JPH06254111A

JPH06254111A - Ｍｒｉガイド下で用いる超音波治療装置

Info

Publication number: JPH06254111A
Application number: JP5049551A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Aida; 聡相田; Mariko Shibata; 真理子柴田; Katsuhiko Fujimoto; 克彦藤本; Yoshiharu Ishibashi; 義治石橋; Takuji Suzuki; 琢治鈴木; Yasutoshi Ishihara; 康利石原; Kazuya Okamoto; 和也岡本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-10
Filing date: 1993-03-10
Publication date: 1994-09-13
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: DE69432159T2; EP0938913A2; US5590653A; DE69432159D1; DE69428146T2; EP0614651A1; EP0938913A3; EP0614651B1; EP0938914A3; US5897495A; JP3860227B2; EP0938914A2; DE69428146D1; EP0938914B1

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は治療時も治療箇所の３次元画
像による診断時も、超音波アプリケータを取り外す必要
がなく、超音波の焦点と患部のずれを防ぐことができる
超音波治療装置を提供する事にある。【構成】超音波アプリケータを非磁性体で構成し、こ
れを寝台に固定してＭＲＩガントリ内へ侵入させる。【効果】治療時も治療箇所の３次元画像による診断時
も、超音波プリケータを取り外す必要がなため、治療者
の位置合わせに要する労力を少なくでき、かつ、治療時
間を短くできる。また、超音波の焦点と患部のずれを防
ぐことができるため、誤照射や治療漏れ等の危険を低減
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＭＲＩ装置（磁気共鳴映
像装置）のガイド下で体外又は体腔内から強力超音波を
集中照射して治療を行なう超音波治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、結石症の治療に体外から強力超音
波を照射し、無侵襲的に結石を破砕する結石破砕装置が
実用化され、注目されている。また、腫瘍の治療法とし
て、患部を４２．５℃以上に加温するハイパーサーミア
や、６０℃以上の高温にし、熱変性を起こさせる加熱治
療が注目さるようになり、「特開昭６１−１３９５５号
公報」や「特願平３−３０６１０６号」に示されるよう
に、体外で発生させた強力な超音波を体内の治療部位に
集束させ、組織の超音波エネルギの吸収による発熱で癌
を温熱・加熱治療する装置が開発されている。また、超
音波による発熱ではなく、結石を破砕するような強力な
パルス状の衝撃波を癌に照射し、その機械的な力で細胞
を壊死させる治療法も研究されている（Hoshi, S. et a
l.: J. Urology, Vol.146:439, 1991.）。「特願平３−
３０６１０６号」では、結石破砕装置と加温・加熱装置
が略同様である点に注目し、両者を一体化したものを提
案している。

【０００３】ところで、前記癌治療装置では焦点を位置
決めする際、超音波断層像を用いているが、治療対象で
ある腫瘍は３次元的に複雑な形状を呈することが多く、
２次元画像では腫瘍全体を万遍なく治療することは非常
に困難である。そこで、「特開昭６１−２０９６４３号
公報」のように超音波を用いた３次元画像との組合せも
提案されている。しかし、超音波では骨や肺などの含記
臓器の後方が見えず、超音波情報をもとにしても正確な
３次元画像は得られない。また従来例では単に焦点と治
療部位の相対位置を確認するだけであり、治療の効果を
判定する手段がなく、数週間から数カ月後にならないと
治療の継続・終了の決定が出来なかった。この問題を解
決するために「特願平４−４３６０３号」のようにＭＲ
ＩやＸ線ＣＴと組み合わせた装置も提案されている。

【０００４】ＭＲＩでＴ２強調画像を撮像すると熱によ
る組織変性状況を確認できる事が報告されている（Jole
sz, FA. et al,:Diagnostic Imaging, Sept.,1990.）。
従って治療前後に、このＴ２強調画像の差を観測すれば
本治療による生体作用・治療効果の判定が可能であり、
未治療部を確認しながら治療できるので、最小限の照射
で十分な治療効果を確保できる。ＭＲＩのフリーズイメ
ージにそって衝撃波焦点の走査方法・走査範囲、照射の
強度・時間・インターバル等の治療計画を立てることも
可能である。

【０００５】しかし、治療計画を立てても正確な位置合
わせができなければ正確な治療をすることはできない。

【０００６】前記の提案では、超音波アプリケータの移
動方法や治療台、ＭＲＩガントリ等の装置の構造上、患
者をＭＲＩのガントリから出し入れする際に超音波アプ
リケータを患者からはずさなければならない。例えば、
治療開始前のＭＲＩ画像を撮り治療計画を立てた後、患
者をガントリから引き出して超音波アプリケータをつ
け、前記ＭＲＩ像と超音波画像とで患部に対する強力超
音波焦点の位置決めをした後、治療を開始する。ＭＲＩ
画像で治療効果の判定や未治療部の確認をしながら治療
を進めていく場合は、一度超音波アプリケータを患者か
らはずして患者をガントリ中に送り込み、ＭＲＩ画像の
撮像を行い、治療効果の判定等を行ってから再び患者を
ガントリから引き出して超音波アプリケータをとりつ
け、焦点位置を確認し直して治療を再開するという作業
を繰り返す。ここで、初めの焦点位置をコンピュータ等
に超音波振動子と患部の相対位置等で正確に記憶させて
おいても、患者がわずかでも動いてしまっていれば焦点
位置はずれてしまう。特に、何度もアプリケータを付け
たりはずしたりする場合は、焦点が目標の位置からずれ
る確率は大きくなる。また、超音波アプリケータを体表
に押しつけるだけでは、呼吸移動により、超音波アプリ
ケータから体表が動いてしまう危険もある。

【０００７】また、昨今においてはカテーテルに超音波
振動子を取り付け、これを患者体内に挿入してＭＲＩガ
イド下で患部の位置決めを行ない、超音波振動子から強
力な超音波を照射して患部を治療するものが考えられて
いる（特願平２−１６１４３４）。

【０００８】このような場合、磁気共鳴信号の受信系が
全身用であると、特に治療計画や治療の効果確認を高精
細に行ったり、治療モニタをリアルタイムに行うにはＳ
／Ｎ比が不十分となる。また表面コイルを用いると、表
面コイルが感度ムラが大きいので所望の治療対象を高Ｓ
／Ｎに撮像するための位置合わせが困難となる。

【０００９】一方、従来のピエゾ方式の超音波治療装置
では、焦点が非常に小さいため特に限局した範囲を８０
℃以上の高温に加熱して組織を熱変性させる治療法や衝
撃波により機械的に細胞を破壊する治療法では、ハイパ
ーサーミアのように組織の熱感受性の違いを利用して治
療を行う方式とは異なり、焦点位置がずれれば正常組織
をも破壊してしまう。このため、高い精度の位置決めが
必要であったが、従来の装置ではアプリケータに対して
患者の患部が呼吸や体動によって移動したり、体表での
屈折によって焦点位置が変わったりする危険性があっ
た。

【００１０】また、屈折によって焦点がデフォーカスさ
れることによって、焦点での温度が期待される温度まで
上昇しなかったり、或いは衝撃波の強度が不十分で治療
が不十分に終わる可能性がある。これによって癌が再発
したり、再治療を要したりして、患者にとっても医師に
とっても負担が増加する。更にはデフォーカスによって
焦点サイズが大きくなって正しい範囲の治療ができない
という恐れも生じる。

【００１１】また、超音波振動子の治療の際には駆動回
路と超音波振動子間の電気的な整合を取る必要である。
しかし、超音波振動子として使用されるピエゾ素子の機
械的共振点に於けるＱが高いため、素子の発熱等によっ
て特性が変化するとアンプと素子間のインピーダンスマ
ッチングが治療の進行に伴ってずれてしまい、予定した
音響出力が得られない恐れがあった。

【００１２】また、そのマッチングのズレによって反射
が大きくなり、電気−音響変換効率が劣化してしまう可
能性があった。

【００１３】更に、焦点に一致した悪性腫瘍組織を焼き
殺すような治療法では焦点投入パワーが大きいので焦点
での負圧も大きくなるため、強力な超音波を連続的に印
加すると安定したキャビテーションが発生・成長し、超
音波を散乱して予定した焦点に十分なパワーが届かない
可能性があった。更には、散乱された超音波により発熱
が起こり、予期しない位置にホットスポットが出来てし
まう可能性も考えられる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
ける超音波治療装置においては、例えば、腫瘍の治療で
は数mmのオーダーで正確さが必要な場合があるが、治療
とＭＲＩ撮像を繰り返すときに超音波アプリケータを付
けたりはずしたりしていれば、機械的な調整箇所が多
く、また、アプリケータを押しつけることにより患部が
動くこともあり、位置わせの精度が落ちることは避けら
れない。体内での呼吸による患部の移動は避けられない
が、体表から超音波アプリケータがずれるという問題を
解決するために超音波アプリケータを患部に固定し、３
次元画像を撮像する際もはずさないようにする必要があ
る。

【００１５】また、ＭＲＩガイド下にて超音波治療を行
なう際には、特定の患部の画像を高精細に得ようとする
場合、体表に表面コイルと呼ばれる受信あるいは送受信
用のコイルを置き、近傍の信号をＳ／Ｎ高く収集する。
しかし、このような場合には関心部分に超音波アプリケ
ータを装着しなければならないため、患部直上の体表部
に表面コイルを置きながら治療する事が不可能であっ
た。

【００１６】更に、治療部位を決定するために必要とす
る磁気共鳴画像を高いＳ／Ｎ比で撮影するためには表面
コイルを治療部位の近傍に配置する必要がある。しか
し、カテーテルに超音波振動子を取付け、体腔内から超
音波を照射して治療を行なうものに関しては、表面コイ
ルを治療部位近傍に配置することができないので、良好
な磁気共鳴画像を得ることができなかった。

【００１７】また、従来の超音波治療癌装置において
は、患者の患部が呼吸や体動によってアプリケータに対
して移動したり、体表での屈折によって焦点位置が変わ
るという欠点があった。

【００１８】更に、超音波振動子を駆動させるためのア
ンプと振動子との間でインピーダンスマッチングがずれ
ると、振動子からの反射電力が大きくなり、これによっ
て電気−音響変換効率が劣化してしまうという問題点が
あった。

【００１９】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その第１の目的は、患者とア
プリケータとの相対位置のずれを防止し得る超音波治療
装置を提供することである。また、第２の目的は、高い
Ｓ／Ｎ比で磁気共鳴画像を撮影することが可能であり、
これを基に超音波治療を行なうことのできる超音波治療
装置を提供することである。

【００２０】また、第３の目的は、カテーテルに超音波
振動子を搭載し体腔内から治療を行なう際においても良
好な磁気共鳴画像を得ることのできる超音波治療装置を
提供することである。更に、第４の目的は、アンプと超
音波振動子との間で発生する反射を防止することのでき
る超音波治療装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、上記
第１の目的を解決するものであり、寝台上に載置された
患者をＭＲＩガントリ内に侵入させ、該ＭＲＩにて撮影
された画像を参照して超音波アプリケータから患部に強
力な超音波を照射し、治療を行なう超音波治療装置にお
いて、前記超音波アプリケータは非磁性体にて構成さ
れ、患者の治療部位に焦点を設定した状態で寝台に固定
可能であり、該固定状態にて前記ＭＲＩガントリ内への
搬送が可能に構成されたことを特徴とする。

【００２２】また、本願第２の発明は上記第２の目的を
達成するものであり、寝台上に載置された患者をＭＲＩ
ガントリ内に侵入させ、該ＭＲＩにて撮影された画像を
参照して超音波アプリケータから患部に強力な超音波を
照射し、治療を行なう超音波治療装置において、前記ア
プリケータに電磁波を受信又は送受信するためのコイル
を取付けたことを特徴とする。

【００２３】更に、本願第３の発明は上記第３の目的を
達成するものであり、超音波振動子が取付けられたプロ
ーブを患者の体腔内に挿入し、ＭＲＩガイド下で前記超
音波振動子から強力な超音波を患部に向けて照射し、治
療を行なう超音波治療装置において、前記プローブに電
磁波を受信又は送受信するためのコイルを取付けたこと
を特徴とする。

【００２４】また、本願第４の発明は上記第１の目的を
達成するものであり、寝台上に載置された患者をＭＲＩ
ガントリ内に侵入させ、該ＭＲＩにて撮影された画像を
参照して超音波アプリケータから患部に強力な超音波を
照射し、治療を行なう超音波治療装置において、前記超
音波アプリケータを患者に固定する手段を設けたことを
特徴とする。

【００２５】更に、第５の発明は上記第４の目的を達成
するものであり、寝台上に載置された患者をＭＲＩガン
トリ内に侵入させ、該ＭＲＩにて撮影された画像を参照
して患部位置を特定し、超音波振動子に電力を供給して
前記患部に強力な超音波を照射し、治療を行なう超音波
治療装置において、前記超音波振動子からの反射電力を
最小とすべく制御する手段を設けたことを特徴とする。

【００２６】

【作用】上述の如く構成された本願第１の発明では、例
えば、治療台に患部を挿入できる治療孔を設けることに
より、呼吸移動等による体表とアプリケータの相対的な
動きをなくすことができ、この穴の下に超音波アプリケ
ータを固定すれば、体表に超音波アプリケータを固定し
たことになる。

【００２７】また、超音波アプリケータや治療台等、Ｍ
ＲＩガントリに入れようとする部分を非磁性体で構成す
ることにより、ＭＲＩ画像を撮像するときの磁場の乱れ
を少なくすることができ、また、送受信用ＲＦコイルを
治療台に固定することでも、ＭＲＩ撮像時も患者から超
音波アプリケータをはずす必要が無くなり、患者とアプ
リケータのずれによる誤照射、治療漏れの危険が少なく
なり、より正確な治療ができる。

【００２８】また、本願第２の発明では、アプリケータ
内に表面コイルが組み込まれているため、アプリケータ
を患者に装着するだけで患部の直上に表面コイルをセッ
トする事ができ、しかもカップリング膜と体表とのカッ
プリングを損なわない。しかも、治療中にアプリケータ
を移動させても表面コイルとの位置関係が保持されるた
め煩雑な位置調整が不要となる。このため患部の表面コ
イルによる高精細の画像が、治療時間中常時得られる。

【００２９】更に、本願第３の発明では、患者の体腔内
に挿入するプローブに超音波振動子及び表面コイルが取
付けられるので、患部に近い位置で磁気共鳴信号を受信
することができるようになる。このため、良好な磁気共
鳴画像を得ることができるようになる。

【００３０】また、本願第４の発明では、超音波アプリ
ケータが患者に固定されるので、患者と超音波アプリケ
ータとのそ相対的な位置がずれることはなく、焦点の位
置合わせ等の労力を軽減することができる。

【００３１】更に、本願第５の発明では、電気的なマッ
チングを周波数を変えるだけで簡便にアンプと振動子と
の最適なマッチング状態を実現でき、患部に効率よく超
音波エネルギーを投入する様に制御可能なため、発熱効
率の高い超音波治療装置を提供する事ができる。また、
周波数を能動的に可変にする事でキャビテーションによ
る予期しないホットスポットの発生を抑えて安全かつ治
療効率の高い超音波治療装置を実現することができる。

【００３２】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００３３】図１は本発明の第１実施例の構成を示すブ
ロック図である。まず、超音波治療部を説明する。治療
台２２の下に取り付けられた超音波アプリケータ１は、
治療用強力超音波を照射する超音波振動子２と、強力超
音波を患者３まで導くカップリング液４と、該カップリ
ング液４を貯留する水袋５よりなる。アプリケータ１は
治療台２２に固定して取付けられるものであり、図２に
示すように円形平板の超音波振動子２を径方向・周方向
に分割した形状を有し、中央には超音波診断像撮像用の
超音波プローブ６が取り付けてある。この超音波プロー
ブ６は、前後方向へのスライドと回転移動が可能に構成
され、超音波画像診断装置１０に接続されている。治療
する際は患部を治療孔２４に挿入し、焦点７を腫瘍８に
一致させてから駆動回路群１２で超音波振動子２を駆動
して強力超音波を照射し、焦点７と一致した治療部位を
高温に維持して治療する。

【００３４】本実施例では、強力超音波発生源としてフ
ェーズドアレイを用いた。従って、駆動回路群１２の駆
動タイミングを位相制御回路群１１によって制御するこ
とにより、アプリケータ１を移動させずに焦点位置や音
場、加温・加熱領域を操作することができる。駆動回路
群１２は分割した超音波振動子の個数のチャネルに分か
れており、制御回路９からの信号により位相制御回路群
１１で遅延を与えられた独立のタイミング信号により駆
動される。これにより超音波の焦点７，７′は３次元的
に任意の場所に設定できる。この遅延時間制御による焦
点位置の移動操作は、「ＵＳＰ−４５２６１６８号公
報」に詳述されている。

【００３５】次に位置決めと３次元像の撮像部について
説明する。患者３を治療台２２上にうつ伏せに、患部が
治療孔２４の場所に合うようにセットする。この治療孔
２４の大きさは治療箇所の大きさ・形状により、テーブ
ルの種類を変えることにより変えることができる。

【００３６】次に超音波アプリケータ１に取り付けられ
た超音波プローブ６により描出した超音波診断像で腫瘍
８を確認し、超音波診断装置１０はこの時の腫瘍８とプ
ローブ６の相対位置のデータを制御回路９に送る。ま
た、このときの超音波プローブ６と振動子２の相対位置
はプローブ位置検出装置２６で求められ、制御回路９に
送られる。また、アプリケータ位置検出装置１５も制御
回路９にアプリケータ１の全体の位置及び超音波振動子
２の位置のデータを送る。制御回路９は、これらの位置
のデータより、腫瘍８と超音波振動子２の相対位置を計
算し、フェーズドアレイでの設定焦点位置７を決定しこ
れを記憶する。

【００３７】また、制御回路９から超音波画像装置１０
にフェーズドアレイによる設定焦点位置７の情報が送ら
れ、超音波画像装置１０には治療中もリアルタイムで治
療部位である腫瘍８の状況と焦点７の位置を表示する事
が可能である。

【００３８】次に患者３は、静磁場コイル１８と勾配磁
場用コイル１９が内蔵されている撮像用のガントリ２５
内に制御回路９に制御された治療台２２により送り込ま
れる。このとき、超音波アプリケータ１は患者からはず
されることなく、治療台２２に取り付けられたまま動く
ため、ガントリ２５から出し入れするたびに位置合わせ
をする必要がない。また、撮像に必要な送受信用ＲＦコ
イル２０は、最初から治療孔２４の周りに取り付けてあ
る。

【００３９】ところで、ＭＲＩ画像を撮像する場合、超
音波アプリケータ１及び治療台２２の影響で磁場が乱さ
れるのを防ぐために、前記超音波アプリケータ１及び治
療台２２をなるべく非磁性体で構成する必要がある。例
えば、治療台は木製や強化プラスチック製にする。アプ
リケータやメカニカルアームの材料には、超音波振動子
２と駆動回路群１２を結ぶ配線等の電気的で磁性体でな
くてはならない部分をのぞき、強化プラスチックや非磁
性で機械的性質は普通鋳鉄とほぼ等しいオーステナイト
鋳鉄の使用が考えられる。メカニカルアームの動力部を
電気的なモータでなく、油圧式のものにし、磁性体の使
用を少なくすることも考えられる。

【００４０】次に制御回路９は勾配磁場電源１３、送受
信回路１４をコンソール１６より指示した所定のシーケ
ンス（例えばＴ２強調撮像法）により起動し、患者３体
内の３次元の画像情報を、図示しないメモリ内に記憶す
る。

【００４１】ここで、患者体内のＭＲＩ画像に基づき、
あらかじめ治療計画を立てることが可能である。このＭ
ＲＩ像のＣＲＴ２３への表示の方法、超音波断層像と組
み合わせた使用方法及び、治療計画の方法は「特願平４
−４３６０３号」に述べられている。

【００４２】ＭＲＩ画像が得られると、患者をガントリ
２５内に入れた状態で制御回路９に記憶された焦点７の
位置と腫瘍８の位置との一致状態をチェックし、制御回
路９が超音波照射の開始を駆動回路１２に指示し、治療
が開始される。

【００４３】患者３をガントリ２５から出し入れする必
要が無ければ、治療と観察の時間ズレやその間での患者
３の動きのリスクを少なくできる。

【００４４】当初の治療計画の中間・あるいは終了と思
われる時点で超音波の照射を停止し、治療の進行状況を
観察する。これは、前記動作と同様に行われ、腫瘍８周
囲のＭＲＩ画像を撮像し、生体の変化を調べる。この間
も、超音波アプリケータ１は患者３につけたままであ
る。ここで治療前にメモリ上に記憶しておいたＴ２強調
画像のデータと今回のデータをサブトラクションすると
熱変性領域が明瞭に確認でき、治療が十分に行われたの
か、あるいは不十分で再治療が必要かを判断できる。ま
たこれは当初から治療計画に盛り込んで、所定治療時間
おきに自動的に撮像する事も可能である。

【００４５】ＭＲＩによる治療効果判定で十分治療が完
了したと判断できる状況になったら、操作者は治療を終
了する。この時制御回路９は治療条件の履歴をメモリか
ら呼び出し、治療記録をＣＲＴ２３から出力できる。こ
こで、送受信用ＲＦコイルとして体腔内コイルを使用し
てもよい。

【００４６】また、超音波振動子にフェイズドアレイを
用いたが、これはアニュラーアレイでもよいし、アプリ
ケータを機械的に動かして焦点を移動させてもよい。ま
た、ＭＲＩ装置の代わりにＸ線ＣＴを用いてもよい。

【００４７】本実施例では乳癌の治療について説明した
が、皮膚や前立腺等の他の腫瘍についても同様に説明で
きる。また、超音波アプリケータは本実施例のような下
方アプローチだけでなく、メカニカルアーム１７で移動
させることにより、上方アプローチでも用いることがで
きる。

【００４８】図３は本発明の第２実施例を示す構成図で
ある。図示のように、アプリケータ３１内には治療用強
力超音波を発射する超音波振動子３２が設置されてい
る。超音波振動子３２は凹面形状を成しているため、曲
率中心に向け強力超音波は集束され、高エネルギが集中
した焦点３３が形成される。該超音波振動子３２は樹脂
製のハウジング３４に固定されており、前方には治療用
超音波を患者体内にまで伝えるためのカップリング液３
５が水袋３６により封入されている。該カップリング液
３５は前記ハウジング３４に設けられた注入・出口３７
より注入・出される。

【００４９】本実施例では前記水袋３６にＭＲＩ撮像用
の表面コイル３８が、図中点線で示す治療用超音波の通
過経路３９内に掛からない位置に固定されている。この
ためアプリケータ３１が超音波ゼリー等を介して患者に
装着された場合は、水袋３６の変形に対応して患者体表
に密着して保持される事になる。

【００５０】ところで超音波振動子３２は通常圧電セラ
ミックスで出来ている。これは非磁性体・非導電体であ
るが、その前後面には駆動電圧印加用の電極が構成され
ている。従ってＭＲＩ内で高周波磁場が印加された場
合、電極内に渦電流が発生して磁場を乱し、ひいては画
像を劣化させる要因となる。これを防ぐために本発明の
電極は図４に示すようにスリット５１が複数切り込まれ
ており、電極面上の渦電流に対する導電率を低下させて
いる。

【００５１】さらに本発明のアプリケータ３１には治療
用超音波の焦点位置を示す構造物が構成されている。具
体的には超音波振動子３２の中央と焦点３３を結ぶ中心
軸４０上に針あるいは棒状の突起物４１が取り付けられ
ている。また超音波振動子３２の辺縁部に、円錐の一部
の形状を成し治療用超音波の通過経路３９に一致した構
造体４２が取り付けられている。これら突起物４１と構
造体４２はＭＲＩで描出され、しかも患者に対し仮に接
触しても障害を与える事の無いような柔軟な物質、例え
ばゴムなどで製造される。またハウジング３４にも中心
軸４０の位置に突起物４３が設けられている。本アプリ
ケータ３１を患者に装着したままＭＲＩで撮像した断層
像を図５に模式的に示した。本ＭＲＩ撮像時は患者６１
の身体全体の画像と患部周辺の高分解能の画像を合わせ
てとるため、アプリケータ３１内の表面コイル３８と同
時に図示しない全体コイルを用いて撮像する。この時体
内の治療対象である腫瘍６２は表面コイル３８による高
分解能領域６３内に描出される。また画像には患者の身
体断面６１と同時にアプリケータ３１の断層像も撮像さ
れる。この時アプリケータ３１内の突起物４１・４３が
描出されておれば断層面が治療用超音波の中心軸と一致
している事が判るため、操作者は超音波振動子３２の両
側に見えている構造物４２の２つの延長線が交わる部位
が焦点であると認識する事ができる。もし腫瘍６２が明
瞭に描出されているのに突起物４１・４３が描出されな
い場合は、「治療用超音波の中心軸は腫瘍に一致してい
るが断層面との角度が異なる」、「治療用超音波の中心
軸が腫瘍に一致していない」の２つのケースが考えられ
る。従って操作者はまずＭＲＩの断層面を治療用超音波
の中心軸に合わせ、次に腫瘍との垂直方向のずれを検出
し、アプリケータ３１の位置を合わせ込んでいくことに
なる。この作業によりＭＲＩの空間座標におけるアプリ
ケータ３１の絶対位置を機械的に計測する事無く、操作
者の目視による位置合わせが可能となる。

【００５２】上記実施例では焦点位置を示すガイドのた
め２種類の構造物を用いたが、どちらか片方でも焦点位
置の特定は可能である。また本形状以外にも図６に示す
ような形状でも同様の効果が得られる。

【００５３】上記実施例では超音波振動子は単板の凹面
形状を成していたが、複数の振動子を集合させたフェー
ズドアレイ型のアプリケータでも同様に実施できる。例
えば電極形状に関しては図７（ａ）に示すような振動子
群の場合、（ｂ）に示すように１つずつの振動子電極に
スリットを入れれば良い。またフェーズドアレイ型のア
プリケータでは電子的に焦点位置が変わるが、構造物に
より焦点位置の基準点を示し、そこからの移動量を認識
する事により、実際の焦点位置を把握する事が出来る。

【００５４】上記実施例では患者体外から装着するアプ
リケータを示したが、患者の口腔、大腸、腟等に挿入し
て治療するタイプの体腔内アプリケータでもサイズ・形
状が異なるだけで同様である。なおこの実施例はハイパ
ーサーミア、結石破砕はもちろんすべての超音波治療装
置に適用可能である。

【００５５】図８は本発明の第３実施例の構成を示すブ
ロック図である。同図において、静磁場磁石７１は励磁
用電源７２により励磁され、被検体７９にｚ方向の一様
な静磁場を印加する。勾配磁場コイル７３は静磁場磁石
内に配置され、シーケンスコントローラ８２によって制
御される駆動回路７４により駆動され、寝台８０上の被
検体７９に対して、直交するｘ，ｙ，ｚの３方向にそれ
ぞれ磁場挟持が直線的に変化する勾配磁場Ｇｘ，Ｇｙ，
Ｇｚを印加する。一様コイル７７は送受信兼用コイル
で、勾配磁場コイル内に配置される。シーケンスコント
ローラ９２による制御下で、送信部７５からの高周波信
号がデュプレクサ７６を介して一様コイル７７に印加さ
れ、これにより発生する高周波磁場が、寝台８０上の送
信コイル内の被検体７９に印加される。一様コイルには
被検体７９の画像化すべき領域に均一な高周波磁場を発
生できるもので、例えば鞍型コイル、分布定数型コイ
ル、あるいはこれらを用いて構成されるクォードラチャ
送信コイルが使用される。

【００５６】磁気共鳴信号受信用表面コイルを具備した
体腔内プローブ８１は、被検体７９の体腔に挿入され、
被検体７９からの磁気共鳴信号を受信し、受信信号は受
信部７８へ送られる。一様コイル７７においても信号を
受信してもよく、その場合受信信号はデュプレクサ７６
を介して受信部７８へ送られる。デュプレクサ７６は、
一様コイル７７を送信と受信に切り替えて使用するため
のものであり、送信時には送信部７５からの多高波信号
を一様コイル７９に伝達し、受信時には一様コイルから
の受信信号を受信部に導く働きをする。受信信号は検波
と、ローパスフィルタによる帯域制限を受けたあと、シ
ーケンスコントローラ８２による制御下で、データ収集
部８３に送られる。データ受信機部８３では、受信信号
の収集と、そのＡ／Ｄ変換を行い、画像再構成用データ
として電子計算機８４へ送られる。

【００５７】電子計算機８４はコンソール８５により制
御され、受信部７８から入力された画像再構成用データ
について２次元フーリエ変換を含む画像再構成処理を行
う。またシーケンスコントローラ８２の制御も行う。電
子計算機８４により得られた画像データは画像ディスプ
レイ９６に供給され、画像が表示される。

【００５８】体腔内プローブ８１には集束超音波を発生
できるピエゾ素子群からなる超音波振動子が配置され、
それぞれの素子には、独立した駆動用パルサ群８８と、
そのそれぞれに遅延回路８９が結合されている。駆動用
パルサ８８は電源８７の電位により強度が決定され、遅
延回路８９からのトリガに応じて各ピエゾ素子に電圧パ
ルスを印加する。電源８７、遅延回路８９からは、電子
計算機８４てコントロールされる。

【００５９】また電子計算機８４のコントロール下で水
回路９０は体腔内プローブ８１内のバルーンを膨脹せ、
バルーン表面を体腔に蜜着させる。

【００６０】図９に体腔内プローブ８１の内部構造を示
した。バルーン９１は外部の水回路９０から供給される
水で膨脹される。バルーン９１表面には磁気共鳴信号受
信用表面コイルが配置されており、バルーン表面を高Ｓ
／Ｎに撮像する事ができる。バルーン９１の下部には振
動子９３が配置されている。超音波振動子を用いて、超
音波を送信する際に各素子の移送を制御することでその
焦点の位置を３次元的に電子的に移動できることはよく
知られている。（米国特許第４，５２６，１６８号）。
図９の様な配置にすることで表面コイルにて高Ｓ／Ｎに
撮像可能な範囲と、集束超音波の焦点可動域を常に重ね
られる。

【００６１】次に、治療の手順について述べる。まず体
腔内プローブを挿入しない状態で一様コイルの送受信で
ＭＲ画像を得て、治療対象の位置を得る。そしてその位
置が治療できるような方向、深さに体腔内プローブを挿
入する。挿入後、バルーンに水を注入し膨脹させてプロ
ーブを固定する。そして一様コイルから送信され高周波
磁場信号により励起し、発生する磁気共鳴信号を表面コ
イルにて受信し、治療部位を撮像する。その画像に従い
超音波を患部に対し照射し、治療を行う。治療後、治療
の効果確認のために治療前の撮像と同様にもう一度ＭＲ
Ｉの撮像を行う。

【００６２】治療対象の位置を得るにはＭＲＩによらな
くとも、超音波診断装置などを用いて、大まかな位置を
リアルタイムにモニタしながらプローブの位置合わせを
行ってもよいし、光ファイバを導いてこれにより内視鏡
的に体腔内をモニタしながら患部に位置合わせしても構
わない。またこれらによって治療位置決めまで行って治
療を行っても構わない。

【００６３】また配置されたコイルから高周波を送信
し、患部に誘導加温を起こして、加熱治療を行っても構
わない。また治療モニタに超音波振動子を用い、通常の
超音波診断装置のように治療部位をモニタしても構わな
い。

【００６４】ここではバルーンとＭＲ表面コイルと超音
波振動子がすべて一体になっているので挿入後バルーン
を膨脹させると全てが完全固定となり、プローブの位
置、向きは容易には変えられない。しかし図１０の用に
バルーンを二重に配置し、それぞれを膨脹させ、超音波
振動子と、表面コイルを固定したコイル用バルーン９５
を一体化にて、図中斜線部のみを回転させることによ
り、プローブを挿入し固定した後の内側プローブの回転
による向きの移動が可能となる。外側バルーン９４によ
ってプローブ自体は固定される。さらに外側バルーン９
４を軸方向に延長し、この中で振動子、表面コイル部が
軸方向にも移動できようにすることにより、事前に一様
コイルで画像化して、治療位置を決定しなくても、プロ
ーブを挿入、外側バルーンにより固定した後に治療部位
に位置合わせすることも可能である。また超音波振動子
は電子的な３次元焦点移動ができなくても、深さ方向だ
けの電子的制御が可能ならば、振動子と表面コイル部の
機械的な回転、並進移動により、３次元的に焦点を移動
する事は可能となる。

【００６５】また図１１のように、周囲方向に均一な磁
場を発生するようなコイル１０１をバルーン１０２表面
に配置することで、周方向に一定の画像が得られるの
で、コイル１０１をバルーン１０３と共に体腔に固定し
て振動子１０３のみを回転・並進移動させて治療位置決
めを行ってもよい。特にここでは左右にお互いに反対巻
きのソレノイドコイルを配置しその間の周方向を高Ｓ／
Ｎに撮像できるようにした。

【００６６】ここではバルーン内に水を注入することと
したが、ここで用いる水は水道水ではなくイオン交換
水、あるいは純水等を用いるのが適当である。また音響
的にインピーダンスマッチングが取れるような他の物質
でも構わない。バルーン内に水が注入されていると、Ｍ
ＲＩ画像には水の存在する部位が明るく撮像されてしま
い、相対的に他の観察したい部位の感度が悪化する可能
性がある。これを抑制するためにバルーンの存在する位
置を予め認識し、その内部の信号は抑制したり、あるい
は、水の代わりに脂肪を注入することで、ＭＲＩの技術
の一つである脂肪抑制を用いて信号を抑制することが可
能と思われる。脂肪以外でも化学シフトにより磁気共鳴
周波数が異なり、音響インピーダンスが生体と大きく変
わらない液体を注入して信号を抑制することもできる。

【００６７】また図１３のように、振動子１０３後部に
固定用バルーン１０２を装着し、バルーン１０２内には
通常の空気１０４を注入し、反対側から押すような形で
振動子１０３を直接体腔内に密着させてもよい。この場
合、バルーン１０２内部に注入する物質はどんなもので
も構わない。

【００６８】以上は主に直腸、尿道等の体腔に挿入する
プローブであったが、これは血管内の血栓溶解治療用の
カテーテル等にも応用できる。血管内血栓溶解プローブ
は「特願平３−２０９４４６号」に示されているよう
に、血栓溶解剤を患部近くに投与し、これに超音波を照
射することで治療効果を高める様な装置である。血栓溶
解剤なしでも超音波照射のみでも治療可能である。

【００６９】実施例として図１２に示したように、血管
内挿入型のカテーテル先端に、外部に超音波振動子１０
３を持ち、内部に外部の超音波振動子１０３近傍を周方
向に一様に高Ｓ／Ｎに撮像できるソレノイドタイプのコ
イル１０５を配置することで、血管内の血栓のある位置
にカテーテルを挿入し、振動子近傍の血栓等をＭＲＩで
モニタし、治療効果を確認しながら血栓溶解剤を投与し
たり、超音波を照射するなど血栓溶解治療を行うことが
できる。

【００７０】また、ここまでは治療手段を超音波とした
が、これはいかなる治療手段でも構わない。例えば図１
４のように、図１１の超音波振動子１０３のかわりにレ
ーザーの照射部１０６を設け、これを回転させることで
体腔周辺の治療部位にレーザーを照射し、熱的、あるい
は光化学的に治療を行う。ただこの方法では熱的治療の
場合、体腔の浅部の正常組織まで影響を及ぼしてしまう
恐れがあるので、バルーン１０２に注入する水は水回路
で対流させ、冷却をする必要がある。光化学的治療と
は、腫瘍選択性をもち、レーザーを照射することで抗腫
瘍効果を発揮するような薬剤を体内に投与し、レーザー
を照射し治療するもので、薬剤投与をプローブ先端より
ＭＲＩのモニタに従い行うことで薬剤の腫瘍選択性を高
めることができる。

【００７１】また、ＭＲＩの撮像用パラメータは、温度
の変化等治療の影響を受け、変化すると思われる。治療
と画像化のタイミングは、治療の影響が十分に除去され
たときに画像化できるよう、十分なインターバルを取る
必要がある。これらのタイミング（シーケンス）は電子
計算機８４の制御下で、ＭＲＩのパルスシーケンスと同
期される。

【００７２】治療のモニタとしてはリアルタイム性が重
要であるので、撮像にはＳ／Ｎは劣化するが高速、ある
いは超音波パルスシーケンスを用いることが必要であ
る。

【００７３】しかし正確に治療位置を決定したり、治療
効果を判定するには高精細に撮像することも必要とな
る。そのためには、特に前立腺等のように体腔周辺に治
療対象が存在する場合などは、治療と撮像の効率化のた
め、治療領域と撮像領域を治療の影響がでない範囲でず
らすことで、治療と撮像を同時に行い、リアルタイム性
の向上を図ることができる。この場合、撮像部位を限定
することで撮像時間の短縮を図れるので、通常のスピン
エコーなどのパルスシーケンスで高精細な撮像が可能と
なる。例えば図１５のように治療予定部位１１５があっ
た場合、治療部位１１１に超音波を照射し、それと同時
に、超音波照射の影響を受けない部位１１５を撮像し、
前回治療した部位１１３の治療効果確認、あるいは撮像
画像から次の治療部位１１４を決定したりすることで、
治療と撮像を平行して行える。この場合はＭＲ表面コイ
ルは周方向に均一に撮像できるものとした。コイルは通
常の一方向のみを撮像する表面コイルの場合は、治療の
影響を受ける部位に比べ十分大きな撮像領域をとること
で、同時に治療、撮像ができる。撮像は選択励起法など
で特定領域のみを高分解能に撮像できるものとした。

【００７４】図１６は（ａ）は本発明の第４実施例の構
成を示すブロック図である。同図において治療用超音波
を照射する１つまたは複数のピエゾ素子１２５は水袋１
２４を介して患者１２１にカップリングしている。ピエ
ゾ素子１２５は駆動回路１２７により駆動され、水袋中
のカップリング液を介して患者体内の患部１２２内に強
力超音波の焦点１２３を形成する。

【００７５】治療中の状態はピエゾ素子の幾何学的焦点
を通過する面の断層像が得られるようにアプリケータに
固定された超音波プローブ１２６からの反射波信号を超
音波診断装置１２８によってＣＲＴ１２９に表示するこ
とでモニタする。また、強力超音波の照射によって患者
１２１体表やピエゾ素子１２５が発熱する恐れがあり、
特に体表での発熱は火傷等の副作用を引き起こす可能性
があるので、冷却装置１３１によって水袋１２４内のカ
ップリング液を冷却・灌流する。超音波の照射・超音波
強度の変更・冷却温度の設定等の制御は制御回路１３２
にて行う。更に、患部１２２に一致させた焦点１２３が
患者の体動・呼吸等によってずれないように、患部に対
してアプリケータ固定用ベルト１３３を使用して固定す
る。

【００７６】上記実施例では、患者患部にアプリケータ
を固定する手段としてベルトを使用したが、図１６
（ｂ）に示すようにアプリケータに吸着用のラバーリン
グ１３２を付けて、吸引ポンプ１３５にて患者１２１体
表とカップリング膜の間の空気を吸引することでアプリ
ケータを患者に吸着させて固定することも可能である。

【００７７】また上記実施例で、アプリケータが重くて
患者に負担をかけるような場合には図１７に示すように
アプリケータを牽引アーム１３６によって保持すること
で、患者にアプリケータの重さが掛からないようアーム
移動機構１３７にて制御することも可能である。更に、
呼吸モニタ装置１３８によって患者の呼吸をモニタする
ことで、呼吸に合わせてアプリケータが患部に追従する
ように制御回路１３２によりアーム移動機構１３７に制
御信号を送り、アームの移動を制御することも可能であ
る。

【００７８】図１８は第３実施例の変形例を示す構成図
である。乳癌や皮膚癌などの浅在性の腫瘍では体表や焦
点後方の肋骨での発熱による副作用を抑えるためにも、
超音波の集束角度を広くして焦点以外の超音波通過領域
のエネルギー密度を下げる必要がある。さらに体表を冷
却するために水袋内の水温を低くする必要も出てくると
考えられ、生体組織と超音波伝達媒体として通常よく用
いられる水との間に音速差を生じ、超音波がその境界面
で屈折して超音波画像上のねらった位置に正確に焦点を
生じない可能性がある。

【００７９】本実施例ではこのような問題点を解決する
ために、水袋１２４内の音響カップリング液の温度によ
って音速調整剤混合装置１３９で例えばプロパノール等
の音速調整剤と水との混合比を可変にするように制御す
ることでカップリング液と生体組織との音速差をなくし
て超音波の屈折を抑えることが可能になる。

【００８０】この際、プロパノールと水の混合比による
音速の変化や温度による水の音速の変化については超音
波技術便覧（日刊工業新聞社刊）に記述されており、メ
モリ（図示せず）にテーブルとしてデータを予め持って
いて、水温及び生体組織の音速より音速調整剤の混合比
を決定し、制御回路１３２はその混合比データを音速調
整剤混合回路１３９に送り水袋１２４内の音響カップリ
ング液の音速を生体の音速に一致させる。ここで、生体
組織の音速は予め１５７０ｍ／ｓとして固定して計算す
る。

【００８１】上記実施例では、生体組織及びカップリン
グ液の音速を固定していたが、乳癌のような場合には図
１９に示すようにアプリケータの端に対向する送信用ト
ランスデューサ１４１と受信用トランスデューサ１４３
を付けておき、それらの値を求めてもよい。図に従って
その詳細な動作を説明する。まず、制御回路１３２から
の信号に従って送信用駆動アンプ１４２により送信用ト
ランスデューサ１４１を駆動する。送信された超音波は
水袋１２４内のカップリング液を伝搬し、受信用トラン
スデューサ１４３により受信する。受信された超音波は
電気的な信号に変換され、受信回路１４４を介して制御
回路１３２にその信号を送る。そして制御回路にて送信
から受信までに掛かった伝搬時間ｔ₁を算出する。次
に、患者にアプリケータを接触させた時の伝搬時間を同
様にして測定し、同時に超音波画像より得た超音波伝搬
経路中の生体組織の長さｄを測定し、そのときの伝搬時
間ｔ₂を算出する。これらの値より、カップリング液の
伝搬速度Ｃ₁及び生体組織の伝搬速度Ｃ₂を求める。

【００８２】または、図２０のようにしてカップリング
液及び生体中の音速を測定することも可能である。ま
ず、アプリケータにパルスモータ等で移動可能なように
固定された超音波プローブ１２６を体表自体して垂直に
なるように保持する。そして、例えば肋骨のような反射
エコーの大きなものを体内の超音波マーカー１４５とし
て、そのマーカー１４５が超音波画像上でのように中
心軸上に来るようにアプリケータもしくは超音波プロー
ブを移動させる。これにより体表までの伝搬時間ｔ₁と
マーカーまでの伝搬時間ｔ₂を求める。次に超音波プロ
ーブもしくはアプリケータ全体を体表に対して角度θ傾
け、体表に対して平行に移動させて超音波画像上での
ようにマーカー１４５が中心軸上に来るようにして、プ
ローブの移動距離より１の値を求め、その値を制御回路
１３２に送ってＣ₁，Ｃ₂を算出する。そして、その値
に従って音速調整剤混合装置１３９を制御してカップリ
ング液の音速を生体の音速にそろえる。

【００８３】上記では音速調整剤を混合することで超音
波の体表での屈折やデフォーカスを抑えていたが、グリ
セロール等を混合することによってカップリング液の音
響インピーダンスを生体組織に一致させて体表での超音
波の反射を抑えるように制御することも可能である。ま
たこの際には、音速が異なるために体表で屈折が起こる
可能性があるが、このような場合には遅延回路１４０に
よって駆動回路１２７の駆動位相を変えることでビエゾ
素子１２５の駆動タイミングを制御して焦点３での位相
タイミングを合わせて、屈折によるデフォーカスを補正
する。

【００８４】図２１は本発明の第５実施例の構成を示す
ブロック図ある。治療用強力超音波を発生し患部に照射
するための１つまたは複数のピエゾ素子１５５は水袋１
５４を介して患者１５１にカップリングしている。ピエ
ゾ素子１５５はアンプ１５８によりシグナルジェネレー
タ１５９からの交流信号を増幅して電力計１５６、イン
ピーダンスマッチング回路１５７を通して駆動され、水
袋中のカップリング液を介して患者体内の患部１５２内
に強力超音波の焦点１５３を形成する。

【００８５】治療中の状態はピエゾ素子１５５の幾何学
的焦点を通過する面の断層像が得られるようにアプリケ
ータに固定された超音波プローブ１６０からの反射波信
号を超音波診断装置１６１によってＣＲＴ１６２に表示
することでモニタする。また、強力超音波の照射によっ
て患者１５１体表やピエゾ素子１５５が発熱する恐れが
あり、特に体表での発熱は火傷等の副作用を引き起こす
可能性があるので冷却装置１６４によって水袋１５４内
のカップリング液を冷却・灌流する。超音波の照射・超
音波強度の変更・冷却温度の設定・駆動周波数等の制御
は制御回路１６３にて行う。

【００８６】次に本実施例のシステム全体としての動作
を説明する。一般的にピエゾ素子１５５はその厚さで決
定される機械的共振の周波数が決まっており、その周波
数は素子の電気的なインピーダンス特性に於ける反共振
点の周波数に一致する。実際の使用の際にはこの周波数
でアンプ１５８の出力インピーダンスに整合するように
インピーダンスマッチング回路１５７によってチューニ
ングして使用するのが電気的に最も効率の良い使用法と
なる。ところが、高電力投入時には各マッチング素子
（ＬやＣ）が発熱したり、ピエゾ素子自体が発熱して電
気的・機械的な共振特性が変化するためにインピーダン
スの整合が少しずつずれていく現象が起こる。この現象
を抑制するために、通過形のワットメータ１５６により
順方向及び逆方向の通過電力をモニタして振動子からの
反射電力が最小になるように制御回路１６３にてシグナ
ルジェネレータ１５９の周波数を制御する。ここで駆動
周波数が振動子の機械共振周波数より大きく外れてしま
うと音出力が出なくなるので、駆動周波数は機械共振周
波数の±１５％の範囲で可変とする。

【００８７】駆動周波数の検出法は、現在の周波数から
Δｆだけ周波数を変えたときの反射電力の変化量ΔＷを
求め、ΔＷ／Δｆが極小となる方向に周波数を制御す
る。この時、周波数の変化と共にアンプ１５８出力端か
らみたインピーダンス自体も変化するためにピエゾ素子
１５５に投入される電力も変化するので、単位時間当た
りの焦点投入エネルギーが一定になるようにシグナルジ
ェネレータ１５９の駆動電圧を制御回路１６３により制
御する（図２２）。

【００８８】上記実施例では、単位時間当たりの焦点投
入エネルギーが一定になるようにシグナルジェネレータ
の駆動電圧を制御したが、焦点でのピーク・インテンシ
ティが一定になるように制御する事も可能である。更に
は、焦点での発熱は超音波の集束効果及び減衰率の周波
数依存性のために周波数の３乗に比例することが知られ
ているが、このことを考慮して周波数・投入電力・電気
−機械変換効率より焦点での発熱の理論値を計算しその
値が一定になるように制御する事も可能である。

【００８９】上記実施例では、インピーダンスのマッチ
ングを駆動側の周波数を変える事で補正していたが、マ
ッチング回路７内のＬおよびＣを可変にしておいて、 ω²ＬＣ＝１（但し、ω＝２πｆ）Ｌ：インダクタＣ：キャパシタｆ：周波数の関係を保った状態でインピーダンスを反射電力が最小
になるように制御回路１３により制御する事も可能であ
る（図２３）。

【００９０】本実施例の変形例としては、ハイパワー投
入時に焦点に発生するキャビテーションを抑えるために
制御回路１６３によってシグナルジェネレータ１５９の
周波数をステップ状もしくは連続的に変化させる。これ
によって、焦点領域に周波数に依存したサイズのキャビ
テーションができても、周波数が変化すると元の周波数
に依存したサイズのキャビテーションは消滅し、新しい
サイズのキャビテーションが生成されるが、新しいキャ
ビテーションの生成・成長には時間がかかるために単独
の周波数での駆動に比べてキャビテーションが出来にく
くなる。これによって狙った治療部位に超音波が届かず
に十分な治療が出来なかったり、焦点手前に発生したキ
ャビテーションによって超音波が散乱されて、狙った部
位よりも手前側に発熱最大点ができたりといった状況を
回避でき、より正確かつ副作用の少ない治療が行える。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１の発明に
よれば、診断・治療の始めから終りまで患部に超音波ア
プリケータを固定でき、当初に設定した患部の位置と強
力超音波焦点の位置のずれによる誤照射や治療漏れ等の
危険を低減できる。さらに診断と治療を繰り返す際に、
位置決めをし直す手間が省けるため、治療時間を短くで
きる。

【００９２】また、本願第２の発明によれば、超音波治
療用のアプリケータを患者に装着したまま良好なＭＲＩ
画像を描出可能である。また超音波アプリケータとＭＲ
Ｉの相対位置を計測する手段がなくても目視で治療部位
への位置合わせが可能である。

【００９３】更に、本願第３の発明では、治療範囲にお
いて常に高Ｓ／ＮなＭＲＩの撮像が行えるので治療位置
め、治療効果確認の高精細化、治療モニタのリアルタイ
ム化が可能となり、治療を高精度に行うことができる。

【００９４】また、本願第４の発明では、患部に正確か
つ効率よく超音波焦点を一致させて強力超音波を照射す
ることが可能であるため、副作用が少なく治療効果の高
い超音波治療装置を提供することができる。

【００９５】更に、本願第５の発明では、電気的なマッ
チングを周波数を変えるだけで簡便に最適なマッチング
状態を実現でき、患部に効率よく超音波エネルギーを投
入する様に制御可能なため、発熱効率の高い治療装置を
提供する事ができる。また、周波数を能動的に可変にす
る事でキャビテーションによる予期しないホットスポッ
トの発生を抑えて安全かつ治療効率の高い超音波装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示す構成図であ
る。

【図２】超音波アプリケータの構造を示す模式図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例に係る超音波アプリケータ
を示す構成図である。

【図４】超音波振動子の電極形状を示す図である。

【図５】超音波アプリケータを装着した患者を撮像した
ＭＲＩ像である。

【図６】焦点位置を示す構造物の形状を表す図である。

【図７】他の超音波振動子の電極形状を示す図である。

【図８】本発明の第３実施例に係る磁気共鳴映像装置の
構成を示すブロック図である。

【図９】図８における体腔内超音波プローブの斜視図で
ある。

【図１０】バルーンを二重化した体腔内超音波治療プロ
ーブの断面概略図である。

【図１１】周方向に一様な感度領域を持つ表面コイルを
具備した体腔超音波治療プローブの斜視図である。

【図１２】ＭＲＩ表面コイルを持つ超音波血栓溶解プロ
ーブの斜視図、および断面図である。

【図１３】バルーンの反対側に表面コイルと超音波振動
子を持つ体腔内プローブの断面図、及び上方から見た図
である。

【図１４】周方向に一様な感度領域を持つ表面コイルを
具備した体腔内レーザー治療用プローブの斜視図であ
る。

【図１５】場所をずらして撮像、治療を同時に行う方法
の説明図である。

【図１６】本発明の第４実施例に係る超音波治療装置の
構成を示すブロック図である。

【図１７】アプリケータの保持機構を示す図である。

【図１８】第４実施例の変形例を示す構成図である。

【図１９】各超音波伝達媒体の音響特性を測定する方法
を示す図である。

【図２０】超音波画像より各超音波伝達媒体の音響特性
を測定する第２の方法を示す図である。

【図２１】本発明の第５実施例に係る超音波治療装置の
構成を示すブロック図である。

【図２２】最適な駆動周波数の検出法に関する模式図で
ある。

【図２３】インピーダンスマッチング回路の構成図であ
る。

【符号の説明】

１超音波アプリケータ２超音波振動子６超音波プローブ７焦点８腫瘍１１位相制御回路１２駆動回路１４送受信回路１５アプリケータ位置検出装置１７メカニカルアーム１８静磁場コイル２０ＲＦコイル２１テーブル移動装置２２治療台２４治療孔２６超音波プローブ位置検出装置３１アプリケータ３２超音波振動子３３焦点３４ハウジング３６水袋３８サーフェスコイル４１，４３突起物４２構造物５１スリット７９被検体８０寝台８１体腔内プローブ８３パルサ８９遅延回路９０水回路９１バルン９２表面コイル９３振動子１０６レーザ照射部１２２患部１２７駆動回路１２８超音波診断装置１２９ＣＴＲ１３０温度センサ１３１冷却装置１３２制御回路１３３アプリケータ固定用ベルト１３４呼吸用ラバーリング１３４吸着用ラバーリング１３５吸引ポンプ１３６牽引アーム１３７アーム移動機構１３８患者呼吸モニタ装置１３９超音波調整剤混合装置１４０遅延回路１４１送信用トランスデューサ１４２送信用駆動アンプ１４３受信用トランスデューサ１４４受信回路１４５マーカー１５１患者１５２患部１５７インピーダンスマッチング回路１５８アンプ１５９シグナルジェネレータ１６０超音波プローブ１６１超音波診断装置１６２ＣＲＴ１６３制御回路１６４冷却装置１６５入力装置１６６アーム制御機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石橋義治神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者鈴木琢治神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者石原康利神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者岡本和也神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】寝台上に載置された患者をＭＲＩガント
リ内に侵入させ、該ＭＲＩにて撮影された画像を参照し
て超音波アプリケータから患部に強力な超音波を照射
し、治療を行なう超音波治療装置において、前記超音波アプリケータは非磁性体にて構成され、患者
の治療部位に焦点を設定した状態で寝台に固定可能であ
り、該固定状態にて前記ＭＲＩガントリ内への搬送が可
能に構成されたことを特徴とするＭＲＩガイド下で用い
る超音波治療装置。
【請求項２】寝台上に載置された患者をＭＲＩガント
リ内に侵入させ、該ＭＲＩにて撮影された画像を参照し
て超音波アプリケータから患部に強力な超音波を照射
し、治療を行なう超音波治療装置において、前記超音波アプリケータに電磁波を受信又は送受信する
ためのコイルを取付けたことを特徴とするＭＲＩガイド
下で用いる超音波治療装置。
【請求項３】超音波振動子が取付けられたプローブを
患者の体腔内に挿入し、ＭＲＩガイド下で前記超音波振
動子から強力な超音波を患部に向けて照射し、治療を行
なう超音波治療装置において、前記プローブに電磁波を受信又は送受信するためのコイ
ルを取付けたことを特徴とするＭＲＩガイド下で用いる
超音波治療装置。
【請求項４】寝台上に載置された患者をＭＲＩガント
リ内に侵入させ、該ＭＲＩにて撮影された画像を参照し
て超音波アプリケータから患部に強力な超音波を照射
し、治療を行なう超音波治療装置において、前記超音波アプリケータを患部に固定する手段を設けた
ことを特徴とするＭＲＩガイド下で用いる超音波治療装
置。
【請求項５】寝台上に載置された患者をＭＲＩガント
リ内に侵入させ、該ＭＲＩにて撮影された画像を参照し
て患部位置を特定し、超音波振動子に電力を供給して前
記患部に強力な超音波を照射し、治療を行なう超音波治
療装置において、前記超音波振動子からの反射電力を最小とすべく制御す
る手段を設けたことを特徴とするＭＲＩガイド下で用い
る超音波治療装置。