JP2000166940A - Ultrasonic treatment instrument - Google Patents

Ultrasonic treatment instrument

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JP2000166940A
JP2000166940A JP11278262A JP27826299A JP2000166940A JP 2000166940 A JP2000166940 A JP 2000166940A JP 11278262 A JP11278262 A JP 11278262A JP 27826299 A JP27826299 A JP 27826299A JP 2000166940 A JP2000166940 A JP 2000166940A
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ultrasonic
drive
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義治 石橋
Motoji Haratou
基司 原頭
Satoshi Aida
聡 相田
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秀樹 小作
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a focus area where a sound pressure maximal value exists in the center of a focus and the periphery of the focus and to make the size of the focus area variable in an ultrasonic wave treatment device by which ultrasonic wave generated from plural vibrators is focused on a target such as calculus or a cancer cell to treat it. SOLUTION: This instrument is provided with the plural vibrators 1101-1112 generating plural kinds of ultrasonic wave to be focused on the focus by being impressed plural driving signals, plural driving units 110, 111, 112 and 113 generating the respective driving signals by varying a phase and amplitude and a control circuit 114 individually controlling the driving units in order to set the phase and amplitude in each driving signal. Thus, the plural kinds of ultrasonic wave being different in phase and amplitude are simultaneously generated so that the focus area where the sound pressure maximal value exists in the center and the periphery of the focus.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の振動子から
発生する超音波を結石や癌細胞等のターゲットに集束さ
せ、その集束エネルギーによりターゲットを破砕又は熱
変性壊死(焼灼)して治療する超音波照射装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention focuses ultrasonic waves generated from a plurality of transducers on a target such as a calculus or a cancer cell, and crushes or thermally denatures (cauterizes) the target with the focused energy for treatment. The present invention relates to an ultrasonic irradiation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、医療の分野では、患者の術後の生
活の質(Quality of life:QOL)の
向上が重要視され、最小侵襲治療(Minimally
Invasive Treatment:MIT)と
呼ばれる治療法が注目を集めている。一例として、体外
衝撃波結石破砕装置の実用化があげられる。本装置は、
体外から強力な衝撃波を体内の結石に向けて照射し、外
科的な手術をすること無しに結石を破砕治療する装置で
あり、泌尿器科系結石の治療法を大きく様変わりさせ
た。他方、癌治療の分野でもMITは一つのキーワード
となっている。特に癌の場合、その治療の多くを外科的
手術に頼っている現状から、本来その臓器が持つ機能や
外見上の形態を大きく損なう場合が多く、生命を長らえ
たとしても患者にとって大きな負担が残ることから、Q
OLを考慮した最小侵襲治療装置の開発が強く望まれて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of medical treatment, importance has been placed on improving the quality of life (QOL) of patients after surgery, and minimally invasive treatment (Minimally Invasive Treatment) has been emphasized.
A treatment called Invasive Treatment (MIT) has attracted attention. One example is the practical use of an extracorporeal shock wave calculus crushing device. This device is
This device irradiates a powerful shock wave from outside the body toward a calculus inside the body, and crushes and treats the calculus without performing any surgical operation. It has drastically changed the method of treating urological calculi. On the other hand, MIT is also one keyword in the field of cancer treatment. In particular, in the case of cancer, many of its treatments rely on surgery, so the functions and appearance of the organs are often greatly impaired, and even if the life is prolonged, a heavy burden remains for the patient Therefore, Q
There is a strong demand for the development of a minimally invasive treatment device in consideration of OL.

【0003】このような流れの中で、癌細胞を加熱し、
壊死に導くハイパーサーミア療法が開発された。これ
は、腫瘍組織と正常組織の熱感受性の違いを利用して、
ターゲットを42.5℃に加温し、その温度を一定時間
維持することで癌細胞を選択的に死滅させる治療法であ
る。特に、生体内深部の腫瘍に対しては、深達度の高い
超音波エネルギーを利用する方法が考えられている(特
開昭61−13955号公報参照)。また、上記加温治
療法を更に進めて、例えば圧電セラミック製の振動子で
発生させた超音波をターゲットに集束させてターゲット
を加熱し、熱変性壊死させる治療法も考えられている
(米国特許第5,150,711号参照)。本治療法で
は、超音波のエネルギーを集束させ、幅1〜3mm程度
の限局した領域をおよそ1秒以下で80℃以上に加温す
ることが可能である。
In such a flow, cancer cells are heated,
Hyperthermia therapy has been developed that leads to necrosis. This takes advantage of the difference in heat sensitivity between tumor tissue and normal tissue,
This is a treatment method in which a target is heated to 42.5 ° C. and the temperature is maintained for a certain period of time to selectively kill cancer cells. In particular, for a tumor deep in a living body, a method of using ultrasonic energy having a high penetration depth has been considered (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-13955). In addition, a treatment method in which the above-mentioned heating treatment method is further advanced, and an ultrasonic wave generated by, for example, a piezoelectric ceramic vibrator is focused on the target and the target is heated to cause thermal degenerative necrosis has been considered. No. 5,150,711). In the present treatment method, it is possible to focus the energy of the ultrasonic wave and heat a localized area having a width of about 1 to 3 mm to 80 ° C. or more in about 1 second or less.

【0004】これに対し、数mmにわたる広い領域を一
度に加温させたいとのニーズもあり、特開平06−07
8930号公報に開示されているように、位相制御を用
いて焦点領域の大きさを電子的に拡大する手法が提案さ
れている。本手法では、隣り合う振動子を互いに位相反
転した2種類の駆動信号で別々に駆動することにより焦
点領域の拡大を達成し、さらに位相差を調整することに
より焦点拡大率を変更するようになっている。また、日
本特許第2,036,277号に開示されているよう
に、超音波発生源の中心軸上における圧力をゼロに維持
するような制御法もある。
On the other hand, there is a need to heat a wide area over several mm at a time.
As disclosed in Japanese Patent No. 8930, there has been proposed a method of electronically enlarging the size of a focal region using phase control. In this method, the focus area is expanded by separately driving the adjacent transducers with two types of drive signals whose phases are inverted, and the focus magnification is changed by adjusting the phase difference. ing. Further, as disclosed in Japanese Patent No. 2,036,277, there is a control method for maintaining the pressure on the central axis of the ultrasonic generator at zero.

【0005】上記の手法によれば、隣り合う振動子への
駆動信号間の位相差を制御することにより焦点領域の大
きさを変更可能としているが、位相差を微細に調整する
ための可変位相シフタのような回路はハードウエア的に
構成が複雑である。これに対し、より簡便なハードウエ
アで達成できる位相反転回路のみを採用する場合には、
焦点領域の拡大率の電子的な制御は不可能であり、振動
子を位相差ゼロで一斉駆動するときの通常の大きさと、
位相反転を介して時間差駆動するときの拡大された大き
さとの2種しか選択できなかった。
According to the above method, the size of the focal region can be changed by controlling the phase difference between the drive signals to the adjacent transducers. However, the variable phase for finely adjusting the phase difference is controlled. A circuit such as a shifter has a complicated hardware configuration. On the other hand, when using only a phase inversion circuit that can be achieved with simpler hardware,
It is impossible to electronically control the magnification of the focal region, and the normal size when driving the vibrator all at once with zero phase difference,
Only two types, that is, an enlarged size when driving with a time difference through phase inversion, can be selected.

【0006】また、短時間で治療効果を得ようとするに
は、焦点領域におけるトータルエネルギーを大きくする
ことが有効である。これを実現するためには、超音波振
動子に大きなエネルギーを投入、つまり超音波振動子を
高電圧で駆動すれば良い。
In order to obtain a therapeutic effect in a short time, it is effective to increase the total energy in the focal region. In order to realize this, it is sufficient to apply a large energy to the ultrasonic vibrator, that is, drive the ultrasonic vibrator at a high voltage.

【0007】しかし、以上説明した集束法で投入エネル
ギーを大きくしていくと、焦点領域のピーク音圧が極端
に大きくなっていってしまう。M.Ioritaniら
の報告(Renal tissue damige i
ndused by focused shock w
aves.Proc.18th Inter.symp
o. Shock waves and shock
tubes,1990)によれば、生体損傷はピーク音
圧が高いほど強く現れることがわかっている。よって、
ピーク音圧が大きくなりすぎると副作用が増加する恐れ
がある。このため、焦点領域を大きくして、エネルギー
を広い範囲に分散させ、一度に広い範囲を治療してトー
タル治療時間を短縮させる方式が考えられた。このよう
な焦点領域を拡大する手法として、例えば特開平06−
078930号公報によって、振動子間で交互に駆動位
相を反転、つまり180゜シフトさせるという方法が提
案されている。
However, when the input energy is increased by the focusing method described above, the peak sound pressure in the focal region becomes extremely large. M. Report of Ioritani et al. (Renal tissue damage i)
ndused by focused shock w
aves. Proc. 18th Inter. symp
o. Shock waves and shock
tubes, 1990), it is known that the higher the peak sound pressure, the stronger the biological damage appears. Therefore,
If the peak sound pressure is too high, side effects may increase. For this reason, a method has been conceived in which the focal region is enlarged, the energy is dispersed in a wide range, and the wide range is treated at a time to reduce the total treatment time. As a method of expanding such a focal region, for example, Japanese Patent Application Laid-Open
No. 078930 proposes a method of alternately inverting the drive phase between transducers, that is, shifting the drive phase by 180 °.

【0008】上述した振動子間で交互に駆動位相を反転
させる方法によると、図28に示すような音場分布、つ
まり音圧ピークが焦点中心の周囲に円環状に分散して、
焦点中心の音圧がその周囲のピーク音圧に比べて著しく
低下するようなドーナツ状の音場分布になる。従って、
熱伝導を考慮しても、実際の焼灼領域としては、ドーナ
ツ形になってしまい、焦点領域内のターゲットを略均一
に焼灼することができないという不具合があった。
According to the above-described method of alternately inverting the drive phase between the transducers, the sound field distribution as shown in FIG. 28, that is, the sound pressure peak is dispersed annularly around the focal point center.
A donut-shaped sound field distribution in which the sound pressure at the center of the focal point is significantly lower than the surrounding peak sound pressure. Therefore,
Even if heat conduction is taken into consideration, the actual ablation region has a donut shape, and there is a problem that the target in the focal region cannot be cauterized substantially uniformly.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
の振動子から発生した超音波を結石や癌細胞等のターゲ
ットに集束して治療する超音波治療装置において、音圧
極大値が焦点の中心と焦点の周囲とに存在する焦点領域
を形成し、しかもこの焦点領域の大きさを可変にするこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultrasonic treatment apparatus which focuses ultrasonic waves generated by a plurality of transducers on a target such as a calculus or a cancer cell and treats the target. Is to form a focal region existing at the center of the focal point and around the focal point, and to make the size of the focal region variable.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】(1)本発明による超音
波治療装置は、複数の駆動信号を印加されることによ
り、焦点に集束する複数の超音波を発生する複数の振動
子と、前記駆動信号各々を位相と振幅とを可変にして発
生する複数の駆動ユニットと、前記駆動信号各々の位相
と振幅を設定するために、前記駆動ユニットを個々に制
御する制御回路とを具備することを特徴とする。
(1) An ultrasonic therapy apparatus according to the present invention comprises: a plurality of transducers for generating a plurality of ultrasonic waves focused on a focus by applying a plurality of drive signals; A plurality of drive units that generate drive signals with variable phases and amplitudes, and a control circuit that individually controls the drive units in order to set the phases and amplitudes of the drive signals. Features.

【0011】(2)本発明による超音波治療装置は、複
数の第1駆動信号を印加されることにより、焦点に集束
する複数の第1超音波を発生する複数の第1振動子と、
複数の第2駆動信号を印加されることにより、前記第1
超音波と同じ焦点に集束する複数の第2超音波を発生す
る複数の第2振動子と、前記第1駆動信号を位相と振幅
とを可変にして発生する第1駆動ユニットと、前記第2
駆動信号を位相と振幅とを可変にして発生する第2駆動
ユニットと、前記第1駆動信号と前記第2駆動信号との
間で位相及び振幅を相違させるように、前記第1駆動ユ
ニットと第2駆動ユニットとを制御する制御回路とを具
備することを特徴とする。
(2) The ultrasonic therapy apparatus according to the present invention comprises a plurality of first transducers for generating a plurality of first ultrasound waves which are focused on a focus by applying a plurality of first drive signals;
The first drive signal is applied by applying a plurality of second drive signals.
A plurality of second vibrators for generating a plurality of second ultrasonic waves focused on the same focal point as the ultrasonic waves; a first drive unit for generating the first drive signal by changing the phase and amplitude;
A second drive unit that generates a drive signal with variable phase and amplitude; and a first drive unit and a second drive unit that differ in phase and amplitude between the first drive signal and the second drive signal. And a control circuit for controlling the two drive units.

【0012】(3)本発明による超音波治療装置は、第
1駆動信号を印加されることにより、焦点に集束する第
1超音波を発生する複数の第1振動子と、第2駆動信号
を印加されることにより、前記第1超音波と同じ焦点に
集束する第2超音波を発生するものであって、前記第1
振動子と互いに隣り合うようにアレンジされる複数の第
2振動子と、前記第1駆動信号を発生する第1駆動ユニ
ットと、前記第1駆動信号に対して逆相になるように前
記第2駆動信号を発生する第2駆動ユニットとを具備す
ることを特徴とする。
(3) In the ultrasonic therapy apparatus according to the present invention, the first drive signal is applied to generate a plurality of first transducers for generating the first ultrasound focused on the focal point and the second drive signal. The second ultrasonic wave, which is focused on the same focal point as the first ultrasonic wave by being applied, generates the second ultrasonic wave.
A plurality of second vibrators arranged so as to be adjacent to the vibrator, a first drive unit for generating the first drive signal, and a second drive unit for generating the first drive signal in an opposite phase to the first drive signal; A second driving unit for generating a driving signal.

【0013】(3)本発明による超音波治療装置は、第
1駆動信号を印加されることにより、焦点に集束する第
1超音波を発生する複数の第1振動子と、第2駆動信号
を印加されることにより、前記第1超音波と同じ焦点に
集束する第2超音波を発生する複数の第1振動子と、駆
動信号を発生する駆動ユニットと、前記駆動信号を前記
第1駆動信号と前記第2駆動信号とに分配するものであ
って、前記第1駆動信号の位相と前記第2駆動信号の位
相とを相違する手段と、前記第1駆動信号の振幅と前記
第2駆動信号の振幅とを相違する手段とを有する分配器
とを具備することを特徴とする。
(3) In the ultrasonic therapy apparatus according to the present invention, a plurality of first transducers for generating a first ultrasonic wave focused on a focus by applying a first drive signal and a second drive signal are provided. When applied, a plurality of first transducers that generate a second ultrasonic wave focused on the same focal point as the first ultrasonic wave, a drive unit that generates a drive signal, and the first drive signal Means for differentiating between the phase of the first drive signal and the phase of the second drive signal, and the amplitude of the first drive signal and the second drive signal. And a means for differentiating the amplitude of the signal.

【0014】(4)本発明による超音波治療装置は、高
周波の駆動信号を発生する駆動ユニットと、前記駆動信
号の印加により、焦点に集束する第1超音波を発生する
複数の第1振動子と、前記駆動信号の印加により、前記
第1超音波と同じ焦点に集束する第2超音波を発生する
ものであって、前記第1振動子より前記焦点に近い位置
に設けられる複数の第2振動子とを具備することを特徴
とする。
(4) An ultrasonic therapy apparatus according to the present invention comprises: a drive unit for generating a high-frequency drive signal; and a plurality of first transducers for generating a first ultrasonic wave focused on a focus by applying the drive signal. Generating a second ultrasonic wave focused on the same focal point as the first ultrasonic wave by applying the drive signal, wherein a plurality of second ultrasonic waves are provided at a position closer to the focal point than the first transducer. And a vibrator.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
好ましい実施形態により詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0016】(第1実施形態)図1は、本発明の第1実
施形態に係る超音波照射装置の構成を示すものである。
同図において、治療用アプリケータ101は、治療用超
音波を発生する治療用超音波発生源102と、この治療
用超音波発生源102の略中心の孔に挿入され、焦点領
域を含む断面を断層像として映像化するためのイメージ
ング用の超音波プローブ103と、超音波の伝播媒質、
例えばよく脱気された水105が封入されている可撓性
の水袋104とを有している。イメージング用の超音波
プローブ103には、超音波イメージング装置108が
接続されていて、超音波プローブ103を介して超音波
により焦点領域を含む断面を走査し、これにより得たエ
コー信号に基づいて当該断面の断層像(Bモード像)を
生成し、これを表示装置109にリアルタイムに表示す
るようになっている。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a configuration of an ultrasonic irradiation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a treatment applicator 101 includes a treatment ultrasonic generation source 102 that generates treatment ultrasonic waves, and a cross section including a focal region that is inserted into a substantially central hole of the treatment ultrasonic generation source 102. An ultrasonic probe 103 for imaging for imaging as a tomographic image, an ultrasonic propagation medium,
For example, it has a flexible water bag 104 in which well degassed water 105 is sealed. An ultrasonic imaging device 108 is connected to the ultrasonic probe 103 for imaging, scans a cross section including a focal region by ultrasonic waves through the ultrasonic probe 103, and performs the scanning based on an echo signal obtained thereby. A tomographic image (B-mode image) of the cross section is generated and displayed on the display device 109 in real time.

【0017】治療用超音波発生源102は、図2に示す
ように、電気的に分離した偶数個、ここでは12個の振
動子1101〜1112を有する。つまり、治療用超音
波発生源102は、12チャンネルを有する。12個の
振動子1101〜1112それぞれは、略扇状に形成さ
れた1つの圧電セラミックス片からなり、又は共通電極
で電気的に連結されている複数の圧電セラミックス片が
略扇状に配列されてなる。このような振動子1101〜
1112が略円環状に配列されており、全体として略球
殻形状をなしている。各振動子から発生した超音波は、
球殻の曲率に従って幾何学的に決まる焦点116に集束
し、ターゲット17を治療するようになっている。
As shown in FIG. 2, the treatment ultrasonic generating source 102 has an even number of electrically separated transducers, here, twelve transducers 1101 to 1112. That is, the therapeutic ultrasound source 102 has 12 channels. Each of the twelve vibrators 1101 to 1112 is formed of one piezoelectric ceramic piece formed in a substantially fan shape, or a plurality of piezoelectric ceramic pieces electrically connected by a common electrode are arranged in a substantially fan shape. Such a vibrator 1101
1112 are arranged in a substantially annular shape, and have a substantially spherical shell shape as a whole. The ultrasonic waves generated from each transducer are
It focuses on a focal point 116 which is geometrically determined according to the curvature of the spherical shell, and treats the target 17.

【0018】12個の振動子1101〜1112には、
12個(12チャンネル)のインピーダンス整合回路1
10が1対1に接続されている。この12個のインピー
ダンス整合回路110の入力には、やはり12個(12
チャンネル)の増幅器111の出力が1対1に接続され
ている。さらに、12個の増幅器111の入力には、1
2個(12チャンネル)の位相非反転/反転回路112
の出力が1対1に接続されている。そして、12個の位
相非反転/反転回路112の入力には、高周波(周波数
f0 )の波形信号を発生する波形発生回路113が共通
接続されている。なお、整合回路110と増幅器111
と位相非反転/反転回路112とは、駆動ユニットを構
成している。
The twelve transducers 1101 to 1112 include:
12 (12 channels) impedance matching circuits 1
10 are connected one-to-one. The inputs of the twelve impedance matching circuits 110 also have twelve (12
The outputs of the amplifiers (channels) 111 are connected one-to-one. Further, the inputs of the twelve amplifiers 111 have 1
Two (12 channels) phase non-inverting / inverting circuits 112
Are connected one-to-one. To the inputs of the twelve phase non-inverting / inverting circuits 112, a waveform generating circuit 113 for generating a high-frequency (frequency f0) waveform signal is commonly connected. The matching circuit 110 and the amplifier 111
And the phase non-inverting / inverting circuit 112 constitute a drive unit.

【0019】位相非反転/反転回路112各々は、制御
回路114の制御に従って、波形発生回路113からの
波形信号に、略0゜と略180゜とのいずれかの移相量
を選択的に与えることができるように、つまり波形信号
を位相反転せずにそのまま出力するか、あるいはそれに
代えて波形信号を位相反転して出力するかいずれか選択
することができるように構成されている。
Each of the phase non-inverting / inverting circuits 112 selectively gives a phase shift amount of approximately 0 ° or approximately 180 ° to the waveform signal from the waveform generating circuit 113 under the control of the control circuit 114. In other words, it is possible to select either to output the waveform signal as it is without inverting the phase or to output the waveform signal after inverting the phase instead.

【0020】このような機能を有する位相非反転/反転
回路112の具体的な4つの構成例を、図3(a)、図
3(b)、図4(a)、図4(b)に示している。図3
(a)のものは、トランジスタTRのコレクタcから反
転出力を、エミッタeから非反転出力を得て、何れか一
方の出力をセレクタSELにより切り替えるようになっ
ている。図3(b)では、一般的なオペアンプOPの非
反転入力(+)と反転入力(−)とをセレクタSELに
より切替えて出力の位相を制御するようになっている。
また、図4(a)は、トランスTRANの同位相及び反
転位相出力を利用したもので、さらに図4(b)は、デ
ジタル回路によるインバータIN及び低域通過フィルタ
を利用して非反転及び反転位相の正弦波を得、いずれか
をセレクタSELにより切り替えるようになっている。
この場合、入力信号は方形波状のクロック信号である。
いずれの手法でも、増幅器111の入力側に位相反転回
路112を設けることにより、波形信号の位相を制御す
ることにより、結果的に、超音波発生源12に印加され
る駆動信号の位相を制御するようになっている。これに
対し、増幅器111の出力側にトランスを挿入して、同
位相及び反転位相出力を切替えるようにしてもよい。さ
らに、増幅器111の出力側のトランスをインピーダン
ス整合回路110を兼ねて構成するようにしてもよい。
このように増幅器111の出力側にトランスを挿入して
反転出力を得る方法は、増幅器111が1つしかない場
合に有効である。また、非反転出力用インピーダンス整
合回路及び反転出力用インピーダンス整合回路の両者を
用意し、これらを切替えて利用するようにしてもよい。
なお、上述のセレクタSELとしては、一般的な手動ス
イッチ、リレー、アナログスイッチ、3ステートバッフ
ァ(デジタルIC)などが利用できる。
FIGS. 3 (a), 3 (b), 4 (a), and 4 (b) show four specific examples of the configuration of the phase non-inverting / inverting circuit 112 having such a function. Is shown. FIG.
In (a), an inverted output is obtained from the collector c of the transistor TR and a non-inverted output is obtained from the emitter e, and either output is switched by the selector SEL. In FIG. 3B, the non-inverting input (+) and the inverting input (-) of a general operational amplifier OP are switched by a selector SEL to control the output phase.
FIG. 4A shows the use of the in-phase and inverted phase outputs of the transformer TRAN, and FIG. 4B shows the non-inverted and inverted states of the digital signal using an inverter IN and a low-pass filter. A phase sine wave is obtained, and one of them is switched by the selector SEL.
In this case, the input signal is a square wave clock signal.
In any method, the phase of the waveform signal is controlled by providing the phase inverting circuit 112 on the input side of the amplifier 111, and as a result, the phase of the drive signal applied to the ultrasonic wave source 12 is controlled. It has become. On the other hand, a transformer may be inserted on the output side of the amplifier 111 to switch between the in-phase output and the inverted phase output. Further, the transformer on the output side of the amplifier 111 may be configured to also serve as the impedance matching circuit 110.
The method of obtaining an inverted output by inserting a transformer on the output side of the amplifier 111 is effective when there is only one amplifier 111. Alternatively, both the non-inverted output impedance matching circuit and the inverted output impedance matching circuit may be prepared, and these may be switched for use.
As the above-mentioned selector SEL, a general manual switch, relay, analog switch, three-state buffer (digital IC), or the like can be used.

【0021】また、波形発生回路113としては、通常
のアナログ発振回路やPLL回路を用いてもよいし、デ
ジタル的に波形合成を行い、DAコンバータ、及び低域
通過フィルタを用いて正弦波を得るようにしてもよい。
また、波形発生回路113及び位相反転回路112まで
をデジタル的に構成し、位相反転回路112の出力にD
Aコンバータや低域通過フィルタを使用して正弦波を得
ることも可能である。
As the waveform generating circuit 113, a normal analog oscillation circuit or a PLL circuit may be used, or a waveform is synthesized digitally, and a sine wave is obtained using a DA converter and a low-pass filter. You may do so.
Also, the waveform generating circuit 113 and the phase inverting circuit 112 are digitally configured, and the output of the phase inverting circuit 112 is
It is also possible to obtain a sine wave using an A-converter or a low-pass filter.

【0022】ここで、図1に戻る。増幅器111は、位
相非反転/反転回路112からの位相反転されていない
波形信号又は位相反転された波形信号を増幅して、それ
ぞれ対応する振動子を駆動するための駆動信号又は位相
反転された駆動信号を発生する。この増幅器111各々
の増幅率は、制御回路114の制御に従って個々に調整
され得る。
Here, returning to FIG. The amplifier 111 amplifies the non-phase-inverted waveform signal or the phase-inverted waveform signal from the phase non-inverting / inverting circuit 112, and drives the corresponding vibrator or the phase-inverted driving signal, respectively. Generate a signal. The amplification factor of each of the amplifiers 111 can be individually adjusted according to the control of the control circuit 114.

【0023】オペレータは、キーボードやマウス等の入
力装置111を操作することにより、主に焦点領域の大
きさを選択することができるようになっている。
The operator can mainly select the size of the focal region by operating the input device 111 such as a keyboard and a mouse.

【0024】次に、本実施形態の動作について、治療用
の超音波を集束して患者106内の癌細胞107を加温
治療するケースを想定して説明する。まず、12個の位
相非反転/反転回路112の出力位相を統一する場合、
つまり12個全ての位相非反転/反転回路112から非
反転の波形信号又は位相反転された波形信号を出力する
ようにした場合、12個の増幅器111からの全ての駆
動信号は同じ位相で出力される。これにより、12個の
振動子1101〜1112は一斉駆動され、これにより
最も小さい焦点領域が形成される。
Next, the operation of the present embodiment will be described on the assumption that a therapeutic ultrasonic wave is focused to heat and treat the cancer cells 107 in the patient 106. First, when unifying the output phases of the twelve phase non-inverting / inverting circuits 112,
That is, when non-inverted waveform signals or phase-inverted waveform signals are output from all 12 phase non-inverting / inverting circuits 112, all drive signals from the 12 amplifiers 111 are output with the same phase. You. As a result, the twelve vibrators 1101 to 1112 are simultaneously driven, thereby forming the smallest focal region.

【0025】この一斉駆動に対して、位相非反転/反転
回路112の出力位相を統一しない場合、つまり一部の
位相非反転/反転回路112からは非反転の波形信号が
出力され、残りの位相非反転/反転回路112からは位
相反転された波形信号が出力されるようにした場合、1
2個の振動子1101〜1112の中の一部の振動子は
非反転の駆動信号で駆動され、残りの振動子は位相反転
された駆動信号で駆動される。
When the output phase of the phase non-inverting / inverting circuit 112 is not unified with respect to the simultaneous driving, that is, a non-inverted waveform signal is output from some of the phase non-inverting / inverting circuits 112 and the remaining phase is output. When the non-inverting / inverting circuit 112 outputs a waveform signal whose phase has been inverted, 1
Some of the two vibrators 1101 to 1112 are driven by non-inverted drive signals, and the remaining vibrators are driven by phase-inverted drive signals.

【0026】本実施形態では、どの振動子を非反転の駆
動信号で駆動し、どの振動子を位相反転された駆動信号
で駆動するか、つまり非反転の駆動信号で駆動する振動
子と位相反転された駆動信号で駆動する振動子との配列
パターンを制御回路114により様々に変更することに
より、焦点領域の大きさを様々に変更することができる
ものである。以下に、幾つかの具体的な配列パターンの
例を説明する。
In the present embodiment, which vibrator is driven by the non-inverted drive signal and which vibrator is driven by the phase-inverted drive signal, that is, the vibrator driven by the non-inverted drive signal and the phase inverted The size of the focal region can be variously changed by changing variously the arrangement pattern with the vibrator driven by the applied drive signal by the control circuit 114. Hereinafter, examples of some specific arrangement patterns will be described.

【0027】(第1パターン)第1パターンでは、図5
(a)に示すように、12個の振動子101〜112に
対して、非反転の駆動信号と位相反転された駆動信号
(逆相の駆動信号)とを円周方向に沿って交互に供給す
る。つまり、非反転の駆動信号で駆動される振動子11
01,1103,1105,1107,1109,11
11と、位相反転された駆動信号で駆動される振動子1
102,1104,1106,1108,1110,1
112とが、円周方向に沿って交互に並ぶ。このような
第1パターンによると、例えば、開口径60mm、中心
穴径25mm、焦点距離70mmの超音波発生源102
であるとして、一斉駆動の場合の焦点領域、つまりエネ
ルギー集中領域の直径及び最大強度を1とすると、図5
(a)の第1パターンによる駆動法では、ピーク強度は
約10%に低下し、焦点領域の直径は約2.4倍に拡大
される。なお、非反転の駆動信号と位相反転された駆動
信号とに、nを1を除く実数として、1:n(n≠1)
という振幅比を与えることにより、中心に音圧ピークを
有する音場分布を得ることができる。
(First Pattern) In the first pattern, FIG.
As shown in (a), a non-inverted drive signal and a phase-inverted drive signal (opposite-phase drive signal) are alternately supplied to the twelve vibrators 101 to 112 along the circumferential direction. I do. That is, the vibrator 11 driven by the non-inverted drive signal
01, 1103, 1105, 1107, 1109, 11
11 and the vibrator 1 driven by the phase-inverted drive signal
102, 1104, 1106, 1108, 1110, 1
112 are alternately arranged along the circumferential direction. According to such a first pattern, for example, the ultrasonic source 102 having an opening diameter of 60 mm, a center hole diameter of 25 mm, and a focal length of 70 mm is used.
Assuming that the diameter and the maximum intensity of the focal region in the case of simultaneous driving, that is, the energy concentration region, are 1, FIG.
In the driving method based on the first pattern shown in (a), the peak intensity is reduced to about 10%, and the diameter of the focal region is expanded about 2.4 times. In the non-inverted drive signal and the phase-inverted drive signal, n is a real number excluding 1 and 1: n (n ≠ 1)
By giving the amplitude ratio, a sound field distribution having a sound pressure peak at the center can be obtained.

【0028】(第2パターン)第2パターンでは、図5
(b)に示すように、12個の振動子1101〜111
2に対して、非反転の駆動信号と位相反転された駆動信
号とが、円周方向に沿って2個ずつ交互に供給される。
つまり、円周方向に隣り合う2個の振動子(1101と
1102、1105と1106、1109と1110)
には非反転の駆動信号が供給され、同様に円周方向に隣
り合う2個の振動子(1103と1104、1107と
1108、1111と1112)には位相反転された駆
動信号が供給される。これにより、非反転の駆動信号で
駆動される振動子と、位相反転された駆動信号で駆動さ
れる振動子とが、円周方向に沿って2個ずつ交互に並
ぶ。さらに、非反転の駆動信号と位相反転された駆動信
号とに、nを1を除く実数として、1:n(n≠1)と
いう振幅比を与えることにより、例えば図6に示すよう
な焦点中心に音圧ピークを有する音場分布を得ることが
できる。このような第2パターンによると、例えば、開
口径60mm、中心穴径25mm、焦点距離70mmの
超音波発生源2であるとして、一斉駆動の場合の焦点領
域、つまりエネルギー集中領域の直径及び最大強度を1
とすると、ピーク強度は約24%に低下し、焦点領域の
直径は約1.6倍に拡大される。
(Second Pattern) In the second pattern, FIG.
As shown in (b), twelve vibrators 1101 to 111
2, two non-inverted drive signals and two phase-inverted drive signals are alternately supplied along the circumferential direction.
That is, two vibrators (1101 and 1102, 1105 and 1106, 1109 and 1110) adjacent in the circumferential direction
, A non-inverted drive signal is supplied, and similarly, two phase-adjacent oscillators (1103 and 1104, 1107 and 1108, 1111 and 1112) are supplied with phase-inverted drive signals. Thus, two transducers driven by the non-inverted drive signal and two transducers driven by the phase-inverted drive signal are alternately arranged in the circumferential direction. Furthermore, by giving an amplitude ratio of 1: n (n ≠ 1) to the non-inverted drive signal and the phase-inverted drive signal, where n is a real number excluding 1, for example, as shown in FIG. A sound field distribution having a sound pressure peak can be obtained. According to such a second pattern, for example, assuming that the ultrasonic source 2 has an opening diameter of 60 mm, a center hole diameter of 25 mm, and a focal length of 70 mm, the focal region in the simultaneous driving, that is, the diameter and the maximum intensity of the energy concentration region 1
Then, the peak intensity is reduced to about 24%, and the diameter of the focal region is enlarged about 1.6 times.

【0029】(第3パターン)第3パターンにおいて
は、図5(c)に示すように、非反転の駆動信号で駆動
される振動子と、位相反転された駆動信号で駆動される
振動子とが、円周方向に沿って3個ずつ交互に並ぶよう
に駆動すると、例えば、開口径60mm、中心穴径25
mm、焦点距離70mmの超音波発生源2であるとし
て、一斉駆動の場合の焦点領域、つまりエネルギー集中
領域の直径及び最大強度を1とすると、ピーク強度は約
33%に低下し、焦点領域の直径は約1.2倍に拡大さ
れる。なお、非反転の駆動信号と位相反転された駆動信
号とに、nを1を除く実数として、1:n(n≠1)と
いう振幅比を与えることにより、中心に音圧ピークを有
する音場分布を得ることができる。
(Third Pattern) In the third pattern, as shown in FIG. 5C, a vibrator driven by a non-inverted drive signal and a vibrator driven by a phase-inverted drive signal are used. Are driven so as to be alternately arranged three by three along the circumferential direction, for example, the opening diameter is 60 mm, and the center hole diameter is 25.
Assuming that the ultrasonic source 2 has a focal length of 70 mm and a focal length of 70 mm, and the diameter and the maximum intensity of the focal region in the simultaneous driving, that is, the energy concentration region, are 1, the peak intensity is reduced to about 33%, The diameter is enlarged about 1.2 times. A sound field having a sound pressure peak at the center by giving an amplitude ratio of 1: n (n ≠ 1) to the non-inverted drive signal and the phase-inverted drive signal, where n is a real number excluding 1 A distribution can be obtained.

【0030】(第4パターン)第4パターンは、非反転
の駆動信号で駆動される振動子と、位相反転された駆動
信号で駆動される振動子とが、円周方向に沿って6個ず
つ半々に並ぶ。つまり、半分の6個の振動子1101〜
1106が非反転の駆動信号で駆動され、残り半分の6
個の振動子1107〜1112が位相反転された駆動信
号で駆動される。
(Fourth Pattern) In a fourth pattern, there are six vibrators driven by a non-inverted drive signal and six vibrators driven by a phase-inverted drive signal along the circumferential direction. Half lined up. That is, half of the six vibrators 1101 to 1101
1106 is driven by the non-inverting drive signal, and the other half 6
The vibrators 1107 to 1112 are driven by the phase-inverted drive signal.

【0031】(変則的な他のパターン)上述した第1乃
至第3のパターンの他に、図5(d)や図5(e)のよ
うな変則的なパターンで発生源102を駆動するように
してもよい。図5(d)のパターンにおいては、非反転
の駆動信号で駆動される1個の振動子と、位相反転され
た駆動信号で駆動される隣接2個の振動子とを、円周方
向に沿って交互に並ぶように駆動する。また、図5
(e)のパターンは、発生源102が12個の振動子が
円環状に並んだ配列の外側(又は内側)にさらに12個
の振動子が円環状に並んでなり、このような配列に対し
て半径方向に非反転の駆動信号で駆動する振動子と、位
相反転された駆動信号で駆動する振動子とが並ぶよう
に、内外各円環に対して第1パターンで駆動するように
してもよい。
(Other Irregular Patterns) In addition to the above-described first to third patterns, the source 102 is driven in an irregular pattern as shown in FIGS. 5D and 5E. It may be. In the pattern of FIG. 5D, one vibrator driven by a non-inverted drive signal and two adjacent vibrators driven by a phase-inverted drive signal are connected along the circumferential direction. And drive them alternately. FIG.
In the pattern of (e), the source 102 has an additional 12 oscillators arranged in an annular shape outside (or inside) an array in which 12 oscillators are arranged in an annular shape. The inner ring and the outer ring may be driven in the first pattern so that the oscillator driven by the non-inverted drive signal in the radial direction and the oscillator driven by the phase-inverted drive signal are arranged side by side. Good.

【0032】このように非反転の駆動信号で駆動する振
動子と、位相反転された駆動信号で駆動する振動子との
配列パターンを制御回路114の制御により切り替える
ことにより、焦点領域の大きさ及びピーク強度を様々に
変更することができる。
By switching the arrangement pattern of the vibrator driven by the non-inverted drive signal and the vibrator driven by the phase-inverted drive signal under the control of the control circuit 114, the size of the focal region and the The peak intensity can be varied.

【0033】なお、焦点領域の大きさ及びピーク強度を
変更可能としたことに伴って、図7に示すように、大き
さの異なる3種類の焦点領域を示すマーカ(焦点マー
カ)A,B,Cを準備しておき、実際に選択した焦点マ
ーカを実線で、選択していない残りの焦点マーカを点線
で区別して表示装置109の表示画面の断層像と共に表
示するようにしている。なお、図7では非選択の焦点マ
ーカを点線で表示するようにしているが、表示しなくて
もよい。また、図7では選択の焦点マーカを実線で、非
選択の焦点マーカを点線で表示しているが、両マーカを
色で区別したり、網かけ形態を変えて区別するようにし
てもよい。
In addition to the fact that the size and peak intensity of the focus area can be changed, as shown in FIG. 7, markers (focus markers) A, B, and F3 indicating three types of focus areas having different sizes. C is prepared, and the actually selected focus markers are distinguished by solid lines, and the remaining focus markers that are not selected are distinguished by dotted lines and displayed together with the tomographic image on the display screen of the display device 109. In FIG. 7, the unselected focus markers are displayed by dotted lines, but need not be displayed. Further, in FIG. 7, the selected focus marker is displayed by a solid line, and the non-selected focus marker is displayed by a dotted line. However, both markers may be distinguished by colors or may be distinguished by changing a shading form.

【0034】また、焦点領域と共に又はそれに代えて、
予想される熱変性領域マーカや、圧力半値幅、または圧
力のファーストノーダルを表示してもよい。また、操作
者が、焦点領域の大きさを選ぶ場合に、ここではA,
B,Cのようにコンソール115から入力したが、キー
ボードからの入力に限らず手動スイッチで切替えたり、
フットスイッチにより選択するようにしてもよい。例え
ばフットスイッチを用いるのなら、スイッチを踏む毎に
焦点領域の大きさが変更され、フットスイッチをダブル
クリックするかスイッチを踏んでいる時間を長くするこ
とにより選択するようにもできる。また、マウスを用い
るなら、画面中の希望する焦点領域の大きさに対応する
マーカ、例えばマーカCにマウスポインタを合わせてク
リックすることにより選択したり、マウスの代わりにラ
イトペンやトラックボールで指定してもよい。そして選
択が終了したら実線や色線でサイズ変更を明示し、代わ
りに非選択となったサイズは点線や薄い色等に変更して
表示してもよい。
Also, with or instead of the focal area,
A predicted heat denaturation region marker, a pressure half width, or a first nodal pressure may be displayed. Further, when the operator selects the size of the focal region, here, A,
Although input is performed from the console 115 as in B and C, the input is not limited to input from the keyboard, but can be switched by a manual switch,
You may make it select by a foot switch. For example, if a foot switch is used, the size of the focal area is changed each time the switch is depressed, and the selection can be made by double-clicking the foot switch or lengthening the time during which the switch is depressed. If a mouse is used, the user can select a marker corresponding to the size of the desired focal area on the screen, for example, by placing the mouse pointer on the marker C and clicking the mouse, or by using a light pen or trackball instead of the mouse. May be. When the selection is completed, the size change may be clearly indicated by a solid line or a color line, and the unselected size may be changed to a dotted line, a light color, or the like and displayed instead.

【0035】さらに、図7に示すように、操作者がター
ゲット、つまり癌細胞のような被治療部分131を範囲
指定すると、制御回路114は焦点スキャン(焦点移動
シーケンス)、焦点領域の大きさ、照射時間、照射強度
を考慮して予想される全治療領域132を表示する。図
7では、設定された全治療領域132を縞模様で表示し
てある。操作者は、被治療部分域131と全治療領域1
32をそれぞれ比較し、必要十分な全治療領域132で
あると判断した場合は治療開始ボタンを押すことにな
る。指定領域131に対して全治療領域132に認めら
れない過不足が発生したら、操作者はマウスやライトペ
ンやトラックボールを駆使して全治療領域132を変更
することができる。制御回路114は、この操作に対応
して全治療領域132を要求されたものに最も近くなる
ように変更し新たな全治療領域32として表示する。
Further, as shown in FIG. 7, when the operator designates a target, that is, a portion to be treated 131 such as a cancer cell, the control circuit 114 performs a focus scan (focus movement sequence), the size of the focus area, The entire treatment area 132 expected in consideration of the irradiation time and the irradiation intensity is displayed. In FIG. 7, all the set treatment areas 132 are displayed in a stripe pattern. The operator operates the treatment target area 131 and the entire treatment area 1.
32 are compared, and if it is determined that the treatment area 132 is the necessary and sufficient treatment area 132, the treatment start button is pressed. If there is an excess or deficiency in the designated area 131 that is not recognized in the entire treatment area 132, the operator can change the entire treatment area 132 using a mouse, a light pen, or a trackball. In response to this operation, the control circuit 114 changes the entire treatment area 132 so as to be closest to the requested one, and displays the new treatment area 32 as a new total treatment area 32.

【0036】すなわち、制御回路114は焦点スキャン
の形態を変えたり、各焦点位置に対して焦点領域の大き
さを変更したりして、要求された全治療領域132の形
状に近くなるようにする。以上の操作者と制御回路11
4とのやり取りが繰り返され、最適な全治療領域132
が設定されて治療が開始される。なお、以上の操作を操
作者がマニュアルで指定することができる。すなわち、
熱変性領域の大きさに対応した焦点領域マーカをあたか
もパズルのように操作者が被治療部分131上に重ねあ
わせていく。該マーカの大きさは照射強度、照射時間、
焦点領域の大きさを変更することにより変更可能である
ので、指定された熱変性領域になるように制御回路11
4が照射強度、照射時間、焦点領域の大きさを決定すれ
ばよい。また、制御回路114が決定した全治療領域1
32に対する操作者による修正の際にも、該焦点領域マ
ーカによる治療領域の付け足しまたは削除がマニュアル
で指定可能である。以上のようにして全治療領域13
2、照射強度、照射時間、焦点領域の大きさ、焦点スキ
ャン方式が決定されたら、その際に必要な治療時間を計
算して表示する。図7では、焦点領域の大きさ(焦点サ
イズ)、照射強度、照射時間及び治療残り時間を、断層
像画面の右上に同時表示する。焦点スキャンを行って治
療が進行している場合には、治療時間表示は更新され減
少していく。
That is, the control circuit 114 changes the form of the focus scan, or changes the size of the focus area for each focus position, so as to approximate the required shape of the entire treatment area 132. . The above operator and control circuit 11
4 is repeated, and the optimal total treatment area 132 is
Is set and the treatment is started. The above operation can be manually specified by the operator. That is,
The operator superimposes the focal region marker corresponding to the size of the heat denaturation region on the treated portion 131 as if by a puzzle. The size of the marker is irradiation intensity, irradiation time,
Since the focus area can be changed by changing the size of the focus area, the control circuit 11 is controlled so as to be in the designated heat denaturation area.
4 may determine the irradiation intensity, the irradiation time, and the size of the focal region. In addition, the entire treatment area 1 determined by the control circuit 114
Even when the operator corrects 32, addition or deletion of the treatment area by the focus area marker can be manually designated. As described above, the entire treatment area 13
2. When the irradiation intensity, irradiation time, focus area size, and focus scanning method are determined, the necessary treatment time is calculated and displayed. In FIG. 7, the size of the focal region (focal size), the irradiation intensity, the irradiation time, and the remaining treatment time are simultaneously displayed on the upper right of the tomographic image screen. If the focus scan is performed and the treatment is in progress, the treatment time display is updated and decreases.

【0037】なお、以上とは逆に、操作者が治療時間を
最優先に設定し、適切な照射強度、照射時間、焦点領域
の大きさ、全治療領域132を計算して表示するように
してもよい。その他、操作者が最優先に設定する項目は
何でも良く、その項目以外の設定項目は制御回路114
が計算するようにしてもよい。
Contrary to the above, the operator sets the treatment time as the highest priority, and calculates and displays the appropriate irradiation intensity, irradiation time, size of the focal region, and total treatment region 132. Is also good. In addition, the operator may set any items to be set as the highest priority.
May be calculated.

【0038】尚、本実施形態は、上述した12個の振動
子に限定されず、例えば100個の振動子であってもよ
い。また、円環数は、1や2に限定されず、理論上無限
個増加することができる。この場合も、電気的な設定を
変更することにより、1円環型の発生源としての動作や
アニュラーアレイリングとしての動作も可能であるし、
図5(a)、図5(b)、図5(c)の各パターンで駆
動させることも可能である。もちろん、円環数が2以上
である場合も、超音波発生源2全体を偶数個に分割する
ような形態で動作させることになる。さらに、球殻型に
限らず平板型の2次元アレイ振動子を用いて本法を適用
してもよい。さらに、フェーズドアレイにより電子的に
形成された任意の焦点位置に対して本焦点領域の大きさ
拡大法を適用することもできる。
Note that the present embodiment is not limited to the above-described twelve vibrators, but may be, for example, 100 vibrators. In addition, the number of rings is not limited to 1 or 2, and can be theoretically increased to infinity. Also in this case, by changing the electrical settings, it is possible to operate as a one-ring-shaped generation source or as an annular array ring,
5A, 5B, and 5C can be driven. Of course, even when the number of rings is two or more, the operation is performed in such a manner that the entire ultrasonic wave generating source 2 is divided into an even number. Further, the present method may be applied using not only the spherical shell type but also a two-dimensional array vibrator of a flat plate type. Further, the method of enlarging the size of the focal region can be applied to an arbitrary focal position electronically formed by the phased array.

【0039】また、非反転の駆動信号と位相反転された
駆動信号との振幅比を、1:nに調整することにより、
つまり非反転の駆動信号の振幅と位相反転された駆動信
号の振幅とを相違させることにより、焦点中心にも圧力
極大点をつくることができる。その際、振幅比を様々に
調整すれば、中心圧力と周囲の圧力極大点における圧力
の比を任意に調整することが可能である。その手法とし
ては、ある振幅を1として、一斉駆動による中心ピーク
圧力を計算しこれを1として、各振動子の駆動信号の振
幅は前述の1のままとし、本実施形態による焦点拡大法
による圧力極大点でのピーク圧力を計算する。ここで
は、これが0.4であるとする。それぞれの駆動条件の
重ね合わせによる駆動法を用いれば、それによって形成
される音場も上記2種の重ね合わせに等しくなる。例え
ば、上記の条件では、非反転位相で駆動する振動子の駆
動振幅を1.4(=1+0.4)とし、反転位相で駆動
する振動子の駆動振幅を0.6(=|−1+0.4|)
とすれば、中心圧力及び周囲の圧力極大点の圧力が同等
な音場を形成できる。駆動振幅比を調整すれば、中心圧
力と周囲の圧力極大点の圧力比を制御可能である。
By adjusting the amplitude ratio between the non-inverted drive signal and the phase-inverted drive signal to 1: n,
That is, by making the amplitude of the non-inverted drive signal different from the amplitude of the phase-inverted drive signal, a pressure maximum point can be created at the center of the focal point. At this time, if the amplitude ratio is variously adjusted, the ratio between the center pressure and the pressure at the surrounding pressure maximum point can be arbitrarily adjusted. As a method, assuming that a certain amplitude is 1, the central peak pressure by simultaneous driving is calculated and this is set to 1, the amplitude of the drive signal of each vibrator is kept at 1 as described above, and the pressure by the focus enlarging method according to the present embodiment is set. Calculate the peak pressure at the local maximum. Here, it is assumed that this is 0.4. When the driving method based on the superposition of the respective driving conditions is used, the sound field formed by the driving method is equal to the above-described two types of superposition. For example, under the above conditions, the drive amplitude of the oscillator driven in the non-inverted phase is 1.4 (= 1 + 0.4), and the drive amplitude of the oscillator driven in the inverted phase is 0.6 (= | −1 + 0. 4 |)
Then, a sound field in which the center pressure and the pressure of the surrounding pressure maximum point are equal can be formed. By adjusting the drive amplitude ratio, it is possible to control the pressure ratio between the central pressure and the surrounding pressure maximum point.

【0040】さらに、図5(d)で示すように、振動子
の面積比を変更することによっても、中心軸上に圧力極
大点をつくることが可能となる。操作者は得たい音場の
形状に合わせて、振動子の組み合わせを選択すればよ
い。または、あらかじめメモリ回路に音場の形状を記憶
させておき、これを表示させながら操作者が選ぶように
してもよい。または、中心軸上の圧力ピークと周囲の圧
力ピークの比に注目、もしくは音場の形状に注目して、
振動子の組み合わせを選択するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 5D, it is also possible to create a pressure maximum point on the central axis by changing the area ratio of the vibrator. The operator may select a combination of transducers according to the desired shape of the sound field. Alternatively, the shape of the sound field may be stored in a memory circuit in advance, and the operator may select the shape while displaying the shape. Or, pay attention to the ratio between the pressure peak on the central axis and the surrounding pressure peak, or pay attention to the shape of the sound field,
A combination of transducers may be selected.

【0041】(第2実施形態)第2実施形態は、増幅器
等の数を減らして構成を簡素にしながらも配列パターン
を様々に変更可能とし得るものである。図8に、この第
2実施形態による超音波治療装置の構成を示している。
図8で図1と同じ番号がふられているものは、図1と同
じ構成要素であることを示している。
(Second Embodiment) In the second embodiment, the number of amplifiers and the like can be reduced to simplify the configuration, but the arrangement pattern can be variously changed. FIG. 8 shows the configuration of the ultrasonic therapy apparatus according to the second embodiment.
In FIG. 8, components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components as those in FIG. 1.

【0042】本実施形態では、2つの増幅器111が設
けられ、その一方には波形発生回路113からの波形信
号が直接に供給され、他方の増幅器111には波形発生
回路113からの波形信号が位相反転回路117を介し
て供給されるようになっている。これにより一方の増幅
器111からは非反転の駆動信号が出力され、他方の増
幅器111からは位相反転された駆動信号が出力され
る。
In the present embodiment, two amplifiers 111 are provided, one of which is directly supplied with the waveform signal from the waveform generating circuit 113 and the other amplifier 111 receives the phase of the waveform signal from the waveform generating circuit 113. The data is supplied via an inversion circuit 117. Thus, one amplifier 111 outputs a non-inverted drive signal, and the other amplifier 111 outputs a phase-inverted drive signal.

【0043】そして、切替回路151により、非反転の
駆動信号で駆動される振動子と、位相反転された駆動信
号で駆動される振動子との配列パターンを、第1実施形
態で説明したように、様々に変更することができるよう
になっている。さらに、全振動子を同一位相で駆動した
い場合には、一方の増幅器111で全振動子を駆動する
か、又は半分の振動子を一方の増幅器111で駆動し、
さらに残り半分の振動子を位相反転回路151の出力を
非反転としたうえで他方の増幅器111で駆動すること
により行われる。
The arrangement pattern of the vibrator driven by the non-inverted drive signal and the vibrator driven by the phase-inverted drive signal is changed by the switching circuit 151 as described in the first embodiment. Can be changed in various ways. Further, when it is desired to drive all the oscillators in the same phase, all the oscillators are driven by one amplifier 111, or half of the oscillators are driven by the one amplifier 111,
Further, the other half of the vibrator is driven by the other amplifier 111 after the output of the phase inversion circuit 151 is not inverted.

【0044】なお、切替回路151は、増幅器111と
振動子1101〜1112との間の電気的な接続を変更
するためのものであり、一般的な手動スイッチで構成す
ることもできるが、リレー、アナログスイッチ、又はマ
ルチプレクサ等の一般的な構成で実現可能である。
The switching circuit 151 is for changing the electrical connection between the amplifier 111 and the vibrators 1101 to 1112, and may be constituted by a general manual switch. It can be realized by a general configuration such as an analog switch or a multiplexer.

【0045】このように本実施形態によると、1つの増
幅器111が担当する振動子が全数の半分の6個ずつに
なるので、増幅器111の1個当たりの負荷インピーダ
ンスは常に同じであり、一斉駆動と本法による焦点領域
の大きさ拡大駆動法で位相反転回路の制御を除き系の設
定条件を変更する必要がない。また、増幅器を1つに
し、出力に分配器を用いて位相反転回路出力をそれぞれ
得るようにし、これに図8に示す切替回路151を接続
するようにしてもよい。このようにすると、一斉駆動法
と本法による焦点領域の大きさ拡大駆動法で増幅器11
1の負荷インピーダンスが変わるため、増幅器111内
部の定数を変更する必要が生じる。この場合は、図示し
ないメモリ回路や計算回路により変更が必要な定数を求
めてもよいし、操作者がスイッチ等により定数変更を行
うようにしてもよい。
As described above, according to the present embodiment, the number of transducers handled by one amplifier 111 is six, which is half of the total number, and the load impedance per amplifier 111 is always the same, and the simultaneous driving is performed. With the method for enlarging the size of the focal region according to the present method, there is no need to change the setting conditions of the system except for the control of the phase inversion circuit. Alternatively, a single amplifier may be used, and the output of the phase inversion circuit may be obtained using a distributor, and the switching circuit 151 shown in FIG. 8 may be connected to the output. In this manner, the amplifier 11 can be driven by the simultaneous driving method and the driving method for enlarging the size of the focal region by the present method.
Since the load impedance of 1 changes, the constant inside the amplifier 111 needs to be changed. In this case, a constant that needs to be changed may be obtained by a memory circuit or a calculation circuit (not shown), or the operator may change the constant using a switch or the like.

【0046】(第3実施形態)図9は、第3実施形態に
係る超音波治療装置の構成を示している。図9におい
て、図1及び図8と同じ部分には同じ符号を付して説明
を省略する。ここでは、超音波発生源102が図2に示
したような、12個の振動子1101〜1112からな
るものとして説明する。本実施形態では、12個の振動
子1101〜1112の配列パターンが、一斉駆動パタ
ーン、図5(a)に示した第1パターン、図5(b)に
示した第2パターン、図5(c)に示した第3パター
ン、又は第4パターンの何れかで選択的に駆動すること
ができるようになっている。これらパターンの選択は、
振動子数よりも少ない例えば8個の増幅器111の中の
7個の増幅器111に対する波形発生回路113又は位
相反転回路117の電気的な接続を、7個のセレクタS
W0〜SW6で個別に選択することにより達成できるよ
うになっている。
(Third Embodiment) FIG. 9 shows the configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to a third embodiment. In FIG. 9, the same portions as those in FIGS. 1 and 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Here, the description will be made on the assumption that the ultrasonic wave generating source 102 includes twelve vibrators 1101 to 1112 as shown in FIG. In the present embodiment, the arrangement pattern of the twelve transducers 1101 to 1112 is a simultaneous driving pattern, the first pattern shown in FIG. 5A, the second pattern shown in FIG. ) Can be selectively driven in either the third pattern or the fourth pattern. The choice of these patterns is
The electrical connection of the waveform generation circuit 113 or the phase inversion circuit 117 to seven of the eight amplifiers 111 smaller than the number of oscillators, for example, is changed to seven selectors S
This can be achieved by individually selecting W0 to SW6.

【0047】第1実施形態では各振動子それぞれに個別
に増幅器111を接続しており、このように増幅器の数
を振動子の数だけ用意するとなると、同数、つまり12
個の位相反転制御回路が必要であり、構成が比較的大規
模になってしまう。。一方、第2実施形態はこの増幅器
111の数を切替回路を使って2個にまで減らしたもの
であったが、1個の増幅器111が12個とか6個の振
動子を受け持つ必要があるため大出力の増幅器を必要と
するし、また、大電力を通過させるために容積の大きな
切替回路が必要とされる。
In the first embodiment, the amplifiers 111 are individually connected to the respective vibrators. If the number of the amplifiers is equal to the number of the vibrators, the same number, that is, 12
The number of phase inversion control circuits is required, and the configuration becomes relatively large. . On the other hand, in the second embodiment, the number of the amplifiers 111 is reduced to two by using a switching circuit. However, since one amplifier 111 needs to handle 12 or 6 oscillators. A high-output amplifier is required, and a large-volume switching circuit is required to pass large power.

【0048】これに対して、第3実施形態は、図9に示
すように、振動子数よりも少なく、しかも3個以上、こ
こでは8個の増幅器111でもって、上述した様々なパ
ターン駆動を選択的に行い得るようにしたものである。
8個の増幅器111のうちの4個の増幅器111は、隣
り合わない2個の振動子に共通接続され、残りの4個の
増幅器111は振動子に1個ずつ接続されている。具体
的には、振動子1101と振動子1109とが同じ増幅
器111に接続され、振動子1104と振動子1112
とが同じ増幅器111に接続され、振動子1103と振
動子1107とが同じ増幅器111に接続され、振動子
1106と振動子1110とが同じ増幅器111に接続
されている。
On the other hand, in the third embodiment, as shown in FIG. 9, the above-described various pattern driving is performed by using three or more, here eight amplifiers 111, which are smaller than the number of transducers. This can be selectively performed.
Four of the eight amplifiers 111 are commonly connected to two non-adjacent transducers, and the remaining four amplifiers 111 are connected to the transducers one by one. Specifically, the oscillator 1101 and the oscillator 1109 are connected to the same amplifier 111, and the oscillator 1104 and the oscillator 1112
Are connected to the same amplifier 111, the vibrator 1103 and the vibrator 1107 are connected to the same amplifier 111, and the vibrator 1106 and the vibrator 1110 are connected to the same amplifier 111.

【0049】図10(a)には、第1〜第3パターン各
々に対する振動子の駆動位相を示している。なお、同じ
増幅器に接続されて同一位相で駆動される振動子を同じ
グループ名で表現している。また、第1〜第3パターン
のいずれにおいても、互いに反転する位相で駆動される
グループを同じアルファベットで右上に*のルビを付け
て表現している。図10(b)には、第1〜第3パター
ン各々に対するセレクタSW0〜SW6の制御パターン
を示している。
FIG. 10A shows the driving phase of the vibrator for each of the first to third patterns. Note that oscillators connected to the same amplifier and driven in the same phase are represented by the same group name. In each of the first to third patterns, a group driven in a phase inverted to each other is represented by the same alphabet with an asterisk (*) at the upper right. FIG. 10B shows a control pattern of the selectors SW0 to SW6 for each of the first to third patterns.

【0050】まず、第1パターンは、12個の振動子を
8つのグループに分けることにより行い得る。つまり、
8個の増幅器111があれば、第2実施形態のような切
替回路がなくても、7個のセレクタSW0〜SW6の制
御パターンを変えることで第1〜第3パターンを切り替
えることができることになる。7個のセレクタSW0〜
SW6は、アナログスイッチやリレーで構成されてお
り、制御信号が‘H’の時には上側端子を選択して非反
転で振動子を駆動し、一方、‘L’の時には下側端子を
選択して位相反転で振動子を駆動するようになってい
る。
First, the first pattern can be performed by dividing twelve transducers into eight groups. That is,
If there are eight amplifiers 111, the first to third patterns can be switched by changing the control patterns of the seven selectors SW0 to SW6 without the switching circuit as in the second embodiment. . Seven selectors SW0
SW6 is configured by an analog switch or a relay. When the control signal is "H", the upper terminal is selected and the vibrator is driven in a non-inverted manner. On the other hand, when the control signal is "L", the lower terminal is selected. The vibrator is driven by phase inversion.

【0051】さらに、図11に示すように、位相反転回
路117とセレクタSWと2つの出力端子とからなり、
セレクタSWにより端子間の出力位相を同じ又は反転さ
せることができるようになっている位相反転制御回路1
71を増幅器111各々の出力に設ければ、増幅器は4
個ですむようになる。位相反転制御回路171は、例え
ば図12に示すようなトランスとセレクタa,bとを使
った回路構成で実現できる。もちろん、端子間の出力位
相を非反転/反転で切替えられる構成であれば、他の構
成でもかまわない。
Further, as shown in FIG. 11, a phase inverting circuit 117, a selector SW and two output terminals are provided.
Phase inversion control circuit 1 capable of inverting or inverting the output phase between terminals by selector SW
If 71 is provided at each output of the amplifier 111, the amplifier becomes 4
You only need to do it. The phase inversion control circuit 171 can be realized by a circuit configuration using a transformer and selectors a and b as shown in FIG. 12, for example. Of course, another configuration may be used as long as the output phase between the terminals can be switched between non-inversion and inversion.

【0052】(第4実施形態)本実施形態では、図13
乃至図16に示すように、波形発生回路113で発生さ
れた周波数f0 の基本波信号に、2次高調波波形発生回
路117で発生された周波数(2・f0 )の2次高調波
信号を混合し、この混合信号で振動子を駆動する。この
際、基本波信号で負圧が最大になる位相と、2次高調波
信号で振幅が最大になる位相とを同期を取って混合す
る。
(Fourth Embodiment) In this embodiment, FIG.
As shown in FIG. 16, the second harmonic signal of the frequency (2 · f0) generated by the second harmonic waveform generation circuit 117 is mixed with the fundamental wave signal of the frequency f0 generated by the waveform generation circuit 113. Then, the vibrator is driven by the mixed signal. At this time, the phase in which the negative pressure is maximized in the fundamental wave signal and the phase in which the amplitude is maximized in the second harmonic signal are synchronized and mixed.

【0053】なお、図13乃至図16に示したように波
形発生回路113とは別に2次高調波波形発生回路11
7を設けて両信号を混合するようにしてもよいし、C級
増幅器を挿入し、基本波信号を共振回路で取り出すと共
に、それとは別の共振回路で2次高調波信号を取り出す
ようにしてもよい。さらに、波形発生回路113からの
基本波信号をシュミットトリガ回路で方形波信号に直
し、又はPWM回路を通して方形波信号に直し、ディジ
タル的に2次高調波信号を生成してからフィルタ回路に
通して制限波信号を得るようにしてもよい。
As shown in FIGS. 13 to 16, the second harmonic waveform generation circuit 11 is provided separately from the waveform generation circuit 113.
7 may be provided to mix the two signals, or a class C amplifier may be inserted to extract the fundamental wave signal by a resonance circuit, and the second harmonic signal to be extracted by another resonance circuit. Is also good. Further, the fundamental wave signal from the waveform generating circuit 113 is converted into a square wave signal by a Schmitt trigger circuit, or converted into a square wave signal through a PWM circuit, and a second harmonic signal is digitally generated and then passed through a filter circuit. A limited wave signal may be obtained.

【0054】このようにして得られた2次高調波信号を
基本波信号に混合し、この混合信号を増幅して得た駆動
信号で振動子を駆動することにより、振動子からは負圧
の小さな超音波が発生され得る。
The second harmonic signal obtained in this manner is mixed with the fundamental signal, and the vibrator is driven by a drive signal obtained by amplifying the mixed signal. Small ultrasonic waves can be generated.

【0055】基本波信号の振幅と2次高調波信号の振幅
との振幅比を調整することにより、超音波の負圧と正圧
との比を任意に調整することができる。振動子の電気音
響変換効率又は伝達関数を記憶しておき、操作者が所望
とする負圧と正圧との比を指定すると、この指定した負
圧と正圧との比を実現するような基本波信号の振幅と2
次高調波信号の振幅との振幅比を、振動子の電気音響変
換効率又は伝達関数に基づいて制御回路14で計算する
ようにしてもよい。
By adjusting the amplitude ratio between the amplitude of the fundamental wave signal and the amplitude of the second harmonic signal, the ratio between the negative pressure and the positive pressure of the ultrasonic wave can be arbitrarily adjusted. When the electroacoustic conversion efficiency or the transfer function of the vibrator is stored and the operator specifies a desired ratio between the negative pressure and the positive pressure, the ratio between the specified negative pressure and the positive pressure is realized. Amplitude of fundamental signal and 2
The control circuit 14 may calculate the amplitude ratio with the amplitude of the second harmonic signal based on the electro-acoustic conversion efficiency or the transfer function of the vibrator.

【0056】なお、ここでは2次高調波信号を基本波信
号に混合する例を説明したが、上述したような基本波信
号で負圧が最大になる位相と、2次高調波信号で振幅が
最大になる位相とを同期を取って混合することができる
ならば、4次、6次、8次等の偶数次の高調波信号を基
本波信号に混合するようにしてもよい。
Although an example in which the second harmonic signal is mixed with the fundamental signal has been described above, the phase at which the negative pressure is maximized in the fundamental signal and the amplitude in the second harmonic signal are increased. If the maximum phase can be synchronized and mixed, even-order harmonic signals such as the fourth, sixth, and eighth orders may be mixed with the fundamental signal.

【0057】(第5実施形態)図17は、本発明の第5
実施形態に係る超音波照射装置の構成を示すものであ
る。同図において、治療用アプリケー20タ1は、治療
用超音波を発生する治療用超音波発生源207と、この
治療用超音波発生源207の略中心に挿入され、焦点付
近の断面を断層像として映像化するためのイメージング
用の超音波プローブ202と、カップリング液を充填さ
れた可撓性の水袋203とを有している。イメージング
用の超音波プローブ202には、超音波イメージング装
置213が接続されていて、超音波プローブ202を介
して超音波により焦点を含む断面を走査し、これにより
得たエコー信号に基づいて当該断面の断層像(Bモード
像)を生成し、これを表示装置214に表示するように
なっている。
(Fifth Embodiment) FIG. 17 shows a fifth embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of an ultrasonic irradiation device according to an embodiment. In the figure, a treatment application 20 is provided with a treatment ultrasonic generation source 207 for generating treatment ultrasonic waves, and inserted approximately at the center of the treatment ultrasonic generation source 207, and a cross section near the focal point is tomographic image. It has an ultrasonic probe 202 for imaging for imaging as an image, and a flexible water bag 203 filled with a coupling liquid. An ultrasonic imaging device 213 is connected to the ultrasonic probe 202 for imaging, scans a cross section including a focal point by ultrasonic waves through the ultrasonic probe 202, and based on an echo signal obtained thereby, the cross section is scanned. Is generated, and this is displayed on the display device 214.

【0058】治療用超音波発生源207は、図18に示
すように、偶数個、ここでは6個の振動子221〜22
6を有する。6個の振動子221〜226それぞれは、
略扇状に形成された1つの圧電セラミックス片からな
り、又は複数の圧電セラミックス片が略扇状に配列され
てなる。このような振動子221〜226が円周方向に
沿って配列されており、全体として略球殻形状をなして
いる。各振動子から発生した超音波は、球殻の曲率に従
って幾何学的に決まる焦点206に集束し、ターゲット
205を治療するようになっている。
As shown in FIG. 18, the number of the therapeutic ultrasonic generators 207 is an even number, in this case, six vibrators 221 to 22.
6. Each of the six vibrators 221 to 226 is
It is composed of one piezoelectric ceramic piece formed in a substantially fan shape or a plurality of piezoelectric ceramic pieces arranged in a substantially fan shape. Such transducers 221 to 226 are arranged along the circumferential direction, and have a substantially spherical shell shape as a whole. Ultrasonic waves generated from each transducer are focused on a focal point 206 which is geometrically determined according to the curvature of the spherical shell, and treats the target 205.

【0059】なお、ここでは、3個の振動子221,2
23,225を、第1振動子と称し、残りの3個の振動
子222,224,226を、第2振動子と称して区別
する。第1振動子221,223,225と、第2振動
子222,224,226とは、円周方向に沿って交互
に配列されている。第1振動子221,223,225
は1つの駆動系に共通接続されており、同じ駆動信号が
供給される。第2振動子222,224,226は別の
1つの駆動系に共通接続されており、同じ駆動信号が供
給される。第1振動子221,223,225に供給さ
れる駆動信号は、第2振動子222,224,226に
供給される駆動信号とは、位相及び振幅が相違する。こ
れにより、第1振動子221,223,225から発生
する超音波は、第2振動子222,224,226から
発生する超音波とは、位相及び振幅が相違することにな
る。
Here, three vibrators 221 and 221 are used.
23 and 225 are referred to as a first vibrator, and the remaining three vibrators 222, 224 and 226 are referred to as second vibrators for distinction. The first vibrators 221, 223, 225 and the second vibrators 222, 224, 226 are alternately arranged along the circumferential direction. First vibrators 221, 223, 225
Are commonly connected to one drive system, and are supplied with the same drive signal. The second vibrators 222, 224, and 226 are commonly connected to another drive system, and are supplied with the same drive signal. The drive signal supplied to the first vibrators 221, 223, 225 has a different phase and amplitude from the drive signal supplied to the second vibrators 222, 224, 226. Accordingly, the ultrasonic waves generated from the first vibrators 221, 223, and 225 have different phases and amplitudes from the ultrasonic waves generated from the second vibrators 222, 224, and 226.

【0060】第1振動子221,223,225には、
負荷整合回路261を介して増幅器271が接続され
る。この増幅器271は、信号発生回路209で発生さ
れ、そして遅延回路281で遅延、つまり位相シフトさ
れた高周波の波形信号を増幅する。
The first vibrators 221, 223, and 225 include:
The amplifier 271 is connected via the load matching circuit 261. The amplifier 271 amplifies the high-frequency waveform signal generated by the signal generation circuit 209 and delayed by the delay circuit 281, that is, phase-shifted.

【0061】第2振動子222,224,226には、
負荷整合回路262を介して増幅器722が接続され
る。この増幅器272は、信号発生回路209で発生さ
れ、そして遅延回路282で遅延、つまり位相シフトさ
れた高周波の波形信号を増幅する。
The second vibrators 222, 224, and 226 include:
The amplifier 722 is connected via the load matching circuit 262. The amplifier 272 amplifies the high-frequency waveform signal generated by the signal generation circuit 209 and delayed by the delay circuit 282, that is, phase-shifted.

【0062】上記遅延回路281の遅延時間と遅延回路
282の遅延時間とが相違するように制御回路210に
より遅延回路281,282は制御される。具体的に
は、nをゼロ及び自然数として、高周波の波形信号の周
期をTとすると、遅延回路281の遅延時間は(n・
T)/2に、遅延回路282の遅延時間が((n+1)
・T)/2に、又はその逆で遅延回路281の遅延時間
は((n+1)・T)/2に、遅延回路282の遅延時
間が(n・T)/2に調整される。
The delay circuits 281 and 282 are controlled by the control circuit 210 such that the delay time of the delay circuit 281 is different from the delay time of the delay circuit 282. Specifically, assuming that n is zero and a natural number and the period of the high-frequency waveform signal is T, the delay time of the delay circuit 281 is (n ·
T) / 2, the delay time of the delay circuit 282 is ((n + 1)
The delay time of the delay circuit 281 is adjusted to ((n + 1) T) / 2, and the delay time of the delay circuit 282 is adjusted to (nT) / 2.

【0063】最も好ましくは、遅延回路281の遅延時
間はゼロに、遅延回路282の遅延時間はT/2になる
ように、又はその逆で遅延回路281の遅延時間はT/
2に、遅延回路282の遅延時間はゼロになるように調
整される。
Most preferably, the delay time of delay circuit 281 is set to zero, the delay time of delay circuit 282 is set to T / 2, or vice versa.
2, the delay time of the delay circuit 282 is adjusted to be zero.

【0064】これにより増幅器271により第1振動子
221,223,225のために発生される駆動信号の
位相と、増幅器272により第2振動子222,22
4,226のために発生される駆動信号の位相とは、互
いに反転、つまり180゜相違し(逆相)、これに応じ
て第1振動子221,223,225から発生する超音
波の位相と第2振動子222,224,226から発生
する超音波の位相とも反転する。
Thus, the phase of the drive signal generated for the first oscillators 221, 223, 225 by the amplifier 271 and the second oscillators 222, 22 by the amplifier 272.
4 and 226, the phases of the driving signals generated by the first transducers 221, 223, and 225 are inverted with respect to each other, that is, 180 degrees (opposite phase). The phases of the ultrasonic waves generated from the second transducers 222, 224, and 226 are also inverted.

【0065】また、増幅器271の増幅率と、増幅器2
72の増幅率とが相違するように、制御回路210によ
り増幅器271,272は制御される。これにより増幅
器271により第1振動子221,223,225のた
めに発生される駆動信号の振幅と、増幅器272により
第2振動子222,224,226のために発生される
駆動信号の振幅とは相違し、これに応じて第1振動子2
1,23,25から発生する超音波の振幅と第2振動子
222,224,226から発生する超音波の振幅とも
相違する。
The amplification factor of the amplifier 271 and the amplifier 2
The amplifiers 271 and 272 are controlled by the control circuit 210 so that the amplification factor differs from that of the amplifier 72. Thus, the amplitude of the drive signal generated for the first oscillators 221, 223, and 225 by the amplifier 271 and the amplitude of the drive signal generated for the second oscillators 222, 224, and 226 by the amplifier 272 are different from each other. The first vibrator 2
The amplitudes of the ultrasonic waves generated from the first, second, and 25 are different from the amplitudes of the ultrasonic waves generated from the second vibrators 222, 224, and 226.

【0066】オペレータは、キーボードやマウス等の入
力装置211を操作することにより、焦点領域の音場分
布におけるピーク音圧、ピーク音圧の位置、焦点中心の
ピーク音圧とその周辺のピーク音圧との音圧比をそれぞ
れ任意に設定することができるようになっている。これ
ら設定されたピーク音圧等を実現するために必要な遅延
回路281,282各々の遅延時間と、増幅器271,
272各々の増幅率とが記憶装置212に予め記憶され
ている。
The operator operates the input device 211 such as a keyboard or a mouse to obtain the peak sound pressure, the position of the peak sound pressure in the sound field distribution in the focal region, the peak sound pressure at the focal center, and the peak sound pressure in the vicinity thereof. Can be set arbitrarily. The delay time of each of the delay circuits 281 and 282 necessary to realize the set peak sound pressure and the like,
272 are stored in the storage device 212 in advance.

【0067】次に、本実施形態の動作について、治療用
の超音波を集束して患者204内の癌細胞205を焼灼
治療するケースを想定して説明する。超音波出力を増加
する際、振動子221〜226の駆動信号の振幅(駆動
エネルギー)を単に直線的に増加していくだけでは、焦
点のピーク音圧が不必要に増加し、そのエネルギーが治
療に有効に寄与しないばかりでなく、かえって副作用を
生じる可能性がある。すなわち、焼灼領域が焦点に限定
されるのみならず、焦点中心近傍では、水分の蒸発、キ
ャビテーション発生、音響流発生などの、治療にとって
は好ましくない様々な物理的作用を誘発する。その結
果、出血などの副作用が生じる可能性が指摘されてい
る。
Next, the operation of the present embodiment will be described on the assumption that a treatment ultrasonic wave is focused to cauterize the cancer cells 205 in the patient 204. When increasing the ultrasonic output, simply increasing the amplitude (drive energy) of the drive signals of the transducers 221 to 226 linearly increases the peak sound pressure at the focal point unnecessarily, and the energy is used for treatment. Not only does it not contribute effectively, but it can also cause side effects. That is, not only is the ablation region limited to the focal point, but in the vicinity of the focal point, it induces various physical effects that are not desirable for treatment, such as evaporation of water, cavitation, and acoustic streaming. As a result, it has been pointed out that side effects such as bleeding may occur.

【0068】よって、焦点領域の大きさを拡大しながら
も、焦点中心で音圧が欠落することないようにエネルギ
ーを分散させることにより、ピーク音圧の増加を抑えな
がら焦点領域内のターゲットを略均一に治療することを
可能にする。これにより、投入エネルギーに対する効率
よい治療ができるようになる。
Therefore, while enlarging the size of the focal area, the energy is dispersed so that the sound pressure does not drop off at the center of the focal point. Enables uniform treatment. As a result, efficient treatment for the input energy can be performed.

【0069】本実施形態では、上述の制御、つまり焦点
領域の大きさを拡大しながらも、焦点中心で音圧が欠落
することないようにエネルギーを分散させるのに必要な
制御を制御回路210で統括する。すなわち、第1振動
子221,223,225への駆動信号と第2振動子2
22,224,226への駆動信号との位相差が180
°になり、それに応じて第1振動子221,223,2
25から発生する超音波の位相と第2振動子222,2
24,226から発生する超音波の位相とが互いに反転
するように、遅延回路281の遅延時間と遅延回路28
2の遅延時間との差を、T/2(Tは高周波の波形信号
の周期)に調整する。
In the present embodiment, the control circuit 210 performs the above-described control, that is, control necessary for dispersing energy so that sound pressure is not lost at the center of the focal point while expanding the size of the focal region. Oversee. That is, the driving signals to the first vibrators 221, 223, and 225 and the second vibrator 2
The phase difference with the drive signal to
°, and the first vibrators 221, 223, 2
25 and the second transducers 222 and 2
The delay time of the delay circuit 281 and the delay circuit 28 so that the phases of the ultrasonic waves generated from the
2 is adjusted to T / 2 (T is the period of a high-frequency waveform signal).

【0070】さらに、振動子221〜226の形状や配
置情報から、第1振動子221,223,225への駆
動信号の振幅と第2振動子222,224,226の駆
動信号の振幅とが相違して、それに応じて第1振動子2
21,223,225から発生する超音波の振幅と第2
振動子222,224,226から発生する超音波の振
幅とが相違するように、増幅器271の増幅率と増幅器
272の増幅率とを別々に調整する。
Further, the amplitude of the drive signal to the first oscillators 221, 223, 225 and the amplitude of the drive signal to the second oscillators 222, 224, 226 differ from the shape and arrangement information of the oscillators 221 to 226. And the first vibrator 2
The amplitude of the ultrasonic wave generated from 21, 22, 225 and the second
The gain of the amplifier 271 and the gain of the amplifier 272 are separately adjusted so that the amplitudes of the ultrasonic waves generated from the transducers 222, 224, and 226 are different.

【0071】これら遅延時間や増幅率の基になるデータ
は、EEPROM等の記憶装置212に記憶しておく。
その際、制御回路210は、表示装置214の画面上に
表示されている焦点マークの大きさも焦点領域の大きさ
に対応して変化させる。なお、記憶装置212の内容を
参照するかわりに、制御回路210が計算しても、また
は入力装置211から情報を入力しても良い。
The data on which these delay times and amplification factors are based are stored in a storage device 212 such as an EEPROM.
At that time, the control circuit 210 also changes the size of the focus mark displayed on the screen of the display device 214 according to the size of the focus area. Note that, instead of referring to the content of the storage device 212, the control circuit 210 may calculate or input information from the input device 211.

【0072】ここで具体例について説明する。超音波発
生源27は、6個の振動子221〜226、開口径20
0mm、内径84mm、焦点距離230mmと想定して
いる。第1振動子221,223,225への駆動信号
と第2振動子222,224,226への駆動信号との
位相差を180°にした上で、第1振動子221,22
3,225への駆動信号と第2振動子222,224,
226への駆動信号との振幅比を、 1:3 に設定すると、焦点領域の音場分布は、図19に示すよ
うに、従来と同様に焦点中心の周囲に円弧状にピーク音
圧点が並ぶだけでなく、焦点中心にもピーク音圧点が形
成される。音圧半値幅で考察すると、位相差を与えずに
しかも同じ振幅で一斉駆動する駆動方式と比べ、焦点断
面積は約20倍に拡大する。なお、図19より明らかな
ように、ピーク音圧間には、音圧の谷が存在するが、加
熱治療の場合は熱伝導により熱変性領域は隙間なく一様
な形状となる。もし、従来のように焦点中心の音圧がゼ
ロの場合なら、中心近傍に一致して未変性領域が残って
しまう。
Here, a specific example will be described. The ultrasonic generator 27 has six vibrators 221 to 226 and an aperture diameter of 20.
It is assumed that 0 mm, the inner diameter is 84 mm, and the focal length is 230 mm. After setting the phase difference between the drive signals to the first vibrators 221, 223, 225 and the drive signals to the second vibrators 222, 224, 226 to 180 °, the first vibrators 221, 22
3,225 and the second vibrators 222,224,
When the amplitude ratio with the drive signal to the 226 is set to 1: 3, as shown in FIG. 19, the sound field distribution of the focal region has a peak sound pressure point in an arc shape around the focal point center as in the related art. A peak sound pressure point is formed not only in a line but also in the center of the focal point. Considering the sound pressure half width, the focal cross-sectional area is increased by about 20 times as compared with the driving method in which driving is performed at the same amplitude without giving a phase difference. As is clear from FIG. 19, there is a valley of sound pressure between peak sound pressures, but in the case of heat treatment, the heat-denatured region has a uniform shape with no gap due to heat conduction. If the sound pressure at the center of the focal point is zero as in the related art, an unmodified region remains near the center.

【0073】また、振幅比を変えることで治療目的にあ
わせた肌理の細かい焦点領域の制御が可能である。第1
振動子221,223,225への駆動信号と第2振動
子222,224,226への駆動信号との位相差を1
80°にした上で、第1振動子221,223,225
への駆動信号と第2振動子222,224,226への
駆動信号との振幅比を、 1:1.25 とすると、図20に示すような音場分布が得られる。つ
まり、焦点中心の周囲に円弧状に並ぶピーク音圧点を含
む円環領域の単位面積あたりの音圧、つまりエネルギー
密度が焦点中心の極小領域のエネルギー密度と略同一に
なる。こうすることにより、より均等な加熱又は焼灼を
実現する音場を形成できる。この音場を加熱用音場と
し、前述したピーク音圧を揃える方法を結石破砕用音場
として記憶装置12にそれぞれ記憶し、治療の目的によ
って使い分けて使用してもよい。
Further, by changing the amplitude ratio, it is possible to control the focal region with fine texture according to the purpose of treatment. First
The phase difference between the drive signal to the transducers 221, 223, and 225 and the drive signal to the second transducers 222, 224, and 226 is 1
After being set to 80 °, the first vibrators 221, 223, and 225
If the amplitude ratio of the drive signal to the second vibrators 222, 224, and 226 is 1: 1.25, a sound field distribution as shown in FIG. 20 is obtained. That is, the sound pressure per unit area of the annular area including the peak sound pressure points arranged in an arc around the focal point center, that is, the energy density becomes substantially the same as the energy density of the minimum area at the focal center. By doing so, a sound field that realizes more uniform heating or cauterization can be formed. This sound field may be used as a heating sound field, and the above-described method of making the peak sound pressure uniform may be stored in the storage device 12 as a calculus breaking sound field, and may be selectively used depending on the purpose of treatment.

【0074】このように第5実施形態によると、焦点領
域の大きさを拡大しながらも、焦点中心で音圧が欠落す
ることないようにエネルギーを分散させることができ、
これにより、ピーク音圧の増加を抑えながら焦点領域内
のターゲットを略均一に治療することを可能にする。こ
れにより、投入エネルギーに対する効率よい治療ができ
るようになる。
As described above, according to the fifth embodiment, while enlarging the size of the focal region, energy can be dispersed so that sound pressure does not drop at the focal center.
As a result, it is possible to treat the target in the focal region substantially uniformly while suppressing an increase in the peak sound pressure. As a result, efficient treatment for the input energy can be performed.

【0075】(第6実施形態)次に、第2実施形態につ
いて説明する。図21には、第6実施形態による超音波
照射装置の構成を示しており、図17と同じ構成要素に
は同じ符号を付している。第6実施形態による超音波照
射装置は、第5実施形態による超音波照射装置と構成
上、第1振動子221,223,225と第2振動子2
22,224,226とで増幅器215が共用されてい
る点と、共用増幅器215からの駆動信号を電力分配回
路216で第1振動子221,223,225と第2振
動子222,224,226とに分配している点とが相
違する。他の構成は、第5実施形態と同じであるので説
明は省略する。
(Sixth Embodiment) Next, a second embodiment will be described. FIG. 21 shows the configuration of an ultrasonic irradiation apparatus according to the sixth embodiment, and the same components as those in FIG. 17 are denoted by the same reference numerals. The ultrasonic irradiation device according to the sixth embodiment is different from the ultrasonic irradiation device according to the fifth embodiment in configuration, in that the first oscillators 221, 223, and 225 and the second oscillator 2
22, 224, 226, and the fact that the amplifier 215 is shared with the first oscillators 221, 223, 225 and the second oscillators 222, 224, 226. Is different from the above. The other configuration is the same as that of the fifth embodiment, and the description is omitted.

【0076】増幅器215としては、一般の高周波電力
源もしくは高周波アンプと同様のものが使用可能であ
る。また、本実施形態では、電力分配回路216とし
て、コンベンショナルトランス及び伝送線路トランスを
用いている。電力分配回路216の構成を図22に示し
ている。図22において、コンベンショナルトランス2
41はインピーダンス整合のために使用されている。コ
ンベンショナルトランス241の2次側には複数のタッ
プが設けられており、インピーダンス整合の微調整が可
能である。また、1次側と2次側を絶縁する役目も兼ね
ている。一般に、LC素子によるインピーダンス整合回
路に比べ、コンベンショナルトランス方式のほうが周波
数特性が良い。コンベンショナルトランス241の後に
接続されている伝送線路トランス242〜245は第1
振動子221,223,225と第2振動子222,2
24,226とに所定の比率で電力を分配し、かつ電力
波の位相を互いに反転させるために用いられている。
As the amplifier 215, a general high-frequency power source or a high-frequency amplifier can be used. In the present embodiment, a conventional transformer and a transmission line transformer are used as the power distribution circuit 216. The configuration of the power distribution circuit 216 is shown in FIG. In FIG. 22, the conventional transformer 2
Reference numeral 41 is used for impedance matching. A plurality of taps are provided on the secondary side of the conventional transformer 241 to enable fine adjustment of impedance matching. In addition, it also serves to insulate the primary side and the secondary side. Generally, the frequency characteristics of the conventional transformer method are better than those of the impedance matching circuit using LC elements. Transmission line transformers 242 to 245 connected after the conventional transformer 241
Oscillator 221, 223, 225 and second oscillator 222, 2
24 and 226 at a predetermined ratio, and are used to invert the phases of the power waves.

【0077】本実施形態では、信号振幅比は1:3(電
力比では1:9)としたが、このように整数で振幅比が
表現される場合、伝送線路トランスが作りやすさと周波
数特性の2点でコンベンショナルトランスよりも優れて
いる。もちろん、伝送線路トランスの代わりにコンベン
ショナルトランスを使用することも可能であり、その
他、アッテネータによる方式も可能である。また、イン
ピーダンス整合を、LC素子を用いた回路としても使用
可能である。
In the present embodiment, the signal amplitude ratio is 1: 3 (1: 9 in the power ratio). However, when the amplitude ratio is expressed by an integer as described above, the transmission line transformer is easy to make and the frequency characteristic is low. It is superior to a conventional transformer in two points. Of course, a conventional transformer can be used instead of the transmission line transformer, and a method using an attenuator is also possible. Further, the impedance matching can be used as a circuit using an LC element.

【0078】本実施形態においても第5実施形態と同様
の作用効果を、簡素な構成で奏することができる。
In this embodiment, the same operation and effect as in the fifth embodiment can be obtained with a simple configuration.

【0079】(第7実施形態)上述の第5、第6実施形
態では、遅延制御により第1振動子への駆動信号と第2
振動子への駆動信号との間に180゜の位相差を与える
ことにより、第1振動子から発生する超音波と第2振動
子から発生する超音波との間に180゜の位相差を与え
るようにしていたが、本実施形態では、このような遅延
制御によらず、物理的な工夫により第1振動子から発生
する超音波と第2振動子から発生する超音波との間に1
80゜の位相差を与えることを特徴としている。なお、
第1振動子への駆動信号の振幅と第2振動子への駆動信
号の振幅とを相違させる構成および他の周辺部分の構成
は第5実施形態と同様であるので説明は省略する。
(Seventh Embodiment) In the fifth and sixth embodiments, the drive signal to the first vibrator and the second
By providing a 180 ° phase difference between the driving signal to the vibrator and a 180 ° phase difference between the ultrasonic wave generated from the first vibrator and the ultrasonic wave generated from the second vibrator. However, in the present embodiment, the ultrasonic wave generated from the first vibrator and the ultrasonic wave generated from the second vibrator are not physically controlled by the delay time, but by the physical device.
It is characterized by providing a phase difference of 80 °. In addition,
The configuration for making the amplitude of the drive signal to the first vibrator different from the amplitude of the drive signal to the second vibrator and the configuration of other peripheral portions are the same as those in the fifth embodiment, and thus description thereof is omitted.

【0080】図23(a)に、第7実施形態による超音
波発生源の構造を、略半分に切り欠いた状態で示してい
る。この超音波発生源は、圧電セラミック製の複数、こ
こでは6個の第1振動子231と同じ6個の第2振動子
232とを円周方向に沿って交互に並べて全体として球
殻形状になしたものであり、各振動子からの超音波が幾
何学的な焦点に集束するようになっている。なお、振動
子231,232は実際には支持体により保持される。
FIG. 23A shows the structure of an ultrasonic wave source according to the seventh embodiment in a state where it is cut out in substantially half. This ultrasonic generating source is composed of a plurality of piezoelectric ceramics, here six first vibrators 231 and the same six second vibrators 232, which are alternately arranged along the circumferential direction to form a spherical shell as a whole. The ultrasonic wave from each transducer is focused on a geometrical focal point. Note that the vibrators 231 and 232 are actually held by a support.

【0081】第1振動子231は、その超音波放射面と
焦点206との距離が、第2振動子232の超音波放射
面と焦点206との距離よりも、超音波の波長をWLと
して、WL/2だけ長くなるように、つまり第1振動子
231が第2振動子232よりも超音波照射方向にWL
/2だけ奥まっているようにオフセット配置されてい
る。
The distance between the ultrasonic wave emitting surface of the first vibrator 231 and the focal point 206 is greater than the distance between the ultrasonic wave emitting surface of the second vibrator 232 and the focal point 206, and the wavelength of the ultrasonic wave is WL. WL / 2, that is, the first vibrator 231 is longer than the second vibrator 232 in the ultrasonic irradiation direction.
/ 2 offset.

【0082】換言すると、第2振動子232は、その超
音波放射面と焦点206との距離が、第1振動子231
の超音波放射面と焦点206との距離よりも、超音波の
波長をWLとして、WL/2だけ短くなるように、つま
り第2振動子32が第1振動子31よりも超音波照射方
向にWL/2だけ突出して、焦点206に近くなるよう
にオフセット配置されている。
In other words, the distance between the ultrasonic radiation surface and the focal point 206 of the second vibrator 232 is
The distance between the ultrasonic radiation surface and the focal point 206 is shorter than the distance between the ultrasonic wave at WL and WL / 2, that is, the second vibrator 32 is closer to the ultrasonic irradiation direction than the first vibrator 31. The projection is offset by WL / 2 and is close to the focal point 206.

【0083】図23(b)に示すように全振動子を焦点
206から一定の距離に配置する場合は、幾何学的焦点
206における音圧がその周囲に比較してかなり高いも
のとなるが、図23(a)のようなオフセット配置にす
ることにより、第5、第7実施形態と同様に、焦点領域
での干渉状態が変化し、幾何学的焦点206の中心の周
囲の音圧が高くなり、焦点領域が実質的に拡大する。図
23(b)のような構造のときには、その音圧が高いの
で焦点での治療効果は高いが、それと同時に焦点とその
周囲の組織を破壊してしまい出血するという問題がある
が、本実施形態のように焦点の音圧を低くして、その周
囲の音圧を底上げすることで、第5、第7実施形態と同
様に組織破壊を生じること無く出血することを防止する
ことができる。
When all the transducers are arranged at a fixed distance from the focal point 206 as shown in FIG. 23 (b), the sound pressure at the geometrical focal point 206 becomes considerably higher than its surroundings. By setting the offset arrangement as shown in FIG. 23A, the interference state in the focal region changes as in the fifth and seventh embodiments, and the sound pressure around the center of the geometrical focal point 206 increases. And the focal region is substantially enlarged. In the case of the structure shown in FIG. 23B, the sound pressure is high and the therapeutic effect at the focal point is high, but at the same time, there is a problem that the focal point and the surrounding tissue are destroyed and bleeding occurs. By lowering the sound pressure at the focal point and raising the sound pressure around it as in the embodiment, it is possible to prevent bleeding without causing tissue destruction as in the fifth and seventh embodiments.

【0084】また焦点の周囲の音圧が高くなるので、焦
点領域が拡大して治療可能領域も拡大するので、従来、
照射を繰り返す必要のあった比較的大きなターゲットに
対しても、照射量が少なくてすむので、治療時間を短縮
することができる。
Further, since the sound pressure around the focal point is increased, the focal region is enlarged and the therapeutic region is also enlarged.
The irradiation time can be reduced even for a relatively large target that needs to be repeatedly irradiated, so that the treatment time can be shortened.

【0085】(第8実施形態)図24は、本発明の第8
実施形態に係る超音波照射装置の構成を示すものであ
る。同図において、治療用アプリケータ301は、治療
用超音波を発生する治療用超音波発生源302と、この
治療用超音波発生源302の略中心の孔に挿入され、焦
点領域を含む断面を断層像として映像化するためのイメ
ージング用の超音波プローブ303と、超音波の伝播媒
質、例えばよく脱気された水305が封入されている可
撓性の水袋304とを有している。イメージング用の超
音波プローブ303には、超音波イメージング装置30
8が接続されていて、超音波プローブ303を介して超
音波により焦点領域を含む断面を走査し、これにより得
たエコー信号に基づいて当該断面の断層像(Bモード
像)を生成し、これを表示装置309にリアルタイムに
表示するようになっている。
(Eighth Embodiment) FIG. 24 shows an eighth embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of an ultrasonic irradiation device according to an embodiment. In the figure, a treatment applicator 301 includes a treatment ultrasonic generation source 302 for generating treatment ultrasonic waves, and a cross section including a focal region inserted into a substantially central hole of the treatment ultrasonic generation source 302. It has an ultrasonic probe 303 for imaging for imaging as a tomographic image, and a flexible water bag 304 in which an ultrasonic wave propagation medium, for example, well-degassed water 305 is sealed. The ultrasonic probe 303 for imaging includes the ultrasonic imaging device 30
8 is connected, scans a cross section including the focal region by ultrasonic waves via the ultrasonic probe 303, and generates a tomographic image (B mode image) of the cross section based on the echo signal obtained thereby. Is displayed on the display device 309 in real time.

【0086】治療用超音波発生源302は、図25に示
すように、電気的に分離した偶数個、ここでは8個の振
動子321〜328を有する。つまり、治療用超音波発
生源302は、8チャンネルを有する。8個の振動子3
21〜328それぞれは、略扇状に形成された1つの圧
電セラミックス片からなり、又は共通電極で電気的に連
結されている複数の圧電セラミックス片が略扇状に配列
されてなる。このような振動子321〜328が略円環
状に配列されており、全体として略球殻形状をなしてい
る。各振動子から発生した超音波は、球殻の曲率に従っ
て幾何学的に決まる焦点116に集束し、ターゲット1
7を治療するようになっている。
As shown in FIG. 25, the treatment ultrasonic generating source 302 has an even number of electrically separated vibrators, here, eight vibrators 321 to 328. That is, the therapeutic ultrasound source 302 has eight channels. 8 vibrators 3
Each of 21 to 328 is formed of one piezoelectric ceramic piece formed in a substantially fan shape, or a plurality of piezoelectric ceramic pieces electrically connected by a common electrode are arranged in a substantially fan shape. Such vibrators 321 to 328 are arranged in a substantially annular shape, and have a substantially spherical shell shape as a whole. Ultrasonic waves generated from each transducer are focused on a focal point 116 geometrically determined according to the curvature of the spherical shell, and the target 1
7 to be treated.

【0087】8個の振動子321〜328には、8個
(8チャンネル)のインピーダンス整合回路310が1
対1に接続されている。この8個のインピーダンス整合
回路310の入力には、やはり8個(8チャンネル)の
増幅器311の出力が1対1に接続されている。さら
に、8個の増幅器311の入力には、8個(8チャンネ
ル)の移相器312の出力が1対1に接続されている。
そして、8個の移相器312の入力には、高周波(周波
数f0 )の波形信号を発生する波形発生回路313が共
通接続されている。
Each of the eight vibrators 321 to 328 is provided with eight (eight channels) impedance matching circuits 310.
They are connected one to one. The outputs of the eight (8-channel) amplifiers 311 are also connected to the inputs of the eight impedance matching circuits 310 on a one-to-one basis. Further, the outputs of eight (8 channels) phase shifters 312 are connected to the inputs of the eight amplifiers 311 on a one-to-one basis.
A waveform generating circuit 313 for generating a high-frequency (frequency f0) waveform signal is commonly connected to inputs of the eight phase shifters 312.

【0088】さらに、増幅器316は、波形発生回路3
13から出力される波形信号をそのまま増幅するために
設けられている。この増幅器316から出力される駆動
信号は、増幅器311から出力される駆動信号各々と加
算され、整合回路310を介して振動子321〜328
に送られる。
Further, the amplifier 316 includes the waveform generation circuit 3
It is provided to amplify the waveform signal output from the block 13 as it is. The driving signal output from the amplifier 316 is added to each of the driving signals output from the amplifier 311, and the vibrators 321 to 328 are output via the matching circuit 310.
Sent to

【0089】制御回路314は、移相器312から出力
される波形信号が、kを自然数として、(2π・k)/
Nずつ相違するように、移相器312各々の移相量を制
御する。なお、Nは振動子数を表している。従って、増
幅器311各々の出力波形は、 Asin(2πft+2πk(n/N)) で与えられる。なお、Aは、制御回路314により制御
される増幅器311の増幅率、fは駆動信号の周波数、
tは時間、nは振動子番号(0〜7)を表している。振
動子番号は、円弧状に配列された振動子321〜328
に、例えば反時計回りに順番に付けられている。
The control circuit 314 determines that the waveform signal output from the phase shifter 312 is (2π · k) /
The phase shift amount of each phase shifter 312 is controlled so as to differ by N. N represents the number of transducers. Accordingly, the output waveform of each amplifier 311 is given by Asin (2πft + 2πk (n / N)). Note that A is the amplification factor of the amplifier 311 controlled by the control circuit 314, f is the frequency of the drive signal,
t represents time, and n represents a vibrator number (0 to 7). The transducer numbers are the transducers 321 to 328 arranged in an arc shape.
, For example, in a counterclockwise order.

【0090】このような移相制御により、例えば図25
に示すように、振動子321の駆動信号に対して、振動
子322〜328の駆動信号はそれぞれ、π/4,2π
/4,3π/4,4π/4,5π/4,6π/4,7π
/4という位相差が与えられる。一方、増幅器316の
出力波形は、φを初期位相(固定値)として、 Bsin(2πft+φ) で与えられる。なお、Bは、制御回路314により制御
される増幅器316の増幅率を表している。
By such a phase shift control, for example, FIG.
As shown in the figure, the driving signals of the vibrators 322 to 328 are respectively π / 4 and 2π
/ 4, 3π / 4, 4π / 4, 5π / 4, 6π / 4, 7π
/ 4 is provided. On the other hand, the output waveform of the amplifier 316 is given by Bsin (2πft + φ), where φ is the initial phase (fixed value). B represents the amplification factor of the amplifier 316 controlled by the control circuit 314.

【0091】振動子321〜328に印加される駆動信
号は、 Asin(2πft+2πk(n/N))+Bsin(2πf
t+φ) で与えられる。この増幅器316の増幅率Bに対する増
幅器311の増幅率Aの比率(A/B比)を制御回路3
14の増幅率制御により様々に変えることにより、図2
6に示すように、焦点中心の音圧と、周囲の音圧との強
度比を様々に変更することができる。
The driving signal applied to the vibrators 321 to 328 is: Asin (2πft + 2πk (n / N)) + Bsin (2πf
t + φ). The control circuit 3 determines the ratio (A / B ratio) of the amplification factor A of the amplifier 311 to the amplification factor B of the amplifier 316.
By changing variously by the amplification factor control of FIG.
As shown in FIG. 6, the intensity ratio between the sound pressure at the focal point center and the sound pressure at the surroundings can be changed in various ways.

【0092】本発明は、上述した実施形態に限定される
ことなく、種々変形して実施可能である。例えば、上述
の実施形態では、第1振動子への駆動信号が第2振動子
への駆動信号との間に180゜の位相差(遅延位相)を
与える説明をしているが、位相差は次の関係が成立する
ものでもよい。 0゜<位相差<180゜ この場合(当然、振幅値も変える)、周囲の音圧極大点
の大きさは交互に異なる値となる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented with various modifications. For example, in the above-described embodiment, a description is given in which the drive signal to the first vibrator gives a 180 ° phase difference (delay phase) between the drive signal to the second vibrator and the drive signal to the second vibrator. The following relationship may be established. 0 ° <phase difference <180 ° In this case (of course, the amplitude value is also changed), the magnitudes of the surrounding sound pressure local maximum points are alternately different values.

【0093】また、音響レンズ、フェーズドアレイ法を
用いる場合でも、上述の実施形態による焦点拡大法を用
いてもよい。
Further, even when the acoustic lens and the phased array method are used, the focus expanding method according to the above-described embodiment may be used.

【0094】また、上述の実施形態すべてにおいては、
圧電セラミック製の振動子で超音波発生源を構成した
が、これに代えて、電磁誘導タイプの超音波発生源を採
用してもよい。また、位相の反転/非反転のみを述べた
が、ある決まった位相量、例えば90゜の遅れ/進み位
相などの他の位相差で駆動してもよいし、特開平06−
78930号公報に開示されているように位相量を変更
可能にしてもよい。また、振動子分離は振動子板の物理
的なカッティングによらなくても、電極カッティングに
より実現してもよい。
In all of the above embodiments,
Although the ultrasonic generator is constituted by a piezoelectric ceramic vibrator, an electromagnetic induction type ultrasonic generator may be employed instead. Although only the inversion / non-inversion of the phase has been described, the driving may be performed with another phase difference such as a predetermined phase amount, for example, a delay / advance phase of 90 °.
As disclosed in Japanese Patent No. 78930, the phase amount may be changeable. Also, the vibrator separation may be realized by electrode cutting, instead of by physical cutting of the vibrator plate.

【0095】また、上述の実施形態すべてにおいては、
超音波発生源は、円周方向に振動子を配列するように記
述したが、図27に示すように、超音波発生源は、半径
の弧Tなる複数のリング状振動子401〜405から構
成されるいわゆるアニュラー型であってもよい。
In all of the above embodiments,
Although the ultrasonic generator is described as arranging the transducers in the circumferential direction, as shown in FIG. 27, the ultrasonic generator comprises a plurality of ring-shaped vibrators 401 to 405 each having an arc T having a radius. A so-called annular type may be used.

【0096】[0096]

【発明の効果】本発明によれば、位相及び振幅の相違す
る複数種類の超音波を一斉に発生することができるの
で、音圧極大値が焦点の中心と焦点の周囲とに存在する
焦点領域を形成することができる。さらに、位相を振動
子ごとに変えることができるので、焦点領域の大きさを
様々に変更することができる。
According to the present invention, a plurality of types of ultrasonic waves having different phases and amplitudes can be generated at the same time, so that the sound pressure local maximum exists at the center of the focus and around the focus. Can be formed. Further, since the phase can be changed for each transducer, the size of the focal region can be variously changed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態による超音波治療装置の
構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の超音波発生源の概略的な平面図。FIG. 2 is a schematic plan view of the ultrasonic generator of FIG.

【図3】(a)は、図1の位相非反転/反転回路の第1
例の構成を示す図、(b)は、図1の位相非反転/反転
回路の第2例の構成を示す図。
FIG. 3A is a diagram illustrating a first example of the phase non-inverting / inverting circuit of FIG. 1;
FIG. 2B is a diagram illustrating a configuration of an example, and FIG. 2B is a diagram illustrating a configuration of a second example of the phase non-inverting / inverting circuit of FIG. 1.

【図4】(a)は、図1の位相非反転/反転回路の第3
例の構成を示す図、(b)は、図1の位相非反転/反転
回路の第4例の構成を示す図。
FIG. 4A is a diagram illustrating a third example of the phase non-inverting / inverting circuit of FIG. 1;
FIG. 4B is a diagram illustrating a configuration of an example, and FIG. 6B is a diagram illustrating a configuration of a fourth example of the phase non-inverting / inverting circuit of FIG. 1.

【図5】(a)は、本実施形態において、非反転の駆動
信号が供給される振動子と反転された駆動信号が供給さ
れる振動子とが1つずつ交互に並ぶ第1パターンを示す
図、(b)は、本実施形態において、非反転の駆動信号
が供給される振動子と反転された駆動信号が供給される
振動子とが2つずつ交互に並ぶ第2パターンを示す図、
(c)は、本実施形態において、非反転の駆動信号が供
給される振動子と反転された駆動信号が供給される振動
子とが3つずつ交互に並ぶ第3パターンを示す図、
(d)は、本実施形態において、非反転の駆動信号が供
給される隣接する3つの振動子と反転された駆動信号が
供給される隣接する2つの振動子とが交互に並ぶ第4パ
ターンを示す図、(e)は、本実施形態において、非反
転の駆動信号が供給される振動子と反転された駆動信号
が供給される振動子とが格子状に並ぶ第5パターンを示
す図。
FIG. 5A shows a first pattern in which a vibrator to which a non-inverted drive signal is supplied and a vibrator to which an inverted drive signal is supplied are alternately arranged one by one in the present embodiment; FIG. 3B is a diagram illustrating a second pattern in which a vibrator to which a non-inverted drive signal is supplied and a vibrator to which a reversed drive signal is supplied are alternately arranged two by two in the present embodiment;
FIG. 3C is a diagram illustrating a third pattern in which a vibrator to which a non-inverted drive signal is supplied and a vibrator to which an inverted drive signal is supplied are alternately arranged three by three in the present embodiment;
(D) shows a fourth pattern in which, in the present embodiment, three adjacent transducers to which a non-inverted drive signal is supplied and two adjacent transducers to which an inverted drive signal is supplied are alternately arranged. FIG. 7E is a diagram illustrating a fifth pattern in which a vibrator to which a non-inverted drive signal is supplied and a vibrator to which an inverted drive signal is supplied are arranged in a lattice pattern in the embodiment.

【図6】図5(b)の第2パターンで駆動するときの音
場分布を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a sound field distribution when driven by the second pattern of FIG. 5 (b).

【図7】図1の表示装置の表示画面例を示す図。FIG. 7 is a view showing an example of a display screen of the display device of FIG. 1;

【図8】本発明の第2実施形態による超音波治療装置の
構成を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3実施形態による超音波治療装置の
構成を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図10】(a)は、第3実施形態において、配列パタ
ーンと各振動子の駆動位相との対応を示す図、(b)
は、配列パターンと各セレクタとの対応を示す図。
FIG. 10A is a diagram showing a correspondence between an array pattern and a driving phase of each transducer in the third embodiment, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing correspondence between an array pattern and each selector.

【図11】図9の超音波治療装置の変形例の構成を示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a modification of the ultrasonic therapy apparatus of FIG. 9;

【図12】図11の位相反転制御回路の一例の構成を示
す図。
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of an example of a phase inversion control circuit in FIG. 11;

【図13】第4実施形態により改良された図1の超音波
治療装置の構成を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of the ultrasonic therapy apparatus of FIG. 1 improved by the fourth embodiment.

【図14】第4実施形態により改良された図8の超音波
治療装置の構成を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the ultrasonic therapy apparatus of FIG. 8 improved by the fourth embodiment.

【図15】第4実施形態により改良された図9の超音波
治療装置の構成を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of the ultrasonic therapy apparatus of FIG. 9 improved by the fourth embodiment.

【図16】第4実施形態により改良された図11の超音
波治療装置の構成を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing the configuration of the ultrasonic therapy apparatus of FIG. 11 improved by the fourth embodiment.

【図17】本発明の第5実施形態に係る超音波照射装置
の構成を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic irradiation apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図18】図17の超音波発生源の概略的な平面図。FIG. 18 is a schematic plan view of the ultrasonic generator of FIG. 17;

【図19】図17の制御回路により反転と非反転との間
の駆動信号の振幅比が1:3に調整されたときの音場分
布を示す図。
19 is a diagram illustrating a sound field distribution when the amplitude ratio of the drive signal between inversion and non-inversion is adjusted to 1: 3 by the control circuit in FIG. 17;

【図20】図17の制御回路により反転と非反転との間
の駆動信号の振幅比が1:1.25に調整されたときの
音場分布を示す図。
20 is a diagram showing a sound field distribution when the amplitude ratio of the drive signal between inversion and non-inversion is adjusted to 1: 1.25 by the control circuit in FIG. 17;

【図21】本発明の第6実施形態に係る超音波照射装置
の構成を示す図。
FIG. 21 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic irradiation apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図22】図21の電力分配回路の構成を示す図。FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of a power distribution circuit in FIG. 21;

【図23】(a)は、本発明の第7実施形態に係る超音
波照射装置の超音波発生源を縦半分に切り欠きそれを横
から見た図、(b)は、(a)の比較例を示す図。
FIG. 23A is a view of an ultrasonic irradiation apparatus according to a seventh embodiment of the present invention in which an ultrasonic wave generating source is cut in half vertically and viewed from the side, and FIG. The figure which shows a comparative example.

【図24】本発明の第8実施形態に係る超音波照射装置
の構成を示す図。
FIG. 24 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic irradiation apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図25】図24の各振動子に供給される駆動信号の位
相を示す図。
FIG. 25 is a diagram showing the phase of a drive signal supplied to each transducer of FIG. 24;

【図26】図25の位相パターンで、振幅比A/Bを変
えることによる音場分布の変化を示す図。
FIG. 26 is a diagram showing a change in sound field distribution by changing the amplitude ratio A / B in the phase pattern of FIG. 25;

【図27】アニュラー型超音波発生源を示す図。FIG. 27 is a diagram showing an annular type ultrasonic wave generating source.

【図28】従来の拡大された焦点領域の音場分布を示す
図。
FIG. 28 is a diagram showing a sound field distribution of a conventional enlarged focal region.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…治療用アプリケータ、 102…治療用超音波発生源、 103…イメージング用超音波プローブ、 104…水袋、 105…脱気水、 106…患者(被検体)、 107…癌細胞、 108…超音波イメージング装置、 109…表示装置、 110…インピーダンス整合回路、 111…増幅器、 112…位相非反転/反転回路、 113…波形発生回路、 114…制御回路、 115…コンソール、 116…焦点。 Reference numeral 101: therapeutic applicator 102: therapeutic ultrasonic source 103: ultrasonic probe for imaging 104: water bag 105: degassed water 106: patient (subject) 107: cancer cells 108: Ultrasonic imaging device 109 Display device 110 Impedance matching circuit 111 Amplifier phase non-inverting / inverting circuit 113 Waveform generating circuit 114 Control circuit 115 Console 110 Focus.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相田 聡 栃木県大田原市下石上1385番の1 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 小作 秀樹 栃木県大田原市下石上1385番の1 株式会 社東芝那須工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Satoshi Aida 1385-1, Shimoishigami, Otawara-shi, Tochigi Prefecture Inside the Toshiba Nasu Plant (72) Inventor Hideki Ozaku 1385-1, Shimoishigami, Otawara-shi, Tochigi Stock Company Inside the Toshiba Nasu Factory

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の駆動信号を印加されることによ
り、焦点に集束する複数の超音波を発生する複数の振動
子と、 前記駆動信号各々を位相と振幅とを可変にして発生する
複数の駆動ユニットと、 前記駆動信号各々の位相と振幅を設定するために、前記
駆動ユニットを個々に制御する制御回路とを具備するこ
とを特徴とする超音波治療装置。
A plurality of transducers for generating a plurality of ultrasonic waves focused on a focal point by applying a plurality of drive signals; and a plurality of transducers for generating the drive signals with variable phases and amplitudes. An ultrasonic therapy apparatus comprising: a drive unit; and a control circuit that individually controls the drive unit to set the phase and amplitude of each of the drive signals.
【請求項2】 前記制御回路は、前記焦点の中心の音圧
と、前記焦点の周囲のピーク音圧とが略一致するよう
に、前記駆動信号各々の位相と振幅を設定することを特
徴とする請求項1記載の超音波治療装置。
2. The control circuit sets a phase and an amplitude of each of the drive signals such that a sound pressure at a center of the focus and a peak sound pressure around the focus substantially coincide with each other. The ultrasonic therapy device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記制御回路は、前記焦点の中心領域の
エネルギー密度と、前記焦点の周囲の音圧極大点を含む
円周領域のエネルギー密度とが略一致するように、前記
駆動信号各々の位相と振幅を設定することを特徴とする
請求項1記載の超音波治療装置。
3. The control circuit according to claim 2, wherein the energy density of a central area of the focal point is substantially equal to the energy density of a circumferential area including a sound pressure maximum point around the focal point. The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1, wherein the phase and the amplitude are set.
【請求項4】 前記駆動ユニット各々は、高周波の波形
信号の位相を反転する位相反転回路と、前記位相反転さ
れた第1波形信号と前記位相反転されていない第2波形
信号とを選択的に出力するセレクタと、前記セレクタか
ら出力される前記第1波形信号又は前記第2波形信号を
増幅する増幅器とを有することを特徴とする請求項1記
載の超音波治療装置。
4. The driving unit, wherein each of the driving units selectively inverts a phase of a high-frequency waveform signal, and selectively outputs the first inverted waveform signal and the second non-phase inverted waveform signal. The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1, further comprising: a selector that outputs the signal; and an amplifier that amplifies the first waveform signal or the second waveform signal output from the selector.
【請求項5】 前記駆動ユニット各々は、高周波の波形
信号を増幅して駆動信号を発生する増幅器と、前記駆動
信号の位相を反転する位相反転回路と、前記位相反転さ
れた第1駆動信号と前記位相反転されていない第2駆動
信号とを選択的に出力するセレクタとを有することを特
徴とする請求項1記載の超音波治療装置。
5. Each of the driving units includes an amplifier for amplifying a high-frequency waveform signal to generate a driving signal, a phase inverting circuit for inverting a phase of the driving signal, and a first inverting driving signal. The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1, further comprising a selector for selectively outputting the second drive signal that has not been phase-inverted.
【請求項6】 前記制御回路は、前記焦点の大きさを変
えるために、前記第1駆動信号で駆動する振動子と前記
第2駆動信号で駆動する振動子との組み合わせを変更す
ることを特徴とする請求項1記載の超音波治療装置。。
6. The control circuit changes a combination of a vibrator driven by the first drive signal and a vibrator driven by the second drive signal to change the size of the focal point. The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1, wherein .
【請求項7】 前記駆動信号に高調波信号を混合する手
段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の超音
波治療装置。。
7. The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1, further comprising means for mixing a harmonic signal with the driving signal. .
【請求項8】 前記駆動ユニット各々は、隣接しない少
なくとも2つの振動子に共通接続されていることを特徴
とする請求項1記載の超音波治療装置。
8. The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1, wherein each of the drive units is commonly connected to at least two non-adjacent transducers.
【請求項9】 複数の第1駆動信号を印加されることに
より、焦点に集束する複数の第1超音波を発生する複数
の第1振動子と、 複数の第2駆動信号を印加されることにより、前記第1
超音波と同じ焦点に集束する複数の第2超音波を発生す
る複数の第2振動子と、 前記第1駆動信号を位相と振幅とを可変にして発生する
第1駆動ユニットと、 前記第2駆動信号を位相と振幅とを可変にして発生する
第2駆動ユニットと、 前記第1駆動信号と前記第2駆動信号との間で位相及び
振幅を相違させるように、前記第1駆動ユニットと第2
駆動ユニットとを制御する制御回路とを具備することを
特徴とする超音波治療装置。
9. A plurality of first transducers for generating a plurality of first ultrasonic waves focused on a focus by applying a plurality of first drive signals, and applying a plurality of second drive signals. By the above, the first
A plurality of second transducers for generating a plurality of second ultrasonic waves focused on the same focal point as the ultrasonic waves; a first drive unit for generating the first drive signal by changing the phase and amplitude; A second drive unit that generates a drive signal by changing the phase and amplitude; and a first drive unit and a second drive unit that differ in phase and amplitude between the first drive signal and the second drive signal. 2
An ultrasonic treatment apparatus comprising: a control circuit for controlling a driving unit.
【請求項10】 前記第1駆動信号と前記第2駆動信号
の少なくとも一方は遅延回路を有し、前記遅延回路の遅
延時間は前記制御回路により制御されることを特徴とす
る請求項9記載の超音波治療装置。
10. The apparatus according to claim 9, wherein at least one of said first drive signal and said second drive signal has a delay circuit, and a delay time of said delay circuit is controlled by said control circuit. Ultrasound therapy device.
【請求項11】 前記第1駆動ユニットと前記第2駆動
ユニット各々は増幅器を有し、前記増幅器の増幅率は前
記制御回路により制御されることを特徴とする請求項9
記載の超音波治療装置。
11. The apparatus according to claim 9, wherein each of the first driving unit and the second driving unit has an amplifier, and an amplification factor of the amplifier is controlled by the control circuit.
The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1.
【請求項12】 前記第1振動子と第2振動子とは互い
に隣り合うようにアレンジされていることを特徴とする
請求項9記載の超音波治療装置。
12. The ultrasonic treatment apparatus according to claim 9, wherein the first transducer and the second transducer are arranged so as to be adjacent to each other.
【請求項13】 前記第1駆動ユニットは、前記第1振
動子に共通接続され、前記第2駆動ユニットは、前記第
2振動子に共通接続されていることを特徴とする請求項
12記載の超音波治療装置。
13. The device according to claim 12, wherein the first drive unit is commonly connected to the first vibrator, and the second drive unit is commonly connected to the second vibrator. Ultrasound therapy device.
【請求項14】 前記第1駆動信号と前記第2駆動信号
との少なくとも一方に高調波信号を混合する手段をさら
に備えることを特徴とする請求項9記載の超音波治療装
置。
14. The ultrasonic treatment apparatus according to claim 9, further comprising: means for mixing a harmonic signal with at least one of the first drive signal and the second drive signal.
【請求項15】 第1駆動信号を印加されることによ
り、焦点に集束する第1超音波を発生する複数の第1振
動子と、 第2駆動信号を印加されることにより、前記第1超音波
と同じ焦点に集束する第2超音波を発生するものであっ
て、前記第1振動子と互いに隣り合うようにアレンジさ
れる複数の第2振動子と、 前記第1駆動信号を発生する第1駆動ユニットと、 前記第1駆動信号に対して逆相になるように前記第2駆
動信号を発生する第2駆動ユニットとを具備することを
特徴とする超音波治療装置。
15. A plurality of first transducers for generating a first ultrasonic wave focused on a focus by applying a first drive signal, and a plurality of first vibrators for applying a second drive signal to the first transducer. Generating a second ultrasonic wave focused on the same focal point as the sound wave, a plurality of second vibrators arranged so as to be adjacent to the first vibrator and a second ultrasonic wave generating the first drive signal; An ultrasonic therapy apparatus comprising: a first drive unit; and a second drive unit that generates the second drive signal so that the second drive signal is in a phase opposite to the first drive signal.
【請求項16】 第1駆動信号を印加されることによ
り、焦点に集束する第1超音波を発生する複数の第1振
動子と、 第2駆動信号を印加されることにより、前記第1超音波
と同じ焦点に集束する第2超音波を発生する複数の第1
振動子と、 駆動信号を発生する駆動ユニットと、 前記駆動信号を前記第1駆動信号と前記第2駆動信号と
に分配するものであって、前記第1駆動信号の位相と前
記第2駆動信号の位相とを相違する手段と、前記第1駆
動信号の振幅と前記第2駆動信号の振幅とを相違する手
段とを有する分配器とを具備することを特徴とする超音
波治療装置。
16. A plurality of first transducers for generating a first ultrasonic wave focused on a focus by applying a first drive signal, and a plurality of first transducers for applying a second drive signal. Generating a plurality of first ultrasonic waves that focus on the same focal point as the sound waves;
A vibrator, a drive unit for generating a drive signal, and a drive unit for distributing the drive signal to the first drive signal and the second drive signal, wherein a phase of the first drive signal and the second drive signal And a distributor having means for making the phase of the first drive signal different from that of the first drive signal, and means for making the amplitude of the first drive signal different from the amplitude of the second drive signal.
【請求項17】 高周波の駆動信号を発生する駆動ユニ
ットと、 前記駆動信号の印加により、焦点に集束する第1超音波
を発生する複数の第1振動子と、 前記駆動信号の印加により、前記第1超音波と同じ焦点
に集束する第2超音波を発生するものであって、前記第
1振動子より前記焦点に近い位置に設けられる複数の第
2振動子とを具備することを特徴とする超音波治療装
置。
A driving unit that generates a high-frequency driving signal; a plurality of first transducers that generate a first ultrasonic wave focused on a focal point by applying the driving signal; It generates a second ultrasonic wave focused on the same focal point as the first ultrasonic wave, and comprises a plurality of second vibrators provided at a position closer to the focal point than the first vibrator. Ultrasonic therapy equipment.
【請求項18】 前記第2振動子は、前記第1振動子よ
りも、前記第1及び第2超音波の1/2波長だけ前記焦
点に近いことを特徴とする請求項17記載の超音波治療
装置。
18. The ultrasonic wave according to claim 17, wherein the second vibrator is closer to the focal point by a half wavelength of the first and second ultrasonic waves than the first vibrator. Treatment device.
【請求項19】 前記第1振動子に印加される駆動信号
の振幅と、前記第2振動子に印加される駆動信号の振幅
とを相違させる手段をさらに備えることを特徴とする請
求項17記載の超音波治療装置。
19. The apparatus according to claim 17, further comprising: means for making the amplitude of the drive signal applied to the first vibrator different from the amplitude of the drive signal applied to the second vibrator. Ultrasound therapy equipment.
【請求項20】 前記第1振動子に印加される駆動信号
と、前記第2振動子に印加される駆動信号との少なくと
も一方に高調波信号を混合する手段をさらに備えること
を特徴とする請求項17記載の超音波治療装置。
20. The apparatus according to claim 20, further comprising means for mixing a harmonic signal into at least one of the drive signal applied to the first oscillator and the drive signal applied to the second oscillator. Item 18. The ultrasonic treatment device according to Item 17.
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