JP5180068B2 - 距離を算出する方法とそうした方法を実施する治療器具 - Google Patents
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Description
本発明の治療・画像形成ヘッドは、ステッパモータを備えたアームに設置されるものであり、それによって、ヘッドは様々な方向に正確に移動させることができる。また、アームによってヘッドを、電子的制御・治療キャビネットおよびスキャナ(例:超音波スキャナ)に接続することができる。加えて、ヘッドは、冷却された伝達媒体をヘッド内に循環させる冷却ユニットに接続されている。これは、例えばHIFU治療および超音波画像形成探測機を使う超音波式の治療・画像形成ヘッドとしては、比較的通常の設計である。ただし、これは1つの特定の種類の治療装置にすぎない。当然、本発明の範囲内で他の画像形成・治療技術を用いる、他の種類の治療装置も存在する。
すでに、画像形成・治療ヘッドとして、治療の目標を位置決めして示すのに必要な治療手段と画像形成手段とを結合して単一のユニットにすることが可能なものは存在している。組織または器官の健康な部分が治療のためにダメージを受ける事態を避けるために、治療目標の位置決めを正しく行うことが重要である。そのためには、画像形成手段は、目標の部位に関して信頼性があり正確な描画を提供しなければならない。
また、本発明の別の側面として、波は、伝達媒体が入った伝達スペースを通過し、媒体は媒体の温度を実質的に一定に保つ形でスペースを循環し、媒体は排出チャンネルを通ってスペースから排出され、媒体の温度は前記チャンネルで計測されること、とする。避難チャンネルにおいて温度を測ることでさらに、伝達媒体が伝達スペース内を問題なく循環しているか否かを示すことが可能となる。循環に問題または中断が生じた場合には、避難チャンネル内の温度が非常に急速に変化し、それによって、ほとんど即時に循環に問題が生じたことが示される。このことは、温度が伝達スペースで直接測定される場合には当てはまらない。
先ず、図1、2、3を参照して、本発明の第1の実施の形態を構成する画像形成・治療ヘッドの構造および動作について詳細に説明する。同じ全体的構造は、図6、7、8の第3および第4の実施の形態においても用いられているが、図4、5の実施の形態には画像形成手段が組み込まれておらず、単なる治療手段である。
本実施の形態における画像形成手段2は、超音波画像形成探測機によって構成されている。そして、「探測機」という用語は、この詳細な説明の以下の部分においては、画像形成手段を指すのに用いられる。ただし、理解しておくべきこととして、こうした探測機は、画像形成手段として使用可能な唯一の装置ではない。X線探測機やIRM探測機を使用することも可能である。さらに、ここに挙げたものが全てでもない。どのような画像形成手段でも使用できる。
固定用領域は非常に複雑な形状を示す。固定用領域は先ず、本体1の自由端エッジ14の内部周縁の全てまたは一部にわたって延びている。本領域はまた、ウィンドウ12の全周に沿って(すなわち、ウィンドウ12の壁121、122のエッジにわたって)延びている。これは、図3でよりはっきり見て取れる。後で説明するように、HIFU振動子4は、ウィンドウ12を除き、エッジ14によって規定される領域の全体に広がる。これは図3で見て取れる。図1、2に見られるように、壁122のエッジは凹状にカーブした形に作られており、それによって、全体として凹形の構造をヘッドにもたらしている。エッジ14は円形であり、壁122のエッジは凹形である。ヘッドの凹形の側は、好ましい構成として、球状の形状である。そして、その曲率半径は、光線が図2に見られる焦点FPに向かって収束するように決定されている。図1ではさらに、壁122の凹形の形状は、その中心部でウィンドウ12が最小となる形で狭くなる、というものになっていることが見て取れる。この配置において、壁122のエッジはハウジング11に非常に近い。
加えて、通過する媒体の音響屈折特性による焦点誤差を考慮することも必要である。また、治療用超音波の集中点は、伝達媒体の温度によって変えることができる。焦点の移動はまた、皮膚の表面の形状にも依存する。上で述べたケースとは反対に、前記移動を計算するための簡単な公式はない。しかし、当業者にとっては、「超音波画像上で検出される皮膚の空間的プロフィールの位置そして温度に基づき、画像の面での焦点の移動量を見積もる」アルゴリズムを作成する方法は公知である。
・目標は振動子4の焦点に位置しており、探測機のエミッタ/レシーバ面から40mmのところにある;
・目標は皮膚の下に位置している(dp=15mm)。従って、波は厚み(dm=25mm)だけ伝達媒体を通過しなければならない;そして、
・伝達媒体は10°Cに冷やされた水であり、1449メートル/秒(m/s)の速度を有する。速度は、伝達媒体(一般的には水)の性質を元に予め確定された値の表から求めることができる。
図10に示すように、いくつかの方法で距離補正を考えることが可能である。例えば、図9の器具では、探測機から来る超音波画像はコンピュータPCの画面Dの上で再現される。画面にはまた、焦点の位置もマークで示される。第1の補正は、計算された距離の分、焦点マークの位置を変更するというものである。この例では、探測機は目標の位置を面212から41.2mmと示す。従って、元々の超音波画像の方へ1.2mmだけ、マークを焦点に近づけることが必要である。第2の補正は単に、治療ヘッドを動作中に軸に沿って移動させるだけである(この例では、1.2mmだけ後ろに動かす)。距離補正を適用する可能性は両方とも、図10においてe、e´によって表されている。第3の補正は、超音波検査装置のパラメータ(例えば、組織中の音の速度に関する内部値)を変更することである。
よって、ブッシングがアダプタに及ぼす作用により、アダプタには少なくとも局所的または部分的に、側面方向に膨張する形で変形が生じる。
Claims (4)
- 画像形成探索機(2)のエミッタ/レシーバ面(212)と目標部位との実際の距離を波が伝達される時間に基づいて求める算出方法であって、
前記画像形成探索機(2)は、前記エミッタ/レシーバ面(212)の前に、伝達媒体が循環するスペースがバルーンによって形成され、伝達媒体が排出される排出チャネルに温度センサを備え、前記エミッタ/レシーバ面(212)において、伝達媒体と生体組織とを通過する形で波を発するとともに受信するものであり、
前記エミッタ/レシーバ面(212)と前記目標部位との間において、前記エミッタ/レシーバ面(212)で発せられ受信される波の路が同じであり、
前記エミッタ/レシーバ面(212)と目標部位との間が生体組織だけによって隔てられている場合における、前記エミッタ/レシーバ面(212)と目標部位との間の距離を理論上の距離として算出するステップと、
前記エミッタ/レシーバ面(212)より発せられ受信された波を伝達媒体中に通過させることにより、距離補正値を算出するステップと、
前記距離補正値を前記理論上の距離に適用することで前記実際の距離を得るステップと、
を連続するステップとして含み、
前記距離補正値を算出するステップは、
前記伝達媒体の温度を、前記温度センサで計測するステップ(a)と、
ステップ(a)で計測した温度の前記伝達媒体における波の伝達速度を計算するステップ(b)と、
波が通過する前記伝達媒体の厚みを求めるステップ(c)と、
ステップ(a),(b),(c)で得られたデータから距離補正値を計算するステップ(d)と、
を有することを特徴とする算出方法。 - 治療手段(4)が前記目標部位を治療するために設けられており、
前記治療手段(4)は、前記実際の距離を得るステップにより、前記距離補正値に対応した距離だけ移動させられることで、前記目標部位に正確に焦点を合わせる
ことを特徴とする、請求項1に記載の算出方法。 - 治療手段(4)が前記目標部位を治療するために設けられており、
また、ディスプレイ手段(D)が、前記探測機によって得られた画像を表示するために設けられ、
前記ディスプレイ手段(D)では、治療対象の目標部位を示すマークが、前記距離補正値に対応した距離だけずれて表示される
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の算出方法。 - 画像形成探測機(2)と治療手段(4)とを備えたヘッドTと、
前記ヘッドTを移動させるための移動手段Cと、
ディスプレイ手段Dと、そして、
請求項1乃至3のいずれかに記載の算出方法を実施するためのソフトウェアを備えた制御コンピュータPCと、を有する
ことを特徴とする治療機器。
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