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Timestamp: 2020-01-17 13:03:55
Document Index: 454546999

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JPH08164135A - Heavy duty ultrasonic beam irradiation method and ultrasonic wave irradiation treatment device used in the same - Google Patents
Heavy duty ultrasonic beam irradiation method and ultrasonic wave irradiation treatment device used in the same
JPH08164135A
JPH08164135A JP26094394A JP26094394A JPH08164135A JP H08164135 A JPH08164135 A JP H08164135A JP 26094394 A JP26094394 A JP 26094394A JP 26094394 A JP26094394 A JP 26094394A JP H08164135 A JPH08164135 A JP H08164135A
JP26094394A
田 純 窪
1994-10-03 Application filed by Hitachi Medical Corp, 株式会社日立メディコ filed Critical Hitachi Medical Corp
1994-10-03 Priority to JP26094394A priority Critical patent/JPH08164135A/en
1996-06-25 Publication of JPH08164135A publication Critical patent/JPH08164135A/en
230000003902 lesions Effects 0 abstract 6
PURPOSE: To destroy and cause to die the cell of a lesion by concentrating the energy of an irradiating ultrasonic beam on only the lesion without damaging a normal cell by converging the irradiating ultrasonic beam. CONSTITUTION: An ultrasonic wave is transmitted to and received in a living body inside by a transducer for image pickup, and the structure distribution of the living body inside and the tomographic image 12 of the lesion are displayed on a display part 13, and an interest area 14 is set and displayed on a displayed tomographic image 12. Moreover, the energy density distribution image signal of a heavy duty ultrasonic beam by a convergence type transducer 4 to irradiate the lesion of the living body inside with the heavy duty ultrasonic beam is calculated by calculation and displayed on the display part 13. The interest area 14 is aligned with the position of the lesion 11' on a displayed tomographic image, and also, after the high energy density area of the energy density distribution image signal is superimposed and also, another high energy density area in its periphery is prevented from being superimposed on the normal structure of the living body inside, the lesion of the living body is aimed and irradiated with the heavy duty ultrasonic beam from the transducer 4.
【産業上の利用分野】本発明は、腎臓又は胆のう等に多く発生する結石や生体内の至る所に発生する腫瘍などの病変部に高エネルギの超音波を照射して治療する際に、 The present invention relates, in treating by ultrasonic irradiation of high energy lesions such as tumors arising throughout in stone or living body greatly occurs in the kidney or gall bladder or the like,
その超音波のビームを集束して正常細胞には損傷を与えずに上記病変部のみにそのエネルギを集中させ、該病変部の細胞を破壊又は死滅させることができる強力超音波ビーム照射方法及びその方法に使用する超音波照射治療装置に関する。 Its normal cells by focused ultrasound beam is concentrated to its energy only to the lesion without damaging, the disease strong ultrasonic beam irradiation method can be destroyed or killed a modification of the cells and their It relates to an ultrasonic irradiation treatment apparatus used in the method.
【従来の技術】従来のこの種の超音波照射治療装置としては、衝撃波による結石破砕装置や、連続波又はバースト波によるハイパーサーミアなど、強力超音波を用いた治療装置がある。 2. Description of the Related Art As this type of conventional ultrasonic irradiation therapy apparatus, and lithotripsy by shock waves, such as hyperthermia by continuous wave or a burst wave, there is a treatment device using a power ultrasound. このような治療装置では、対象の生体の刻々の動きに追従して、生体内部の正常組織には損傷を与えず病変部の組織にのみ超音波のエネルギを集中させること、即ち超音波照射の照準精度の向上が要求される。 In such a treatment device, to follow the momentary movement of the living body of the subject, to the normal tissue of a living body to focus the energy of only ultrasound to the tissue of the lesion without damaging, i.e. the ultrasonic irradiation improved aiming accuracy is required.
【０００３】ここで、従来の超音波照射における照準方法としては、第一に、例えば特開昭60-145131号公報に記載されているように、超音波撮像装置を用いて超音波断層像により治療対象をモニタし、治療用トランスジューサの位置決めを行う方法があり、第二に、病変部に超音波トランスポンダ等のエコー増強装置を挿入し、その断層像中に病変部を高エコー部としてマーカー表示する方法があり、第三に、例えば特開昭63-5736号公報に記載されているように、治療用トランスジューサから大振幅超音波を発生する直前に微小なパルス超音波を発生させ、そのエコーレベルが所定値であることを確認したら照準が定まったとする、いわゆる誤照射防止機能を用いる方法がある。 [0003] Here, as the sighting method in the conventional ultrasonic irradiation, to the first, for example as described in JP 60-145131, JP-by ultrasonic tomographic images using the ultrasonic imaging apparatus the treated monitors, there is a method for positioning the therapeutic transducer, a second, insert an echo enhancement device such as an ultrasonic transponder lesion, a marker displays the lesion as hyperechoic portion in the tomographic image to have methods third, for example as described in JP 63-5736 discloses to generate a small pulse ultrasound immediately before to generate a large amplitude ultrasonic waves from a therapeutic transducer, the echo level is that definite sighting After verifying that the predetermined value, there is a method using a so-called erroneous irradiation preventing function. これらの方法において、強力超音波ビームを集束するとエネルギが集中して焦点を形成し、その焦点位置を制御して生体内部の病変部に合わせると照準が合うようになっていた。 In these methods, a strong ultrasonic beam energy when focusing concentrates the forming the focus had become the controlling the focal position aim and align the lesion of the internal biological fit in.
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従来の超音波照射における照準方法においては、強力超音波ビームのピークエネルギを示す焦点の位置を病変部に合わせることはできるが、それ以外の点において生体組織に影響を与える程度について検討しつつ照準を定めることはできなかった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the aiming process in the conventional ultrasonic irradiation, although the position of the focal point of a peak energy of a strong ultrasonic beam can be adjusted to the lesion, the other It could not be aiming while considering the extent to which affect the living tissue in a point. すなわち、強力超音波ビームのピークエネルギを示す焦点位置を病変部に合わせると、必然的にその焦点の周辺の領域に集中の度合いの低いエネルギの超音波が伝播するが、そのエネルギが正常組織の細胞を損傷しない程度であるとの保証はなかった。 That is, strong and the focal position indicating the peak energy of the ultrasonic beams match the lesion, inevitably degrees of low energy concentrated in the region around the focus an ultrasonic propagates, its energy is normal tissues guarantee that it is enough not to damage the cells did not. また、上記焦点の周辺の領域には、サイドローブやグレーティングローブによるホットスポット（強いエネルギの部分）が生ずる場合もあった。 Further, the region around the focus was also the case where a hot spot due to side lobes and grating lobes (portions of high energy) is generated. 従って、これらの場合、 Therefore, in these cases,
そのエネルギの集中の度合いによっては、正常組織の細胞が損傷することがあった。 Depending on the degree of concentration of the energy, there is the cells of normal tissues may be damaged.
【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対処し、病変部に高エネルギの超音波を照射して治療する際に、その超音波のビームを集中して正常細胞には損傷を与えずに上記病変部のみにそのエネルギを集中させ、 [0005] Therefore, the present invention is such to deal with problems, in the treatment by irradiation with ultrasonic waves of high energy to the lesion portion, the damage to the normal cells to concentrate ultrasonic beam only the lesion without giving the concentrates its energy,
該病変部の細胞を破壊又は死滅させることができる強力超音波ビーム照射方法及びその方法に使用する超音波照射治療装置を提供することを目的とする。 The disease and to provide an ultrasonic irradiation treatment device for use in power ultrasonic beam irradiation method and a method thereof can be destroyed or killed a modification of the cell.
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明による強力超音波ビーム照射方法は、超音波撮像装置の撮像用トランスジューサにより生体内部に超音波を送受信し、得られた生体内部の組織分布及び患部の断層像を上記超音波撮像装置の表示部に表示し、この表示された断層像上で関心領域を設定して表示し、さらに強力超音波ビームを上記生体内部の患部に照射する集束型トランスジューサによる強力超音波ビームのエネルギ密度分布画像信号を演算により求め上記超音波撮像装置の表示部に表示し、上記表示された断層像上の患部の位置に、関心領域を合致させると共にエネルギ密度分布画像信号のうち高エネルギ密度領域を重ね合わせ、且つその周辺の他の高エネルギ密度領域が生体内部の正常組織に重ならないよ To achieve the above object, according to the Invention The strong ultrasonic beam irradiation method according to the present invention, transmitting and receiving ultrasonic waves to a living body by the imaging transducer of the ultrasonic imaging apparatus, resulting biological a tomographic image of the interior of the tissue distribution and the affected area is displayed on the display unit of the ultrasonic imaging device, and displays the region of interest is set on the displayed tomographic image, more powerful ultrasonic beams inside the living body diseased It is displayed on the display section of the ultrasonic imaging apparatus obtained by calculating the energy density distribution image signals of a strong ultrasonic beam by the converging transducer irradiating the, the position of the affected area on the displayed tomographic image, matching the region of interest superimposing a high energy density region in the energy density distribution image signals with is, and other high energy density region in the periphery thereof does not overlap the normal tissues of a living body にした後、上記集束型トランスジューサから強力超音波ビームを生体内の患部に照準して照射するものである。 After the one in which irradiation by aiming a strong ultrasonic beam to the affected part of the body from the focusing-type transducer.
【０００７】また、上記強力超音波ビーム照射方法の実施に使用する超音波照射治療装置は、生体内部に超音波を送受信し組織分布及び患部の断層像を得るための撮像用トランスジューサと、この撮像用トランスジューサを制御して超音波ビームを走査し生体内部の組織分布及び患部の断層像を映像化して表示部に表示する超音波撮像装置と、この超音波撮像装置の表示部に表示された断層像上で関心領域を設定する関心領域設定回路と、生体内部の患部に強力超音波ビームを照射する集束型トランスジューサと、上記撮像用トランスジューサに取り付けられ該撮像用トランスジューサと上記集束型トランスジューサの相対的位置関係を制御するためのアクチュエータと、このアクチュエータを駆動し上記撮像用トランスジューサによる超音 Further, the strong ultrasonic beam ultrasonic irradiation treatment apparatus used in the practice of the method of irradiation, the imaging transducer for obtaining a tomographic image of the transmitting and receiving ultrasonic waves inside the living tissue distribution and diseased, the imaging an ultrasonic imaging apparatus controls the use transducer is displayed on the display unit to image the tomographic image of the tissue distribution and the affected area of ​​the internal biological scans an ultrasonic beam, fault displayed on the display section of the ultrasonic imaging apparatus and region of interest setting circuit for setting a region of interest on the image, the relative focusing type transducer and the transducer for imaging attached to the imaging transducer and the converging transducer for irradiating a strong ultrasonic beam to the living body inside the affected area an actuator for controlling the positional relationship, ultra sound by the imaging transducer and driving the actuator の走査面の位置を制御してその走査面位置信号を発生するアクチュエータ制御回路と、上記集束型トランスジューサを駆動して強力超音波ビームの発射を制御しその焦点を３次元的に走査する強力超音波ビーム制御回路と、この強力超音波ビーム制御回路の制御により発射される強力超音波ビームのエネルギ密度分布画像信号を演算して上記超音波撮像装置へ送るエネルギ密度分布演算回路とを備え、上記超音波撮像装置の表示部に表示された断層像上の患部の位置に、関心領域を合致させると共にエネルギ密度分布画像信号のうち高エネルギ密度領域を重ね合わせ、且つその周辺の他の高エネルギ密度領域が生体内部の正常組織に重ならないようにした後、上記集束型トランスジューサから強力超音波ビームを生体内の患部に照準して照 Of controlling the position of the scanning plane and the actuator control circuit for generating the scanning surface position signal, potent than the 3-dimensional scanning controlling its focus firing of strong ultrasonic beam by driving the focusing type transducer includes a sound beam control circuit, and the powerful ultrasonic beam control circuit energy density distribution calculating circuit for sending power ultrasonic beams by computing the energy density distribution image signal to the ultrasonic imaging apparatus which is fired under the control of, the the position of the affected area on the tomographic image displayed on the display section of the ultrasonic imaging apparatus, overlay the high energy density region in the energy density distribution image signals with match the region of interest, and other high energy density near the after the area has not overlap the normal tissues of a living body, irradiation by aiming a strong ultrasonic beam to the affected part of the body from the converging transducer するようにしたものである。 It is obtained by way.
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。 EXAMPLES The following be described in detail with reference to embodiments of the present invention in the accompanying drawings. 図１は本発明による強力超音波ビーム照射方法を説明するための概要図であり、図２は上記強力超音波ビーム照射方法の実施に使用する超音波照射治療装置の構成を示すブロック図である。 Figure 1 is a schematic view for explaining a strong ultrasonic beam irradiation method according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic irradiation treatment apparatus used in the practice of the strong ultrasonic beam irradiation method . この強力超音波ビーム照射方法は、腎臓又は胆のう等に多く発生する結石や生体内の至る所に発生する腫瘍などの病変部に高エネルギの超音波を照射して治療する際に、その超音波のビームを集束して正常細胞には損傷を与えずに上記病変部のみにそのエネルギを集中させるもので、以下に図１ This powerful ultrasonic beam irradiation method, in treating by ultrasonic irradiation of high energy lesions such as tumors arising throughout in stone or living body greatly occurs in the kidney or gall bladder or the like, the ultrasonic beam intended to concentrate its energy only in the lesion and without damaging normal cells with focused, Figure 1 below
を参照してその概要を説明する。 With reference to explaining the outline.
【０００９】まず、図２に示す超音波撮像装置２の撮像用トランスジューサ１により、治療対象としての生体９ [0009] First, the imaging transducer 1 of the ultrasonic imaging apparatus 2 shown in FIG. 2, a living body as a treatment target 9
の内部に超音波ビーム１０を送信すると共に受信し、得られた生体９内部の組織分布及び患部（病変部）１１の断層像１２を上記超音波撮像装置２の表示部１３に表示する（図１(ａ)参照）。 Inside the received transmit ultrasonic beams 10, and the resulting biological 9 inside the tissue distribution and the affected area tomographic image 12 of (lesion) 11 displayed on the display unit 13 of the ultrasound imaging apparatus 2 (FIG. 1 (a) see). なお、図１（ａ）において、符号１１′は患部１１の断層像１２上の位置を示している。 Incidentally, in FIG. 1 (a), reference numeral 11 'indicates a position on the tomographic image 12 of the affected part 11. 次に、図２に示す関心領域設定回路３の動作により、上記表示された断層像１２上で関心領域１４を設定して表示する。 Next, the operation of the region of interest setting circuit 3 shown in FIG. 2, and displays the region of interest is set 14 on the tomographic image 12 which is the display. さらに、図２に示すエネルギ密度分布演算回路８の動作により、強力超音波ビームを上記生体９ Further, by the operation of the energy density distribution calculating circuit 8 shown in FIG. 2, a strong ultrasonic beam the biological 9
内部の患部１１に照射する集束型トランスジューサ４による強力超音波ビームのエネルギ密度分布画像信号を演算により求め、図１（ａ）に破線のカーブで示すように、エネルギ密度分布画像１５，１５を超音波撮像装置２の表示部１３に表示する。 Obtained by calculation of the energy density distribution image signals of a strong ultrasonic beam by the converging transducer 4 for irradiating the inside of the affected area 11, as indicated by the broken line curve in FIG. 1 (a), the energy density distribution image 15, 15 super It is displayed on the display unit 13 of the ultrasonic imaging apparatus 2.
【００１０】次に、この状態で、図２では図示省略してあるが、超音波撮像装置２に接続されたトラックボール又はジョイスティック等の入力装置を用いて、図１ [0010] Next, in this state, but is omitted shown in FIG. 2, using an input device such as a connection track ball or joystick to the ultrasonic imaging apparatus 2, FIG. 1
（ｂ）に示すように、表示部１３に表示された断層像１ (B), the tomographic image 1 displayed on the display unit 13
２上の患部１１′の位置に関心領域１４を合致させる。 The position of the affected part 11 'on the two match the region of interest 14.
さらに、上記入力装置を用いて、図１（ｃ）に示すように、上記表示された断層像１２上の患部１１′の位置にエネルギ密度分布画像信号のうち高エネルギ密度領域を重ね合わせる。 Further, by using the input device, as shown in FIG. 1 (c), superimposing the high energy density region in the energy density distribution image signals the position of the displayed affected area 11 on the tomographic image 12 '. すなわち、図１（ｃ）に示すエネルギ密度分布画像１５，１５のうち最も細くくびれている部分を患部１１′の位置に合わせる。 In other words, align the narrowest constriction in which part of the energy density distribution image 15, 15 shown in FIG. 1 (c) to the position of the diseased part 11 '. これにより、患部１ As a result, the affected area 1
１′の位置に関心領域１４及び強力超音波ビーム（１ Located in the region of interest 14 and the strong ultrasonic beam 1 '(1
５）の高エネルギ密度領域が共に合致することとなる。 High energy density region of 5) so that the matches together.
このとき、上記エネルギ密度分布画像１５，１５のうち、最も細くくびれている部分の周辺の他の高エネルギ密度領域が生体内部の正常組織に重ならないようにする。 In this case, among the energy density distribution image 15, 15, other high energy density region around the portion that is constricted thinnest are not overlap in the normal tissues of a living body.
【００１１】次に、この状態で、図２に示す強力超音波ビーム制御回路７の動作により、前記集束型トランスジューサ４から強力超音波ビームを生体９内の患部１１に照準して照射する。 [0011] Next, in this state, by the operation of the power ultrasonic beam control circuit 7 shown in FIG. 2, a strong ultrasonic beam irradiated by aiming the affected part 11 of the body 9 from the focused type transducer 4. これにより、図１（ｃ）に示すように、生体９内の患部１１に強力超音波ビーム（１５）の高エネルギ密度領域が正しく照準されることとなり、照射された強力超音波ビーム（１５）のエネルギの集中により、上記患部１１の細胞を破壊又は死滅させることができる。 Thus, as shown in FIG. 1 (c), will be high energy density region of a strong ultrasonic beam to the affected part 11 of the body 9 (15) is correctly aimed, the irradiated power ultrasound beam (15) the concentration of energy, it is possible to destroy or kill cells in said diseased 11.
【００１２】次に、上記のような強力超音波ビーム照射方法の実施に使用する超音波照射治療装置について、図２を参照して説明する。 [0012] Next, an ultrasonic irradiation treatment apparatus used in the practice of the strong ultrasonic beam irradiation method as described above will be described with reference to FIG. この超音波照射治療装置は、生体内部の患部（病変部）に高エネルギの超音波を照射しその患部の細胞を破壊又は死滅させて治療するもので、 The ultrasonic irradiation treatment apparatus is for treating a living body of the affected part of the high energy (lesion) of the affected area is irradiated with ultrasonic cell by destroying or killing,
図２に示すように、撮像用トランスジューサ１と、超音波撮像装置２と、関心領域設定回路３と、集束型トランスジューサ４と、アクチュエータ５と、アクチュエータ制御回路６と、強力超音波ビーム制御回路７と、エネルギ密度分布演算回路８とを備えて成る。 As shown in FIG. 2, the imaging transducer 1, an ultrasound imaging apparatus 2, the region of interest setting circuit 3, and the focusing type transducer 4, an actuator 5, the actuator control circuit 6, a strong ultrasonic beam control circuit 7 If, comprising a energy density distribution calculating circuit 8.
【００１３】上記撮像用トランスジューサ１は、生体９ [0013] The imaging transducer 1, the biological 9
の内部に超音波を送信すると共に受信し生体内部の組織分布及び患部１１の断層像を得るためのもので、その内部には電気信号と機械的振動とを相互に変換する超音波振動子を有している。 Of for obtaining a received tomographic image of a living body tissue distribution and diseased 11 with internal transmitting ultrasonic waves, an ultrasonic transducer that converts electrical signals into mechanical vibrations to each other inside thereof It has. 超音波撮像装置２は、上記撮像用トランスジューサ１を制御して超音波ビーム１０を走査し生体９内部の組織分布及び患部１１の断層像１２を映像化して表示部１３に表示するもので、この制御により上記撮像用トランスジューサ１からは超音波ビーム１ The ultrasonic imaging apparatus 2 is for displaying on the display unit 13 to image the tomographic image 12 of scanning the ultrasonic beam 10 by controlling the imaging transducer 1 biological 9 inside the tissue distribution and the affected area 11, the controlled by the ultrasonic beam 1 from the imaging transducer 1
０，１０が例えば扇形の走査範囲で打ち出される。 0,10 is driven out by the sector scanning range, for example.
【００１４】関心領域設定回路３は、上記超音波撮像装置２の表示部１３に表示された断層像１２上で関心領域（図１の符号１４参照）を設定するもので、後述の集束型トランスジューサ４により超音波ビームのエネルギを集束させたい領域又は逆に集束させたくない領域を設定するようになっている。 [0014] ROI setting circuit 3, used to set a region of interest (see reference numeral 14 in FIG. 1) on the tomographic image 12 displayed on the display unit 13 of the ultrasound imaging apparatus 2, below the focusing type transducer It is adapted to set a region not want to focus on the area or inverted want to focus the energy of the ultrasonic beam by 4. そして、集束型トランスジューサ４は、生体９内部の患部１１に強力超音波ビームを照射するもので、例えば凹面鏡のように形成されると共に、この凹面鏡を構成する多数のセグメントからの超音波発生のタイミングをずらすことにより、その焦点が変化できるようになっている。 The converging transducer 4 is for irradiating a strong ultrasonic beam to the living body 9 inside the affected area 11, for example, while being formed as a concave mirror, the timing of the ultrasonic wave generated from a number of segments constituting the concave mirror by shifting the, so that its focal point can be varied.
【００１５】アクチュエータ５は、前記撮像用トランスジューサ１の基端部に取り付けられ、該撮像用トランスジューサ１から送信される超音波ビーム１０を３次元的に走査すると共に、上記集束型トランスジューサ４との相対的位置関係を制御するためのもので、該集束型トランスジューサ４との間はアーム１６，１６で連結されている。 [0015] The actuator 5 is attached to the proximal end of the imaging transducer 1, while scanning the ultrasound beam 10 to be transmitted from for imaging transducer 1 three-dimensionally relative to the said converging transducer 4 positional relationship used to control the, between the said population bundle type transducer 4 is connected with the arms 16, 16. また、アクチュエータ制御回路６は、上記アクチュエータ５を駆動し前記撮像用トランスジューサ１による超音波ビーム１０の走査面の位置を制御してその走査面位置信号を発生するもので、この走査面位置信号が超音波撮像装置２及びエネルギ密度分布演算回路８へ送出されるようになっている。 The actuator control circuit 6 is for generating the scan plane position signal to control the position of the scanning surface of the ultrasonic beam 10 by the imaging transducer 1 drives the actuator 5, this scanning plane position signal It is adapted to be delivered to the ultrasonic imaging apparatus 2 and energy density distribution calculating circuit 8.
【００１６】強力超音波ビーム制御回路７は、上記集束型トランスジューサ４を駆動して強力超音波ビーム（１ The strong ultrasonic beam control circuit 7 drives the focusing type transducer 4 strong ultrasonic beam (1
５）の発射を制御しその焦点を３次元的に走査するもので、強力超音波ビーム（１５）の発射制御による焦点走査の情報がエネルギ密度分布演算回路８へ送出されるようになっている。 5) firing and controls scanning the focal three-dimensionally of a strong ultrasonic beam (15 information focus scanning by firing control) is adapted to be sent to the energy density distribution calculating circuit 8 . さらに、このエネルギ密度分布演算回路８は、上記強力超音波ビーム制御回路７の制御により発射される強力超音波ビーム（１５）のエネルギ密度分布画像信号を演算して前記超音波撮像装置２へ送出するものである。 Furthermore, the energy density distribution calculating circuit 8 sends the strong ultrasonic beam control circuit 7 strong ultrasonic beam (15) emitted by the control of calculating the energy density distribution image signals to the ultrasonic imaging apparatus 2 it is intended to. これにより、超音波撮像装置２の表示部１ Thus, the display unit 1 of the ultrasonic imaging apparatus 2
３には、図１に示すように、生体９の内部の患部１１′ 3, as shown in FIG. 1, the inside of the affected part 11 of the living body 9 '
を含む断層像１２と、エネルギ密度分布画像１５とが表示される。 A tomographic image 12 including, are displayed and the energy density distribution image 15.
【００１７】図３は前述の撮像用トランスジューサ１と集束型トランスジューサ４の配置例を示す斜視説明図である。 FIG. 3 is a perspective view showing an arrangement example of a focusing-type transducer 4 and the imaging transducer 1 described above. この配置例では、多数のセグメントを組み合わせて凹面鏡状に構成された集束型トランスジューサ４の中心部に孔１７があけられており、この孔１７内に撮像用トランスジューサ１の超音波発射面を位置合わせして配置してある。 In this arrangement example, and a hole 17 drilled in the center of the converging transducer 4 formed concave shape by combining a plurality of segments, positioning the ultrasonic firing surface of the imaging transducer 1 in the hole 17 to is arranged. ここで、上記撮像用トランスジューサ１が例えばセクタ走査型のように細長い筒形のケースに収納されている場合は、該撮像用トランスジューサ１の基端部に取り付けられたアクチュエータ５を駆動して矢印Ａ Here, if it is contained in an elongated tubular case as the imaging transducer 1, for example, a sector scan type, arrow A by driving the actuator 5 attached to the proximal end of the imaging for transducer 1
のように回転させることによって、その撮像用トランスジューサ１から打ち出される超音波ビーム１０，１０で形成される扇形の走査範囲は矢印Ｂのように回転して、 By rotating such a fan-shaped scanning range formed by ultrasonic beams 10, 10 which are driven out from the imaging transducer 1 is rotated as indicated by the arrow B,
３次元的に超音波画像情報を収集することができる。 Three-dimensionally can be collected ultrasound image information. このような状態で集束型トランスジューサ４から強力超音波ビーム（１５）が発射されるが、患部１１へ指向する焦点は、各セグメントからの超音波発生のタイミングをずらすことによって３次元的に走査したり、該集束型トランスジューサ４の位置を前後移動させたりして調整する。 Although strong ultrasonic beam from converging transducer 4 in such a state (15) is fired, the focus directed to the affected area 11 is three-dimensionally scanned by shifting the timing of the ultrasonic wave generated from each segment or, adjusted or moved back and forth the position of said population bundle type transducer 4. 集束型トランスジューサ４の位置を前後移動させるには、例えば図２に示すアーム１６，１６に前進、後退の移動機構を設ければよい。 The position of the focusing type transducer 4 to move back and forth, for example, advanced in arms 16 and 16 shown in FIG. 2, may be provided the moving mechanism of retraction.
【００１８】次に、このように構成された超音波照射治療装置の使用及び動作について説明する。 Next, a description will use and operation of the thus configured ultrasonic irradiation therapy apparatus. まず、図２において、治療対象の生体９と撮像用トランスジューサ１，集束型トランスジューサ４との間の位置関係を決める。 First, in FIG. 2, the biological 9 and the imaging transducer 1 to be treated, determines the positional relationship between the focusing type transducer 4. 次に、超音波撮像装置２で撮像用トランスジューサ１を駆動及び制御して、図１（ａ）に示すように、表示部１３に患部１１′を含む断層像１２を表示する。 Next, by driving and controlling the imaging transducer 1 in ultrasonic imaging device 2, as shown in FIG. 1 (a), and displays the tomographic image 12 including the affected part 11 'on the display unit 13. 次に、図２に示す関心領域設定回路３の動作により、上記表示された断層像１２上で関心領域１４を設定して表示する。 Next, the operation of the region of interest setting circuit 3 shown in FIG. 2, and displays the region of interest is set 14 on the tomographic image 12 which is the display. さらに、図２に示すエネルギ密度分布演算回路８ Furthermore, the energy density distribution calculating circuit 8 shown in FIG. 2
の動作により、集束型トランスジューサ４による強力超音波ビームのエネルギ密度分布画像信号を演算により求め、図１（ａ）に破線のカーブで示すように、エネルギ密度分布画像１５，１５を超音波撮像装置２の表示部１ By the operation, obtained by calculating the energy density distribution image signals of a strong ultrasonic beam by the focusing type transducer 4, as indicated by the dashed curve in FIG. 1 (a), the ultrasonic imaging apparatus an energy density distribution image 15, 15 2 of the display unit 1
【００１９】以後、前述の図１（ｂ）,（ｃ）を参照して説明したのと同様に動作が進み、最終的に図１（ｃ） [0019] Thereafter, the above-mentioned FIG. 1 (b), the likewise operation proceeds as described with reference to (c), finally FIG. 1 (c)
に示すように、上記表示された断層像１２上の患部１ As shown in, the affected area 1 on the tomographic image 12 which is the display
１′の位置にエネルギ密度分布画像信号のうち高エネルギ密度領域を重ね合わせる。 Superimposing the high energy density region in the energy density distribution image signal at a position of 1 '. すなわち、図１（ｃ）に示すエネルギ密度分布画像１５，１５のうち最も細くくびれている部分を患部１１′の位置に合わせる。 In other words, align the narrowest constriction in which part of the energy density distribution image 15, 15 shown in FIG. 1 (c) to the position of the diseased part 11 '. これにより、患部１１′の位置に関心領域１４及び強力超音波ビーム（１５）の高エネルギ密度領域が共に合致することとなる。 By this, the high energy density region of the diseased part 11 ROI 14 and the powerful ultrasonic beam at the position of '(15) matches both. この状態で図２に示す強力超音波ビーム制御回路７の動作により、前記集束型トランスジューサ４から強力超音波ビームを生体９内の患部１１に照準して照射する。 The operation of the power ultrasonic beam control circuit 7 shown in this state in FIG. 2, a strong ultrasonic beam irradiated by aiming the affected part 11 of the body 9 from the focused type transducer 4. これにより、図１（ｃ）に示すように、生体９内の患部１１に強力超音波ビーム（１５）の高エネルギ密度領域が正しく照準されることとなり、照射された強力超音波ビーム（１５）のエネルギの集中により、上記患部１１の細胞を破壊又は死滅させることができる。 Thus, as shown in FIG. 1 (c), will be high energy density region of a strong ultrasonic beam to the affected part 11 of the body 9 (15) is correctly aimed, the irradiated power ultrasound beam (15) the concentration of energy, it is possible to destroy or kill cells in said diseased 11.
生体内部の組織分布及び患部を示す断層像を表示した状態で、上記患部の位置に関心領域及び強力超音波ビームの高エネルギ密度領域を共に合致させて表示し、この表示を見て集束型トランスジューサからの強力超音波ビームの生体内部の患部に対する照準を確認することができる。 While viewing the tomographic image showing a living body tissue distribution and diseased, and displays both align your high energy density region of the region of interest and strong ultrasonic beam at the position of the affected part, converging transducer watching this display it is possible to confirm the aim for strong ultrasonic beam living body of the affected part from. そして、この照準状態が、強力超音波ビームの高エネルギ密度領域が生体内部の患部に合致していると共に、その周辺の他の高エネルギ密度領域が正常組織に重なっていないことを確認しながら、強力超音波ビームを生体内部の患部に照射することができる。 Then, the aiming state, strong with a high energy density region of the ultrasound beam meets the affected area of ​​a living body, while other high energy density region near its sure that does not overlap the normal tissue, a strong ultrasonic beam can be irradiated to the living body of the affected area. 従って、腎臓又は胆のう等に多く発生する結石や生体内の至る所に発生する腫瘍などの病変部（患部）に高エネルギの超音波を照射して治療する際に、その超音波のビームを集束して正常細胞には損傷を与えずに上記病変部のみにそのエネルギを集中させ、該病変部の細胞を破壊又は死滅させることができる。 Therefore, when treating by irradiating a high energy ultrasound to lesions such as tumors arising throughout the stones and in vivo to increase generated in the kidney or gall bladder, etc. (affected area), it focuses the ultrasonic beam in normal cells by concentrating its energy only to the lesion without damaging and can be destroyed or killed cells of the lesion portion. このことから、超音波照射による治療の安全性と治療効率を向上することができる。 Therefore, it is possible to improve the treatment efficiency and safety of treatment with ultrasonic irradiation.
【図１】本発明による強力超音波ビーム照射方法を説明するための概要図である。 Is a schematic diagram for explaining a strong ultrasonic beam irradiation method according to the invention; FIG.
【図２】上記強力超音波ビーム照射方法の実施に使用する超音波照射治療装置の構成を示すブロック図である。 2 is a block diagram showing the structure of the powerful use in the practice of the ultrasonic beam irradiation method ultrasonic irradiation therapy apparatus.
【図３】上記超音波照射治療装置における撮像用トランスジューサと集束型トランスジューサの配置例を示す斜視説明図である。 3 is a perspective view showing an arrangement example of a focusing-type transducer and the imaging transducer in the ultrasonic irradiation therapy apparatus.
１…撮像用トランスジューサ ２…超音波撮像装置 ３…関心領域設定回路 ４…集束型トランスジューサ ５…アクチュエータ ６…アクチュエータ制御回路 ７…強力超音波ビーム制御回路 ８…エネルギ密度分布演算回路 ９…生体 １１…患部 １１′…断層像上の患部の位置 １２…断層像 １３…表示部 １４…関心領域 １５…エネルギ密度分布画像 1 ... imaging transducer 2 ... ultrasonic imaging apparatus 3 ... ROI setting circuit 4 ... converging transducer 5 ... actuator 6 ... actuator control circuit 7 ... power ultrasonic beam control circuit 8 ... energy density distribution calculating circuit 9 ... biological 11 ... affected area 11 '... position of the affected area on the tomographic image 12 ... tomographic image 13 ... display unit 14 ... ROI 15 ... energy density distribution image
【請求項１】 超音波撮像装置の撮像用トランスジューサにより生体内部に超音波を送受信し、得られた生体内部の組織分布及び患部の断層像を上記超音波撮像装置の表示部に表示し、この表示された断層像上で関心領域を設定して表示し、さらに強力超音波ビームを上記生体内部の患部に照射する集束型トランスジューサによる強力超音波ビームのエネルギ密度分布画像信号を演算により求め上記超音波撮像装置の表示部に表示し、上記表示された断層像上の患部の位置に、関心領域を合致させると共にエネルギ密度分布画像信号のうち高エネルギ密度領域を重ね合わせ、且つその周辺の他の高エネルギ密度領域が生体内部の正常組織に重ならないようにした後、上記集束型トランスジューサから強力超音波ビームを生体内の患部に照準して The method according to claim 1] imaging transducer of the ultrasonic imaging apparatus transmits and receives ultrasonic waves to a living body, and displays a tomographic image of the internal obtained biological tissue distribution and diseased on the display section of the ultrasonic imaging apparatus, the the greater obtained by calculation of the energy density distribution image signals of a strong ultrasonic beam by the converging transducers and displayed by setting a region of interest on the tomographic image displayed, further irradiated with strong ultrasonic beam to the affected part of the inside the living body displayed on the display unit of the ultrasonic imaging apparatus, the position of the affected area on the displayed tomographic image, superimposed high energy density region in the energy density distribution image signals with match the region of interest, and the periphery of the other the after the high energy density region is not overlap the normal tissues of a living body, and aiming a strong ultrasonic beam to the affected part of the body from the converging transducer 照射することを特徴とする強力超音波ビーム照射方法。 Power ultrasonic beam irradiation method and irradiating.
【請求項２】 生体内部に超音波を送受信し組織分布及び患部の断層像を得るための撮像用トランスジューサと、この撮像用トランスジューサを制御して超音波ビームを走査し生体内部の組織分布及び患部の断層像を映像化して表示部に表示する超音波撮像装置と、この超音波撮像装置の表示部に表示された断層像上で関心領域を設定する関心領域設定回路と、生体内部の患部に強力超音波ビームを照射する集束型トランスジューサと、上記撮像用トランスジューサに取り付けられ該撮像用トランスジューサと上記集束型トランスジューサの相対的位置関係を制御するためのアクチュエータと、このアクチュエータを駆動し上記撮像用トランスジューサによる超音波の走査面の位置を制御してその走査面位置信号を発生するアクチュエータ制御 Wherein the imaging transducer for transmitting and receiving a living body to the ultrasonic obtain a tomographic image of the tissue distribution and diseased, tissue distribution and diseased internal biological scans an ultrasonic beam by controlling the imaging transducer of an ultrasonic imaging apparatus for displaying on the display unit to image the tomographic image, the ROI setting circuit for setting a region of interest on the tomographic image displayed on the display section of the ultrasonic imaging apparatus, the living body of the affected area strong and converging transducer for irradiating the ultrasonic beam, and an actuator for controlling the relative positional relationship between the mounted transducer for imaging and the converging transducer to the imaging transducer, said imaging transducer and driving the actuator It controls the position of the scanning plane of the ultrasonic waves by the actuator control for generating the scan plane position signal 回路と、上記集束型トランスジューサを駆動して強力超音波ビームの発射を制御しその焦点を３次元的に走査する強力超音波ビーム制御回路と、 And the circuit drives the converging transducer to control the firing of a strong ultrasonic beam and a strong ultrasonic beam control circuit for scanning the focal point three-dimensionally,
この強力超音波ビーム制御回路の制御により発射される強力超音波ビームのエネルギ密度分布画像信号を演算して上記超音波撮像装置へ送るエネルギ密度分布演算回路とを備え、上記超音波撮像装置の表示部に表示された断層像上の患部の位置に、関心領域を合致させると共にエネルギ密度分布画像信号のうち高エネルギ密度領域を重ね合わせ、且つその周辺の他の高エネルギ密度領域が生体内部の正常組織に重ならないようにした後、上記集束型トランスジューサから強力超音波ビームを生体内の患部に照準して照射するようにしたことを特徴とする超音波照射治療装置。 And a energy density distribution calculating circuit for sending to the ultrasonic imaging apparatus an energy density distribution image signals of power ultrasonic beams emitted by the control of the strong ultrasonic beam control circuit calculates the display of the ultrasonic imaging apparatus the position of the affected area on the displayed tomographic image in part, superposing a high energy density region in the energy density distribution image signals with match the region of interest, and normal other high energy density region in the vicinity thereof is a living body after not overlap the tissue, a strong ultrasonic beam from said converging transducer is characterized in that so as to irradiate by aiming the affected area of ​​the body ultrasonic irradiation therapy apparatus.
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