸内に配置した超音波発生器を用いて治療可能である。前立腺に関する疾患で超音波による治療が適する例としては、前立腺肥大症が挙げられる。前立腺肥大症は前立腺の少なくとも一部が肥大することで尿道が屈曲し、患者に顕著な尿流の閉塞、切迫尿、頻尿をもたらす疾患であり、治療法としては外科手術により患部を除去する手法、レーザ照射により患部を焼き切る手法などが考案されている。これらの手法に対し、より簡便でまた早い術後の回復が期待できる手法として、集束超音波を用いた治療装置も考案されている。この治療装置は、治療用の連続波の発生および超音波断層像を得るためのパルス波の発生という二つの役割を併せもつ集束型超音波発生源を含む治療用プローブ、および治療用プローブに接続された超音波診断装置と集束超音波発生用の電源、超音波を反射することを特徴とする尿道用カテーテルから構成されている。治療は、まずカテーテルを尿道から膀胱までいれた状態で超音波断層装置プローブを直腸に挿入し、前立腺付近の超音波断層像を得、治療予定部位をあらかじめ決定しておく。次に、治療用プローブを直腸に挿入し、治療用プローブからの超音波パルス信号により前立腺付近の超音波診断像を得る。本治療装置においては、超音波断層像用超音波発生源は連続波を照射する治療用超音波発生源を兼ねることから、診断画像用のパルス波発生に最適化することが困難であり、良質な断層像を得ることが困難である。このため、本治療装置においては超音波を反射する特徴を有するカテーテルを用いて、カテーテルから強い反射信号が得られるよう構成されている。カテーテルの位置を断層像中で確認することにより、先ほどの超音波断層装置プローブを用いて得られた断層像中において示された治療予定部位の、本治療装置を用いて得られた断層像中での位置を確認する。以上の操作の後に、治療用プローブから治療用超音波を治療予定部位に照射する。一回の超音波照射は通常数秒間であり、複数の部位を治療する場合には、通常十数秒間の間隔を設ける。治療効果は、超音波照射により組織が熱凝固する温度以上に加熱されることにより得られると考えられている。
【００２１】
また、音響放射圧を利用して軟部組織を微小変位させ、その変位量を超音波で測定することにより組織の硬さを測定する手法（Acoustic  Radiation  Force  Impulse:ＡＲＦＩ）が開発されており、生体への影響について調査ならびに検討が行われている。ＡＲＦＩの適用例として、例えば心臓イメージングがある。心臓イメージングでは、応力源としての心臓の運動を用いて変位率が求められる。応力は音響手段により印加されることもある。音響放射力イメージングＡＲＦＩにより、損傷部位ないし病変部位と周囲組織との剛性の差が表現される。強いプッシングパルスの放射力は標的領域にミクロレベルの変位を引き起こす。２次元のスペックル追跡により組織の運動のミリ秒オーダーの期間にわたる変位が求められる。
【００２２】
対象物の機械的特性に空間的変化が存在するため、変位力の空間分布における変化をモデリングするのは困難である。これは、変位画像の信号雑音比ＳＮＲが低下し、ひいては歪みなどの変位を基礎とした予測の精度が低下するからである。同様に、屈折界面または異所性領域を介した音速の空間的変化や減衰性または反射性の高い組織も、シャドーイングや焦点外れなどを発生させ、変位前画像および変位後画像での幾何学的歪みをモデリングしにくくする。このため信号雑音比ＳＮＲひいては超音波画像の精度が低下してしまうのである。音響放射力イメージングＡＲＦＩでは、音響放射源のフォーカシングおよびフィールドの送信深度の有限範囲に起因して、変位力の空間的な非均一性が生じる。上記基礎技術を前提として、以下、本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
以下、図１に基づいて、本実施形態に係る治療支援システムの構成について説明する。図１は、本実施形態に係る治療支援システムの概略構成図である。
【００２４】
本実施形態に係る治療システム１０は、主に、核磁気共鳴撮像装置（以下、ＭＲＩ装置と称する）１と超音波診断治療装置４０とが、パーソナルコンピュータ１９に連結される。そして、超音波診断治療装置４０に接続された治療プローブ３６に取り付けられたポインタ２７を位置検出デバイス９が連続的に追随し、ポインタ２７の位置情報を転送することで、ＭＲＩ（またはＣＴ）装置１と治療プローブ３６の位置とが連結される。パーソナルコンピュータ１９は、ＭＲＩ装置１からのＭＲＩ画像と、超音波診断治療装置４０からの超音波画像と、を取得し、それらを用いたナビゲーション画像を生成・表示する。
【００２５】
ＭＲＩ装置１は、手術室１００内に設置され、パーソナルコンピュータ１９及びこれに接続されたモニタ２０、制御部２３、映像記録装置３４は、手術室に隣接する操作室１０１内に備えられる。そして、モニタ１３、１４は、術者２９が視認し、モニタ２０は、操作室１０１内の操作者（図示を省略）が視認する。パーソナルコンピュータ１９に接続された映像記録装置３４は、術中の動画像（映像信号）を同時記録する。モニタ３８には、超音波診断治療装置４０からの超音波画像が表示される。
【００２６】
図１のＭＲＩ装置１は、垂直磁場方式０．３Ｔの永久磁石ＭＲＩ装置であり、患者の周囲に垂直な静磁場を発生する上部磁石３と下部磁石５とが支柱７により垂直方向に並べて配置される。上部磁石３と下部磁石５との間に構成された開口部３２内に、被検体２４がベッド２１に載置されて搬送される。また、ＭＲＩ装置１は、図示を省略するものの、この静磁場空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生部を備える。この斜磁場発生部は、領斜磁場をパルス的に発生させ、最大傾磁場強度１５ｍＴ／ｍで、スルーレート２０ｍＴ／ｍ／ｍｓである。更に、ＭＲＩ装置１は、静磁場中の被検体２４に核磁気共鳴を生じさせるための図示しないＲＦ送信器、被検体２４からの核磁気共鳴信号を受信する図示しないＲＦ受信器を備え、これらは１２．８ＭＨｚの共振型の傾斜磁場コイルにより構成される。傾斜磁場コイルは、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の傾斜磁場コイルで構成され、傾斜磁場電源からの信号に応じてそれぞれ傾斜磁場を発生する。
【００２７】
位置検出デバイス９は、間隔をおいて（視差を持たせて）設けられた複数の赤外線カメラ２５、２５と、赤外線を発光する図示しない発光ダイオードを含んで構成され、断層面指示デバイスであるポインタ２７の位置及び姿勢を検出するものである。この位置検出デバイス９は、アーム１１により移動可能に上部磁石３に連結され、ＭＲＩ装置１に対する配置を適宜変更することができる。また、ポインタ２７の位置検出の方式には、上記に限らず、機械式、光学式、磁気式、超音波式などの方式を用いてもよい。
【００２８】
基準ツール１７は、ポインタ２７とＭＲＩ装置１との相対的な位置関係を検出するために、赤外線カメラ２５の座標系とＭＲＩ装置１の座標系をリンクさせるもので、３つの反射球からなるマーカ３５を備え、上部磁石３の側面に設けられている。マーカは、反射球に代えて、発光ダイオードなどの光源でもよい。
【００２９】
パーソナルコンピュータ１９には、赤外線カメラ２５が検出し算出したポインタ２７の情報が、術具位置データとして、例えば、ＲＳ２３２Ｃケーブル３３を介して送信される。
【００３０】
モニタ１３、１４は、術者２９が把持する治療プローブ３６に備えられたポインタ２７により指示された被検体２４の断層面の画像を表示するもので、モニタ支持部１５により、赤外線カメラ２５同様、上部磁石３に連結されている。
【００３１】
制御部２３は、ワークステーションで構成され、ＭＲＩ装置１と電気的に接続される。そして、図示しないＲＦ送信器、ＲＦ受信器などを制御する。更に制御部２３は、パーソナルコンピュータ１９と接続されている。パーソナルコンピュータ１９では赤外線カメラ２５が検出し算出したポインタ２７の位置から治療プローブ３６の位置データを取得し、その位置データをＭＲＩ装置１で利用可能な位置データに変換し、制御部２３へ送信する。位置データは、撮像シーケンスの撮像断面へ反映される。新たな撮像断面で取得された画像は液晶モニタからなるモニタ１３、１４及びモニタ２０に表示される。例えば断層面指示デバイスであるポインタ２７を治療プローブ３６にとりつけ、治療プローブ３６のある位置を常に撮像断面とする様に構成した場合、モニタ１３、２０には治療プローブ３６の先端を含む断面が表示されることになる。また、集束超音波の焦点がある位置を常に撮像断面とするように構成してもよい。
【００３２】
次に、図２に基づいて、ＭＲＩ、超音波交互撮像時の処理を説明する。図２は、ＭＲＩ、超音波交互撮像時における撮像断面構成図である。術者２９が治療プローブ３６による画像情報を用いて、被検体２４のターゲットに対してアプローチを行う。画像情報はモニタ１３、１４、２０に表示される。ここで、治療プローブ３６には位置を検出するためのポインタ２７が取り付けられており、位置検出デバイス９を用いて位置をトラッキングする。これより、治療プローブ３６から照射される超音波２０２を含む超音波撮像断面２００とＭＲＩ撮像断面２０１は同一断面になり、それぞれ交互に撮像を行って画像情報を取得することで、ＭＲＩ装置１によるフルオロスコピー撮像によるリアルタイム動画像の撮像面２０１（上記「ＭＲＩ撮像断面２０１」と同義）を、超音波撮像断面２００と一致させることができる。但し、ＭＲＩ装置１と超音波診断治療装置４０を交互に撮像するシステムは、各装置の撮像時間を干渉することなく規程時間毎に交互に撮像するものである。また、超音波診断治療装置は通常の撮像の他に血流方向を描出する撮像と組織の硬さを計測する方法も必要に応じて併用される。
【００３３】
次に、図３、４、５に基づいて、超音波診断治療装置の構成を説明する。図３は、治療プローブの構成を示す模式図である。図４は、超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図５は、超音波診断治療装置による治療処理及び治療画像を示す模式図である。
【００３４】
超音波診断治療装置４０は、２次元超音波画像（Ｂモード画像）或いは３次元超音波画像を撮像する超音波診断装置４０ａと、集束超音波を照射する超音波治療装置４０ｂと、の両機能を備えた装置である。
【００３５】
超音波診断装置４０ａには診断用プローブ３６ａが接続され、超音波送受信部４３から送信された超音波４５が照射される。
【００３６】
超音波治療装置４０ｂは、主に、集束超音波を生成するジェネレータと、生成された集束超音波を増幅させるアンプとを備える。超音波治療装置４０ｂには、治療用プローブ３６ｂが接続され、治療用プローブ３６ｂから集束超音波４６が照射される。
【００３７】
図３に示すように、治療プローブ３６は、治療用プローブ３６ｂに診断用プローブ３６ａを内包し、超音波画像を撮像するための超音波４５と焦点４７に集束する集束超音波４６の中心軸とが一致するように位置させ、一体化させて構成する。
【００３８】
超音波診断装置４０ａは、図４に示すように、被検体２４内に超音波を送受信し得られた反射エコー信号を用いて診断部位について２次元超音波画像或いは３次元超音波画像を形成して表示するもので、被検体２４に超音波を照射し受信する振動子素子を備えた診断用ローブ３６ａと、超音波信号を送受信する超音波送受信部４３と、受信信号に基づいて２次元超音波画像（Ｂモード画像）或いは３次元超音波画像を構成する超音波画像構成部４４と、超音波画像構成部４４により構成された超音波画像を表示するモニタ３８と、各構成要素を制御する制御部４２と、制御部４２に指示を与えるコントロールパネル４１とを有している。
【００３９】
ここで、各構成要素を具体的に説明する。診断用プローブ３６ａは、振動子素子が超音波探触子の長軸方向に１〜ｍチャンネル分配列される。ここで、短軸方向にもｋ個に切断されて１〜ｋチャンネル分配列されている場合、短軸方向の各振動子素子（１〜ｋチャンネル）に与える遅延時間を変えることにより、短軸方向にも送波や受波のフォーカスがかけられるようになっている。また、短軸方向の各振動子素子に与える超音波送信信号の振幅を変えることにより送波重み付けがかけられ、短軸方向の各振動子素子からの超音波受信信号の増幅度又は減衰度を変えることにより受波重み付けがかけられるようになっている。さらに、短軸方向のそれぞれの振動子素子をオン、オフすることにより、口径制御ができるようになっている。
【００４０】
なお、この診断用プローブ３６ａは、超音波送受信部４３から供給される駆動信号に重畳して印加されるバイアス電圧の大きさに応じて超音波送受信感度つまり電気機械結合係数が変化する、例えばｃＭＵＴ（Capacitive  Micromachined  Ultrasonic  Transducer）を適用できる。ｃＭＵＴは、半導体微細加工プロセス（例えば、ＬＰＣＶＤ：Low  Pressure  Chemical  Vapor  Deposition）により製造される超微細容量型超音波振動子である。
【００４１】
超音波送受信部４３は、診断用プローブ３６ａに送信信号を供給すると共に受信した反射エコー信号を処理するもので、その内部には、診断用プローブ３６ａを制御し超音波ビームの打ち出しをさせる送波回路と、この打ち出された超音波ビームの被検体内からの反射エコー信号を受信し生体情報を収集する受波回路と、これらを制御する制御回路とを有している。
【００４２】
超音波画像構成部４４は、超音波送受信部４３で処理した反射エコー信号を超音波断層像に変換するもので、順次入力される反射エコー信号に基づいて超音波画像を形成するデジタルスキャンコンバータと、超音波画像を記憶する磁気ディスク装置及びＲＡＭとからなる記憶装置とから成り、超音波送受信部４３で受信した反射エコー信号を信号処理し、２次元超音波画像や３次元超音波画像、各種ドプラ画像に画像化して出力する。
【００４３】
モニタ３８は、超音波画像構成部４４で作成された画像を、表示制御部を介して入力し超音波画像として表示するもので、例えばＣＲＴモニタ、液晶モニタから成る。
【００４４】
そして、制御部４２は、前記各構成要素の動作を制御するもので、ユーザインターフェース回路とのインターフェースを有する制御用コンピュータシステムより構成されている。この制御部４２は、それに含まれるユーザインターフェース及び該ユーザインターフェースからの情報等から超音波送受信部４３を制御する。また、超音波送受信部４３で受信した生体情報を超音波画像構成部４４に転送したり、超音波画像構成部４４で画像化した情報を表示制御部に伝送したりといった制御を行う。
【００４５】
診断及び治療を行う際には、図５に示すように、集束超音波４６の焦点が病変部位５０に一致するように治療プローブ３６を被検体２４の体表面に接触させる。この状態で、超音波治療診断装置４０により２次元又は３次元画像を撮像すると、集束超音波４６の経路に沿った治療画像２００が撮像される。病変部位５０は、治療画像２００においてターゲット領域２０３として撮像される。
【００４６】
次に図６に基づいて、本実施形態に係る治療支援システムに用いられる治療支援プログラムについて説明する。図６は、治療支援プログラムの構成を示すブロック図である。治療支援プログラムは、パーソナルコンピュータ１９の図示しない記憶装置に格納され、パーソナルコンピュータ１９に備えられた図示しないメモリにロードされてＣＰＵにより実行されることにより、各プログラムとパーソナルコンピュータ１９を構成するハードウェアとが協働してプログラムが備える機能を実現する。
【００４７】
治療支援プログラムは、被検体２４の３次元ボリュームデータを取得する画像データ取得部１９ａと、３次元ボリュームデータに基づいて３次元ボリューム画像（以下「３Ｄ画像」という）を３次元再構成する画像再構成部１９ｂと、被検体画像から病変部位が撮像された病変領域を含む特定領域を抽出する特定領域抽出部１９ｃと、位置検出デバイス９からの位置情報に基づいて、治療プローブ３６及び被検体２４の実空間上の位置をもとめ、これをＭＲＩ装置１が使用可能な検出空間の座標系に変換し、更に検出空間の座標系を被検体の再構成画像上の座標系に変換して、被検体の再構成画像と治療プローブ３６及び被検体２４の実空間上の座標とを一致させる位置検出処理部１９ｄと、術具の経路、特に本実施形態では、治療プローブ３６の芯線の延長方向や先端位置を、位置検出デバイス９が求めたポインタ２７の傾き等のパラメータに基づいて算出したり、実際の治療プローブの位置から集束超音波の予想経路を求めたり、また推奨される集束超音波の経路や治療プローブの位置を算出する経路算出部１９ｅと、被検体の再構成画像に特定領域の位置や治療プローブ３６の位置を重畳表示したナビゲーション画像を生成するナビゲーション画像生成部１９ｆと、超音波診断治療装置４０が音響放射圧の信号に基づいて集束超音波により組織変性が生じると推定した部位の位置を示す情報（以下「ＡＲＦＩ情報」という）を取得し、ＡＲＦＩ情報と位置検出処理部１９ｄが算出した治療プローブ３６の被検体画像における位置とに基づいて、被検体画像において組織変性が生じると推定した部位が撮像された治療予定領域の位置を算出する治療予定領域算出部１９ｇと、特定領域から治療予定領域がはみ出している場合、及び治療予定領域が組織変性を禁止する禁忌領域と重複している場合に警告を行う警告部１９ｉと、特定領域から治療済領域及び治療予定領域を差分して、残治療領域を算出する残治療領域算出部１９ｊと、ナビゲーション画像や再構成画像をモニタ１３、１４、２０へ表示制御する表示制御部１９ｌと、治療経過情報を記憶するログ記憶部１９ｍと、ログ記憶部１９ｍの情報をもとにログ情報を再生表示するログ生成部１９ｌと、禁忌領域の設定を行う禁忌領域設定部１９ｎと、を備える。
【００４８】
本実施形態では、画像データ取得部１９ａは、ＭＲＩ装置１から３次元ボリュームデータを取得し、画像再構成部１９ｂが３Ｄ画像を再構成するが、予め撮像された３次元ボリュームデータを、ボリュームデータ記憶部１９ｈに格納しておき、画像再構成部１９ｂが記憶された３次元ボリュームデータの再構成処理を行ってもよい。この場合、画像データ取得部１９ａは必須ではない。また、本実施形態では、画像データ取得部１９ａは、超音波診断治療装置４０から２次元のリアルタイム画像データも取得する。
【００４９】
次に、図７に基づいて、本実施形態に係る治療支援システムによる処理の流れを説明する。図７は、本実施形態に係る治療支援システムの処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態では、被検体２４の腹部内にある病変部位（例えば腫瘍）を、集束超音波により加熱治療を行う場合を例に挙げて説明する。
【００５０】
治療支援システム１０により術前シミュレーションをするときには、モニタ２０には、術前シミュレーション時の画面が表示される。図８に基づいて、術前シミュレーション時の画面例について説明する。図８は、手術前に表示される画面表示例を示す模式図である。画面８０は、被検体２４の画像が表示される画像表示領域８１と、治療計画情報が表示される治療計画情報領域８２と、操作ボタンが表示されるボタン領域８３と、を含む。
【００５１】
ボタン領域８３には、ＭＲＩ装置１及び超音波診断治療装置４０により被検体の３Ｄボリューム撮像を行うためのボタン「３ＤＳｃａｎ（ＭＲＩ）」８３１及び「３ＤＳｃａｎ（ＵＳ）」８３３と、ＭＲＩ装置１及び超音波診断治療装置４０により撮像された各３Ｄ画像のうち、病変部位が撮像された領域である特定領域を検出するためのボタン「特定領域描出（ＭＲＩ）」８３２及び「特定領域描出（ＵＳ）」８３４と、治療パラメータを入力するためのボタン「治療パラメータ入力」８３５と、ＨＩＦＵによる治療計画を立てるためのボタン「ＨＩＦＵ治療計画（プローブ位置計算）」８３６と、が備えられる。以下、図７のフローチャートのステップ順に沿って説明する。
【００５２】
（ステップＳ１）
操作者が「３ＤＳｃａｎ（ＭＲＩ）」８３１を押し下げると、ＭＲＩ装置１は、被検体２４の病変部位を含む腹部領域をＭＲＩ装置１により３次元ボリューム撮像（以下「３Ｄ撮像」という。）を行う。画像データ取得部１９ａが３次元ボリューム画像データ（以下「３Ｄデータ」という。）を読み込む。画像再構成部１９ｂは、３Ｄデータの３次元再構成を行って、アキシャル画像８１０、サジタル画像８１１、コロナル画像８１２、ボリュームレンダリング画像８１３を生成する。これらＭＲＩ装置１により得られた３Ｄデータに基づく３Ｄ画像（以下「３Ｄ画像（ＭＲＩ）」という。）は、画像表示領域８１に表示される。同様に、操作者が「３ＤＳｃａｎ（ＵＳ）」８３２を押し下げると、超音波診断治療装置４０が、３Ｄ撮像を行い、画像データ取得部１９ａがその３Ｄデータを読み込む。画像再構成部１９ｂは、超音波診断治療装置４０により得られた３Ｄデータに基づく３Ｄ画像（以下「３Ｄ画像（ＵＳ）」という。）を生成する（Ｓ１）。また、本実施形態では、リアルタイム画像として超音波診断治療装置４０による超音波画像やＭＲＩ装置１によるフルオロスコピー撮像によるＭＲＩ画像も画像データ取得部１９ａに送信される。
【００５３】
（ステップＳ２）
操作者が「特定領域抽出（ＭＲＩ）」８３２を押し下げると、特定領域抽出部１９ｃは、画像再構成部１９ｂが生成した３Ｄ画像（ＭＲＩ）から、濃度値や形状を基に特定領域を抽出（臓器毎のセグメンテーション）を行う。特定領域の抽出は、特定領域抽出部１９ｃによる自動抽出に代えて、モニタ２０に表示されたアキシャル画像、サジタル画像、コロナル画像、ボリュームレンダリング画像のいずれか上において、操作者が制御部２３に備えられた図示しないマウスを用いて入力してもよい。同様に、操作者が「特定領域抽出（ＵＳ）」８３４も押し下げて、３Ｄ画像（ＵＳ）から特定領域を抽出（セグメンテーション）する（Ｓ２）。
【００５４】
また、ボリューム情報およびセグメンテーション情報は治療計画情報画面８２にも表示される。治療計画情報画面８２は、腫瘍領域（治療領域）８２３、それらを含むマージン領域８２２（以下腫瘍領域８２３マージン領域８２２とを含む領域を特定領域という。）を設定する画面８２１と治療情報を表示する領域８２４とを含む。画面８２１はｘｙｚの３軸の方向を指定することで、別視点/角度からみた画面８２１へ切り替えることができる。更に、特定領域の設定は、ＭＲＩ、超音波画像のそれぞれにおいても設定できる。実際の手術時には手術の経過を表示することができ、治療経過・生体情報の他にログとして腫瘍領域と治療領域の差も情報としてリアルタイム表示することができる。
【００５５】
（ステップＳ３）
操作者は「治療パラメータ入力」８３５を押し下げ、治療に必要なパラメータを入力する（Ｓ３）。治療に必要なパラメータとは、例えば、集束超音波の照射治療時間、治療インターバルタイム（集束超音波による加熱部位の冷却待機時間）などである。
【００５６】
（ステップＳ４）
操作者は、「ＨＩＦＵ治療計画（プローブ位置計算）」８３６を押下し、特定領域のうち、集束超音波の照射ターゲットとなる位置を指定する（Ｓ４）。
【００５７】
（ステップＳ５）
「ＨＩＦＵ治療計画（プローブ位置計算）」８３６の押下に応動して、位置検出処理部１９ｄが、術具（本実施形態における治療プローブ３６）とその初期位置の登録処理（レジストレーションという）を開始する。
【００５８】
位置検出処理部１９ｄは、ポインタ２７の実空間上のＭＲＩ装置１に対する相対的な座標を、基準ツール１７を基準に算出する。
【００５９】
位置検出処理部１９ｄは、位置検出デバイス９の各カメラ２５、２５の撮像した各画像中の基準ツール１７のマーカ３５の位置の変位より各マーカ３５の、位置検出デバイス９に対して初期的に定義された検出空間上の座標を求める。そして、この各マーカ３５の座標を基準に、検出空間の定義を、ＭＲＩ装置１において定義されている検出空間に一致するよう修正する。すなわち、同じ実空間の座標に対応する、位置検出処理部１９ｄの検出する検出空間上の座標と、ＭＲＩ装置１が用いる検出空間上の座標とが一致するようにする。
【００６０】
次に、位置検出処理部１９ｄは、位置検出デバイス９の各カメラ２５、２５の撮像した各画像中のポインタ２７の位置の変位より各ポインタ２７の検出空間上の座標や、ポインタ２７先端の座標を算出する。また、本実施形態では、位置検出処理部１９ｉにおいて、各マーカ２７の検出空間上の座標よりポインタ２７の指示方向、すなわちポインタ２７の向きをも算出する。経路算出部１９ｅは、ポインタ２７の向きから集束超音波の中心軸（ｚ軸）方向を算出して照射経路を求める。
【００６１】
次に、位置検出処理部１９ｄは、被検体２４上に置かれた被検体マーカ（腹部撮像の場合は例えば被検体の剣状突起上に位置させておく）を指示している状態に対して算出したポインタ２７の先端の検出空間の座標より、ボリュームデータ記憶部１９ｈに記憶されているボリュームデータの画像系の座標と検出空間上の座標との関係式、すなわち、検出空間上の現在の患者の剣状突起がある位置と、ボリュームデータ中において被検体２４の剣状突起が写り込んだ位置（画像系の座標）と、を対応づける関係式を求め、これをレジストレーション結果として記憶する。より具体的には、たとえば、その時点でポインタ２７の先端で指示している被検体マーカのボリュームデータ中の座標への、算出したポインタ２７の先端の検出空間の座標の変換を行う、または、その逆の変換を行う座標変換式を求め、これをレジストレーション結果として記憶する。検出空間の座標は、モニタ２０に表示される画像における画像上の座標に変換される。
【００６２】
被検体マーカの被検体２４に対する位置が不変であれば、ステップＳ１において、ＭＲＩ装置１とは異なる装置、例えばＸ線ＣＴ装置により被検体マーカを装着した被検体２４を撮像してもよい。異なる装置で得た３次元ボリューム画像にも、被検体マーカが写り込んでいるため、ベッド２１に載置した被検体２４の被検体マーカをポインタ２７の先端で指して位置を検出することにより、ベッド２１に載置した被検体２４の実空間座標と、Ｘ線ＣＴ装置で撮像したときに被検体２４の実空間座標とが異なっていても、ベッド２１に載置した被検体２４の被検体マーカの実空間座標を検出空間上の座標に変換し、変換後の座標と３次元ボリューム画像に写り込んだ被検体マーカの画像上の座標とを一致させることができ、３次元ボリューム画像上にポインタ２７から得られる画像を、画像上の座標を一致させて表示することができる。Ｘ線ＣＴ装置から得た３次元ボリューム画像を用いる場合には、特定領域抽出部１９ｃは、ＣＴ値を基に、特定領域の自動抽出を行ってもよい。
【００６３】
また、被検体２４にポインタを取り付けられない場合は、レーザを用いたサーフェススキャン法を用いてもよい。このサーフェススキャン法では、術前にレーザによるサーフェススキャンを行って被検体形状を取得・記録し、そのデータを基にレジストレーションを行い、手術中は随時レーザにより被検体形状を取得し続けることによりポインタ装着と同じ効果が得られる。これにより、被検体２４の呼吸動・体動による位置ズレが生じた場合でも、レーザによるサーフェス再スキャンの結果に基づいて撮像断面を自動追従・補正することで、常に三次元空間と画像画素の位置関係を一定に保つことができる。
【００６４】
レジストレーションが終了すると、治療パラメータに応じて仮プローブ位置８１５および照射経路８１６の補正が行われる。ナビゲーション画像生成部１９ｆは、再構成画像８１０、８１１、８１２、８１３内のターゲット８１４にマーキングを行い、再構成画像上に補正の結果に基づくプローブ位置８１５と照射経路８１６とを重畳表示する（Ｓ５）。以後、手術が終了するまで、位置検出処理部１９ｄによる治療プローブ３６の位置検出と、ナビゲーション画像生成部１９ｆによるナビゲーション画像の更新表示を随時継続し、治療プローブ３６の追従表示を行う。
【００６５】
（ステップＳ６）
術者は、被検体２４の生体情報を取得するためのモニタ（同期ユニット）を装着し、生体情報（例：血圧・心拍数・発汗・体温等の異常上昇や意識の喪失）の術中モニタリングを開始する（Ｓ６）。
【００６６】
（ステップＳ７）
手術を開始する（Ｓ７）。手術開始に伴い、モニタには、手術・治療時における画面９０が表示される。図９は、手術・治療時における画面の一例を示す模式図である。画面９０は、リアルタイム画像を表示するリアルタイム画像領域９１と、ナビゲーション画像を表示するナビ画像領域９２と、各種ボタンが配列されるボタン領域９３とを備える。
【００６７】
ボタン領域９３には、「Planning」ボタン９３１、「生体情報」ボタン９３２、「超音波画像」ボタン９３３、「ナビゲーション画像」ボタン９３４、「ＭＲＩ画像」ボタン９３５、「ＡＲＦＩ（治療予定領域）」ボタン９３６、「治療開始」ボタン９３７、「画像情報」ボタン９３８、及び「ログ」ボタン９３９が備えられる。
【００６８】
（ステップＳ８）
術者２９が治療プローブ３６の位置を移動させると、位置検出デバイス９及び位置検出処理部１９ｄが治療プローブ３６のリアルタイム位置を追従して検出し、ナビゲーション画像生成部１９ｆが、ナビゲーション画像上に治療プローブ３６の位置を重畳表示する（Ｓ８）。
【００６９】
（ステップＳ９）
術者２９は、ＧＵＩ及び数値情報を用いて治療プローブ３６を目的位置へ誘導する（Ｓ９）。術者２９は、ステップＳ８において治療プローブ３６の位置を移動させた後、「Planning」ボタン９３１を押し下げると、経路算出部１９ｅが手術経路（本実施形態では集束超音波の中心軸の経路）を算出（補正）する。補正されると、ＧＵＩで表示されている経路も修正表示される。また、「Planning」ボタン９３１の付加機能として、未(残)治療領域に対する治療の経路を算出する機能もあり、未(残)治療領域へのアプローチ経路を自動的に算出することもできる。
【００７０】
また、「生体情報」ボタン９３２を押し下げると、画面９１４内にステップＳ６以後、随時モニタリングして得られるリアルタイムの被検体２４の情報、例えば、脈、呼吸、血圧情報等の患者情報や、手術経過時間及び治療経過情報が表示される。更に、画面９１４には、手術に関するリアルタイム情報、例えば術具種類、術具の状態（使用中／停止等）情報、治療割合（％）、加熱治療に伴う治療部位の拡張（膨張）率が表示される。画面９１４は、図９ではリアルタイム画像領域９１に表示したが、表示箇所はこれに限らず、適宜変更可能である。また生体情報の表示は、本ステップに限らず、随時「生体情報」ボタン９３２を押し下げることにより行うことができる。
【００７１】
（ステップＳ１０）
治療プローブ３６の誘導後、術者２９は、超音波画像（血流画像やエラストグラフィ等）やＭＲＩ画像にてターゲット９１５、９２５の位置を確認する（Ｓ１０）。
【００７２】
「超音波画像」ボタン９３３を押し下げると、超音波診断治療装置４０が撮像した超音波画像９１１、９１２が表示される。超音波画像９１１は、治療前の特定領域を撮像した超音波画像であり、超音波画像９１２は、治療中（リアルタイム）の特定領域を撮像した超音波画像である。
【００７３】
「ナビゲーション画像」９３４を押し下げると、術前に撮像した３Ｄ画像（ＭＲＩ）、すなわちアキシャル像９２１、サジタル像９２２、コロナル像９２３、ボリュームレンダリング像９２４を用いたナビゲーション画像が表示される。また、ナビゲーション画像には、治療プローブ３６の位置９４０と、ターゲット９２５と、その周囲に設けられたマージン領域９２６、及び集束超音波により組織変性を生じると推定される領域からなる治療予定領域９２８が重畳表示される。マージン領域９２６からはみ出した治療予定領域９２８は、負荷領域９２９として警告表示される。
【００７４】
なお、ナビ画像領域９２に表示される３軸断面画像の中心は、一般的には、ステップＳ４で指定された治療領域に設定されているが、治療プローブ３６の現在位置に応じた特定領域を再構成して表示させることも可能である。
【００７５】
また、ＭＲＩ内部で治療を行う場合には、「ＭＲＩ画像」ボタン９３５が適用される。「ＭＲＩ画像」ボタン９３５を押下することで超音波断面画像９１１、９１２と同断面をＭＲＩ装置１にて撮像することができ、そのＭＲＩ画像９１３は、別画面に示される。ＭＲＩ画像９１３上には特定領域９１５、マージン領域９１６が表示される。ＭＲＩ画像９１３の長所としては、身体の深部まで画像化できることが挙げられる。これより、術者は今後の治療領域を目視して術具の移動と追加治療を行うことができる。治療前後の情報は超音波画像９１１、９１２、３軸断面９２１〜９２３、及びボリュームレンダリング画像９２４の他に、数値データとして表示することもできる。
【００７６】
（ステップＳ１１）
ＡＲＦＩによる三次元治療予定領域を算出し、治療予定領域を表示する（Ｓ１２）。治療直前に術者２９が「ＡＲＦＩ（治療予定領域）」ボタン９３６を押下することで、集束超音波により加熱される部位が撮像された治療予定領域９１８が描出される。ＡＲＦＩによる治療予定領域９１８の位置は、超音波診断治療装置４０が算出して超音波画像９１１、９１２に重畳表示する。また、治療予定領域９１８の位置を示すＡＲＦＩ情報は、超音波診断治療装置４０から治療予定領域算出部１９ｇに送られる。そして、ナビゲーション画像生成部１９ｆが、治療予定領域９２８としてアキシャル像９２１、サジタル像９２２、コロナル像９２３、ボリュームレンダリング像９２４上に重畳表示する。また、治療予定領域算出部１９ｇは、リアルタイムに撮像されたＭＲＩ画像９１３上にも治療予定領域９１８を重畳表示する。
【００７７】
治療予定領域９１８、９２８のうちマージン領域９１６、９２６からはみ出した領域は、正常組織への負荷領域９１９、９２９である。そこで、警告部１９ｉは、マージン領域と治療予定領域との広狭を比較し、負荷領域９１９、９２９を別色表示することにより、術者２９に警告表示する。
【００７８】
図１０に基づいて、集束超音波装置を用いた治療予定領域の表示処理を説明する。図１０は、集束超音波装置を用いた治療予定領域の表示処理を示す模式図である。集束超音波を照射する治療プローブ３６は、ある１点、焦点１００に集束するように超音波１０１が照射される。ここで、ＡＲＦＩによる焦点可視化を行うことで理想的な焼灼領域（焦点１００に相当）に対して、生体組織内の実際の影響領域１０２が算出される。影響領域１０２の位置の三次元計測処理１０３を行うことで、立体的な治療予定領域１０４を算出することができる。図１０では、略三角錐状の治療予定領域１０４が算出されたが、治療予定領域１０４の形状は、生体組織内の熱伝導率の分布状況や、集束超音波の進行方向に応じて変化する。
【００７９】
（ステップＳ１２）
術者２９は、ＡＲＦＩ実施による治療予定領域９１８、９２８および負荷領域９１９、９２９の位置をＧＵＩ上で視認し、正常組織への負荷の有無を確認する。負荷領域９１９、９２９があればステップＳ１３へ、なければステップ１４へ進む。
【００８０】
（ステップＳ１３）
負荷領域９１９、９２９がある場合には、治療予定領域９１８、９２８をGUI上に三次元表示するだけでなく、警告部１９ｉが術者２９に対して正常組織に対してダメージを与える可能性の警告を発して判断を促す（Ｓ１３）。また、経路算出部１９ｅが新しい治療経路（治療計画）を再算出して、ナビゲーション画像上に矢印９４１を重畳表示して術者２９に再提案してもよい。
【００８１】
図１１に基づいて、ＡＲＦＩを用いた術前における治療予定領域の算出及び警告処理について説明する。図１１は、ＡＲＦＩを用いた術前における治療予定領域の算出及び警告処理を示す説明図である。被検体２４内における病変部位（腫瘍組織）１１０に対する超音波治療において、必ずしも理想的な治療領域１００（図１１（ａ）参照）が得られるとは限らない。そこで、ＡＲＦＩを併用することで生体組織の状態に応じた治療予定領域１０２を求める（図１１（ｂ）参照）。ここで、病変部位１１０に対してマージン領域１１１を予め設定しておく。警告部１９ｉは、マージン領域１１１と治療予定領域１０２との広狭を判断し、マージン領域１１１を超える治療予定領域１０２が存在する場合には、その領域を負荷領域１１２とする。そして、負荷領域１１２の表示色をマージン領域１１１に含まれる治療予定領域１０２と異なる色を用いて表示し、ＧＵＩ上に表示して術者２９に提示する（図１１（ｃ）参照）。
【００８２】
また、予め集束超音波による加熱を禁止する禁忌領域１１３を設定しておき、万一、治療予定領域１０２が禁忌領域１１３と重複した場合、警告部１９ｉがより強く警告を行うようにしてもよい（図１１（ｄ）参照）。図１１（ｄ）では、治療予定領域１０２と禁忌領域１１３との重複領域を領域１１４で示す。これにより、特定領域の周囲に組織変性を禁止する部位がある場合に、その部位への加熱を抑止し、より安全性を向上させることができる。禁忌領域１１３の設定は、ＧＵＩ上のナビゲーション画像や、超音波画像、ＭＲＩ画像上で術者２９が予めマウスなどで入力し、禁忌領域設定部１９ｎがその位置を禁忌領域として設定する。また、禁忌領域設定部１９ｎが、重要な血管や隣接する臓器などを禁忌領域として提案表示し、術者２９が承認をすることで禁忌領域の設定を行うようにしてもよい。
【００８３】
また、図８及び図９のＧＵＩでは、治療予定領域を輪郭線を用いて描出しているが、治療予定領域を集束超音波の焦点からの距離や、予想される温度変化に応じた輝度（画素値）を用いて描出してもよい。この場合、一般には、集束超音波の焦点に近いほど温度が上昇するため、輝度が明るくなるように描出する。治療予定領域に用いる輝度は、通常の生体組織では見られない輝度を用いることにより、治療予定領域とそうではない領域とを区別することができる。輪郭線ではなく輝度を用いて治療予定領域を描出することにより、治療予定領域の境界が明瞭でない場合にも、輝度を段階的に変化させることでより、実際の治療予定領域を提示することができる。
【００８４】
本ステップの終了後、ステップＳ１８へ進む。
【００８５】
（ステップＳ１４）
治療予定領域９１８、９２８がマージン領域９１６、９２６の範囲内（即ち、負荷領域９１９、９２９が存在しない）であれば、生体モニタに同期して治療を開始する（Ｓ１４）。例えば、ステップＳ３の治療パラメータ入力処理で、呼気時に１秒間を５回治療と設定すれば、患者の呼気に合わせて５回治療が行われることになる。
【００８６】
術者２９が、「治療開始」ボタン９３７を押し下げると、それに連動して「画像情報」ボタン９３８、「ログ」ボタン９３９がONとなるが、必要に応じて手動でOFFとすることもできる。この機能により、治療前情報と治療中およびその差分情報（治療経過情報、残治療領域等）が画像情報として表示される。「画像情報」ボタン９３８を押し下げることで、この差分情報を見ることができる。「ログ情報」ボタン９３９を押し下げると、ログ生成部１９ｌは、治療経過を記録したログ記憶部１９ｍからログ情報、すなわち、過去に行った治療経過情報を読み出して再生表示する。ログ情報は、治療内容を見直すために使用される。
【００８７】
（ステップＳ１５）
術者２９は、治療効果を、リアルタイム画像である超音波画像８１１、８１２またはＭＲＩ画像８１３にて確認する（Ｓ１５）。
【００８８】
（ステップＳ１６）
術者２９は、追加治療を行うか否かを判断する（Ｓ１６）。
【００８９】
（ステップＳ１７）
術者２９が「画像情報」ボタン９３８を押し下げると、残治療領域算出部１９ｊは、マージン９１６、９２６から治療予定領域９１８、９２８及び治療済領域の差分処理を行い、残治療領域を算出する。ナビゲーション画像生成部１９ｆは、３軸断面８２１〜８２３、及びボリュームレンダリング画像８２４に、算出された残治療領域を重畳表示する（Ｓ１７）。
【００９０】
（ステップＳ１８）
術者２９は、残治療領域を次のターゲットとし、治療プローブ３６の位置を移動する。そして、再度「Ｐｌａｎｎｉｎｇ」ボタン９３１を押し下げて集束超音波の経路を計算し、再シミュレーションを行う。再シミュレーション結果が良好であれば、ステップＳ１０に戻り、ターゲット位置の確認を行い、ステップＳ１１以後の処理を行う（Ｓ１８）。これを治療が終了するまで繰り返す。
【００９１】
本実施形態に係る手術支援システムによれば、治療用超音波装置を用いた手術において、直前に算出した治療予定領域を用いて治療計画を行い手術に反映することで、誤治療による正常組織の変性という副作用を低減することができる。
【００９２】
上記実施形態では、ＭＲＩ装置と超音波診断治療装置とを備えた手術支援システムを例に挙げたが、ＭＲＩ装置に代えて、X線装置、X線CT装置、ＭＲＩ装置、超音波装置等の医用画像撮像装置を用いてもよい。また、治療装置として超音波診断治療装置を用いたが、穿刺針を用いた温熱治療装置にも適用できる。さらに、上記では加熱治療を例に挙げたが、凍結治療時の冷却に伴う組織変性についても本実施形態に係る手術支援システムを適用できる。更に、本発明は術者の手技による治療の他、ロボット／マニピュレータを用いた間接的な手術の何れにも適用可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１：ＭＲＩ装置、３：上部磁石、５：下部磁石、７：支柱、９：位置検出デバイス、１０：治療支援システム、１１：アーム、１３：モニタ、１５：モニタ支持部、１７：基準ツール、１９：パーソナルコンピュータ、２０：モニタ、２１：ベッド、２３：制御部、２４：被検体、２５：赤外線カメラ、２７：ポインタ、２９：操作者、３２：開口部、３３：ケーブル、３４：映像記録装置、３５：反射球、３６：治療プローブ、４１：同期（時相）計測装置
【図１】
2012045198.tif 000003
【図３】
2012045198.tif 000004
【図４】
2012045198.tif 000005
【図５】
2012045198.tif 000006
【図６】
2012045198.tif 000007
【図７】
2012045198.tif 000008
【図１０】
2012045198.tif 000009
【図１１】
2012045198.tif 000010
【図２】
2012045198.tif 000011
【図８】
2012045198.tif 000012
【図９】
2012045198.tif 000013