JPH09103434A - Ultrasonic treatment device - Google Patents

Ultrasonic treatment device

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Publication number
JPH09103434A
JPH09103434A JP8070206A JP7020696A JPH09103434A JP H09103434 A JPH09103434 A JP H09103434A JP 8070206 A JP8070206 A JP 8070206A JP 7020696 A JP7020696 A JP 7020696A JP H09103434 A JPH09103434 A JP H09103434A
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JP
Japan
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ultrasonic
ultrasonic wave
therapeutic
intensity distribution
echo
Prior art date
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Pending
Application number
JP8070206A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiharu Ishibashi
義治 石橋
Katsuhiko Fujimoto
克彦 藤本
Mariko Shibata
真理子 柴田
Takuji Suzuki
琢治 鈴木
Satoshi Aida
聡 相田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH09103434A publication Critical patent/JPH09103434A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the safety and certainty of a treatment by receiving the echo of first ultrasonic waves from an ultrasonicwave-for-treatment generation source and the echo of second ultrasonic waves from an ultrasonic probe and constituting the intensity distribution of the ultrasonic waves for the treatment based on reception signals. SOLUTION: The ultrasonic waves for the intensity distribution are cyclically generated from the ultrasonic-wave-for-treatment generation source 2 in a band whose center is a first fundamental frequency and the echo of the ultrasonic waves for the intensity distribution is received by a probe 16 for imaging. The piezo element of the probe 16 for imaging is highly sensitive for both of the first fundamental frequency of the ultrasonic waves for the intensity distribution and the second fundamental frequency of the ultrasonic waves for imaging. Since the intensity distribution is imaged based on lower harmonic components largely included in the echo of the ultrasonic waves for the intensity distribution, the intensity distribution faithful to the actual intensity distribution is obtained and judgement such as the estimation or the like of a heat generation area or the like is highly accurately performed based on the intensity distribution.

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、超音波を集束して
患部を治療する超音波治療装置に関する.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic therapeutic apparatus for focusing an ultrasonic wave to treat an affected area.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、Minimally Invas
ive Treatment(MIT)とよばれる最小
侵襲治療が注目を集めているが、超音波治療装置はこの
一翼を担っている。超音波治療装置は、超音波を集束し
て結石を破砕する結石破砕装置と、超音波を集束して癌
等の患部を加熱し、壊死させる温熱治療装置とを含む。
2. Description of the Related Art Recently, Minimally Invas
The minimally invasive treatment called IVE Treatment (MIT) has been attracting attention, and the ultrasonic treatment apparatus plays a part in this. The ultrasonic treatment device includes a calculus breaking device that focuses ultrasonic waves to crush stones, and a thermotherapy device that focuses ultrasonic waves to heat an affected part such as cancer to cause necrosis.

【0003】結石破砕装置の強力超音波発生源として
は、ピエゾ方式が普及している。この方式は、焦点を限
局できる、消耗品がない、強度コントロールが容易であ
る、複数のピエゾ素子に対する駆動電圧の位相制御(遅
延制御)により焦点位置の変更が容易等の優れた長所を
有している(特開昭60−145131号公報、米国特
許第4526168号参照)。
The piezo method is widely used as a powerful ultrasonic wave generation source for calculus breaking devices. This method has the advantages that the focus can be limited, there are no consumables, intensity control is easy, and the focus position can be changed easily by phase control (delay control) of the drive voltage for multiple piezo elements. (See JP-A-60-145131 and US Pat. No. 4,526,168).

【0004】一方、癌治療の分野でもMITは1つのキ
ーワードとなっており、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極めて多
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、Quality Of Life(QO
L)を考慮した侵襲の少ない治療法(装置)の開発が強
く望まれている。
On the other hand, MIT has become one of the keywords in the field of cancer treatment. Especially, in the case of cancer, most of the treatment depends on surgical operation, so that the function and appearance of the organ originally should be considered. In many cases, the morphology is greatly impaired, and even if the life is prolonged, a large burden remains on the patient.
There is a strong demand for the development of a treatment method (apparatus) with less invasion in consideration of L).

【0005】このような流れの中で、悪性新生物、いわ
ゆる癌の治療技術の一つとしてハイパーサーミア療法が
注目されるようになってきた。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、患部を42.5℃以
上に加温・維持することで癌細胞のみを選択的に死滅さ
せる治療法である。ここで、加温の方法としては、マイ
クロ波等の電磁波を用いる方法が先行している。しか
し、この方法では生体の電気的特性により深部の腫瘍を
選択的に加温することは困難であり、深さ5cm以上の
腫瘍に対しては良好な治療成績は望めない。そこで、深
い位置に存在する腫瘍の治療には、超音波エネルギを利
用する方法が考えられている(特開昭61−13955
号公報参照)。
In such a trend, hyperthermia therapy has been attracting attention as one of the treatment techniques for malignant neoplasm, so-called cancer. This is a therapeutic method that selectively kills cancer cells only by heating and maintaining the affected area at 42.5 ° C. or higher by utilizing the difference in heat sensitivity between tumor tissue and normal tissue. Here, as a heating method, a method using an electromagnetic wave such as a microwave precedes. However, with this method, it is difficult to selectively heat a deep tumor due to the electrical characteristics of the living body, and good therapeutic results cannot be expected for a tumor having a depth of 5 cm or more. Therefore, a method using ultrasonic energy has been considered for treating a tumor existing at a deep position (Japanese Patent Laid-Open No. 61-13955).
Reference).

【0006】また、超音波による加温治療法は、ピエゾ
素子より発生した超音波を患部に鋭く集束させて腫瘍部
分を80℃以上に加熱し、腫瘍組織を瞬時に壊死させる
治療法に発展している(米国特許第5150711号参
照)。本治療法では、従来のハイパーサーミアとは異な
り、焦点(超音波の集束点)の近傍の限局した領域に非
常に強い強度(数百〜数千W/cm2 )で超音波を投入
し、患部を瞬時に壊死させるため、焦点又は集束超音波
の作用点を患部に正確に位置整合することが非常に重要
な課題として挙げられる。
[0006] Further, the ultrasonic warming treatment method has been developed into a treatment method in which the ultrasonic waves generated by the piezo element are sharply focused on the affected area to heat the tumor portion to 80 ° C or higher, and the tumor tissue is necrotized instantly. (See US Pat. No. 5,150,711). Unlike the conventional hyperthermia, this treatment method applies ultrasonic waves with extremely high intensity (several hundreds to several thousands W / cm 2 ) to a localized area near the focal point (focus point of ultrasonic waves), and It is very important to accurately align the focal point or the action point of the focused ultrasonic wave with the affected area in order to instantly necrotize.

【0007】特開昭61−13954号、特開昭61−
13956号、特開昭60−145131号は、上記課
題の解決法を開示している。この解決法は、治療用超音
波源から放射した超音波パルスの焦点領域からのエコー
を、イメージング用プローブにより検出し、その受信信
号をBモード処理することにより、治療用超音波の空間
的な強度分布を得るというものである。
Japanese Patent Laid-Open Nos. 61-13954 and 61-
13956 and JP-A-60-145131 disclose solutions to the above problems. This solution detects the echo from the focal region of the ultrasonic pulse emitted from the therapeutic ultrasonic source by the imaging probe and processes the received signal in the B mode, thereby spatially treating the therapeutic ultrasonic wave. The intensity distribution is obtained.

【0008】この解決法には、次のような問題がある。
治療用超音波の周波数は1〜3MHz程度であるのに対
し、イメージング用超音波の周波数は3.5MHz以上
である。イメージング用プローブの振動子の共振周波数
は、イメージング用超音波の周波数に一致する。したが
って、イメージング用プローブで治療用超音波のエコー
を受信しても、その感度は非常に低く、精度の良好な強
度分布を取得できない。
This solution has the following problems.
The frequency of therapeutic ultrasonic waves is about 1 to 3 MHz, while the frequency of imaging ultrasonic waves is 3.5 MHz or higher. The resonance frequency of the transducer of the imaging probe matches the frequency of ultrasonic waves for imaging. Therefore, even if an echo of a therapeutic ultrasonic wave is received by the imaging probe, its sensitivity is very low, and an accurate intensity distribution cannot be acquired.

【0009】また、この解決法のある手法は、イメージ
ング用プローブによって、イメージング用プローブから
発生されたイメージング用超音波のエコーと、強度分布
のための超音波パルスのエコーとを同時に受信し、両成
分が混在する受信信号を処理する。したがって、上記解
決法には、各々の画像コントラストをそれぞれ個別に調
整できないという問題点があった。
Further, according to one method of this solution, the echo of the ultrasonic wave for imaging generated from the probe for imaging and the echo of ultrasonic pulse for intensity distribution are simultaneously received by the imaging probe, and both echoes are received. Process a received signal with mixed components. Therefore, the above solution has a problem that the image contrast cannot be adjusted individually.

【0010】また、上記解決法の他の手法は、イメージ
ング用超音波の送受信と、強度分布のための超音波パル
スの送受信とを交互に行うものである。これによると、
各々の画像コントラストをそれぞれ個別に調整できると
いう長所があるが、フレームレートが低くなり、リアル
タイム性が悪化するという問題点があった。
Another method of the above solution is to alternately transmit / receive an ultrasonic wave for imaging and transmit / receive an ultrasonic pulse for intensity distribution. according to this,
Although there is an advantage that each image contrast can be adjusted individually, there is a problem that the frame rate becomes low and the real-time property deteriorates.

【0011】また、上記解決法には、次のような問題も
ある。通常、強力超音波の集束による焼灼治療において
は、焼灼治療の音響特性の変化等に起因して、超音波が
集束する焦点領域の位置と、実際の治療領域の位置とは
一致しない。したがって、焦点を被治療体に整合して
も、被治療体の治療は不完全になり、しかも健常部分に
も悪影響が生じるという問題点もあった。
The above solution also has the following problems. Usually, in ablation treatment by focusing intense ultrasonic waves, the position of the focal region where the ultrasound is focused does not match the actual position of the treatment region due to changes in the acoustic characteristics of the ablation treatment and the like. Therefore, even if the focus is aligned with the object to be treated, there is a problem that the treatment of the object to be treated is incomplete and the healthy part is also adversely affected.

【0012】さらに、上記解決法には、次のような問題
がある。治療用超音波源から発生された超音波パルスが
焦点付近で反射し、そのエコーはイメージング用プロー
ブで受信される。イメージング用プローブから発生され
たイメージング用超音波が焦点付近で反射し、そのエコ
ーはイメージング用プローブで受信される。強度分布上
での焦点の位置と、Bモード断層像上での焦点の位置と
を整合させるために、焦点からの両エコーが同時にイメ
ージング用プローブに到達するように、各々の発生タイ
ミングがずらされている。しかし、焦点以外の同じ位置
からのエコー各々の受信タイミングは、伝搬経路が相違
するので、ずれてしまう。したがって、強度分布とBモ
ード断層像との間で空間的な不整合が生じるという問題
点があった。
Further, the above solution has the following problems. Ultrasound pulses generated by the therapeutic ultrasound source are reflected near the focal point and the echoes are received by the imaging probe. Imaging ultrasonic waves generated from the imaging probe are reflected in the vicinity of the focal point, and the echoes are received by the imaging probe. In order to match the position of the focal point on the intensity distribution with the position of the focal point on the B-mode tomographic image, the respective generation timings are shifted so that both echoes from the focal point reach the imaging probe at the same time. ing. However, the reception timings of echoes from the same position other than the focus are different because the propagation paths are different. Therefore, there is a problem that spatial inconsistency occurs between the intensity distribution and the B-mode tomographic image.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、治療
の安全性及び確実性を向上し得る超音波治療装置を提供
することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultrasonic treatment device which can improve the safety and certainty of treatment.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明による超音波治療
装置は、第1の基本周波数に対して共振特性を有する治
療用超音波発生源と、前記第1の基本周波数と第2の基
本周波数とに対して共振特性を有する超音波プローブ
と、前記第1の基本周波数の駆動信号で前記治療用超音
波発生源を駆動する手段と、前記第2の基本周波数の駆
動信号で前記超音波プローブを駆動する手段と、前記超
音波プローブを介して前記治療用超音波源からの第1の
超音波のエコーと、前記超音波プローブからの第2の超
音波のエコーとを受信する受信手段と、前記受信手段か
ら出力される受信信号に基づいて前記治療用超音波の被
検体内における強度分布と前記被検体内の断層像との少
なくとも一方を構成する構成手段とを具備する。
An ultrasonic therapy apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generation source having a resonance characteristic with respect to a first fundamental frequency, the first fundamental frequency and the second fundamental frequency. And an ultrasonic probe having resonance characteristics, means for driving the therapeutic ultrasonic wave generation source with the drive signal of the first fundamental frequency, and the ultrasonic probe with the drive signal of the second fundamental frequency Driving means, and a receiving means for receiving a first ultrasonic echo from the therapeutic ultrasonic source and a second ultrasonic echo from the ultrasonic probe via the ultrasonic probe. And a configuration unit that configures at least one of an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave in the subject and a tomographic image in the subject based on a reception signal output from the reception unit.

【0015】前記受信手段と前記構成手段との間に設け
られ、前記受信信号から、前記治療用超音波のエコー成
分と前記イメージング用超音波のエコー成分とを抽出す
る手段をさらに備える。
It further comprises means provided between the receiving means and the constituting means for extracting the echo component of the therapeutic ultrasonic wave and the echo component of the imaging ultrasonic wave from the received signal.

【0016】前記受信手段は、前記受信信号に含まれる
前記治療用超音波のエコー成分と前記イメージング用超
音波のエコー成分とを個々に増幅する手段を含む。
The receiving means includes means for individually amplifying the echo component of the therapeutic ultrasonic wave and the echo component of the imaging ultrasonic wave included in the received signal.

【0017】本発明による超音波治療装置は、第1の基
本周波数と第2の基本周波数とに対して共振特性を有す
る治療用超音波発生源と、前記第2の基本周波数に対し
て共振特性を有する超音波プローブと、治療時には前記
第1の基本周波数の第1の駆動信号で前記治療用超音波
発生源を駆動し、強度分布イメージング時には前記第2
の基本周波数の第2の駆動信号で前記治療用超音波発生
源を駆動する手段と、前記第2の基本周波数の駆動信号
で前記超音波プローブを駆動する手段と、前記強度分布
イメージング時に前記超音波プローブを介して前記第2
の基本周波数を中心とするスペクトルの前記治療用超音
波のエコーと前記第2の基本周波数を中心とするスペク
トルの前記イメージング用超音波のエコーとを受信する
受信手段と、前記受信手段の出力に基づいて前記治療用
超音波の被検体内における強度分布と前記被検体内の断
層像との少なくとも一方を構成する構成手段とを具備す
る。
The ultrasonic treatment apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generation source having resonance characteristics with respect to a first fundamental frequency and a second fundamental frequency, and resonance characteristics with respect to the second fundamental frequency. And an ultrasonic probe having a first driving signal of the first fundamental frequency at the time of treatment, and the second drive signal at the time of intensity distribution imaging by driving the therapeutic ultrasonic wave generation source.
Means for driving the therapeutic ultrasonic wave generation source with a second drive signal having a fundamental frequency, a means for driving the ultrasonic probe with a drive signal having the second fundamental frequency, and the ultrasonic probe during the intensity distribution imaging. The second through the sonic probe
Receiving means for receiving an echo of the therapeutic ultrasonic wave having a spectrum centered on the fundamental frequency and an echo of the imaging ultrasonic wave having a spectrum centering on the second fundamental frequency, and an output of the receiving means. Based on the above, at least one of an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave in the subject and a tomographic image in the subject is provided.

【0018】前記第1の駆動信号のエネルギーは前記第
2の駆動信号のエネルギーよりも強い。
The energy of the first drive signal is stronger than the energy of the second drive signal.

【0019】本発明による超音波治療装置は、第1の基
本周波数に対して共振特性を有する治療用超音波発生源
と、第2の基本周波数に対して共振特性を有する超音波
プローブと、前記第1の基本周波数の駆動信号で前記治
療用超音波発生源を駆動する手段と、前記第2の基本周
波数の駆動信号で前記超音波プローブを駆動する手段
と、前記超音波プローブを介して前記治療用超音波発生
源からの第1の超音波のエコーと、前記超音波プローブ
からの第2の超音波のエコーとを受信する受信手段と、
前記受信手段から出力される受信信号に含まれる前記第
1の基本周波数に応じた特定帯域の成分に基づいて前記
治療用超音波の強度分布を構成する強度分布構成手段
と、前記受信信号に含まれる前記第2の基本周波数を含
む帯域の成分に基づいて被検体内の断層像を構成する手
段とを具備する。
An ultrasonic therapy apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generation source having a resonance characteristic for a first fundamental frequency, an ultrasonic probe having a resonance characteristic for a second fundamental frequency, and Means for driving the therapeutic ultrasonic wave generation source with a drive signal of a first fundamental frequency; means for driving the ultrasonic probe with a drive signal of the second fundamental frequency; and the means for driving the ultrasonic probe via the ultrasonic probe. Receiving means for receiving a first ultrasonic echo from the therapeutic ultrasonic generator and a second ultrasonic echo from the ultrasonic probe;
An intensity distribution configuring unit that configures an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave based on a component of a specific band corresponding to the first fundamental frequency included in the received signal output from the receiving unit; and included in the received signal And a means for forming a tomographic image of the inside of the subject based on the component of the band including the second fundamental frequency.

【0020】前記特定帯域は、前記第1の基本周波数を
含む低周波帯域と前記第1の基本周波数の整数倍の周波
数を含む高周波帯域との少なくとも一方である。
The specific band is at least one of a low frequency band including the first fundamental frequency and a high frequency band including a frequency that is an integral multiple of the first fundamental frequency.

【0021】前記強度分布構成手段は、前記受信信号の
スペクトルを解析し、最も高いエネルギー密度の周波数
に基づいて前記特定帯域を決定する手段を有する。
The intensity distribution constructing means has means for analyzing the spectrum of the received signal and determining the specific band based on the frequency of the highest energy density.

【0022】前記強度分布構成手段は、前記受信信号の
スペクトルを補正するイコライザを有する。
The intensity distribution forming means has an equalizer for correcting the spectrum of the received signal.

【0023】前記強度分布構成手段は、周波数シフトを
伴う血流成分を前記受信信号から除去する手段を有す
る。
The intensity distribution constructing means has means for removing a blood flow component accompanied by a frequency shift from the received signal.

【0024】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、前記治療用超音波発
生源から第1の超音波を発生するために、前記治療用超
音波発生源を駆動する駆動手段と、前記超音波プローブ
を介して受信した前記第1の超音波のエコーに基づいて
前記駆動手段の駆動条件を調整する調整手段とを具備す
る。
The ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention includes a therapeutic ultrasonic wave generation source, an ultrasonic probe, and the therapeutic ultrasonic wave generation source for generating a first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generation source. A driving means for driving the source; and an adjusting means for adjusting a driving condition of the driving means based on the echo of the first ultrasonic wave received via the ultrasonic probe.

【0025】前記調整手段は、前記駆動手段から前記治
療用超音波発生源へ投入される駆動信号の振幅と、前記
駆動信号の継続時間との少なくとも一方を調整する。
The adjusting means adjusts at least one of the amplitude of the drive signal input from the drive means to the therapeutic ultrasonic wave generation source and the duration of the drive signal.

【0026】前記調整手段は、前記エコーの振幅と特定
帯域に対応するエネルギーとの少なくとも一方に基づい
て前記駆動手段の駆動条件を調整する。
The adjusting means adjusts the driving condition of the driving means based on at least one of the amplitude of the echo and the energy corresponding to the specific band.

【0027】前記超音波プローブから出力される受信信
号に基づいて強度分布と断層像との少なくとも一方を構
成する構成手段をさらに備える。
It further comprises a constituting means for constituting at least one of the intensity distribution and the tomographic image based on the received signal output from the ultrasonic probe.

【0028】前記強度分布内の所定強度を越える領域に
基づいて治療領域を推定する手段をさらに備える。
The apparatus further comprises means for estimating a treatment region based on a region in the intensity distribution that exceeds a predetermined intensity.

【0029】前記治療領域を前記断層像に合成して表示
する手段をさらに備える。
It further comprises means for displaying the treatment area by combining it with the tomographic image.

【0030】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、前記治療用超音波発
生源から第1の超音波を発生するために、前記治療用超
音波発生源を駆動する第1の駆動手段と、前記超音波プ
ローブからイメージング用超音波を発生するために、前
記超音波プローブを駆動する第2の駆動手段と、前記超
音波プローブを介して受信した前記第1の超音波のエコ
ーと前記イメージング用超音波のエコーとに基づいて前
記治療用超音波の強度分布と被検体内の断層像を構成す
る手段と、前記強度分布の形状に基づいて超音波の障害
物の存在を判定する判定手段とを具備する。
The ultrasonic treatment apparatus according to the present invention includes a therapeutic ultrasonic wave generation source, an ultrasonic probe, and the therapeutic ultrasonic wave generation source for generating a first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generation source. A first driving means for driving the source, a second driving means for driving the ultrasonic probe to generate ultrasonic waves for imaging from the ultrasonic probe, and the second driving means received through the ultrasonic probe. Means for forming an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave and a tomographic image in the subject based on the echo of the first ultrasonic wave and the echo of the imaging ultrasonic wave, and an ultrasonic wave based on the shape of the intensity distribution Determining means for determining the presence of the obstacle.

【0031】前記判定手段の判定結果に基づいて前記第
1の駆動手段の駆動条件を調整する手段をさらに備え
る。
It further comprises means for adjusting the drive condition of the first drive means based on the determination result of the determination means.

【0032】前記判定手段の判定結果を出力する手段を
さらに備える。
It further comprises means for outputting the determination result of the determination means.

【0033】前記判定手段は、前記治療用超音波のエコ
ーの振幅と所定帯域のエネルギーとの少なくとも一方を
所定の閾値とを比較する手段を含む。
The determining means includes means for comparing at least one of the amplitude of the echo of the therapeutic ultrasonic wave and the energy in a predetermined band with a predetermined threshold value.

【0034】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、前記治療用超音波発
生源から治療用超音波を発生するために、前記治療用超
音波発生源を駆動する駆動手段と、前記超音波プローブ
を介して前記治療用超音波のエコーを受信する受信手段
と、前記治療用超音波の基本周波数の整数倍の周波数を
含む高周波帯域に対応する高調波成分を前記受信手段の
出力から抽出する手段と、前記高調波成分に基づいて前
記治療用超音波が集束する焦点を検出する手段とを具備
する。
The ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave source, an ultrasonic probe, and the therapeutic ultrasonic wave source for generating therapeutic ultrasonic waves from the therapeutic ultrasonic wave source. Drive means for driving, a receiving means for receiving an echo of the therapeutic ultrasonic wave through the ultrasonic probe, and a harmonic corresponding to a high frequency band including a frequency that is an integral multiple of the fundamental frequency of the therapeutic ultrasonic wave It is provided with means for extracting a component from the output of the receiving means, and means for detecting a focus on which the therapeutic ultrasonic wave is focused based on the harmonic component.

【0035】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、前記治療用超音波発
生源から治療用超音波パルスを発生するために、前記治
療用超音波発生源を駆動する手段と、前記超音波プロー
ブからイメージング用超音波パルスを発生するために、
前記超音波プローブを駆動する手段と、前記超音波プロ
ーブを介してエコーを受信する受信手段と、前記エコー
に基づいて被検体内の断層像を構成する手段と、前記治
療用超音波の強度が前記イメージング用超音波パルスの
強度より強いことにより前記断層像上に生じるノイズ領
域が関心部分以外に現れるように、前記治療用超音波パ
ルスの発生タイミングを調整する手段とを具備する。
The ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention includes a therapeutic ultrasonic wave source, an ultrasonic probe, and the therapeutic ultrasonic wave generator for generating a therapeutic ultrasonic pulse from the therapeutic ultrasonic wave source. Means for driving a source and for generating ultrasound pulses for imaging from the ultrasound probe,
A means for driving the ultrasonic probe, a receiving means for receiving an echo via the ultrasonic probe, a means for forming a tomographic image in the subject based on the echo, and an intensity of the therapeutic ultrasonic wave are A unit for adjusting the generation timing of the therapeutic ultrasonic pulse is provided so that a noise region generated on the tomographic image by being stronger than the intensity of the imaging ultrasonic pulse appears in a region other than the region of interest.

【0036】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、前記治療用超音波発生源から治療用超音
波を発生するために、前記治療用超音波発生源を駆動す
る駆動手段と、前記治療用超音波が集束する焦点付近の
温度分布を計測する磁気共鳴診断装置と、前記温度分布
に基づいて前記駆動手段の駆動条件を調整する手段とを
具備する。
The ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generating source and a driving means for driving the therapeutic ultrasonic wave generating source to generate the therapeutic ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generating source. And a magnetic resonance diagnostic apparatus that measures a temperature distribution near a focus where the therapeutic ultrasonic waves are focused, and a unit that adjusts a driving condition of the driving unit based on the temperature distribution.

【0037】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、前記治療用超音波発
生源から第1の超音波を発生するために、前記治療用超
音波発生源を駆動する駆動手段と、前記超音波プローブ
を介して受信した前記第1の超音波のエコーに基づいて
前記第1の超音波の強度分布を構成する構成手段と、1
次元の温度分布を計測する磁気共鳴診断装置と、前記強
度分布と前記1次元の温度分布とに基づいて2次元の温
度分布を推定する推定手段とを具備する。
The ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention includes a therapeutic ultrasonic wave generator, an ultrasonic probe, and the therapeutic ultrasonic wave generator for generating a first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generator. A driving means for driving a source, a constituent means for configuring an intensity distribution of the first ultrasonic wave based on an echo of the first ultrasonic wave received via the ultrasonic probe, and 1
A magnetic resonance diagnostic apparatus that measures a three-dimensional temperature distribution, and an estimation unit that estimates a two-dimensional temperature distribution based on the intensity distribution and the one-dimensional temperature distribution.

【0038】前記推定手段は、前記第1の超音波の総エ
ネルギーと前記1次元の温度分布とに基づいて前記2次
元の温度分布を推定する。
The estimating means estimates the two-dimensional temperature distribution based on the total energy of the first ultrasonic waves and the one-dimensional temperature distribution.

【0039】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、第1の同期信号と第
2の同期信号とを発生する同期信号発生手段と、前記第
1の同期信号にしたがって前記治療用超音波発生源を駆
動する手段と、前記第2の同期信号にしたがって前記超
音波プローブを駆動する手段と、前記第2の同期信号に
対する前記第1の同期信号の時間差を経時的に変化する
ことにより前記治療用超音波のエコーに位相差を与える
移相手段と、前記超音波プローブを介して前記治療用超
音波発生源からの第1の超音波のエコーと、前記超音波
プローブからの第2の超音波のエコーとを受信する受信
手段と、前記受信手段から繰り返し出力される前記移相
手段に移相された受信信号に基づいて画像を構成する構
成手段とを具備する。
The ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generating source, an ultrasonic probe, a synchronizing signal generating means for generating a first synchronizing signal and a second synchronizing signal, and the first synchronizing signal generating means. Means for driving the therapeutic ultrasonic wave generation source according to a synchronization signal, means for driving the ultrasonic probe according to the second synchronization signal, and a time difference between the first synchronization signal and the second synchronization signal. A phase shift means for imparting a phase difference to the echo of the therapeutic ultrasonic wave by changing the time, and a first ultrasonic echo from the therapeutic ultrasonic wave generation source via the ultrasonic probe, Receiving means for receiving an echo of the second ultrasonic wave from the ultrasonic probe; and constituting means for forming an image based on the received signal phase-shifted by the phase-shifting means repeatedly output from the receiving means. Equipped with .

【0040】前記移相手段は、プログラマブルN進カウ
ンタを含む。
The phase shifting means includes a programmable N-ary counter.

【0041】前記移相手段は、前記第1の同期信号を不
安定に出力するジッター回路を含む。
The phase shifting means includes a jitter circuit which outputs the first synchronizing signal in an unstable manner.

【0042】前記移相手段は、前記時間差を任意のピッ
チでインクリメントし、前記任意のピッチとは異なるピ
ッチで前記時間差をリセットする。
The phase shift means increments the time difference at an arbitrary pitch and resets the time difference at a pitch different from the arbitrary pitch.

【0043】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、治療用超音波を発生
するために前記治療用超音波発生源を駆動する手段と、
イメージング用超音波を発生するために前記超音波プロ
ーブを駆動する手段と、前記超音波プローブを介して前
記治療用超音波発生源からの第1の超音波のエコーと前
記超音波プローブからの第2の超音波のエコーとを受信
する受信手段と、前記治療用超音波の基本周波数に応じ
た第1の特定帯域内の第1の成分を前記受信手段の出力
から抽出する第1のフィルタ手段と、前記イメージング
用超音波の基本周波数に応じた第2の特定帯域内の第2
の成分を前記受信手段の出力から抽出する第2のフィル
タ手段と、前記第1の成分と前記第2の成分とを個々に
増幅する手段と、前記増幅された第1の成分と前記増幅
された第2の成分とに基づいて画像を構成する手段とを
具備する。
The ultrasonic therapy apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave source, an ultrasonic probe, and means for driving the therapeutic ultrasonic wave source to generate the therapeutic ultrasonic wave.
A means for driving the ultrasonic probe to generate ultrasonic waves for imaging, an echo of a first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generation source through the ultrasonic probe, and a first ultrasonic wave from the ultrasonic probe. Receiving means for receiving the echo of the second ultrasonic wave, and first filter means for extracting the first component in the first specific band corresponding to the fundamental frequency of the therapeutic ultrasonic wave from the output of the receiving means. And a second within a second specific band according to the fundamental frequency of the ultrasonic wave for imaging.
Second filter means for extracting the above component from the output of the receiving means, means for individually amplifying the first component and the second component, and the amplified first component and the amplified component And a means for constructing an image based on the second component.

【0044】前記第1の特定帯域は、前記治療用超音波
のエコーのスペクトルにおける最大のエネルギー密度に
対応する周波数を含む。
The first specific band includes a frequency corresponding to the maximum energy density in the spectrum of the echo of the therapeutic ultrasonic wave.

【0045】本発明による超音波治療装置は、第1の周
波数に対して共振特性を有する治療用超音波発生源と、
第2の周波数に対して共振特性を有する超音波プローブ
と、治療用超音波を発生するために、前記第1の周波数
と前記第2の周波数との間の駆動周波数の駆動信号を前
記治療用超音波源に供給する手段と、イメージング用超
音波を発生するために、前記超音波プローブを駆動する
手段と、前記超音波プローブを介して前記治療用超音波
のエコーと前記イメージング用超音波のエコーとを受信
する受信手段と、前記受信手段の出力に基づいて画像を
構成する手段とを具備する。
The ultrasonic therapy apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generation source having resonance characteristics with respect to a first frequency,
An ultrasonic probe having a resonance characteristic for a second frequency, and a drive signal having a drive frequency between the first frequency and the second frequency for generating the therapeutic ultrasonic wave. Means for supplying to the ultrasonic source, means for driving the ultrasonic probe in order to generate the ultrasonic wave for imaging, echo of the therapeutic ultrasonic wave and the ultrasonic wave for imaging via the ultrasonic probe It comprises a receiving means for receiving the echo and a means for forming an image based on the output of the receiving means.

【0046】前記駆動周波数は前記治療用超音波発生源
が有する共振特性に対応する周波数スペクトルと、前記
超音波プローブが有する共振特性に対応する周波数スペ
クトルとの積に基づいて決定される。
The drive frequency is determined based on the product of the frequency spectrum corresponding to the resonance characteristic of the therapeutic ultrasonic wave generation source and the frequency spectrum corresponding to the resonance characteristic of the ultrasonic probe.

【0047】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、治療用超音波を発生
するために前記治療用超音波源を駆動する第1の駆動手
段と、イメージング用超音波を発生するために前記超音
波プローブを駆動する第2の駆動手段と、前記超音波プ
ローブを介して受信された前記治療用超音波発生源から
の第1の超音波のエコーと前記超音波プローブからの第
2の超音波のエコーとに基づいて前記治療用超音波の強
度分布と被検体内の断層像とを構成する手段と、前記強
度分布に基づいて所定温度以上に発熱する治療領域を推
定する手段とを具備する。
The ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generating source, an ultrasonic probe, and first driving means for driving the therapeutic ultrasonic wave source to generate the therapeutic ultrasonic wave. Second driving means for driving the ultrasonic probe to generate an ultrasonic wave for imaging; and an echo of the first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generation source received via the ultrasonic probe. Means for forming an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave and a tomographic image in the subject based on the echo of the second ultrasonic wave from the ultrasonic probe; and heat generation above a predetermined temperature based on the intensity distribution. And a means for estimating a treatment area to be treated.

【0048】前記推定手段は、前記強度分布上の焦点領
域の位置と大きさとの少なくとも一方を補正することに
より前記治療領域を推定する。
The estimating means estimates the treatment area by correcting at least one of the position and the size of the focus area on the intensity distribution.

【0049】前記治療領域を表すマーカを前記強度分布
又は前記断層像上に表示する手段をさらに備える。
It further comprises means for displaying a marker representing the treatment region on the intensity distribution or the tomographic image.

【0050】前記第1の駆動手段から前記治療用超音波
発生源に供給される駆動信号の振幅と、前記駆動信号の
継続時間と、前記強度分布内のピーク強度との少なくと
も1つを表示する手段をさらに備える。
At least one of the amplitude of the drive signal supplied from the first drive means to the therapeutic ultrasonic wave generation source, the duration of the drive signal, and the peak intensity in the intensity distribution is displayed. Means are further provided.

【0051】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、焦点に集束する治療
用超音波を発生するために前記治療用超音波源を駆動す
る手段と、イメージング用超音波を発生するために前記
超音波プローブを駆動する手段と、前記超音波プローブ
を介して受信された前記治療用超音波発生源からの第1
の超音波のエコーと前記超音波プローブからの第2の超
音波のエコーとに基づいて前記治療用超音波の強度分布
と被検体内の断層像とを構成する手段と、前記強度分布
に基づいて前記治療用超音波の焦点領域を検出する手段
と、前記治療用超音波の焦点を第1の焦点位置と第2の
焦点位置とに形成する手段と、前記第1の焦点位置に対
応する第1の焦点領域と前記第2の焦点位置に対応する
第2の焦点領域との合成領域を前記断層像上に表示する
手段とを具備する。
The ultrasonic therapy apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave source, an ultrasonic probe, and means for driving the therapeutic ultrasonic wave source to generate a therapeutic ultrasonic wave focused on a focal point. Means for driving the ultrasonic probe to generate an ultrasonic wave for imaging; and a first from the therapeutic ultrasonic wave generation source received via the ultrasonic probe.
Means for forming an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave and a tomographic image in the subject based on the ultrasonic wave echo of the second ultrasonic wave and the second ultrasonic wave echo from the ultrasonic probe, and based on the intensity distribution Means for detecting the focal region of the therapeutic ultrasonic wave, means for forming the focal point of the therapeutic ultrasonic wave at a first focal position and a second focal position, and the means corresponding to the first focal position. And a means for displaying, on the tomographic image, a composite area of the first focus area and the second focus area corresponding to the second focus position.

【0052】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、治療用超音波を発生
するために前記治療用超音波源を駆動する手段と、イメ
ージング用超音波を発生するために前記超音波プローブ
を駆動する手段と、前記超音波プローブを介して受信さ
れた前記治療用超音波発生源からの第1の超音波のエコ
ーと前記超音波プローブからの第2の超音波のエコーと
に基づいて前記治療用超音波の強度分布と被検体内の断
層像とを構成する手段と、超音波の伝搬経路の相違に基
づいて前記断層像に対する前記強度分布の空間的なずれ
を補正する手段とを具備する。
The ultrasonic therapy apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generation source, an ultrasonic probe, a means for driving the therapeutic ultrasonic wave source to generate the therapeutic ultrasonic wave, and an imaging ultrasonic wave. Means for driving the ultrasonic probe to generate an echo of a first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave source received via the ultrasonic probe and a second echo from the ultrasonic probe. Means for constructing the intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave and the tomographic image in the subject based on the echo of the ultrasonic wave, and the space of the intensity distribution for the tomographic image based on the difference in the propagation path of the ultrasonic wave And a means for correcting a physical shift.

【0053】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、治療用超音波を発生
するために前記治療用超音波源を駆動する手段と、イメ
ージング用超音波を発生するために前記超音波プローブ
を駆動する手段と、前記超音波プローブを介して受信さ
れた前記治療用超音波発生源からの第1の超音波のエコ
ーと前記超音波プローブからの第2の超音波のエコーと
に基づいて前記治療用超音波の強度分布と被検体内の断
層像とを構成する手段と、超音波の伝搬経路の相違によ
る前記断層像に対する前記強度分布の空間的なずれを補
正するために、前記イメージング用超音波に対する前記
治療用超音波の発生タイミングを調整する。
The ultrasonic therapy apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generating source, an ultrasonic probe, a means for driving the therapeutic ultrasonic wave source to generate the therapeutic ultrasonic wave, and an imaging ultrasonic wave. Means for driving the ultrasonic probe to generate an echo of a first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave source received via the ultrasonic probe and a second echo from the ultrasonic probe. Means for forming an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave and a tomographic image in the subject based on the echo of the ultrasonic wave, and a spatial distribution of the intensity distribution with respect to the tomographic image due to the difference in the propagation path of the ultrasonic wave. In order to correct the deviation, the generation timing of the therapeutic ultrasonic wave with respect to the imaging ultrasonic wave is adjusted.

【0054】[0054]

【発明の実施の形態】以下、本発明を好ましい実施の形
態に基づいて説明する。超音波治療装置には、超音波を
集束して結石を破砕する結石破砕装置と、超音波を集束
して癌等の患部を加熱し、壊死させる温熱治療装置とが
含まれる。ここでは、温熱治療装置を例に説明するもの
とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on preferred embodiments. The ultrasonic treatment apparatus includes a calculus breaking apparatus that focuses ultrasonic waves to break stones, and a thermotherapy apparatus that focuses ultrasonic waves to heat an affected part such as cancer and necrosis. Here, a thermotherapy device will be described as an example.

【0055】(第1の実施の形態)図1は、第1の実施
の形態による超音波治療装置の構成図である。超音波ア
プリケータ1は、治療用超音波を発生するための治療用
超音波発生源2を有する。治療用超音波発生源2は、例
えば複数のピエゾ素子を有する。その場合、複数のピエ
ゾ素子は、円弧状に配列される。複数のピエゾ素子から
発生された超音波は円弧の中心に集束する。この集束点
を幾何学的な焦点と称する。治療用超音波発生源2の円
弧の中心付近には穴が開けられ、そこにイメージング用
超音波を発生するためのイメージング用プローブ16が
挿入される。治療用超音波発生源2の前側には、カップ
リング液4を収容する袋5が設けられる。治療用超音波
発生源2及びイメージング用プローブ16から発生され
た超音波は、カップリング液4を通過して患者3に伝搬
する。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to the first embodiment. The ultrasonic applicator 1 has a therapeutic ultrasonic wave generation source 2 for generating therapeutic ultrasonic waves. The therapeutic ultrasonic wave generation source 2 has, for example, a plurality of piezoelectric elements. In that case, the plurality of piezoelectric elements are arranged in an arc shape. The ultrasonic waves generated from the plurality of piezo elements are focused on the center of the arc. This focus point is called the geometric focus. A hole is made in the vicinity of the center of the arc of the therapeutic ultrasonic wave generation source 2, and an imaging probe 16 for generating an ultrasonic wave for imaging is inserted therein. A bag 5 containing the coupling liquid 4 is provided on the front side of the therapeutic ultrasonic wave generation source 2. The ultrasonic waves generated from the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 and the imaging probe 16 pass through the coupling liquid 4 and propagate to the patient 3.

【0056】ここでは1つのピエゾ素子が1チャンネル
を構成するものとして説明するが、近隣の複数のピエゾ
素子が1チャンネルを構成するものであってもよい。
Here, one piezo element will be described as constituting one channel, but a plurality of neighboring piezo elements may constitute one channel.

【0057】同期回路18は、第1の同期信号をパルス
発生回路12に供給する。パルス発生回路12は、第1
の基本周波数f1 の信号パルスを第1の同期信号にした
がって周期的に発生する。第1の基本周波数f1 は、治
療用超音波発生源2のピエゾ素子の厚さに応じた共振周
波数に一致する。第1の基本周波数f1 は、例えば1.
7MHzである。信号パルスは、切替スイッチ13を介
して、RFアンプ14に供給される。強度分布をイメー
ジングするとき(動作モードBのとき)、切替スイッチ
13はB側に接続される。
The synchronizing circuit 18 supplies the first synchronizing signal to the pulse generating circuit 12. The pulse generation circuit 12 has a first
Signal pulses of the fundamental frequency f1 are periodically generated in accordance with the first synchronizing signal. The first fundamental frequency f1 matches the resonance frequency corresponding to the thickness of the piezoelectric element of the therapeutic ultrasonic wave generation source 2. The first fundamental frequency f1 is, for example, 1.
7 MHz. The signal pulse is supplied to the RF amplifier 14 via the changeover switch 13. When imaging the intensity distribution (in the operation mode B), the changeover switch 13 is connected to the B side.

【0058】RFアンプ14は、信号パルスを増幅し、
駆動パルスを発生する。駆動パルスは、マッチング回路
15を介して治療用超音波発生源2のピエゾ素子に周期
的に印加される。これにより強度分布用超音波が発生さ
れる。
The RF amplifier 14 amplifies the signal pulse,
Generate a drive pulse. The drive pulse is periodically applied to the piezo element of the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 via the matching circuit 15. As a result, ultrasonic waves for intensity distribution are generated.

【0059】強度分布用超音波は、第1の基本周波数f
1 を中心とする帯域で、治療用超音波発生源2から周期
的に発生される。強度分布用超音波のエコーはイメージ
ング用プローブ16により受信される。
The ultrasonic wave for intensity distribution has a first fundamental frequency f.
It is periodically generated from the therapeutic ultrasonic wave generator 2 in a band centered on 1. The echo of the ultrasonic wave for intensity distribution is received by the imaging probe 16.

【0060】連続波発生回路11は、第1の基本周波数
f1 の連続信号を連続的に発生する。連続信号は、切替
スイッチ13を介して、RFアンプ14に供給される。
実際に治療するとき(動作モードCのとき)、切替スイ
ッチ13はC側に接続される。RFアンプ14は、信号
パルスを増幅し、駆動信号を連続的に発生する。この駆
動信号の振幅は、強度分布のための駆動パルスの振幅よ
り大きい。駆動信号は、マッチング回路15を介して治
療用超音波発生源2のピエゾ素子に連続的に印加され
る。治療用超音波は、第1の基本周波数f1 を中心とす
る帯域で、治療用超音波発生源2から連続的に発生さ
れ、焦点で集束し、癌等の異常組織を発熱させ、壊死さ
せる。
The continuous wave generating circuit 11 continuously generates a continuous signal of the first fundamental frequency f1. The continuous signal is supplied to the RF amplifier 14 via the changeover switch 13.
When actually treating (in the operation mode C), the changeover switch 13 is connected to the C side. The RF amplifier 14 amplifies the signal pulse and continuously generates a drive signal. The amplitude of this drive signal is larger than the amplitude of the drive pulse for the intensity distribution. The drive signal is continuously applied to the piezoelectric element of the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 via the matching circuit 15. The therapeutic ultrasonic wave is continuously generated from the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 in a band centered on the first fundamental frequency f1 and focused at a focal point to cause abnormal tissue such as cancer to generate heat and necrosis.

【0061】イメージング用プローブ16は、複数の微
小なピエゾ素子のアレイを有する。イメージング用プロ
ーブ16は、セクタスキャン用、リニアスキャン用、他
のスキャン用のいずれのタイプであってもよい。ここで
は、セクタスキャン用として説明する。
The imaging probe 16 has an array of a plurality of minute piezo elements. The imaging probe 16 may be of any type for sector scan, linear scan, and other scans. Here, the description will be made for sector scanning.

【0062】イメージング用プローブ16のピエゾ素子
は、治療用及び強度分布用超音波の第1の基本周波数f
1 を含む低周波帯域と、イメージング用超音波の第2の
基本周波数f2 を含む高周波帯域との両方に感度ピーク
を有する。このために、イメージング用プローブ16の
ピエゾ素子は、特開平4−211599号公報に記載さ
れたような2層構造、ハイブリッド構造が採用される。
2層構造のピエゾ素子は、第1の基本周波数f1 に対応
する厚さのピエゾ素子要素と、第2の基本周波数f2 に
対応する厚さのピエゾ素子要素とが共通電極を挟んで積
層されてなる。ハイブリッド構造のピエゾ素子は、第1
の基本周波数f1 に対応する厚さのピエゾ素子要素と、
第2の基本周波数f2 に対応する厚さのピエゾ素子要素
とが並列されてなる。各ピエゾ素子要素の表裏面それぞ
れに電極が形成されている。
The piezo element of the imaging probe 16 has a first fundamental frequency f of ultrasonic waves for treatment and intensity distribution.
It has sensitivity peaks in both the low frequency band including 1 and the high frequency band including the second fundamental frequency f2 of the ultrasonic wave for imaging. For this reason, the piezo element of the imaging probe 16 has a two-layer structure or a hybrid structure as described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-212599.
The two-layer structure piezo element is formed by stacking a piezo element element having a thickness corresponding to the first fundamental frequency f1 and a piezo element element having a thickness corresponding to the second fundamental frequency f2 with a common electrode interposed therebetween. Become. The piezo element of the hybrid structure is the first
A piezoelectric element having a thickness corresponding to the fundamental frequency f1 of
A piezo element element having a thickness corresponding to the second fundamental frequency f2 is arranged in parallel. Electrodes are formed on the front and back surfaces of each piezoelectric element.

【0063】同期回路18は第2の同期信号を送信回路
17に供給する。送信回路17は、パルス発生器、送信
遅延回路、パルサを含む。パルス発生器は、第2の基本
周波数f2 の信号パルスを第2の同期信号にしたがって
周期的に発生する。第2の基本周波数f2 は、第1の基
本周波数f1 と異なり、イメージング用プローブ16の
ピエゾ素子の厚さに応じた共振周波数に一致する。ここ
では、第2の基本周波数f2 が第1の基本周波数f1 よ
り高い場合について説明する。第2の基本周波数f2
は、例えば3.5MHzである。信号パルスは、チャン
ネル数分に分配され、送信遅延回路で超音波をビーム状
に集束し、且つ超音波ビームを予定の方向に振るために
必要な遅延時間がチャンネル毎に与えられ、パルサに送
り込まれる。パルサは、信号パルスを増幅し、駆動パル
スを発生する。駆動パルスは、イメージング用プローブ
16のピエゾ素子に周期的に印加される。これによりイ
メージング用の超音波が発生される。この超音波のエコ
ーはイメージング用プローブ16で受信される。受信信
号は、プリアンプ19を介して、チャンネル毎に受信遅
延回路20に供給される。受信遅延回路20は、遅延時
間を各チャンネルの受信信号に与え、加算することによ
り、受信指向性を決定する。
The synchronizing circuit 18 supplies the second synchronizing signal to the transmitting circuit 17. The transmission circuit 17 includes a pulse generator, a transmission delay circuit, and a pulser. The pulse generator periodically generates a signal pulse of the second fundamental frequency f2 according to the second synchronizing signal. The second fundamental frequency f2 is different from the first fundamental frequency f1 and coincides with the resonance frequency according to the thickness of the piezo element of the imaging probe 16. Here, the case where the second fundamental frequency f2 is higher than the first fundamental frequency f1 will be described. Second fundamental frequency f2
Is, for example, 3.5 MHz. The signal pulse is distributed to the number of channels, the ultrasonic wave is focused into a beam by the transmission delay circuit, and the delay time required for oscillating the ultrasonic beam in a predetermined direction is given to each channel and sent to the pulsar. Be done. The pulser amplifies the signal pulse and generates a drive pulse. The drive pulse is periodically applied to the piezo element of the imaging probe 16. As a result, ultrasonic waves for imaging are generated. The echo of this ultrasonic wave is received by the imaging probe 16. The reception signal is supplied to the reception delay circuit 20 for each channel via the preamplifier 19. The reception delay circuit 20 determines the reception directivity by giving a delay time to the reception signals of the respective channels and adding them.

【0064】受信遅延回路20からの受信信号は、エコ
ーフィルタ21を介して、Bモード処理ユニット22に
供給される。Bモード処理ユニット22は、受信信号に
基づいてBモード画像データ(組織断層像データ)と、
治療用超音波の強度の空間的な分布を表す強度分布デー
タを生成する。Bモード画像データと強度分布データは
ディジタルスキャンコンバータ(DS−C)28を介し
てCRT29に表示される。
The reception signal from the reception delay circuit 20 is supplied to the B mode processing unit 22 via the echo filter 21. The B-mode processing unit 22, based on the received signal, B-mode image data (tissue tomographic image data),
Intensity distribution data representing a spatial distribution of the intensity of the therapeutic ultrasonic wave is generated. The B-mode image data and the intensity distribution data are displayed on the CRT 29 via the digital scan converter (DS-C) 28.

【0065】受信遅延回路20からの受信信号は、エコ
ーフィルタ21を介して、パルスドップラ−ユニット2
7にも供給される。パルスドップラ−ユニット27は、
直交位相検波回路、アナログディジタルコンバータ、M
TIフィルタ、自己相関器、演算部から構成され、受信
信号に基づいてカラードップラー画像データを生成す
る。カラードップラー画像データは、ディジタルスキャ
ンコンバータ28を介してCRT29に表示される。
The received signal from the reception delay circuit 20 is passed through the echo filter 21 and the pulse Doppler unit 2
7 as well. The pulse Doppler unit 27 is
Quadrature detection circuit, analog-digital converter, M
It is composed of a TI filter, an autocorrelator, and a calculation unit, and generates color Doppler image data based on the received signal. The color Doppler image data is displayed on the CRT 29 via the digital scan converter 28.

【0066】図2に示すように、エコーフィルタ21
は、ハイパスフィルタ(HPF)30と、ローパスフィ
ルタ(LPF)31とを有する。Bモード処理ユニット
22は、高周波処理回路32H と、低周波処理回路32
L とを有する。受信信号の高周波成分は、ハイパスフィ
ルタ30を介して高周波処理回路32H に供給される。
高周波処理回路32H は、高周波成分に基づいてBモー
ド画像データを生成する。低周波処理回路32L は、低
周波成分(第1の基本周波数f1 に対応する成分)に基
づいて強度分布データを生成する。高周波処理回路32
H と低周波処理回路32L はそれぞれ、深さに応じた減
衰の変化を均一化するためのSensitive Ti
me Control(STC)、ログアンプ、検波回
路、アナログディジタルコンバータから構成される。
As shown in FIG. 2, the echo filter 21
Has a high pass filter (HPF) 30 and a low pass filter (LPF) 31. The B-mode processing unit 22 includes a high frequency processing circuit 32H and a low frequency processing circuit 32H.
Has L and. The high frequency component of the received signal is supplied to the high frequency processing circuit 32H via the high pass filter 30.
The high frequency processing circuit 32H generates B mode image data based on the high frequency component. The low frequency processing circuit 32L generates intensity distribution data based on a low frequency component (a component corresponding to the first fundamental frequency f1). High frequency processing circuit 32
H and the low-frequency processing circuit 32L are respectively provided with Sensitive Ti for equalizing the change in attenuation depending on the depth.
It is composed of a me control (STC), a log amp, a detection circuit, and an analog-digital converter.

【0067】次に本実施の形態の動作を説明する。この
動作には、3つの動作モードA,B,Cがある。動作モ
ードAでは、治療用超音波発生源2は駆動されず、イメ
ージング用プローブ16は駆動される。患者の被治療体
7の付近の断面が、イメージング用プローブ16を介し
て超音波によりスキャンされる。この動作モードAによ
り、被治療体7がBモード画像上で確認され、初期的な
治療計画が立案される。
Next, the operation of this embodiment will be described. This operation has three operation modes A, B, and C. In the operation mode A, the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 is not driven and the imaging probe 16 is driven. A cross section near the patient's body 7 to be treated is ultrasonically scanned through the imaging probe 16. According to this operation mode A, the body to be treated 7 is confirmed on the B mode image, and an initial treatment plan is prepared.

【0068】次に、動作モードBが実行される。切替ス
イッチ13がB側に接続される。動作モードBでは、治
療用超音波発生源2は駆動され、イメージング用プロー
ブ16も駆動される。治療用超音波発生源2からは強度
分布用超音波が、第1の同期信号にしたがって発生され
る。イメージング用プローブ16からはイメージング用
超音波が、第2の同期信号の立上がりから、ある時間後
に発生される。
Next, the operation mode B is executed. The changeover switch 13 is connected to the B side. In the operation mode B, the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 is driven and the imaging probe 16 is also driven. An ultrasonic wave for intensity distribution is generated from the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 in accordance with the first synchronization signal. Imaging ultrasonic waves are generated from the imaging probe 16 a certain time after the rising of the second synchronization signal.

【0069】図3に示すように、強度分布用超音波の伝
搬経路と、イメージング用超音波の伝搬経路とは相違す
る。したがって、強度分布用超音波が焦点で反射したエ
コーと、イメージング用超音波が焦点で反射したエコー
とが同時にイメージング用プローブ16に到達するよう
に、それぞれの超音波の照射タイミングを調整する必要
がある。そこで、図4に示すように第2の同期信号は、
第1の同期信号に対して周波数は同じであるが、その位
相がズレている。すなわち、両同期信号間の時間差ΔT
は、強度分布用超音波の照射タイミングと、イメージン
グ用超音波んお照射タイミングとのずれが、治療用超音
波発生源2から焦点までの距離と、イメージング用プロ
ーブ16から焦点までの距離との差を超音波の音速で除
した時間となるように、システムコントローラ9によっ
て調整される。この時間差ΔTは、強度分布用超音波と
イメージング用超音波とが同時に焦点に到達することを
実現する。
As shown in FIG. 3, the propagation path of the ultrasonic wave for intensity distribution and the propagation path of the ultrasonic wave for imaging are different. Therefore, it is necessary to adjust the irradiation timings of the respective ultrasonic waves so that the echoes of the intensity distribution ultrasonic waves reflected at the focus and the echoes of the imaging ultrasonic waves reflected at the focus reach the imaging probe 16 at the same time. is there. Therefore, as shown in FIG. 4, the second synchronization signal is
The frequency is the same as that of the first synchronization signal, but the phase is shifted. That is, the time difference ΔT between both sync signals
The difference between the irradiation timing of the ultrasonic waves for intensity distribution and the irradiation timing of the ultrasonic waves for imaging is the difference between the distance from the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 to the focal point and the distance from the imaging probe 16 to the focal point. The system controller 9 adjusts the time so that the difference is divided by the speed of sound of ultrasonic waves. This time difference ΔT realizes that the ultrasonic waves for intensity distribution and the ultrasonic waves for imaging reach the focus at the same time.

【0070】強度分布用超音波のエコーとイメージング
用超音波のエコーとは、イメージング用プローブ16で
受信される。強度分布用超音波のエコーは第1の基本周
波数f1 に応じた低周波成分を多く含む。イメージング
用超音波のエコーは第2の基本周波数f2 に応じた高周
波成分を多く含む。
The echo of the ultrasonic wave for intensity distribution and the echo of the ultrasonic wave for imaging are received by the imaging probe 16. The echo of the ultrasonic wave for intensity distribution contains many low frequency components corresponding to the first fundamental frequency f1. The echo of the ultrasonic wave for imaging contains many high frequency components corresponding to the second fundamental frequency f2.

【0071】上述したように、イメージング用プローブ
16のピエゾ素子は、強度分布用超音波の第1の基本周
波数f1 と、イメージング用超音波の第2の基本周波数
f2との両方に対して感度が高い。従来のイメージング
用プローブ16のピエゾ素子はイメージング用超音波の
第2の基本周波数f2 に対して感度が高いが、強度分布
用超音波の第1の基本周波数f1 に対して感度が低い。
このため、従来では、強度分布用超音波のエコーに含ま
れる高調波成分が主に強度分布イメージングの対象とさ
れており、低画質であった。高調波成分は、超音波の伝
搬の非線形性により強調される。なお、強度分布の画質
の向上は、強度分布用超音波の強度を高くすることによ
り実現される。しかし、強度分布用超音波の強度を高く
することは、焦点でのキャビテーションを発生を促進
し、その崩壊の際に発生する衝撃波等により焦点領域の
組織に少なからぬダメージを与えるおそれがあり好まし
くない。これに対して、本実施の形態では、イメージン
グ用プローブ16のピエゾ素子は、強度分布用超音波の
第1の基本周波数f1 と、イメージング用超音波の第2
の基本周波数f2 との両方に対して感度が高い。したが
って、組織へのダメージを極力抑え、且つ時間分解能の
劣化を起こすことなく、強度分布とBモード画像との両
方の画質を向上することができる。また、強度分布の画
質の向上は、ゲイン調整により受信感度を上げることに
よっても実現される。この場合、図2において、エコー
フィルタ21と、Bモード処理ユニット22との間の経
路中に少なくとも1つ、好ましくはそれぞれの経路中に
1つずつのゲイン調整回路を挿入する。
As described above, the piezo element of the imaging probe 16 is sensitive to both the first fundamental frequency f1 of the ultrasonic waves for intensity distribution and the second fundamental frequency f2 of the ultrasonic waves for imaging. high. The piezo element of the conventional imaging probe 16 has high sensitivity to the second fundamental frequency f2 of the ultrasonic waves for imaging, but has low sensitivity to the first fundamental frequency f1 of the ultrasonic waves for intensity distribution.
Therefore, conventionally, the harmonic component contained in the echo of the ultrasonic wave for intensity distribution is mainly targeted for intensity distribution imaging, and the image quality is low. The harmonic components are emphasized by the non-linearity of the propagation of ultrasonic waves. The improvement of the image quality of the intensity distribution is realized by increasing the intensity of the intensity distribution ultrasonic wave. However, increasing the intensity of the ultrasonic wave for intensity distribution promotes the occurrence of cavitation in the focus, and there is a risk of causing considerable damage to the tissue in the focus region due to the shock wave generated at the time of its collapse, which is not preferable. . On the other hand, in the present embodiment, the piezo element of the imaging probe 16 has the first fundamental frequency f1 of the ultrasonic wave for intensity distribution and the second fundamental frequency f1 of the ultrasonic wave for imaging.
It is highly sensitive to both the fundamental frequency f2 and Therefore, it is possible to improve the image quality of both the intensity distribution and the B-mode image without causing damage to the tissue as much as possible and without degrading the time resolution. Further, the improvement of the image quality of the intensity distribution can be realized by increasing the reception sensitivity by adjusting the gain. In this case, in FIG. 2, at least one gain adjusting circuit is inserted in the path between the echo filter 21 and the B-mode processing unit 22, and preferably one gain adjusting circuit is inserted in each path.

【0072】受信遅延回路20でチャンネル毎に遅延時
間を与えられて、加算されて生成される受信信号は、エ
コーフィルタ21に供給される。受信信号は、強度分布
用超音波の基本周波数f1 に対応する低周波成分と、イ
メージング用超音波の第2の基本周波数f2 に対応する
高周波成分とを主に有している。エコーフィルタ21の
ハイパスフィルタ30は受信信号から高周波成分を抽出
する。エコーフィルタ21のローパスフィルタ31は受
信信号から低周波成分を抽出する。高周波処理回路32
H は、高周波成分に基づいてBモード画像を生成する。
低周波処理回路32L は、低周波成分に基づいて強度分
布を生成する。また、低周波処理回路32L は、強度分
布において所定の閾値を越える画素群の領域を実際的な
焦点として抽出し、この実際的な焦点だけを表示するよ
うにしてもよい。
The reception delay circuit 20 gives a delay time to each channel, and the reception signal generated by the addition is supplied to the echo filter 21. The received signal mainly has a low frequency component corresponding to the fundamental frequency f1 of the ultrasonic wave for intensity distribution and a high frequency component corresponding to the second fundamental frequency f2 of the ultrasonic wave for imaging. The high pass filter 30 of the echo filter 21 extracts a high frequency component from the received signal. The low pass filter 31 of the echo filter 21 extracts a low frequency component from the received signal. High frequency processing circuit 32
H produces a B-mode image based on the high frequency components.
The low frequency processing circuit 32L generates an intensity distribution based on the low frequency component. Further, the low frequency processing circuit 32L may extract a region of a pixel group that exceeds a predetermined threshold in the intensity distribution as a practical focus and display only this practical focus.

【0073】このように低周波成分と高周波成分とを別
々に処理するので、低周波成分に対して第1のゲインを
適用し、高周波成分に対しては第1のゲインと相違する
第2のゲインを適用して、各々の成分に対して適当なS
TCを実現できる。これは超音波減衰率が周波数に依存
することを鑑みたものである。
Since the low frequency component and the high frequency component are separately processed in this manner, the first gain is applied to the low frequency component and the second gain different from the first gain is applied to the high frequency component. Apply the gain and apply the appropriate S for each component.
TC can be realized. This is because the ultrasonic attenuation factor depends on the frequency.

【0074】次に、動作モードCでは、強度分布用超音
波よりも強度の高い治療用超音波が連続的に治療用超音
波発生源2から発生され、患部の治療が行われる。
Next, in the operation mode C, therapeutic ultrasonic waves having a higher intensity than the ultrasonic waves for intensity distribution are continuously generated from the therapeutic ultrasonic wave generating source 2 to treat the affected area.

【0075】一般に、治療用超音波発生源2から発生さ
れる超音波は、高調波成分ほど焦点近傍に集束される。
したがって、従来のように強度分布用超音波のエコーに
含まれるに高調波成分に基づいて強度分布をイメージン
グするケースでは、焦点領域が実際よりも狭く表示され
てしまうという不具合があった。これに対して本実施の
形態では、強度分布用超音波のエコーに多く含まれる低
調波成分(第1の基本周波数f1 に対応する成分)に基
づいて強度分布をイメージングするので、実際の強度分
布に忠実な強度分布を得ることができ、したがって定量
的評価の信頼性が高くなり、強度分布に基づいて発熱領
域等の推定等の判断を高精度で行うことを可能とする。
In general, the ultrasonic waves generated from the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 are focused closer to the focal point as the harmonic components are increased.
Therefore, in the case where the intensity distribution is imaged based on the higher harmonic component contained in the echo of the ultrasonic wave for intensity distribution as in the conventional case, there is a problem that the focal region is displayed narrower than it actually is. On the other hand, in the present embodiment, since the intensity distribution is imaged based on the subharmonic component (the component corresponding to the first fundamental frequency f1) that is often included in the echo of the ultrasonic wave for intensity distribution, the actual intensity distribution is Therefore, the reliability of the quantitative evaluation can be improved, and the estimation of the heat generation region and the like can be performed with high accuracy based on the intensity distribution.

【0076】(第2の実施の形態)図5は第2の実施の
形態による超音波治療装置の構成図である。なお、図5
において、図1と同じ部分には同符号を付してその説明
を省略する。治療用超音波発生源33は、治療用超音波
に対応する第1の基本周波数f1 と、イメージング用超
音波に対応する第2の基本周波数f2 との両方に感度ピ
ークを有するピエゾ素子が採用されている。このピエゾ
素子は上述した2層構造又はハイブリッド構造により実
現される。
(Second Embodiment) FIG. 5 is a block diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to a second embodiment. FIG.
In FIG. 2, the same parts as those in FIG. The therapeutic ultrasonic wave generation source 33 employs a piezo element having sensitivity peaks at both the first fundamental frequency f1 corresponding to the therapeutic ultrasonic wave and the second fundamental frequency f2 corresponding to the imaging ultrasonic wave. ing. This piezo element is realized by the above-mentioned two-layer structure or hybrid structure.

【0077】高周波パルス発生回路34は、第2の基本
周波数f2 の信号パルスを周期的に発生する。この第2
の基本周波数f2 の信号パルスは、スイッチ13、RF
アンプ4、スイッチ36、高周波マッチング回路35を
順に介して治療用超音波発生源33のピエゾ素子に印加
される。これにより、強度分布用超音波が周期的に発生
される。連続波発生回路11は、第1の基本周波数f1
の連続信号を連続的に発生する。この第1の基本周波数
f1 の連続信号は、スイッチ13、RFアンプ4、スイ
ッチ36、低周波マッチング回路37を順に介して治療
用超音波発生源33のピエゾ素子に印加される。これに
より、治療用超音波が連続的に発生される。
The high frequency pulse generation circuit 34 periodically generates a signal pulse of the second fundamental frequency f2. This second
The signal pulse of the fundamental frequency f2 of
It is applied to the piezo element of the therapeutic ultrasonic wave generation source 33 through the amplifier 4, the switch 36 and the high frequency matching circuit 35 in this order. Thereby, the ultrasonic waves for intensity distribution are periodically generated. The continuous wave generating circuit 11 has a first fundamental frequency f1.
The continuous signal of is continuously generated. This continuous signal of the first fundamental frequency f1 is applied to the piezo element of the therapeutic ultrasonic wave generation source 33 through the switch 13, the RF amplifier 4, the switch 36, and the low frequency matching circuit 37 in this order. As a result, therapeutic ultrasonic waves are continuously generated.

【0078】システムコントローラ9により同じ動作を
行う。強度分布をイメージングする動作モードBのとき
には、スイッチ13とスイッチ36とは共にB側に接続
される。実際に治療が行われる動作モードCのときに
は、スイッチ13とスイッチ36とは共にC側に接続さ
れる。
The system controller 9 performs the same operation. In the operation mode B for imaging the intensity distribution, both the switch 13 and the switch 36 are connected to the B side. In the operation mode C in which treatment is actually performed, both the switch 13 and the switch 36 are connected to the C side.

【0079】動作モードBのときには、治療用超音波発
生源33は、第2の基本周波数f2で駆動される。治療
用超音波発生源33からは強度分布用超音波が第2の基
本周波数f2 を中心とした高周波帯域で発生される。強
度分布用超音波のエコーは第2の基本周波数f2 に対応
する高周波成分を多く有している。イメージング用プロ
ーブ16は、第2の基本周波数f2 に対して感度が高
い。
In the operation mode B, the therapeutic ultrasonic wave generation source 33 is driven at the second fundamental frequency f2. An ultrasonic wave for intensity distribution is generated from the therapeutic ultrasonic wave generation source 33 in a high frequency band centered on the second fundamental frequency f2. The echo of the ultrasonic wave for intensity distribution has many high frequency components corresponding to the second fundamental frequency f2. The imaging probe 16 is highly sensitive to the second fundamental frequency f2.

【0080】したがって、第1の実施の形態と同様の効
果が得られる。
Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0081】(第3の実施の形態)図6は、第3の実施
の形態による超音波治療装置の構成図である。なお、図
6において、図1と同じ部分には同符号を付してその説
明を省略する。
(Third Embodiment) FIG. 6 is a block diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to the third embodiment. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0082】超音波診断部40は、図1のBモード処理
ユニット22と同様に、STC、ログアンプ、検波回
路、アナログディジタルコンバータを有する。超音波診
断部40は、周波数情報を取得するための周波数情報解
析部41をさらに有している。
The ultrasonic diagnostic section 40 has an STC, a log amp, a detection circuit, and an analog-digital converter, like the B-mode processing unit 22 of FIG. The ultrasonic diagnostic unit 40 further includes a frequency information analysis unit 41 for acquiring frequency information.

【0083】本実施の形態においても、第1の実施の形
態と同様に、治療用超音波発生源2からの強度分布用超
音波と、イメージング用プローブ16からのイメージン
グ用超音波とが焦点に同時に到達するように、各々の発
生タイミングが調整される。本実施の形態では、この同
時性の精度を向上させる。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the intensity distribution ultrasonic waves from the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 and the imaging ultrasonic waves from the imaging probe 16 are focused. The timing of each occurrence is adjusted so that they arrive at the same time. In this embodiment, the accuracy of this simultaneity is improved.

【0084】温度センサ42は、カップリング液4の温
度を計測するために設けられている。計算部44は、温
度センサ42により計測されたカップリング液4の温度
に基づいて、カップリング液4内の超音波の音速を計算
する。ロータリエンコーダ等により実現される位置セン
サ43は、治療用超音波発生源2のピエゾ素子の表面か
ら焦点までの距離と、イメージング用プローブ16のピ
エゾ素子の表面から焦点までの距離との差を計測するた
めに設けられている。
The temperature sensor 42 is provided to measure the temperature of the coupling liquid 4. The calculation unit 44 calculates the sound velocity of the ultrasonic wave in the coupling liquid 4 based on the temperature of the coupling liquid 4 measured by the temperature sensor 42. The position sensor 43 realized by a rotary encoder or the like measures the difference between the distance from the surface of the piezo element of the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 to the focal point and the distance from the surface of the piezo element of the imaging probe 16 to the focal point. It is provided to do so.

【0085】システムコントローラ9は、計算された音
速と、計測された距離の差とに基づいて、第1の同期信
号と第2の同期信号との位相差(時間差ΔT)を補正す
る。これにより、治療用超音波発生源2からの強度分布
用超音波と、イメージング用プローブ16からのイメー
ジング用超音波とが焦点に同時に到達する精度が向上す
る。
The system controller 9 corrects the phase difference (time difference ΔT) between the first synchronizing signal and the second synchronizing signal based on the calculated sound velocity and the measured difference in distance. This improves the accuracy with which the intensity distribution ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 and the imaging ultrasonic wave from the imaging probe 16 simultaneously reach the focal point.

【0086】図7は、図6の周波数情報解析部41の構
成を示す。イメージング用プローブ16のピエゾ素子は
第2の基本周波数f2 に対して感度が高いという共振特
性を有している。これは、強度分布用超音波のエコーに
多く含まれている第1の基本周波数f1 に対応する低周
波成分を減衰するハイパスフィルタと等価的である。周
波数スペクトル分析部50の前段に、このフィルタ特性
を補償するためのイコライザ51が設けられている。
FIG. 7 shows the configuration of the frequency information analysis unit 41 shown in FIG. The piezo element of the imaging probe 16 has a resonance characteristic that it is highly sensitive to the second fundamental frequency f2. This is equivalent to a high-pass filter that attenuates low-frequency components corresponding to the first fundamental frequency f1 contained in many echoes of the ultrasonic waves for intensity distribution. An equalizer 51 for compensating for this filter characteristic is provided in front of the frequency spectrum analysis unit 50.

【0087】図8は、イコライザ51の働きの説明図で
ある。強度分布用超音波のエコーのスペクトルは、第1
の基本周波数f1 を中心とする基本波帯域と、第1の基
本周波数f1 の整数倍(n・f1 )に相当する高周波数
を中心とする高調波帯域とにおいて高くなる。イメージ
ング用プローブ16の感度特性は、第2の基本周波数f
2 において高い。イメージング用プローブ16で受信さ
れた受信信号のスペクトルは、強度分布用超音波のエコ
ーの周波数スペクトルと、イメージング用プローブ16
の周波数特性との積として表される。イコライザ51
は、受信信号のスペクトルを、強度分布用超音波のエコ
ーのスペクトルに対して近似的に整形する。
FIG. 8 is an explanatory view of the function of the equalizer 51. The spectrum of the ultrasonic echo for intensity distribution is
Is higher in the fundamental wave band centered on the fundamental frequency f1 and in the higher harmonic band centered on the high frequency corresponding to an integral multiple (n · f1) of the first fundamental frequency f1. The sensitivity characteristic of the imaging probe 16 is the second fundamental frequency f.
High at 2. The spectrum of the received signal received by the imaging probe 16 is the frequency spectrum of the echo of the ultrasonic wave for intensity distribution, and the imaging probe 16
It is expressed as the product of the frequency characteristics of Equalizer 51
Approximately shapes the spectrum of the received signal with respect to the spectrum of the echo of the ultrasonic wave for intensity distribution.

【0088】周波数スペクトル分析部52は、イコライ
ザ51からの受信信号を高速フーリエ変換処理を施し、
スペクトルを生成し、特定帯域の面積を求める。これを
多点に対して行うことにより、強度分布を生成する。な
お、特定帯域は、基本波帯域、高調波帯域、又は両帯域
である。画像化部53は、強度分布に対して各点の大き
さに応じて、色相又は輝度を割り当てる。
The frequency spectrum analysis unit 52 subjects the received signal from the equalizer 51 to fast Fourier transform processing,
Generate a spectrum and determine the area of a specific band. By performing this for multiple points, the intensity distribution is generated. The specific band is a fundamental wave band, a harmonic wave band, or both bands. The imaging unit 53 assigns hue or luminance to the intensity distribution according to the size of each point.

【0089】エコーフィルタ54は、受信信号から第2
の基本周波数f2 を中心とした高調波帯域に含まれる高
調波成分を通過させるバンドパスフィルタである。画像
情報処理部55は、エコーフィルタ54を通過した高調
波成分に基づいて、Bモード画像(Bモード画像)を生
成する。
The echo filter 54 receives the second signal from the received signal.
Is a band-pass filter that allows the higher harmonic components contained in the higher harmonic band centered on the fundamental frequency f2 of FIG. The image information processing unit 55 generates a B-mode image (B-mode image) based on the harmonic component that has passed through the echo filter 54.

【0090】加算回路56は、超音波エネルギーの空間
的分布とBモード画像とを重畳する。なお、周波数スペ
クトル分析部52において、スペクトルの広がり具合
(分散)を多点に対して算出し、このスペクトルの分散
の空間的分布を得るようにしてもよい。治療用超音波の
強度の高いところほど高周波成分が多く発生している。
したがって、分散の空間的分布は、強度分布に近似的で
ある。また、周波数スペクトル分析部52において、ス
ペクトルの重心位置を多点に対して求めてもよい。
The adder circuit 56 superimposes the spatial distribution of ultrasonic energy on the B-mode image. The frequency spectrum analysis unit 52 may calculate the spread degree (dispersion) of the spectrum for multiple points and obtain the spatial distribution of the dispersion of the spectrum. The higher the intensity of therapeutic ultrasonic waves, the more high-frequency components are generated.
Therefore, the spatial distribution of the variance is close to the intensity distribution. Further, the frequency spectrum analysis unit 52 may obtain the barycentric position of the spectrum for multiple points.

【0091】システムコントローラ9は、得られた強度
分布に基づいて、温度分布を推定する。治療用超音波の
焦点に存在する組織は発熱し、壊死される。温度は、組
織の超音波吸収率、熱伝導率、治療用超音波の強度、照
射時間等に依存して決まる。超音波吸収率及び熱伝導率
は、コンソール10を介してオペレータにより入力され
る。超音波吸収率及び熱伝導率は、部位(臓器)毎に超
音波吸収率及び熱伝導率が記憶されているメモリ45か
ら選択的に読み出される。超音波吸収率は、受信信号に
基づいて計算により求めるようにしてもよい。焦点より
手前からのエコーと焦点からのエコーとの強度が比較さ
れ、この比較結果及び伝播距離に応じた超音波の拡散パ
ラメータに基づいて、超音波減衰率が計算され、この超
音波減衰率に基づいて超音波吸収率が計算される。治療
用超音波の強度は、強度分布から得られる。照射時間は
オペレータにより設定される。
The system controller 9 estimates the temperature distribution based on the obtained intensity distribution. The tissue at the focal point of the therapeutic ultrasound heats up and becomes necrotic. The temperature depends on the ultrasonic absorption rate of tissue, thermal conductivity, intensity of therapeutic ultrasonic waves, irradiation time, and the like. The ultrasonic absorption rate and the thermal conductivity are input by the operator via the console 10. The ultrasonic absorption rate and the thermal conductivity are selectively read from the memory 45 in which the ultrasonic absorption rate and the thermal conductivity are stored for each part (organ). The ultrasonic absorption rate may be calculated based on the received signal. The intensities of the echo from the front of the focus and the echo from the focus are compared, and the ultrasonic attenuation rate is calculated based on this comparison result and the ultrasonic diffusion parameter according to the propagation distance. The ultrasonic absorption rate is calculated based on the above. The intensity of therapeutic ultrasound is obtained from the intensity distribution. The irradiation time is set by the operator.

【0092】システムコントローラ9は、超音波吸収
率、熱伝導率、治療用超音波の強度、照射時間を熱輸送
方程式に適用することにより、温度を定量的に推定す
る。この推定は焦点付近の多点に対して行われる。これ
により推定温度の空間的分布(温度分布)が生成され
る。温度分布はBモード画像に重ねられてCRT29に
表示される。温度分布から癌細胞の熱変性壊死温度以上
の領域(およそ50〜60°以上の治療領域)を抽出し
て、この領域を実線や点線囲んだり、色づけしたり、網
掛けして表示するようにしてもよい。オペレータは、温
度分布に基づいて、熱による変性領域、ダメージを受け
る領域等を予測することができる。
The system controller 9 quantitatively estimates the temperature by applying the ultrasonic absorption rate, the thermal conductivity, the intensity of the therapeutic ultrasonic wave, and the irradiation time to the heat transport equation. This estimation is performed for multiple points near the focus. As a result, a spatial distribution of the estimated temperature (temperature distribution) is generated. The temperature distribution is displayed on the CRT 29 while being superimposed on the B-mode image. From the temperature distribution, extract the area above the heat-denatured necrosis temperature of the cancer cells (treatment area of about 50-60 ° or more), and enclose this area with a solid line or dotted line, color it, or shade it. May be. The operator can predict a region denatured by heat, a region to be damaged, and the like based on the temperature distribution.

【0093】なお、オペレータによりBモード画像上に
指定された被治療体の範囲を治療するための計画をシス
テムコントローラ9により立案することが可能である。
システムコントローラ9は、被治療体の範囲を所定数の
領域(分割領域)に分割して認識する。1回の治療で1
つの分割領域の治療が完了されるように、焦点強度と照
射時間とがシステムコントローラ9により決定される。
焦点強度と照射時間を変えながら、超音波吸収率及び熱
伝導率を考慮して、上記抽出された治療領域が拡大/縮
小される。分割領域に一致するときの治療領域に対応す
る焦点強度と照射時間が選定される。
The system controller 9 can make a plan for treating the range of the body to be treated designated by the operator on the B-mode image.
The system controller 9 recognizes the range of the body to be treated by dividing it into a predetermined number of areas (divided areas). 1 in one treatment
The focus intensity and the irradiation time are determined by the system controller 9 so that the treatment of one divided region is completed.
The extracted treatment area is enlarged / reduced in consideration of the ultrasonic absorption rate and the thermal conductivity while changing the focal intensity and the irradiation time. The focus intensity and irradiation time corresponding to the treatment area when they coincide with the divided area are selected.

【0094】さらに、本実施の形態では、治療に必要と
される治療用超音波の焦点強度(第1の焦点強度)を得
るために必要な駆動エネルギー(第1の駆動エネルギ
ー)、つまり治療用超音波発生源2のピエゾ素子に投入
すべき駆動信号の振幅を求めることができる。これは、
本発明では、焦点強度が定量的に計測できることに起因
している。まず、強度分布イメージングのときの駆動エ
ネルギー(第2の駆動エネルギー)と、それにより得ら
れた焦点強度(第2の焦点強度)とがメモリ45に記憶
される。焦点強度と、駆動エネルギーとはほぼ比例関係
にある。したがって、第1の焦点強度を第2の焦点強度
で除した結果を、第2の駆動エネルギーに乗算すること
により第1の駆動エネルギーが計算される。この計算
は、システムコントローラ9によって行われる。得られ
た第1の駆動エネルギーにしたがって駆動信号を発生す
ることにより、第1の焦点強度を得ることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the driving energy (first driving energy) required to obtain the focal intensity (first focal intensity) of the therapeutic ultrasonic waves required for the treatment, that is, the therapeutic energy The amplitude of the drive signal to be applied to the piezoelectric element of the ultrasonic wave generation source 2 can be obtained. this is,
In the present invention, this is because the focus intensity can be measured quantitatively. First, the drive energy (second drive energy) at the time of intensity distribution imaging and the focus intensity (second focus intensity) obtained thereby are stored in the memory 45. The focus intensity and the driving energy have a substantially proportional relationship. Therefore, the first drive energy is calculated by multiplying the second drive energy by the result of dividing the first focus intensity by the second focus intensity. This calculation is performed by the system controller 9. By generating the drive signal according to the obtained first drive energy, the first focus intensity can be obtained.

【0095】図9は、治療用超音波の伝播経路中に、超
音波の強反射体がある場合の強度分布を示している。伝
播経路中に超音波の強反射体がある場合は、焦点強度が
低下したり、強反射体が骨等の発熱体である場合である
ため、これを検出することは臨床上重要である。図9に
おいて、治療用超音波は、その焦点60に向かって、伝
播経路61に沿って生体内を伝播する。この伝播経路6
1の中で、中心軸62から外れたところに強反射体63
があると、強度分布64は歪んで、図9に示すように左
右対称ではなくなる。超音波の吸収体がある場合も同様
である。このように強度分布64が歪む一因として、一
部の治療用超音波エネルギが強反射体63によって焦点
まで到達することがあげられる。強反射体63が、2次
元イメージング面上に存在する場合だけでなく、治療用
超音波の円錐形の伝搬経路中に存在すれば、強度分布6
4は歪む。オペレータは強度分布64の形状に基づいて
治療用超音波の伝播経路中に強反射体や強吸収体の存在
の有無を判断できる。さらに、システムコントローラ9
が、この存在の有無を、計測した強度分布の形状と予め
指定された形状との比較結果、又は計測した強度分布の
形状の左右対称性に基づいて判断するようにしてもよ
い。存在していると判断したとき、システムコントロー
ラ9は、この存在していることをオペレータに提示する
ために、システム警告メッセージ65をCRT29に表
示し、警告音を発生する。また、システムコントローラ
9は、治療開始を強制的に不可能とする安全機能を作動
する。
FIG. 9 shows the intensity distribution when there is a strong reflector of ultrasonic waves in the propagation path of therapeutic ultrasonic waves. When there is a strong reflector of ultrasonic waves in the propagation path, it is clinically important to detect this because the focus strength is reduced or the strong reflector is a heating element such as bone. In FIG. 9, the therapeutic ultrasonic wave propagates in the living body toward the focal point 60 along the propagation path 61. This propagation route 6
A strong reflector 63 is placed at a position deviated from the central axis 62 in FIG.
If so, the intensity distribution 64 is distorted and is not symmetrical as shown in FIG. The same applies when there is an ultrasonic absorber. One cause of the distortion of the intensity distribution 64 is that some therapeutic ultrasonic energy reaches the focal point by the strong reflector 63. If the strong reflector 63 exists not only on the two-dimensional imaging surface but also in the conical propagation path of the therapeutic ultrasonic wave, the intensity distribution 6
4 is distorted. Based on the shape of the intensity distribution 64, the operator can determine the presence or absence of a strong reflector or a strong absorber in the propagation path of the therapeutic ultrasonic wave. Furthermore, the system controller 9
However, the presence or absence thereof may be determined based on the result of comparison between the shape of the measured intensity distribution and the shape designated in advance, or the left-right symmetry of the shape of the measured intensity distribution. When the system controller 9 determines that it is present, the system controller 9 displays the system warning message 65 on the CRT 29 and issues a warning sound in order to present this presence to the operator. The system controller 9 also activates a safety function that forcibly prohibits the start of treatment.

【0096】以上のような安全のための機能は、焦点領
域の超音波強度を計測することによっても可能である。
この方法では、2次元イメージング画面の中心軸を通り
画面に垂直な面内に超音波の強反射体や強吸収体がある
場合でも効果が得られる。前述のようにピエゾ素子群2
の駆動エネルギから焦点領域のエネルギが予想できる。
その際、生体内の超音波減衰率をも考慮すれば、より正
確な焦点領域のエネルギが予想可能になる。このように
して、あらかじめ予想された焦点領域内の超音波強度に
対し、実際に取得された焦点領域内の超音波強度を比較
し、その強度差があらかじめ設定しておいた値よりも大
きければ、超音波の強反射対(もしくは強吸収体)によ
り超音波エネルギの一部が散乱されて焦点まで到達して
いない可能性が考えられるので、前述のように異常を繰
作者に知らせるようにする。あるいは、この情報に基づ
いて治療開始をできなくするための安全装置を構成し、
システムに組み込んでも良い。
The above-mentioned function for safety can also be performed by measuring the ultrasonic wave intensity in the focal region.
This method is effective even when there are strong reflectors or absorbers of ultrasonic waves in a plane that passes through the central axis of the two-dimensional imaging screen and is perpendicular to the screen. As mentioned above, the piezo element group 2
The energy of the focus area can be predicted from the driving energy of the.
At that time, if the ultrasonic attenuation factor in the living body is also taken into consideration, more accurate energy in the focus region can be predicted. In this way, the ultrasonic intensity in the focal area predicted in advance is compared with the ultrasonic intensity in the actually acquired focal area, and if the intensity difference is larger than the preset value, , It is possible that a part of the ultrasonic energy is scattered by the strong reflection pair (or strong absorber) of the ultrasonic waves and does not reach the focal point. . Alternatively, based on this information, configure a safety device to prevent starting treatment,
It may be incorporated into the system.

【0097】また、システムコントローラ9では、強度
分布に基づいて、屈折等による治療用超音波の伝搬経路
の歪みの有無を判断して、歪んでいるとき、その警告を
発生する。ずれが2次元イメージング面内であれば、強
度分布の歪みから視覚的にそのずれを確認できる。しか
し、ずれの方向が2次元イメージング面から外れている
とき、視覚的にそのずれを確認することはできない。シ
ステムコントローラ9は、実際の焦点強度を、駆動エネ
ルギー等から計算上得られる予定強度と比較し、その差
が所定範囲を逸脱しているとき、治療用超音波の伝搬経
路の歪みが発生していることと判断して、これをオペレ
ータに提示する。
Further, the system controller 9 judges whether or not the propagation path of the therapeutic ultrasonic wave due to refraction or the like is distorted based on the intensity distribution, and when distorted, issues a warning. If the deviation is within the two-dimensional imaging plane, the deviation can be visually confirmed from the distortion of the intensity distribution. However, when the deviation direction is out of the two-dimensional imaging plane, the deviation cannot be visually confirmed. The system controller 9 compares the actual focus intensity with the expected intensity calculated from the driving energy and the like, and when the difference deviates from the predetermined range, the propagation path of the therapeutic ultrasonic wave is distorted. It is judged that the operator is present and this is presented to the operator.

【0098】また、システムコントローラ9は、実際の
焦点強度と予定強度との差が所定の許容範囲内であれ
ば、治療実行可というメッセージを出力する。
If the difference between the actual focus intensity and the expected intensity is within a predetermined allowable range, the system controller 9 outputs a message that the treatment can be performed.

【0099】次に、強度分布イメージングによる生体へ
の影響を抑制し、且つフレームレートを向上する方法に
ついて説明する。強度分布用超音波の音響的なエネルギ
は治療用超音波より低くされており、生体への影響度は
比較的低いと考えられる。しかし、強度分布イメージン
グのスキャン範囲を幾何学的焦点付近を少なくとも含む
程度に狭くしてラスタの本数を減少すれば、1フレーム
に対応する強度分布用超音波の照射回数は減少するた
め、生体への影響を抑制することができる。また、Bモ
ード画像のためのスキャンと強度分布のためのスキャン
とを交互に行う場合であっても、強度分布イメージング
のスキャン範囲を狭くしてラスタの本数を減少すること
により、各々の画像のフレームレートを向上させること
ができる。一方、強度分布画像の表示領域を狭くして
も、通常の生体内イメージングの領域に対し、治療用超
音波の伝播経路は狭いので、強度分布イメージングに重
要な影響を与えることはない。このようなスキャン範囲
の切り替えは、オペレータがこの切り替え指示をコンソ
ール10を介してシステムコントローラ9に入力するこ
とを契機としてシステムコントローラ9の制御により行
われる。さらに、治療開始前はフルスケール画面で強度
分布イメージングを行い超音波の伝播経路中の安全性を
確認した後は、強度分布イメージング領域を狭くしたり
焦点領域のみに限定する等の、治療前と治療時とで表示
の仕方を切り替える使い方も可能である。
Next, a method of suppressing the influence of the intensity distribution imaging on the living body and improving the frame rate will be described. The acoustic energy of the ultrasonic waves for intensity distribution is lower than that of the therapeutic ultrasonic waves, and it is considered that the degree of influence on the living body is relatively low. However, if the number of rasters is reduced by narrowing the scan range of the intensity distribution imaging to at least include the vicinity of the geometric focus, the number of times the intensity distribution ultrasonic waves are applied to one frame is reduced. The influence of can be suppressed. Even when the scan for the B-mode image and the scan for the intensity distribution are alternately performed, the scan range of the intensity distribution imaging is narrowed and the number of rasters is reduced, so that The frame rate can be improved. On the other hand, even if the display area of the intensity distribution image is narrowed, since the propagation path of the therapeutic ultrasonic wave is narrower than the area of the normal in-vivo imaging, the intensity distribution imaging is not significantly affected. Such switching of the scanning range is performed by the control of the system controller 9 triggered by the operator inputting the switching instruction to the system controller 9 via the console 10. In addition, before the start of treatment, intensity distribution imaging is performed on the full-scale screen, and after confirming the safety in the propagation path of ultrasonic waves, the intensity distribution imaging area can be narrowed or limited to the focus area only. It is also possible to use the method of switching the display method during treatment.

【0100】(第4の実施の形態)図10は第4の3実
施の形態による超音波治療装置の主要部の構成図であ
る。図10において、図7と同じ部分には同じ符号を付
して説明を省略する。主に血流によるシフト成分を受信
信号から除去するためのフィルタ70が、周波数スペク
トル分析部52の前段にスイッチ71を介して設けられ
ている。血流によるドップラー効果は、イメージング用
超音波及び強度分布用超音波の周波数を数kHzほどシ
フトする。図11に模式的に示すように、このシフト帯
域は、第1の基本周波数f0 に数kHzを加減した周波
数を中心とした帯域、第2の基本周波数f2 に数kHz
を加減した周波数を中心とした帯域として定義される。
(Fourth Embodiment) FIG. 10 is a block diagram showing the main parts of an ultrasonic therapeutic apparatus according to the fourth and third embodiments. 10, the same parts as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. A filter 70 for mainly removing a shift component due to blood flow from a received signal is provided in front of the frequency spectrum analysis unit 52 via a switch 71. The Doppler effect due to the blood flow shifts the frequencies of the ultrasonic waves for imaging and the ultrasonic waves for intensity distribution by several kHz. As schematically shown in FIG. 11, this shift band is a band centered on a frequency obtained by adding or subtracting several kHz to the first fundamental frequency f0, and several kHz to the second fundamental frequency f2.
It is defined as the band centered on the frequency that is adjusted.

【0101】フィルタ70は、これらシフト帯域内のシ
フト成分を十分減衰又は除去する。フィルタ70は、例
えば複数のハイパスフィルタと複数のローパスフィルタ
とから構成される。フィルタ70は、シフト帯域内のシ
フト成分を十分減衰させる機能を実現するものであれ
ば、この構成に限定されない。フィルタ70により、基
本周波数から僅かに離れたシフト成分は除去されてしま
うが、一般にイメージング用超音波と強度分布用超音波
とは、それらの周波数差は1MHz以上であり、また高
調波成分も含めると非常に広帯域であるため、シフト成
分は除去しても、信号強度が極端に低下することはな
く、したがって高い画質が維持される。フィルタ70の
除去する帯域を調整することにより、血流以外の例えば
心臓壁等の移動体によるシフト成分を除去することもで
きる。
The filter 70 sufficiently attenuates or removes the shift components within these shift bands. The filter 70 is composed of, for example, a plurality of high-pass filters and a plurality of low-pass filters. The filter 70 is not limited to this configuration as long as it realizes the function of sufficiently attenuating the shift component within the shift band. The filter 70 removes the shift component slightly apart from the fundamental frequency. Generally, the frequency difference between the imaging ultrasonic wave and the intensity distribution ultrasonic wave is 1 MHz or more, and a harmonic component is also included. Since the bandwidth is extremely wide, even if the shift component is removed, the signal strength does not extremely decrease, and thus high image quality is maintained. By adjusting the band to be removed by the filter 70, it is possible to remove the shift component other than the blood flow due to the moving body such as the heart wall.

【0102】スイッチ71はその切り替えにより、シフ
ト成分を除去する/しないを選択することを可能とす
る。この切り替えは、オペレータがコンソール10を介
してシステムコントローラ9に指示を入力することを契
機として行われる。
By switching the switch 71, it is possible to select whether or not the shift component is removed. This switching is triggered by the operator inputting an instruction to the system controller 9 via the console 10.

【0103】(第5の実施の形態)図12は、第5の実
施の形態に係る超音波治療装置の構成図である。図12
において、図6と同じ部分には同じ符号を付して説明を
省略する。図13に示すように、治療用超音波発生源8
0は、円形平板状のピエゾ素子81が径方向及び周方向
に分割されてなる。換言すると、治療用超音波発生源8
0は、複数のピエゾ素子81が円形平板状に配列されて
いる。ここでは1つのピエゾ素子81が1チャンネルを
構成するものとして説明するが、近隣の複数のピエゾ素
子81が1チャンネルを構成するものであってもよい。
(Fifth Embodiment) FIG. 12 is a block diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to a fifth embodiment. FIG.
In FIG. 6, the same parts as those in FIG. As shown in FIG. 13, a therapeutic ultrasonic wave generator 8
In No. 0, the circular flat plate-shaped piezo element 81 is divided in the radial direction and the circumferential direction. In other words, the therapeutic ultrasonic wave generator 8
In No. 0, a plurality of piezoelectric elements 81 are arranged in a circular flat plate shape. Here, it is described that one piezo element 81 constitutes one channel, but a plurality of neighboring piezo elements 81 may constitute one channel.

【0104】複数のピエゾ素子81がチャンネル毎に独
立して駆動可能なように、超音波治療部46は1個のピ
エゾ素子81に対して1つずつ設けられる。超音波治療
部46はそれぞれ、マッチング回路、RFアンプ、連続
波発生回路、パルス発生回路、連続波発生回路とパルス
発生回路との切り替え回路とから構成される。同期回路
18は、複数のピエゾ素子81から発生された超音波が
焦点で集束するように、複数の超音波治療部46に位相
の異なる同期信号を個々に供給する。なお、複数のピエ
ゾ素子81の円形平板の中心点からの垂線上であって、
所定の深さの点を、基準焦点と称する。基準的な同期信
号は、この基準焦点に対応している。
One ultrasonic treatment section 46 is provided for each piezo element 81 so that the plurality of piezo elements 81 can be independently driven for each channel. The ultrasonic treatment section 46 is composed of a matching circuit, an RF amplifier, a continuous wave generation circuit, a pulse generation circuit, and a switching circuit between the continuous wave generation circuit and the pulse generation circuit. The synchronization circuit 18 individually supplies synchronization signals having different phases to the plurality of ultrasonic treatment units 46 so that the ultrasonic waves generated from the plurality of piezoelectric elements 81 are focused at the focal point. In addition, on the perpendicular line from the center point of the circular flat plate of the plurality of piezo elements 81,
A point having a predetermined depth is called a reference focus. The reference sync signal corresponds to this reference focus.

【0105】同期回路18は、システムコントローラ9
の制御にしたがって、複数の超音波治療部46それぞれ
に供給する同期信号の位相を変化することが可能に構成
されている。この位相の変化は、焦点を基準焦点の位置
から他の位置に移動することを実現する。なお、焦点を
基準焦点の位置から他の位置に移動するとき、焦点での
音響的な圧力は基準焦点の音響的な圧力に対して変化す
る。システムコントローラ9は、この音響的な圧力の変
化を補償するために、超音波治療部46のRFアンプを
制御して、駆動信号の振幅を調整する。
The synchronizing circuit 18 is the system controller 9
According to the control of 1, the phase of the synchronization signal supplied to each of the plurality of ultrasonic treatment units 46 can be changed. This change in phase realizes moving the focus from the position of the reference focus to another position. When the focus is moved from the reference focus position to another position, the acoustic pressure at the focus changes with respect to the acoustic pressure at the reference focus. The system controller 9 controls the RF amplifier of the ultrasonic treatment section 46 to adjust the amplitude of the drive signal in order to compensate for this acoustic pressure change.

【0106】ここで、屈折等により治療用超音波の焦点
が設定位置からずれている場合を考える。強度分布用超
音波パルスとイメージング用超音波パルスとは、伝播経
路や生体に対する伝播の角度が異なるため、屈折量が異
なる場合がある。但し、同じ超音波であるため、屈折の
度合いの違いは、それほど大きくなく、焦点の深さにお
いて横方向に数mm程度である。
Here, consider a case where the focal point of the therapeutic ultrasonic wave is deviated from the set position due to refraction or the like. Since the intensity distribution ultrasonic pulse and the imaging ultrasonic pulse have different propagation paths and angles of propagation with respect to the living body, they may have different refraction amounts. However, since the ultrasonic waves are the same, the difference in the degree of refraction is not so large, and is about several mm in the lateral direction at the depth of focus.

【0107】そこで、システムコントローラ9は、以下
のような作業を行う。強度分布用超音波の焦点位置が初
期の位置から変更される。強度分布用超音波の焦点位置
が被治療体の位置を中心とした半径数mmの球の範囲内
でスパイラル状に変更される。その際、イメージ上の焦
点位置からの強度分布がイメージング用超音波パルスの
反射波強度が計測される。各焦点位置に対して最大の反
射波強度が選択される。最大の反射波強度は、推定され
た焦点強度と比較され、その差が許容範囲を逸脱してい
るか否かが判定される。最大の反射波強度と推定された
焦点強度との差が許容範囲内であるとき、最大の反射波
強度に対応する遅延制御で治療開始状態が起動される。
これにより強度分布イメージング用超音波パルスの屈折
量はイメージング用超音波パルスの屈折量に補正され、
両者の違いはなくなる。一方、最大の反射波強度と推定
された焦点強度との差が許容範囲から逸脱していると
き、警告が出力され、また治療開始状態が起動されな
い。
Therefore, the system controller 9 performs the following work. The focus position of the ultrasonic wave for intensity distribution is changed from the initial position. The focal position of the ultrasonic wave for intensity distribution is changed in a spiral shape within a range of a sphere having a radius of several mm centered on the position of the treatment target. At that time, the intensity distribution from the focus position on the image is measured as the reflected wave intensity of the ultrasonic pulse for imaging. The maximum reflected wave intensity is selected for each focus position. The maximum reflected wave intensity is compared with the estimated focus intensity to determine whether the difference is outside the allowable range. When the difference between the maximum reflected wave intensity and the estimated focus intensity is within the allowable range, the treatment start state is activated by the delay control corresponding to the maximum reflected wave intensity.
With this, the refraction amount of the ultrasonic pulse for intensity distribution imaging is corrected to the refraction amount of the ultrasonic pulse for imaging,
The difference between the two disappears. On the other hand, when the difference between the maximum reflected wave intensity and the estimated focus intensity deviates from the allowable range, a warning is output and the treatment start state is not activated.

【0108】周波数情報解析部41は、強度分布に基づ
いて治療領域を計測する。治療領域とは、治療用超音波
による発熱が高い領域として定義される。治療領域は焦
点に対して空間的に若干ずれる。強度分布用超音波のエ
コーには、基本波成分の他に高調波成分が含まれる。図
14に示すように、高調波成分は高調波帯域内の信号成
分である。高調波帯域は、強度分布用超音波及び治療用
超音波の第1の基本波周波数f1 の整数倍の周波数を中
心とした帯域である。超音波の波形は音圧レベルが大き
いほど歪む。この歪みは高調波成分を発生する。つま
り、高調波成分を多く含む部分は音圧レベルが大きい領
域に対応し、この領域は発熱危険度が高くなる部分と推
定できる。周波数情報解析部41は、受信信号から高調
波成分を抽出する。抽出された高調波成分に基づいて強
度分布が生成される。この強度分布に基づいて所定の強
度を越える領域が、治療領域として抽出される。抽出さ
れた治療領域の位置と被治療体の位置とが整合するよう
に、遅延制御の状態が調整される。
The frequency information analysis unit 41 measures the treatment area based on the intensity distribution. The treatment area is defined as an area where heat generated by the therapeutic ultrasonic waves is high. The treatment area is slightly spatially offset from the focus. The echo of the ultrasonic wave for intensity distribution contains harmonic components in addition to the fundamental wave component. As shown in FIG. 14, the harmonic component is a signal component within the harmonic band. The harmonic band is a band centered on a frequency that is an integral multiple of the first fundamental wave frequency f1 of the intensity distribution ultrasonic wave and the therapeutic ultrasonic wave. The waveform of ultrasonic waves is distorted as the sound pressure level increases. This distortion produces harmonic components. That is, it can be presumed that a portion containing a large amount of harmonic components corresponds to a region where the sound pressure level is high, and this region has a high risk of heat generation. The frequency information analysis unit 41 extracts a harmonic component from the received signal. An intensity distribution is generated based on the extracted harmonic components. A region exceeding a predetermined intensity is extracted as a treatment region based on this intensity distribution. The state of the delay control is adjusted so that the position of the extracted treatment region matches the position of the body to be treated.

【0109】ここで、図15に示すように、治療領域1
03が被治療体102に対してずれている場合を考え
る。ここでは、3次元超音波画像が生成される。3次元
超音波画像の生成については、特開昭61−20964
3号公報、特開平5−300910号公報等で開示され
た周知技術であるので説明は省略する。CRT29に
は、3次元超音波画像100、3次元座標軸101、被
治療体102、治療領域103を示す3次元座標104
が表示される。例えば、この座標は、3次元画像上の一
点105を原点(0,0,0)とされている。被治療体
102の座標が(0,8,0)、治療領域103の座標
が(−1,6,0)であると仮定する。治療領域103
の座標と被治療体102の座標との空間的なずれに基づ
いて、システムコントローラ9は同期回路18を制御し
て遅延制御の状態を変化し、この状態で強度分布イメー
ジングを実行する。この動作は、治療領域103の座標
が被治療体102の座標に一致するまで繰り返される。
両座標が一致したとき、その遅延制御の状態で治療が開
始される。
Here, as shown in FIG. 15, the treatment area 1
Consider the case where 03 is displaced with respect to the body 102 to be treated. Here, a three-dimensional ultrasonic image is generated. Regarding the generation of a three-dimensional ultrasonic image, see JP-A-61-20964.
Since this is a well-known technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-300910, description thereof will be omitted. The CRT 29 includes a three-dimensional ultrasonic image 100, a three-dimensional coordinate axis 101, an object to be treated 102, and a three-dimensional coordinate 104 indicating a treatment area 103.
Is displayed. For example, this coordinate has a point 105 on the three-dimensional image as the origin (0,0,0). It is assumed that the coordinates of the treated object 102 are (0,8,0) and the coordinates of the treatment area 103 are (-1,6,0). Treatment area 103
The system controller 9 controls the synchronizing circuit 18 to change the state of delay control based on the spatial shift between the coordinates of 1 and the coordinates of the body to be treated 102, and executes the intensity distribution imaging in this state. This operation is repeated until the coordinates of the treatment area 103 match the coordinates of the treatment subject 102.
When both coordinates match, the treatment is started in the state of the delay control.

【0110】図16(a)、図16(b)に示すよう
に、抽出された治療領域103は、四角マーカ110a
で表示し、焦点は円形マーカ110bとして区別可能に
表示するようにしてもよい。区別は形状の相違に限ら
ず、色相の相違によってもよい。さらに、図16(c)
に示すように、高調波成分に基づいて生成された強度分
布の強度変化を、色相変化、色の濃さの変化、輝度変化
又は等高線等で表現したマーカ110cを表示してもよ
い。
As shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b), the extracted treatment region 103 has a rectangular marker 110a.
Alternatively, the focus may be displayed as the circular marker 110b so as to be distinguishable. The distinction is not limited to the difference in shape, and may be the difference in hue. Further, FIG. 16 (c)
As shown in, the marker 110c may be displayed in which the intensity change of the intensity distribution generated based on the harmonic component is represented by a hue change, a color intensity change, a brightness change, or a contour line.

【0111】(第6の実施の形態)図17は、第6の実
施の形態に係る超音波治療装置の構成図である。図17
において、図1、図12と同じ部分は同じ符号を付して
説明を省略する。治療用超音波発生源2を構成する複数
のピエゾ素子は、それぞれ対応する駆動回路120によ
って個別に駆動されることができる。駆動回路120は
システムコントローラ9及び駆動用電源121に接続さ
れており、システムコントローラ9からの制御信号に基
づいて、駆動信号を、対応するピエゾ素子に供給する。
(Sixth Embodiment) FIG. 17 is a block diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to the sixth embodiment. FIG.
In FIG. 11, the same parts as those in FIGS. The plurality of piezoelectric elements forming the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 can be individually driven by the corresponding drive circuits 120. The drive circuit 120 is connected to the system controller 9 and the drive power supply 121, and supplies a drive signal to the corresponding piezo element based on a control signal from the system controller 9.

【0112】ここでは結石治療に関して説明する。ま
ず、結石に治療用超音波の焦点を一致させるために、イ
メージング用プローブ16により取得した受信信号に基
づいて超音波画像診断部40により再構成されたBモー
ド画像上で被治療体(結石)が確認される。被治療体の
位置は、オペレータによるコンソール10の操作により
入力される。被治療体の座標がシステムコントローラ9
によって計算される。システムコントローラ9は、計算
された被治療体の座標に基づいて、治療用超音波の焦点
が被治療体に一致するように、遅延制御の状態、つまり
ピエゾ素子間の駆動タイミングの時間差、つまりピエゾ
素子毎の遅延時間を計算する。被治療体の位置の入力
は、例えば特願平4−261420号に開示されている
ような自動検出であってもよい。
Here, a stone treatment will be described. First, in order to match the focal point of the therapeutic ultrasonic wave with the calculus, an object to be treated (calculus) on the B-mode image reconstructed by the ultrasonic image diagnostic unit 40 based on the reception signal acquired by the imaging probe 16. Is confirmed. The position of the body to be treated is input by the operation of the console 10 by the operator. The coordinates of the body to be treated are the system controller 9
Is calculated by Based on the calculated coordinates of the body to be treated, the system controller 9 sets the delay control state, that is, the time difference of the drive timing between the piezo elements, that is, the piezo element, so that the focus of the therapeutic ultrasonic wave matches the body to be treated. Calculate the delay time for each element. The input of the position of the body to be treated may be automatic detection as disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 4-261420.

【0113】従来では、ピエゾ素子各々の遅延時間の計
算は、超音波の伝搬過程が線形性を有していることを前
提として行われていた。結石を破砕する程度の非常に強
い治療用超音波(衝撃波)は、超音波が伝搬する過程で
生じる非線形効果が強い。したがって、従来の計算方法
では、実際に形成される焦点は、計算上の焦点の位置か
らずれてしまう。このずれは、治療用超音波発生源2の
中心点から垂直に下ろした基準線上においては大きくな
いが、この基準線から焦点が外れたときには大きくな
る。このようにずれが生じる理由は、各ピエゾ素子か
ら、基準線から外れた焦点までの距離がピエゾ素子間で
相違することである。
Conventionally, the calculation of the delay time of each piezo element has been performed on the assumption that the ultrasonic wave propagation process has linearity. The therapeutic ultrasonic wave (shock wave), which is extremely strong enough to crush stones, has a strong nonlinear effect in the process of propagation of the ultrasonic wave. Therefore, in the conventional calculation method, the focal point actually formed is displaced from the calculated focal point position. This deviation is not large on the reference line vertically lowered from the center point of the therapeutic ultrasonic wave generation source 2, but becomes large when the focus is off the reference line. The reason why such a deviation occurs is that the distance from each piezo element to the focal point deviated from the reference line differs between the piezo elements.

【0114】図18は、基準線から計算上の焦点までの
距離の変化に対するずれ量の変化を表している。なお、
治療用超音波発生源2に近い側のずれは正で、遠い側の
ずれは負で表わされている。通常のイメージング用超音
波のずれ量(□)の変化はない。一方、イメージング用
超音波よりはるかに強度の強い治療用超音波のずれ量
(×)は、基準位置から焦点が離れるほど増大してい
く。この理由は、先に述べた設定位置までの伝搬距離の
相違が基準線から離れるほど大きくなるゆえに、超音波
の伝搬過程で生じる非線形効果の影響が増大するからで
ある。
FIG. 18 shows the change of the shift amount with respect to the change of the distance from the reference line to the calculated focal point. In addition,
The displacement on the side closer to the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 is represented as positive, and the displacement on the far side is represented as negative. There is no change in the deviation amount (□) of the normal ultrasonic waves for imaging. On the other hand, the amount of displacement (x) of the therapeutic ultrasonic wave, which is much stronger than the imaging ultrasonic wave, increases as the focus moves away from the reference position. The reason for this is that the difference in the propagation distance to the set position described above increases as the distance from the reference line increases, and the influence of the non-linear effect that occurs in the ultrasonic wave propagation process increases.

【0115】本実施の形態では、被治療体の座標をズレ
量に基づいて補正し、補正された座標に焦点が形成され
るように従来通りピエゾ素子それぞれの遅延時間を計算
する。これにより、被治療体に焦点を高精度で一致させ
ることができる。メモリ45には、基準線からの距離、
超音波強度(駆動信号の振幅)の多くの組み合わせにそ
れぞれに、ズレ量が記憶されている。システムコントロ
ーラ9は、指定された被治療体の位置と基準線との距離
を求め、これと超音波強度(駆動信号の振幅)とに対応
するズレ量をメモリ45から読み出し、このズレ量に基
づいて被治療体の位置を補正し、補正された位置に焦点
が形成されるように、ピエゾ素子ぞれぞれの遅延時間を
計算する。また、メモリ45に、基準線からの距離と超
音波強度(駆動信号の振幅)との多くの組み合わせそれ
ぞれに、ズレ量に応じた遅延時間の補正値を記憶してお
き、この補正値により、被治療体の位置に焦点が形成さ
れるように従来通りピエゾ素子それぞれに対して計算さ
れた遅延時間を補正するようにしてもよい。
In the present embodiment, the coordinates of the body to be treated are corrected based on the amount of deviation, and the delay time of each piezo element is calculated as in the conventional manner so that the focus is formed on the corrected coordinates. As a result, the focus can be matched with the object to be treated with high accuracy. In the memory 45, the distance from the reference line,
The shift amount is stored for each of many combinations of ultrasonic wave intensities (amplitudes of drive signals). The system controller 9 obtains the distance between the designated position of the body to be treated and the reference line, reads the deviation amount corresponding to this and the ultrasonic intensity (amplitude of the drive signal) from the memory 45, and based on this deviation amount. The position of the body to be treated is corrected, and the delay time of each piezo element is calculated so that the focus is formed at the corrected position. Further, in the memory 45, a correction value of the delay time corresponding to the amount of deviation is stored for each of many combinations of the distance from the reference line and the ultrasonic wave intensity (amplitude of the drive signal). The delay time calculated for each piezo element may be corrected in the conventional manner so that the focus is formed at the position of the treatment target.

【0116】なお、焦点は、ピンポイントではなく、あ
る広さをもつ範囲に形成されるので、設定可能な焦点位
置を焦点サイズに基づいた離散的なものにしてもよい。
Since the focus is not formed in a pinpoint, but in a range having a certain width, the settable focus positions may be discrete based on the focus size.

【0117】なお、メモリ45にズレ量や補正値を記憶
しておくかわりに、基準線からの距離と超音波強度とに
基づいてシステムコントローラ9でズレ量や補正値を計
算するようにしてもよい。
Instead of storing the deviation amount or the correction value in the memory 45, the system controller 9 may calculate the deviation amount or the correction value based on the distance from the reference line and the ultrasonic intensity. Good.

【0118】(第7の実施の形態)図19は、第7の実
施の形態による追尾型の超音波治療装置の構成図であ
る。図19において、図17と同じ部分には同じ符号を
付して説明を省略する。例えば、腎臓結石のような呼吸
運動により移動する被治療体に対して、フェーズドアレ
イ技術を利用して治療用超音波の焦点を追尾させる技術
は、特公平6−26549号公報に見られるように周知
である。治療対象位置検出部140は、被治療体の位置
をほぼリアルタイムで検出する。この検出技術も、特願
平4−261420号公報等で開示されているように、
周知である。例えば、超音波やCT等によるBモード画
像の連続する2フレーム間で差分をとり、その結果に基
づいて被治療体位置を検出する方法や、超音波エコーの
ピーク位置を結石として検出する方法等がある。
(Seventh Embodiment) FIG. 19 is a block diagram of a tracking type ultrasonic therapy apparatus according to the seventh embodiment. 19, the same parts as those in FIG. 17 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. For example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-26549, there is a technique for tracking the focus of therapeutic ultrasonic waves using a phased array technique for an object to be treated that moves due to respiratory motion such as kidney stones. It is well known. The treatment target position detection unit 140 detects the position of the treatment target in almost real time. This detection technique is also disclosed in Japanese Patent Application No. 4-261420, etc.
It is well known. For example, a method of calculating a difference between two consecutive frames of a B-mode image obtained by ultrasonic waves or CT and detecting the position of the body to be treated based on the result, a method of detecting the peak position of the ultrasonic echo as a stone, etc. There is.

【0119】治療対象位置検出手段140からシステム
コントローラ9に常時または周期的に被治療体の位置情
報が供給される。この被治療体の位置に焦点が形成され
るようにピエゾ素子それぞれの遅延時間が計算されるの
であるが、このときに第6の実施の形態で説明した補正
を適用することにより、高精度で焦点を被治療体に追尾
することができる。
The position information of the body to be treated is supplied from the treatment position detecting means 140 to the system controller 9 constantly or periodically. The delay time of each piezo element is calculated so that the focus is formed at the position of the body to be treated. At this time, by applying the correction described in the sixth embodiment, it is possible to achieve high accuracy. The focus can be tracked to the treated body.

【0120】なお、上述したように遅延制御により治療
用超音波の焦点位置を移動する代わりに、音響レンズの
屈折率を局所的に調整して、焦点位置を移動する方法が
採用されてもよい。
Note that instead of moving the focal position of the therapeutic ultrasonic wave by delay control as described above, a method of locally adjusting the refractive index of the acoustic lens and moving the focal position may be adopted. .

【0121】(第8の実施の形態)第8の実施の形態
は、治療中にBモード画像を構成する場合にBモード画
像に混入するノイズを削除すること関する。ノイズ低減
は、上述した実施の形態における超音波診断部40によ
り図られる。
(Eighth Embodiment) The eighth embodiment relates to eliminating noise mixed in a B-mode image when the B-mode image is constructed during treatment. Noise reduction is achieved by the ultrasonic diagnostic unit 40 in the above-described embodiment.

【0122】図20(a)に示すように、治療用超音波
はバースト波として第1の周期で周期的に発生される。
イメージング用超音波パルスは第1の周期より著しく短
い第2の周期で周期的に発生され、次のイメージング用
超音波パルスの送信前にそのエコーが受信される。N本
のラスタそれぞれに対してイメージング用超音波の送受
信が繰り返される。以下、スキャンとは、イメージング
用超音波の送受信をラスタを順次変えながらN回繰り返
す1フレームのための送受信動作として定義するものと
する。イメージング用超音波のエコーに対して治療用超
音波パルスのエコーは著しく強い。受信ゲインはイメー
ジング用超音波のエコーに基づいて設定されている。し
たがって、図20(b)に示すように、スキャンと治療
用超音波バーストの照射とが同時に行われているとき、
治療用超音波パルスが発生されている期間に対応するB
モード画像150上の一部分153は、極めて高輝度の
領域として表示されてしまう。本実施の形態は、このノ
イズを削除するための複数の方法を提供する。複数の方
法のいずれかを採用してもよいし、複数の方法全てを実
施可能にしておきオペレータが選択可能としても良い。
As shown in FIG. 20 (a), the therapeutic ultrasonic waves are periodically generated as burst waves in the first cycle.
The imaging ultrasonic pulse is periodically generated in a second cycle that is significantly shorter than the first cycle, and the echo is received before the transmission of the next imaging ultrasonic pulse. Transmission and reception of imaging ultrasonic waves are repeated for each of the N rasters. Hereinafter, a scan is defined as a transmission / reception operation for one frame in which transmission / reception of imaging ultrasonic waves is repeated N times while sequentially changing rasters. The echo of the therapeutic ultrasonic pulse is significantly stronger than the echo of the imaging ultrasonic wave. The reception gain is set based on the echo of the ultrasonic wave for imaging. Therefore, as shown in FIG. 20B, when the scanning and the irradiation of the therapeutic ultrasonic burst are simultaneously performed,
B corresponding to the period during which the therapeutic ultrasonic pulse is generated
A part 153 on the mode image 150 is displayed as an extremely high brightness area. This embodiment provides several methods for removing this noise. Any one of a plurality of methods may be adopted, or all of the plurality of methods may be enabled and selectable by the operator.

【0123】(第1の方法)図21は治療用超音波の照
射タイミングとスキャンのタイミングとの関係を示すタ
イムチャートである。治療用超音波パルスはバースト波
として第1の周期で周期的に発生される。患者の断面は
イメージング用超音波で第1の周期とは無関係の固有の
周期(フレーム周期)で周期的にスキャンされる。
(First Method) FIG. 21 is a time chart showing the relationship between the irradiation timing of therapeutic ultrasonic waves and the scanning timing. The therapeutic ultrasonic pulse is periodically generated as a burst wave in the first cycle. The cross-section of the patient is periodically scanned with imaging ultrasound waves at a unique period (frame period) independent of the first period.

【0124】図22(a)〜図22(d)は連続的なス
キャンにより生成される3フレームのBモード画像を模
式的に示している。1フレームのBモード画像には、少
なくとも1つの治療用超音波によるノイズ縞161が混
入される。超音波診断部40には、治療用超音波パルス
の照射タイミングを決定するための同期信号がシステム
コントローラ9から供給される。超音波診断部40は、
フレーム周期と同期信号とに基づいて、Bモード画像上
でノイズ縞161が発生する範囲を求める。超音波診断
部40は、最新の1フレームのBモード画像160cか
らノイズ縞161の範囲を除去し、その範囲を当該Bモ
ード画像160cに対して直前に生成した複数枚のBモ
ード画像160a,160bから補完することにより、
ノイズ縞161のない1フレームのBモード画像160
dを作成する。
22A to 22D schematically show B-mode images of three frames generated by continuous scanning. The noise fringes 161 due to at least one therapeutic ultrasonic wave are mixed in one frame of B-mode image. A synchronization signal for determining the irradiation timing of the therapeutic ultrasonic pulse is supplied from the system controller 9 to the ultrasonic diagnostic unit 40. The ultrasonic diagnostic unit 40
The range in which the noise stripe 161 is generated on the B-mode image is obtained based on the frame period and the synchronization signal. The ultrasonic diagnostic unit 40 removes the range of the noise fringes 161 from the latest one frame of the B-mode image 160c, and the range of the plurality of B-mode images 160a and 160b generated immediately before the relevant B-mode image 160c. By supplementing from
One-frame B-mode image 160 without noise stripes 161
Create d.

【0125】(第2の方法)図23は第2の方法の説明
図である。171は、治療用超音波バーストの照射タイ
ミングを示している。超音波診断装置40は、治療用超
音波バーストが照射されている期間、イメージング用超
音波によるスキャンを中断する。超音波診断装置40
は、治療用超音波バーストの照射が停止されたとき、中
断時のラスタの次のラスタからスキャンを再開する。
(Second Method) FIG. 23 is an explanatory diagram of the second method. Reference numeral 171 indicates the irradiation timing of the therapeutic ultrasonic burst. The ultrasonic diagnostic apparatus 40 suspends the scanning with the ultrasonic waves for imaging while the therapeutic ultrasonic burst is being emitted. Ultrasonic diagnostic equipment 40
Restarts scanning from the raster following the raster at the time of interruption when the irradiation of the therapeutic ultrasonic burst is stopped.

【0126】(第3の方法)図24は第3の方法の説明
図である。181は、治療用超音波バーストの照射タイ
ミングを示している。超音波診断装置40は、治療用超
音波バーストが照射されている期間、エコーを受信しな
い、受信した受信信号を画像メモリに書き込まない、又
は書き込んでもCRTには表示しない。これにより、B
モード画像上ではノイズ部分は黒く抜けてしまうが、白
いノイズ部分は解消される。
(Third Method) FIG. 24 is an explanatory diagram of the third method. Reference numeral 181 indicates the irradiation timing of the therapeutic ultrasonic burst. The ultrasonic diagnostic apparatus 40 does not receive an echo, does not write the received signal to the image memory, or does not display it on the CRT while it is being irradiated with the therapeutic ultrasonic burst. Thereby, B
In the mode image, the noise part appears black, but the white noise part disappears.

【0127】(第4の方法)図25(a)〜図25
(f)、図26(a)〜図26(d)は、第4の方法の
説明図である。治療用超音波バーストの照射タイミング
とスキャンのタイミングとの時間的な関係を示すタイム
チャートを示す図25(b),図25(d),図25
(f),図26(b),図26(d)はそれぞれ図25
(a),図25(c),図25(e),図26(a),
図26(c)に対応する。図25(a)、図25(b)
に示すように超音波診断装置40は、Bモード画像19
0aの両端にノイズ縞191が生じるように、治療用超
音波バーストの照射タイミングに対してスキャンタイミ
ングを図る。図25(c)、図25(d)に示すように
超音波診断装置40は、Bモード画像190bの中央部
分にノイズ縞191が生じるように、治療用超音波バー
ストの照射タイミングに対してスキャンタイミングを図
る。図25(e)、図25(f)に示すように超音波診
断装置40は、Bモード画像190cの両端部分及び中
央部分以外の部分にノイズ縞191が生じるように、治
療用超音波バーストの照射タイミングに対してスキャン
タイミングを図る。図26(a)、図26(b)に示す
ように超音波診断装置40は、注目部分(例えば焦点)
201がノイズ縞202に隠れないで、Bモード画像2
00の右半分にノイズ縞202が生じるように、治療用
超音波バーストの照射タイミングに対してスキャンタイ
ミングを図る。図26(c)、図26(d)に示すよう
に超音波診断装置40は、注目部分(例えば焦点)20
1がノイズ縞202に隠れないで、Bモード画像200
の左半分にノイズ縞202が生じるように、治療用超音
波バーストの照射タイミングに対してスキャンタイミン
グを図る。
(Fourth Method) FIGS. 25A to 25
FIG. 26F and FIG. 26A to FIG. 26D are explanatory views of the fourth method. 25 (b), 25 (d) and 25 showing time charts showing the temporal relationship between the irradiation timing of the therapeutic ultrasonic burst and the scanning timing.
25 (f), FIG. 26 (b) and FIG. 26 (d) are respectively shown in FIG.
(A), FIG. 25 (c), FIG. 25 (e), FIG. 26 (a),
It corresponds to FIG. 25 (a) and 25 (b)
As shown in FIG.
The scan timing is set with respect to the irradiation timing of the therapeutic ultrasonic burst so that noise stripes 191 are generated at both ends of 0a. As shown in FIGS. 25 (c) and 25 (d), the ultrasonic diagnostic apparatus 40 scans with respect to the irradiation timing of the therapeutic ultrasonic burst so that a noise stripe 191 is generated in the central portion of the B-mode image 190b. Plan the timing. As shown in FIGS. 25 (e) and 25 (f), the ultrasonic diagnostic apparatus 40 uses the therapeutic ultrasonic burst so that the noise fringes 191 are generated in portions other than both end portions and the central portion of the B-mode image 190c. The scan timing is set with respect to the irradiation timing. As shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b), the ultrasonic diagnostic apparatus 40 has a target portion (for example, a focus).
201 is not hidden by noise stripe 202, and B mode image 2
The scan timing is set with respect to the irradiation timing of the therapeutic ultrasonic burst so that the noise stripe 202 is generated in the right half of 00. As shown in FIGS. 26C and 26D, the ultrasonic diagnostic apparatus 40 includes a target portion (for example, a focus) 20.
1 is not hidden by the noise stripe 202, and the B-mode image 200
The scan timing is set with respect to the irradiation timing of the therapeutic ultrasonic burst so that the noise stripe 202 is generated in the left half of the.

【0128】(第9の実施の形態)図27は第9の実施
の形態による超音波治療装置の構成を示す。第9の実施
の形態では、超音波治療装置は、磁気共鳴診断装置と併
用される。超音波の温熱治療において、治療開始前に患
部と発熱領域との位置整合性を高精度で確認することが
重要である。
(Ninth Embodiment) FIG. 27 shows the configuration of an ultrasonic therapeutic apparatus according to the ninth embodiment. In the ninth embodiment, the ultrasonic therapeutic apparatus is used together with the magnetic resonance diagnostic apparatus. In ultrasonic hyperthermia treatment, it is important to confirm the positional consistency between the affected area and the heat-generating area with high accuracy before the treatment is started.

【0129】磁気共鳴診断装置は、化学シフトや緩和時
間T1の温度依存性を利用して、温度分布を計測するこ
とが可能である((Y.Ishihara et al,:Proc. 11th An
n. SMRM Meeting, 4803, 1992)、(H.Kato et al.:'Po
ssible application of noninvasive thermometry for
hyperthemia using NMR',International Conference on
Cancer Therapy by Hyperthemia, Radiation andDrug
s, Kyoto, Japan(Sept.1981 )))。
The magnetic resonance diagnostic apparatus can measure the temperature distribution by utilizing the temperature dependence of the chemical shift and the relaxation time T1 ((Y. Ishihara et al,: Proc. 11th An.
n.SMRM Meeting, 4803, 1992), (H.Kato et al.:'Po
ssible application of noninvasive thermometry for
hyperthemia using NMR ', International Conference on
Cancer Therapy by Hyperthemia, Radiation and Drug
s, Kyoto, Japan (Sept.1981))).

【0130】また、磁気共鳴診断装置は、選択励起技術
により局所領域や任意形状の領域を計測ことが可能であ
る((C.J.Hardy, and H.E.Cline, Journal of Magnetic
Resonance, vol.82, pp.647-654,1989)、(J.Pauly et
al.:'Three-Dimensional πPulse',Proc. 10th Ann.SM
RM Meeting, 493, 1991) )。
Further, the magnetic resonance diagnostic apparatus can measure a local region or a region having an arbitrary shape by the selective excitation technique ((CJ Hardy, and HECline, Journal of Magnetic
Resonance, vol.82, pp.647-654,1989), (J.Pauly et
al.:'Three-Dimensional πPulse ', Proc. 10th Ann.SM
RM Meeting, 493, 1991)).

【0131】ところで、生体は呼吸移動、体動などの動
きがあるので、超音波の温熱治療中に正常組織への誤照
射、患部の現在温度をリアルタイムでモニタリングする
ことも重要であり、磁気共鳴診断装置により2次元の温
度分布を計測し、これを上記モニタリングに利用しよう
とする試みがなされている。温熱治療では、患部は瞬間
的に高温にされるので、このモニタリングにはかなり高
い時間追従性(リアルタイム性)が要求される。また、
温度のほかに治療効果を示すデータを高い時間分解能で
得る必要もあり、時間分解能を最優先する計測法が必要
である。
By the way, since the living body has movements such as respiratory movements and body movements, it is important to monitor erroneous irradiation of normal tissue and current temperature of the affected area in real time during hyperthermia treatment with ultrasonic waves. Attempts have been made to measure a two-dimensional temperature distribution with a diagnostic device and utilize it for the above monitoring. In hyperthermia, the affected part is instantaneously heated to a high temperature, and therefore this monitoring requires a fairly high time followability (real-time property). Also,
In addition to temperature, it is necessary to obtain data showing the therapeutic effect with high time resolution, and a measurement method that gives priority to time resolution is necessary.

【0132】しかし、磁気共鳴診断装置は、1フレーム
の温度分布を計測するために、例えばスピンエコー法で
は一回の励起にかかる時間(繰り返し時間)にエンコー
ド回数をかけた時間必要であり、例えば繰り返し時間T
Rが2秒でエンコード回数128回であれば5分程度か
かってしまう。スピンエコー法より高速な例えばフィー
ルドエコー法やエコープラナー法でも、1フレームの温
度分布を計測するために、数秒かかってしまう。さら
に、撮像から温度分布が出力されるまでに、画像再構成
処理に要する数秒程度のタイムラグが必要である。した
がって、温度分布によるリアルタイムモニタリングは、
困難であった。
However, in order to measure the temperature distribution of one frame, the magnetic resonance diagnostic apparatus requires, for example, the time required for one excitation (repetition time) times the number of encoding times in the spin echo method. Repeat time T
If R is 2 seconds and the number of encoding times is 128, it takes about 5 minutes. Even in the field echo method or the echo planar method, which is faster than the spin echo method, it takes several seconds to measure the temperature distribution of one frame. Furthermore, a time lag of about several seconds required for the image reconstruction processing is required before the temperature distribution is output from the imaging. Therefore, real-time monitoring by temperature distribution
It was difficult.

【0133】時間分解能をを高くするために、2次元で
はなく、1次元の温度分布を計測することが考えられ
る。しかし、この方法は、1次元の温度分布を計測する
計測ラインから発熱領域が外れてしまうという問題があ
り、好ましくない。また、スライス厚の厚さは、パーシ
ャルボリューム効果を生じさせ、ピーク温度が低めに測
定されてしまうという問題もある。さらに、1次元の温
度分布では、計測ライン以外の部分で過熱が発生してい
ることをチェックできないという問題もある。
In order to increase the time resolution, it is possible to measure a one-dimensional temperature distribution instead of two-dimensional one. However, this method is not preferable because there is a problem in that the heat generation region deviates from the measurement line for measuring the one-dimensional temperature distribution. There is also a problem that the thickness of the slice thickness causes a partial volume effect, and the peak temperature is measured low. Furthermore, there is also a problem that it is not possible to check that overheat occurs in a portion other than the measurement line in the one-dimensional temperature distribution.

【0134】第9の実施の形態の目的は、高い時間分解
能で温度モニタリングを可能とすることにある。図27
において、静磁場磁石211は励磁用電源212により
駆動され、患者213にz方向の一様な静磁場を印加す
る。勾配磁場コイル214は静磁場磁石211内に配置
され、駆動回路216により駆動され、寝台217上の
患者213に対して、直交するx,y,zの3方向にそ
れぞれ磁場強度が直線的に変化する勾配磁場Gx,G
y,Gzを印加する。高周波コイル218は勾配磁場コ
イル214内に配置される。高周波コイル218は、デ
ュプレクサ220を介して送信部219から高周波信号
の供給を受け、高周波磁場を発生する。受信部221
は、高周波コイル218、デュプレクサ220を介して
患者213からの磁気共鳴信号を受信する。高周波コイ
ル218には、鞍型コイル、分布定数型コイル、クォー
ドラチャコイル、表面コイルが採用される。デュプレク
サ220は、高周波コイル218に対して送信部219
と受信部221とを切り替えるものであり、送信時には
送信部219からの高周波信号を高周波コイル218に
伝達し、受信時には高周波コイル218からの受信信号
を受信部221に導く。
The purpose of the ninth embodiment is to enable temperature monitoring with high time resolution. FIG.
In, the static magnetic field magnet 211 is driven by the excitation power source 212 and applies a uniform static magnetic field in the z direction to the patient 213. The gradient magnetic field coil 214 is arranged in the static magnetic field magnet 211, is driven by the drive circuit 216, and linearly changes the magnetic field strength in three directions of x, y, and z orthogonal to the patient 213 on the bed 217. Gradient magnetic field Gx, G
Apply y and Gz. The radio frequency coil 218 is arranged in the gradient magnetic field coil 214. The high frequency coil 218 is supplied with a high frequency signal from the transmitter 219 via the duplexer 220 and generates a high frequency magnetic field. Receiver 221
Receives a magnetic resonance signal from the patient 213 via the high frequency coil 218 and the duplexer 220. As the high frequency coil 218, a saddle type coil, a distributed constant type coil, a quadrature coil or a surface coil is adopted. The duplexer 220 includes a transmitter 219 for the high frequency coil 218.
The radio frequency signal from the transmission unit 219 is transmitted to the radio frequency coil 218 during transmission, and the reception signal from the radio frequency coil 218 is guided to the reception unit 221 during reception.

【0135】シーケンスコントローラ215は、所定の
パルスシーケンスを実行するために駆動回路216、送
信部219、受信部221を制御する。受信部221
は、受信信号を検波し、帯域を制限する、この受信信号
は、データ収集部222に送られる。データ収集部22
2は、受信信号をディジタル信号に変換し、電子計算機
223に供給する。電子計算機223は、受信部221
からのデータを2次元フーリエ変換処理を施すことによ
り、MR画像、温度分布を再構成する。MR画像、温度
分布は画像ディスプレイ225に供給され、表示され
る。
The sequence controller 215 controls the drive circuit 216, the transmitter 219, and the receiver 221 to execute a predetermined pulse sequence. Receiver 221
Detects the received signal and limits the band. The received signal is sent to the data collection unit 222. Data collection unit 22
2 converts the received signal into a digital signal and supplies it to the electronic computer 223. The electronic computer 223 has a receiving unit 221.
The MR image and the temperature distribution are reconstructed by applying the two-dimensional Fourier transform processing to the data from the above. The MR image and temperature distribution are supplied to and displayed on the image display 225.

【0136】超音波アプリケータ226は、治療用超音
波を発生するための複数のピエゾ素子227を有する。
治療用超音波は、水袋228に収容された脱気水等のカ
ップリング液を介して患者213に照射される。
The ultrasonic applicator 226 has a plurality of piezoelectric elements 227 for generating therapeutic ultrasonic waves.
The therapeutic ultrasonic waves are applied to the patient 213 via a coupling liquid such as deaerated water contained in the water bag 228.

【0137】超音波アプリケータ226を駆動するため
の電源229は、電子計算機223により制御される。
焦点を移動できるように、超音波アプリケータ226
は、多間接のメカニカルアーム等で構成されている移動
機構230により支持される。なお、焦点移動は、複数
のピエゾ素子227に対する位相制御により実現しても
よい。
A power source 229 for driving the ultrasonic applicator 226 is controlled by the electronic computer 223.
Ultrasonic applicator 226 so that the focus can be moved
Are supported by a moving mechanism 230 composed of a multi-joint mechanical arm or the like. The focus movement may be realized by phase control for the plurality of piezo elements 227.

【0138】超音波アプリケータ226の中央にはイメ
ージング用プローブ231が装着される。イメージング
用プローブ231は超音波診断部232により駆動さ
れ、患者の断面をスキャンし、得られた受信信号に基づ
いてBモード画像データ及び強度分布データを再構成
し、表示する。このスキャンのタイミングは電子計算機
223により制御される。Bモード画像データ及び強度
分布データは、超音波診断部232から電子計算機22
3に送られる。電子計算機223は、Bモード画像又は
強度分布をMR画像又は温度分布に合成する。
An imaging probe 231 is attached to the center of the ultrasonic applicator 226. The imaging probe 231 is driven by the ultrasonic diagnostic unit 232, scans the cross section of the patient, and reconstructs and displays B-mode image data and intensity distribution data based on the obtained reception signal. The timing of this scan is controlled by the electronic computer 223. The B-mode image data and the intensity distribution data are transferred from the ultrasonic diagnostic section 232 to the electronic computer 22.
Sent to 3. The electronic computer 223 synthesizes the B-mode image or intensity distribution with the MR image or temperature distribution.

【0139】電子計算機223は、強度分布に基づいて
最大強度点を求め、超音波の投入エネルギーを得るため
に連続的に得られる強度分布を累積し、磁気共鳴診断装
置による1次元の温度分布と累積分布とに基づいて2次
元又は3次元の温度分布を求める。
The electronic computer 223 finds the maximum intensity point on the basis of the intensity distribution, accumulates the intensity distribution continuously obtained to obtain the input energy of the ultrasonic wave, and obtains a one-dimensional temperature distribution by the magnetic resonance diagnostic apparatus. A two-dimensional or three-dimensional temperature distribution is obtained based on the cumulative distribution.

【0140】図28に、スライス面の決定処理の流れを
示す。図29、図30、図32にその補足図を示す。焦
点を含む第1の断面に関する強度分布(第1の強度分
布)が生成される(S1,S2)。第1の強度分布に基
づいて、第1の断面内の最大強度点(第1の最大強度
点)の座標が求められる(S3)。第1の最大強度点を
含み、第1の断面に直交する第2の断面に関する強度分
布(第2の強度分布)が生成される(S4,S5)。第
2の強度分布に基づいて、第2の断面内の最大強度点
(第2の最大強度点)の座標が求められる(S6)。第
2の最大強度点の座標と第2の断面の位置とに基づい
て、真の最大強度点の座標が検出される(S7)。真の
最大強度点を中心とする面が、磁気共鳴診断装置のスラ
イス面として決定される(S8)。又は真の最大強度点
を中心とするラインが、磁気共鳴診断装置の撮像ライン
として決定される。決定されたスライス面又はラインが
磁気共鳴診断装置により撮像され、2次元又は1次元の
温度分布が再構成される。撮像法は、エコープレナー法
が採用される。温度分布は、治療前に得た位相画像と治
療後に得た位相画像とを差分し、その位相変化を化学シ
フトの温度依存症に基づいて温度に換算することにより
得られる。また温度分布は、緩和時間T1の温度変化に
伴う画像信号の強度変化をあらかじめ取得しておいて、
これにより画像信号の変化を温度に換算することにより
得られる。
FIG. 28 shows the flow of slice plane determination processing. 29, 30, and 32 show supplementary views thereof. An intensity distribution (first intensity distribution) for the first cross section including the focus is generated (S1, S2). The coordinates of the maximum intensity point (first maximum intensity point) in the first cross section are obtained based on the first intensity distribution (S3). An intensity distribution (second intensity distribution) regarding a second cross section including the first maximum intensity point and orthogonal to the first cross section is generated (S4, S5). The coordinates of the maximum strength point (second maximum strength point) in the second cross section are obtained based on the second strength distribution (S6). The coordinates of the true maximum intensity point are detected based on the coordinates of the second maximum intensity point and the position of the second cross section (S7). A plane centered on the true maximum intensity point is determined as a slice plane of the magnetic resonance diagnostic apparatus (S8). Alternatively, a line centered on the true maximum intensity point is determined as an imaging line of the magnetic resonance diagnostic apparatus. The determined slice plane or line is imaged by the magnetic resonance diagnostic apparatus, and a two-dimensional or one-dimensional temperature distribution is reconstructed. The echo planar method is adopted as the imaging method. The temperature distribution is obtained by subtracting the phase image obtained before the treatment and the phase image obtained after the treatment and converting the phase change into the temperature based on the temperature dependence of the chemical shift. As for the temperature distribution, the intensity change of the image signal accompanying the temperature change of the relaxation time T1 is acquired in advance,
This is obtained by converting the change in the image signal into temperature.

【0141】このようなスライス面又はラインの決定に
より、最大強度点が中心となる2次元又は1次元の温度
分布が得られる。なお、換算された温度からパーシャル
ボリューム効果による影響を排除するために、あらかじ
め取得しておいた予想分布形状により補正することが好
ましい。図31に示すように、温度分布の中のピーク温
度がMR画像(組織画像)上に表示される。また、空間
的な温度変化が色相変化又は等高線で表示される。ま
た、強度分布が1次元であれば、図33に示すようにM
R画像に重ねてグラフで表示してもよい。
By determining the slice planes or lines as described above, a two-dimensional or one-dimensional temperature distribution centered on the maximum intensity point can be obtained. In order to eliminate the influence of the partial volume effect from the converted temperature, it is preferable to make a correction with the expected distribution shape acquired in advance. As shown in FIG. 31, the peak temperature in the temperature distribution is displayed on the MR image (tissue image). In addition, spatial temperature changes are displayed as hue changes or contour lines. If the intensity distribution is one-dimensional, as shown in FIG.
It may be displayed as a graph by superimposing it on the R image.

【0142】超音波の最大強度点は、最大発熱点にほぼ
一致する。したがって最大発熱点の状態を確実にモニタ
することができる。なお、温度又は温度分布の形状等が
予定と異なる場合、イメージング用プローブ231と患
者213とのカップリングが不十分である等の不具合が
予想され、この場合、電子計算機223は治療を強制的
に中止し、警報を鳴らし、警告メッセージを表示する。
The maximum intensity point of ultrasonic waves almost coincides with the maximum exothermic point. Therefore, it is possible to reliably monitor the state of the maximum heat generation point. If the temperature or the shape of the temperature distribution is different from the expected one, a malfunction such as insufficient coupling between the imaging probe 231 and the patient 213 is expected. In this case, the electronic computer 223 forces the treatment. Cancel, sound an alarm, and display a warning message.

【0143】図34に1次元の温度分布を得るためのパ
ルスシーケンスの一例を示す。x方向にスライス選択が
かけられ、続いてy方向にスライス選択がかけられる。
これによりz方向に沿った柱状の局所からの磁気共鳴信
号が検出される。z方向の位置情報は、周波数エンコー
ドによりなされる。これにより、z方向に関する1次元
の温度分布が取得される。勿論、オブリーク撮像法を用
いて任意の向きの1次元の温度分布を取得してもよい。
FIG. 34 shows an example of a pulse sequence for obtaining a one-dimensional temperature distribution. Slice selection is applied in the x direction, followed by slice selection in the y direction.
As a result, a magnetic resonance signal from a columnar local portion along the z direction is detected. The position information in the z direction is made by frequency encoding. Thereby, the one-dimensional temperature distribution in the z direction is acquired. Of course, the oblique imaging method may be used to acquire the one-dimensional temperature distribution in any direction.

【0144】なお、最大強度点を探索するための超音波
のスキャン面は、直交する2面としていたが、2面の位
置関係は直交に限定されない。例えば、2つの平行な超
音波のスキャン面でもよい。2つの平行な超音波のスキ
ャン面それぞれの最大強度点を比較し、大きい方の点の
付近にもう1面の強度分布を取得し、同様に比較して最
大強度点が小さくなる位置まで繰り返し、小さくなった
らその2つの間の強度分布を取得し、同様に比較すると
いう流れを繰り返し、順次最大強度点の位置を探してい
く方法もある。
Although the ultrasonic scan planes for searching for the maximum intensity point are two orthogonal planes, the positional relationship between the two planes is not limited to orthogonal. For example, two parallel ultrasonic scan planes may be used. The maximum intensity points of the two parallel ultrasonic scan planes are compared, the intensity distribution of the other plane is acquired in the vicinity of the larger point, and the same comparison is repeated until the maximum intensity point becomes smaller. There is also a method in which the intensity distribution between the two is acquired when it becomes smaller and the flow of similar comparison is repeated to sequentially search for the position of the maximum intensity point.

【0145】図35に、磁気共鳴診断装置による1次元
の温度分布と治療用超音波の照射時間とに基づいて2次
元の温度分布を求める処理の流れを示す。始めに、複数
のスキャン面に関する複数の強度分布が取得される(S
11)。複数の強度分布に基づいて最大強度点の3次元
座標が検出される(S12)。次に、S12で検出され
た最大強度点を含むラインに関する1次元の温度分布が
磁気共鳴診断装置により計測される(S15)。1次元
の温度分布の中の最大加熱温度が検出される(S1
6)。計測された強度分布と治療用超音波の照射時間と
に基づいて、現在までに投入された超音波エネルギーを
求める。さらに強度分布の形状に基づいて、他の点の温
度を求めることにより、2次元の温度分布を推定するこ
とができる(S17)。投入された超音波エネルギーと
温度との比例関係は比較的信頼性が高い。加えて、MR
Iによる1ライン温度計測による最大加熱温度を任意時
間毎に測定して、照射中の最大温度ポイントを温度分布
にフィードバックすることにより、より信頼性を高める
ことができる。治療中に患者が動いた場合でも、以上の
ように強度分布形状、治療用超音波の照射時間、MRI
による1ライン温度計測とを併用することにより、温度
分布状況が2次元且つリアルタイムに把握できるので、
より正確な治療が可能となる。
FIG. 35 shows the flow of processing for obtaining a two-dimensional temperature distribution based on the one-dimensional temperature distribution and the therapeutic ultrasonic irradiation time by the magnetic resonance diagnostic apparatus. First, multiple intensity distributions for multiple scan planes are acquired (S
11). The three-dimensional coordinates of the maximum intensity point are detected based on the plurality of intensity distributions (S12). Next, the one-dimensional temperature distribution regarding the line including the maximum intensity point detected in S12 is measured by the magnetic resonance diagnostic apparatus (S15). The maximum heating temperature in the one-dimensional temperature distribution is detected (S1
6). Based on the measured intensity distribution and the irradiation time of the therapeutic ultrasonic wave, the ultrasonic energy input so far is obtained. Further, by obtaining the temperatures at other points based on the shape of the intensity distribution, the two-dimensional temperature distribution can be estimated (S17). The proportional relationship between the input ultrasonic energy and temperature is relatively reliable. In addition, MR
The reliability can be further improved by measuring the maximum heating temperature by the one-line temperature measurement by I every arbitrary time and feeding back the maximum temperature point during irradiation to the temperature distribution. Even if the patient moves during treatment, the intensity distribution shape, therapeutic ultrasonic irradiation time, and MRI are as described above.
By using the 1-line temperature measurement with, it is possible to grasp the temperature distribution situation in two dimensions and in real time.
More accurate treatment becomes possible.

【0146】なお、リアルタイムで得られた2次元の温
度分布を治療用超音波の照射条件のコントロールに用い
てもよい。例えば、図36に示すように、照射条件より
予想される温度分布の変化と、実際測定された温度分布
との比較を行い、両者の差がある閾値を越えたとき、ま
たは予想外の部位が過熱しているとき、照射を中止する
か、警報をならすか、警報を表示する。あるいは、これ
をなくすように超音波照射強度を制御する。例えば、設
定温度より測定温度が低い場合は照射強度を上げるよう
コントロールする。
Note that the two-dimensional temperature distribution obtained in real time may be used to control the irradiation conditions of therapeutic ultrasonic waves. For example, as shown in FIG. 36, a change in the temperature distribution expected from the irradiation conditions is compared with the actually measured temperature distribution, and when a difference between the two exceeds a certain threshold value, or an unexpected portion is detected. When it is overheated, stop irradiation, turn off the alarm, or display the alarm. Alternatively, the ultrasonic wave irradiation intensity is controlled so as to eliminate this. For example, when the measured temperature is lower than the set temperature, the irradiation intensity is controlled to be increased.

【0147】このように、第9の実施の形態によれば、
MRIを用いた超音波治療装置において、治療照射中に
治療対象の温度を正確に計測でき、また高速に温度分布
の取得が可能となる。
As described above, according to the ninth embodiment,
In the ultrasonic treatment apparatus using MRI, the temperature of the treatment target can be accurately measured during treatment irradiation, and the temperature distribution can be acquired at high speed.

【0148】(第10の実施の形態)図37に、第10
の実施の形態による超音波照射装置の構成を示す。図3
7において、図1、図6と同じ部分には同じ符号を付し
て説明は省略する。超音波診断部40には、MTI(Mov
ing Target Indicatoin)演算部400が設けられてい
る。MTI演算部400は、被測定物の移動による受信
信号の位相差に基づいて血流等の移動体の移動情報の2
次元分布を取得するために、直交検波回路、A/D変換
器、MTIフィルタ、自己相関器、演算部から構成され
る。移動情報の2次元分布は、超音波診断部40内の表
示部にカラーで表示される。MTI演算部400は、一
般的によく利用されているものであるので、ここではそ
の動作の詳細は省略する。例えば医用超音波機器ハンド
ブック 日本電子機械工業会編 コロナ社 P172〜
P175等を参照されたい。
(Tenth Embodiment) FIG. 37 shows a tenth embodiment.
1 shows a configuration of an ultrasonic irradiation device according to the embodiment. FIG.
7, the same parts as those in FIGS. 1 and 6 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The ultrasonic diagnostic unit 40 has an MTI (Mov
ing Target Indicatoin) operation unit 400 is provided. The MTI calculation unit 400 detects the movement information of the moving body such as the blood flow based on the phase difference of the received signal due to the movement of the measured object.
In order to obtain the dimensional distribution, it is composed of a quadrature detection circuit, an A / D converter, an MTI filter, an autocorrelator, and a calculation unit. The two-dimensional distribution of movement information is displayed in color on the display unit inside the ultrasonic diagnostic unit 40. Since the MTI calculator 400 is generally well-used, the details of its operation are omitted here. For example, Medical Ultrasonic Equipment Handbook edited by Japan Electronic Machinery Manufacturers Association, Corona Company, P172-
See P175, etc.

【0149】超音波診断部40からタイミング信号発生
回路180に同期信号101(第1の同期信号101)
が供給される。同期信号101は、所定のパルス幅のパ
ルスが一定の周期で繰り返し発生されるパルストレイン
として定義される。超音波診断部40は、この同期信号
101の立上がりからある時間後にイメージング用プロ
ーブ16からイメージング用超音波が照射される。
The synchronizing signal 101 (first synchronizing signal 101) is transmitted from the ultrasonic diagnostic section 40 to the timing signal generating circuit 180.
Is supplied. The synchronization signal 101 is defined as a pulse train in which a pulse having a predetermined pulse width is repeatedly generated at a constant cycle. The ultrasonic diagnostic unit 40 is irradiated with imaging ultrasonic waves from the imaging probe 16 after a certain time from the rise of the synchronization signal 101.

【0150】タイミング信号発生回路180は、第1の
同期信号101に基づいて、第2の同期信号102を生
成する。第2の同期信号102は、所定のパルス幅のパ
ルスが第1の同期信号101と同じ周期で繰り返し発生
されるパルストレインとして定義される。ここで、第2
の同期信号102の立ち上がりと同時に強度分布用超音
波が照射される。したがって第2の同期信号102は、
第1の同期信号101に同期しない。第2の同期信号1
02と第1の同期信号101との時間差は、dtに設定
される。この時間差dtは、イメージング用超音波と強
度分布用超音波とが同時に焦点に到達するようにシステ
ムコントローラ9により調整される。時間差dtの計算
の基準は、第1、第2の実施の形態で説明した通りであ
る。
The timing signal generating circuit 180 generates the second synchronizing signal 102 based on the first synchronizing signal 101. The second synchronization signal 102 is defined as a pulse train in which a pulse having a predetermined pulse width is repeatedly generated in the same cycle as the first synchronization signal 101. Here, the second
At the same time as the rising edge of the synchronization signal 102, the intensity distribution ultrasonic wave is emitted. Therefore, the second synchronization signal 102 is
It is not synchronized with the first synchronization signal 101. Second synchronization signal 1
The time difference between 02 and the first synchronization signal 101 is set to dt. The time difference dt is adjusted by the system controller 9 so that the imaging ultrasonic wave and the intensity distribution ultrasonic wave reach the focus at the same time. The reference for calculating the time difference dt is as described in the first and second embodiments.

【0151】第2の同期信号102は、切り替えスイッ
チ480を介して、タイミング信号発生回路180から
移相部470に供給される。移相部470は、第2の同
期信号102を移相して、第3の同期信号103を作成
する。
The second synchronizing signal 102 is supplied from the timing signal generating circuit 180 to the phase shifter 470 via the changeover switch 480. The phase shift unit 470 shifts the phase of the second synchronization signal 102 to generate the third synchronization signal 103.

【0152】図38に、移相部470の構成を示す。図
39に第1の同期信号101と第3の同期信号103と
の時間的な関係を示す。移相部470は、制御回路20
3を制御中枢として、プログラマブルN進カウンタ回路
201,202、入力バッファ回路204、カウンタ回
路205、基準クロック発生回路206、基準クロック
特性調整回路207、出力バッファ回路208とから構
成される。第3の同期信号103は、所定のパルス幅の
パルスが繰り返し発生されるパルストレインとして定義
される。基準クロック発生回路206は、T2 の周期で
クロックを発生する。T2 は、同期信号102より十分
早い周期であり、オペレータが任意に設定できる。T2
は例えば同期信号102の1/100に設定される。プ
ログラマブルN進カウンタ回路201は、基準クロック
発生回路206からのクロックのカウント数がNに達す
る毎にパルスを発生する。このパルスは、出力バッファ
回路208を介して第3の同期信号103として出力さ
れる。なお、プログラマブルN進カウンタ回路201に
設定されるNは同期信号102が入力されるだびに順次
増加していき、制御回路203からのリセット信号によ
り、Nは1にリセットされる。
FIG. 38 shows the structure of the phase shift unit 470. FIG. 39 shows a temporal relationship between the first synchronization signal 101 and the third synchronization signal 103. The phase shift unit 470 includes the control circuit 20.
3 is a control center, and includes programmable N-ary counter circuits 201 and 202, an input buffer circuit 204, a counter circuit 205, a reference clock generation circuit 206, a reference clock characteristic adjusting circuit 207, and an output buffer circuit 208. The third synchronization signal 103 is defined as a pulse train in which pulses having a predetermined pulse width are repeatedly generated. The reference clock generation circuit 206 generates a clock at a cycle of T2. T2 is a cycle sufficiently faster than the synchronizing signal 102, and can be arbitrarily set by the operator. T2
Is set to 1/100 of the sync signal 102, for example. The programmable N-ary counter circuit 201 generates a pulse each time the count number of the clock from the reference clock generation circuit 206 reaches N. This pulse is output as the third synchronization signal 103 via the output buffer circuit 208. It should be noted that N set in the programmable N-ary counter circuit 201 is sequentially increased each time the synchronizing signal 102 is input, and N is reset to 1 by a reset signal from the control circuit 203.

【0153】制御回路203が出力するリセット信号
は、オペレータにより設定された周期で繰り返し発生さ
れる。オペレータは同期信号102のN2 回入力毎にリ
セット信号が出力されるように設定し、このN2 はプロ
グラマブルN進カウンタ回路202にセットされる。そ
して同期信号102がN2 回入力されると、プログラマ
ブルN進カウンタ回路202はリセットのための信号を
制御回路203に出力する。このN2 の設定は随時変更
可能である。
The reset signal output by the control circuit 203 is repeatedly generated at a cycle set by the operator. The operator sets so that a reset signal is output each time the synchronizing signal 102 is input N2 times, and this N2 is set in the programmable N-ary counter circuit 202. When the synchronizing signal 102 is input N 2 times, the programmable N-ary counter circuit 202 outputs a reset signal to the control circuit 203. This N2 setting can be changed at any time.

【0154】波形発生部460は、第3の同期信号10
3にしたがって、治療用超音波発生源2に駆動パルスを
繰り返し供給し、強度分布用超音波パルスを繰り返し発
生させる。
The waveform generator 460 uses the third synchronization signal 10
3, the drive pulse is repeatedly supplied to the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 to repeatedly generate the intensity distribution ultrasonic pulse.

【0155】イメージング用超音波の送信は、第1の同
期信号101の立ち上がりより一定時間後に行われる。
The transmission of the ultrasonic waves for imaging is performed after a fixed time has elapsed from the rising of the first synchronizing signal 101.

【0156】第2の同期信号102は、タイミング信号
発生回路180により、第1の同期信号101と同じ一
定の周期で発生される。第2の同期信号102は、タイ
ミング信号発生回路180により、第1の同期信号10
1に対して、dtの時間だけずれている。
The second synchronizing signal 102 is generated by the timing signal generating circuit 180 in the same fixed cycle as the first synchronizing signal 101. The second synchronization signal 102 is generated by the timing signal generation circuit 180.
The difference from 1 is dt.

【0157】第3の同期信号103は、移相部470に
より第2の同期信号102に基づいて発生される。第3
の同期信号103は、第2の同期信号102に対して、
T2以上、N2 ・T2 未満の範囲の遅延時間を与えられ
る。この遅延時間は、第2の同期信号102のパルス毎
にT2 ずつインクリメントされ、第1の同期信号101
の周期に対応する最大時間に達すると、次にT2 に戻
る。遅延時間の変化は、このようなサイクルで繰り返さ
れる。
The third synchronizing signal 103 is generated by the phase shifter 470 based on the second synchronizing signal 102. Third
The synchronization signal 103 of the
A delay time in the range of T2 or more and less than N2 · T2 can be given. This delay time is incremented by T2 for each pulse of the second synchronization signal 102, and the first synchronization signal 101
When the maximum time corresponding to the period of is reached, it then returns to T2. The change in delay time is repeated in such a cycle.

【0158】強度分布用超音波パルスは、第3の同期信
号103にしたがって、繰り返し発生される。遅延時間
が0のとき、強度分布用超音波パルスの焦点からのエコ
ーは、イメージング用超音波の焦点からのエコーと同時
に、イメージング用プローブ16で受信される。上記遅
延時間が0でないとき、治療用超音波パルスの焦点から
のエコーは、イメージング用超音波の焦点からのエコー
より上記遅延時間だけ早く、イメージング用プローブ1
6で受信される。遅延時間は、治療用超音波パルスの発
生毎にT2 ずつ増加される。
The ultrasonic pulse for intensity distribution is repeatedly generated according to the third synchronizing signal 103. When the delay time is 0, the echo from the focus of the intensity distribution ultrasonic pulse is received by the imaging probe 16 at the same time as the echo from the focus of the imaging ultrasonic wave. When the delay time is not 0, the echo from the focal point of the therapeutic ultrasonic pulse is earlier than the echo from the focal point of the imaging ultrasonic wave by the delay time, and the imaging probe 1
6 is received. The delay time is increased by T2 each time a therapeutic ultrasound pulse is generated.

【0159】これにより、強度分布用超音波パルスのエ
コーに対応する受信信号の位相は、強度分布用超音波パ
ルスの発生毎に変化する。
As a result, the phase of the received signal corresponding to the echo of the intensity distribution ultrasonic pulse changes every time the intensity distribution ultrasonic pulse is generated.

【0160】強度分布用超音波パルスのエコー成分は位
相差をもつので、MTIフィルタを通過し、MTI演算
部400による移動情報の2次元分布上で強度分布とし
て画像化される。このようにMTI演算部400によ
り、例えば血流画像と共に強度分布を画像化することが
できる。
Since the echo component of the ultrasonic pulse for intensity distribution has a phase difference, it passes through the MTI filter and is imaged as an intensity distribution on the two-dimensional distribution of the movement information by the MTI calculator 400. In this way, the MTI calculation unit 400 can image the intensity distribution together with the blood flow image, for example.

【0161】なお、切り替えスイッチ480の接続切り
替えによっては、第2の同期信号102を移相部470
をパスして波形発生部460に供給し、通常のBモード
処理によって強度分布を得ることも可能である。移相部
470は、図38の構成には限定されない。また、上述
では、遅延時間は単位時間T2 で規則的に変化するよう
に説明したが、遅延時間の変化量はランダムにしてもよ
く、これは移相回路470の代わりにジッター回路を設
けて、第2の同期信号102のパルス周期を不規則にす
ることにより実現される。また上述では、位相差を強度
分布用超音波パルスの発生タイミングの調整により獲得
したが、この位相差を受信信号に対して与えるようにし
てもよい。また、第1の同期信号を基準として第3の同
期信号を調整したが、第3の同期信号を一定の周期に固
定し、第3の同期信号を基準として第1の同期信号の周
期を変動するようにしてもよい。
Depending on the connection switching of the changeover switch 480, the second synchronizing signal 102 may be transferred to the phase shifter 470.
It is also possible to obtain the intensity distribution by passing it to the waveform generating section 460 and performing the normal B-mode processing. The phase shift unit 470 is not limited to the configuration of FIG. Further, in the above description, the delay time is explained to change regularly in the unit time T2, but the amount of change in the delay time may be random. This is because a jitter circuit is provided instead of the phase shift circuit 470. It is realized by making the pulse period of the second synchronization signal 102 irregular. Further, in the above, the phase difference is obtained by adjusting the generation timing of the ultrasonic pulse for intensity distribution, but this phase difference may be given to the received signal. Further, although the third synchronization signal is adjusted with the first synchronization signal as a reference, the third synchronization signal is fixed to a fixed cycle, and the cycle of the first synchronization signal is varied with the third synchronization signal as a reference. You may do it.

【0162】(第11の実施の形態)図40に、第11
の実施の形態による超音波照射装置の構成を示す。図4
0において、図1、図6、図37と同じ部分には同じ符
号を付して説明は省略する。
(Eleventh Embodiment) FIG. 40 shows the eleventh embodiment.
1 shows a configuration of an ultrasonic irradiation device according to the embodiment. FIG.
0, the same parts as those in FIG. 1, FIG. 6, and FIG.

【0163】超音波診断部40は、送受信回路402、
ディジタルスキャンコンバータ412、CRT413、
Bモード処理系と、強度分布処理系とを有する。Bモー
ド処理系と強度分布処理系とは、送受信回路402、デ
ィジタルスキャンコンバータ412、CRT413を共
有する。
The ultrasonic diagnostic section 40 includes a transmitting / receiving circuit 402,
Digital scan converter 412, CRT 413,
It has a B-mode processing system and an intensity distribution processing system. The B-mode processing system and the intensity distribution processing system share the transmission / reception circuit 402, the digital scan converter 412, and the CRT 413.

【0164】Bモード処理系は、送受信回路402から
の受信信号に基づいてBモード画像を生成するために、
検波回路409、ゲイン調整部410、アナログディジ
タルコンバータ411から構成される。検波回路409
は、送受信回路402からの受信信号を検波する。ゲイ
ン調整部410は、検波回路409からの検波信号を増
幅する。アナログディジタルコンバータ411は、増幅
された検波信号をディジタル信号に変換する。
The B-mode processing system generates the B-mode image based on the received signal from the transmission / reception circuit 402.
It is composed of a detection circuit 409, a gain adjustment unit 410, and an analog-digital converter 411. Detection circuit 409
Detects the reception signal from the transmission / reception circuit 402. The gain adjustment unit 410 amplifies the detection signal from the detection circuit 409. The analog-digital converter 411 converts the amplified detection signal into a digital signal.

【0165】強度分布処理系は、送受信回路402から
の受信信号に基づいて強度分布を生成するために、直交
位相検波回路414、ゲイン調整部407、アナログデ
ィジタルコンバータ408から構成される。
The intensity distribution processing system is composed of a quadrature phase detection circuit 414, a gain adjusting section 407, and an analog-digital converter 408 in order to generate an intensity distribution based on the received signal from the transmitting / receiving circuit 402.

【0166】直交位相検波回路414は、受信信号か
ら、強度分布用超音波に関して最も高エネルギー帯域内
の成分(高エネルギー帯域成分)を抽出するために、混
合回路405とローパスフィルタ406とから構成され
る。高エネルギー帯域成分は、基本周波数f1 を中心と
した帯域(基本波帯域)内の成分(基本波成分)、また
は基本周波数f1 の整数倍の高周波数を中心とした帯域
(高調波帯域)の成分(高調波成分)である。混合回路
405は、送受信回路402からの受信信号に、信号発
生部502から供給される参照周波数の参照信号を掛け
合わせる。参照周波数は、治療用超音波の基本周波数f
1 または、その整数倍(n・f1 )である。
The quadrature detection circuit 414 is composed of a mixing circuit 405 and a low-pass filter 406 in order to extract the component within the highest energy band (high energy band component) of the intensity distribution ultrasonic wave from the received signal. It The high energy band component is a component (fundamental wave component) within a band (fundamental wave band) centered on the fundamental frequency f1 or a component (harmonic band) centered on a high frequency that is an integral multiple of the fundamental frequency f1. (Harmonic component). The mixing circuit 405 multiplies the reception signal from the transmission / reception circuit 402 by the reference signal of the reference frequency supplied from the signal generation unit 502. The reference frequency is the fundamental frequency f of the therapeutic ultrasonic wave.
1 or an integral multiple (n · f1) thereof.

【0167】なお、直交検波回路414は、バンドパス
フィルタに代替え可能である。
The quadrature detection circuit 414 can be replaced with a bandpass filter.

【0168】なお、イメージング用プローブ16で受信
した受信信号を計算部44にてスペクトル解析し、この
スペクトルから最も高いエネルギー密度の周波数成分を
抽出し、その周波数またはその近傍の周波数を上記参照
周波数として求めてもよい。この場合、システムコント
ローラ9は、求めた参照周波数で参照信号が信号発生部
502から発生されるように、信号発生部502を制御
する。このようにすれば、受信信号のうち最も高いエネ
ルギー密度の周波数を検出可能となる。この最も高いエ
ネルギー密度の周波数の検出は、治療中、受信信号を受
信する毎に繰り返してもよいし、一定の周期で繰り返し
てもよいし、治療前に一度行い以後固定的に用いてもよ
いし、またオペレータが調整するようにしてもよい。
The received signal received by the imaging probe 16 is spectrally analyzed by the calculation section 44, the frequency component with the highest energy density is extracted from this spectrum, and the frequency or its nearby frequency is used as the reference frequency. You may ask. In this case, the system controller 9 controls the signal generation unit 502 so that the reference signal is generated from the signal generation unit 502 at the obtained reference frequency. By doing so, it becomes possible to detect the frequency of the highest energy density in the received signal. The detection of the frequency of the highest energy density may be repeated every time a received signal is received during the treatment, may be repeated at a fixed cycle, may be performed once before the treatment, and may be fixedly used thereafter. Alternatively, it may be adjusted by the operator.

【0169】ゲイン調整部407は、直交位相検波回路
414からの検波信号を増幅する。アナログディジタル
コンバータ408は、増幅された検波信号をディジタル
信号に変換する。
The gain adjusting section 407 amplifies the detection signal from the quadrature detection circuit 414. The analog-digital converter 408 converts the amplified detection signal into a digital signal.

【0170】Bモード処理系により生成されたBモード
画像と、強度分布処理系により生成された強度分布と
は、ディジタルスキャンコンバータ(DSC)412に
より、1フレームに合成され、CRT413に表示され
る。
The B-mode image generated by the B-mode processing system and the intensity distribution generated by the intensity distribution processing system are combined into one frame by the digital scan converter (DSC) 412 and displayed on the CRT 413.

【0171】こうして得られたBモード画像データと強
度分布データとは、ディジタルスキャンコンバータ41
2により、1フレームに合成され、CRT413に表示
される。
The B-mode image data and the intensity distribution data thus obtained are used in the digital scan converter 41.
2 is combined into one frame and displayed on the CRT 413.

【0172】このように受信信号から抽出した高エネル
ギー帯域成分から強度分布が生成され、焦点等の高強度
領域が強調される。よって、焦点と被治療体との位置関
係の確認、健常部への不要な高強度の超音波の照射の確
認を高精度で実施することが可能となり、安全かつ確実
な治療が実現される。
In this way, the intensity distribution is generated from the high energy band components extracted from the received signal, and the high intensity region such as the focus is emphasized. Therefore, it is possible to check the positional relationship between the focus and the body to be treated and the irradiation of unnecessary high-intensity ultrasonic waves to the healthy part with high accuracy, and a safe and reliable treatment is realized.

【0173】また、受信信号と、受信信号から抽出した
高エネルギー帯域成分とを別々に処理するので、各々の
ゲインを個別に調整することができる。
Further, since the received signal and the high energy band component extracted from the received signal are processed separately, each gain can be adjusted individually.

【0174】(第12の実施の形態)図42に第12の
実施の形態による超音波治療装置の構成を示す。図42
において、図1、図6、図37、図40と同じ部分には
同じ符号を付して説明は省略する。超音波診断部40
は、アナログ部、FFT部、MTI演算部、表示部から
なる一般的な超音波診断装置の構成を有している。アナ
ログ部は、ミキサ405と、ローパスフィルタ406と
からなる直交位相検波回路を有する。
(Twelfth Embodiment) FIG. 42 shows the configuration of an ultrasonic therapeutic apparatus according to the twelfth embodiment. FIG.
In FIG. 6, the same parts as those in FIGS. Ultrasonic diagnostic unit 40
Has a configuration of a general ultrasonic diagnostic apparatus including an analog unit, an FFT unit, an MTI calculation unit, and a display unit. The analog section has a quadrature phase detection circuit including a mixer 405 and a low-pass filter 406.

【0175】切り替えスイッチ601は、システムコン
トローラ9の制御を受けて、発信器と信号発生手段50
2とのいずれか一方をミキサ405に接続する。発信器
は、第1の参照信号を発生する。信号発生手段502
は、第2の参照信号を発生する。第1の参照信号の周波
数は、イメージング用超音波の周波数帯域内に設定され
る。第2の参照信号の周波数は、強度分布用超音波パル
スの周波数帯域内に設定される。
Under the control of the system controller 9, the changeover switch 601 is controlled by the oscillator and the signal generating means 50.
Either one of the two is connected to the mixer 405. The oscillator produces a first reference signal. Signal generating means 502
Generates a second reference signal. The frequency of the first reference signal is set within the frequency band of ultrasonic waves for imaging. The frequency of the second reference signal is set within the frequency band of the ultrasonic pulse for intensity distribution.

【0176】第10の実施の形態と同様に、MTIフィ
ルタの出力に基づいて強度分布が生成できるように、強
度分布用超音波パルスの発生タイミングを決定する同期
信号102にジッタを与えるためのジッタ付加部608
が、タイミング信号発生回路180と波形発生部460
との間に設けられている。なお、ジッタ付加部608を
設ける代わりに、強度分布イメージング時にはMTI演
算部を切り離すようにしてもよい。その場合は、ラスタ
(超音波断層画像を構成する1ライン)当たりの送信回
数を1回にすることができるので、フレームレートが向
上しリアルタイム性が上がる、超音波による生体内温度
上昇が抑制される等の効果がある。
As in the tenth embodiment, a jitter for giving a jitter to the synchronization signal 102 that determines the generation timing of the ultrasonic pulse for intensity distribution so that the intensity distribution can be generated based on the output of the MTI filter. Addition unit 608
However, the timing signal generator 180 and the waveform generator 460
It is provided between and. Instead of providing the jitter adding unit 608, the MTI calculating unit may be separated during the intensity distribution imaging. In that case, since the number of transmissions per raster (one line forming an ultrasonic tomographic image) can be set to 1, the frame rate is improved, the real-time property is increased, and the temperature rise in the living body due to ultrasonic waves is suppressed. It has the effect of

【0177】2次元カラードップラーイメージング時に
は、発信器から出力される第1の参照信号が切り替えス
イッチ601を介してミキサ405に供給され、強度分
布イメージング時には信号発生手段502から出力され
る第2の参照信号が切り替えスイッチ601を介してミ
キサ405に供給される。
In the two-dimensional color Doppler imaging, the first reference signal output from the oscillator is supplied to the mixer 405 via the changeover switch 601, and in the intensity distribution imaging, the second reference signal output from the signal generating means 502. The signal is supplied to the mixer 405 via the changeover switch 601.

【0178】2次元カラードップラーイメージング時に
は、イメージング用超音波のエコーにおける高エネルギ
ー密度の周波数成分に基づいてイメージングが行われ、
強度分布イメージング時には、強度分布用超音波のエコ
ーにおける高エネルギー密度の周波数成分に基づいてイ
メージングが行われる。
At the time of two-dimensional color Doppler imaging, imaging is performed based on the high energy density frequency component in the echo of the ultrasonic waves for imaging,
At the time of intensity distribution imaging, imaging is performed based on the high energy density frequency component in the echo of the intensity distribution ultrasonic wave.

【0179】したがって、2次元カラードップラーイメ
ージング及び強度分布イメージングを高精度で行い得
る。
Therefore, two-dimensional color Doppler imaging and intensity distribution imaging can be performed with high accuracy.

【0180】図43に強度分布イメージングに至る処理
手順を示す。まず、超音波診断部40に装着されている
イメージング用プローブ16の名称が、オペレータから
コンソール10を介してシステムコントローラ9に入力
される(S21)。メモリ45には、様々な種類のイメ
ージング用プローブ16の名称それぞれに対応する周波
数特性が記憶されている。装着されたイメージング用プ
ローブ16の名称に対応する周波数特性が、メモリ45
からシステムコントローラ9に読み出される(S2
2)。S21、S22の処理は、超音波診断部40に装
着されているイメージング用プローブ16の周波数特性
が、オペレータからコンソール10を介してシステムコ
ントローラ9に直接的に入力される処理(S23)に代
用可能である。
FIG. 43 shows a processing procedure leading to intensity distribution imaging. First, the name of the imaging probe 16 attached to the ultrasonic diagnostic unit 40 is input from the operator to the system controller 9 via the console 10 (S21). The memory 45 stores frequency characteristics corresponding to the names of various types of imaging probes 16. The frequency characteristic corresponding to the name of the attached imaging probe 16 is stored in the memory 45.
Read from the system controller 9 (S2
2). The processing of S21 and S22 can be substituted for the processing (S23) in which the frequency characteristic of the imaging probe 16 attached to the ultrasonic diagnostic unit 40 is directly input from the operator to the system controller 9 via the console 10. Is.

【0181】治療用超音波発生源2の周波数特性、具体
的には治療用超音波発生源2に固有の共振周波数が、オ
ペレータからコンソール10を介してシステムコントロ
ーラ9に入力される(S24)。治療用超音波発生源2
の駆動周波数が、イメージング用プローブ16の周波数
特性と、治療用超音波発生源2の共振周波数とに基づい
てシステムコントローラ9により計算される(S2
5)。図44に示すように、駆動周波数fdrive は、治
療用超音波発生源2の共振周波数、その帯域内又は治療
用超音波発生源2の共振周波数の整数倍の周波数であっ
て、且つ該周波数又はその高調波の周波数がイメージン
グ用プローブ16の高感度帯域の範囲内である。
The frequency characteristic of the therapeutic ultrasonic wave generating source 2, specifically, the resonance frequency peculiar to the therapeutic ultrasonic wave generating source 2 is input from the operator to the system controller 9 via the console 10 (S24). Ultrasonic source 2 for treatment
Drive frequency is calculated by the system controller 9 based on the frequency characteristic of the imaging probe 16 and the resonance frequency of the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 (S2).
5). As shown in FIG. 44, the drive frequency fdrive is a resonance frequency of the therapeutic ultrasonic wave generator 2, a frequency within its band or an integral multiple of the resonant frequency of the therapeutic ultrasonic wave generator 2, and The frequency of the harmonic is within the high sensitivity band of the imaging probe 16.

【0182】この駆動周波数fdrive に応じて超音波診
断部40の特性が調整される(S26)。具体的には、
超音波診断部40内におけるフィルタ特性は駆動周波数
fdrive に応じてシステムコントローラ9によって調整
される。次に、強度分布イメージングが開始される(S
27)。
The characteristics of the ultrasonic diagnostic section 40 are adjusted according to the drive frequency fdrive (S26). In particular,
The filter characteristics in the ultrasonic diagnostic unit 40 are adjusted by the system controller 9 according to the drive frequency fdrive. Next, intensity distribution imaging is started (S
27).

【0183】強度分布イメージング時に、治療用超音波
発生源2を上記駆動周波数fdriveの駆動信号で駆動す
ることにより、治療用超音波発生源2による送信効率
と、イメージング用プローブ16による受信効率とに応
じた総合的な効率が向上する。図45は、参照周波数の
設定手順を示す。治療用超音波発生源2から強度分布イ
メージング用超音波パルスが照射され(S31)、その
エコーがイメージング用プローブ16で受信される(S
32)。受信信号は、計算部440により、高速フーリ
エ変換等の処理を受ける。これにより周波数スペクトル
が得られる(S33)。この周波数スペクトルの中で、
最もエネルギー密度が高い周波数が計算部440により
選択される(S34)。この周波数から少しずれた周波
数に信号発生部502の発振周波数がロックされる(S
35)。ロックされた周波数で参照信号が、信号発生部
502からミキサ405に供給される(S36)。
During the intensity distribution imaging, the therapeutic ultrasonic wave generating source 2 is driven by the driving signal of the driving frequency fdrive, whereby the transmitting efficiency by the therapeutic ultrasonic wave generating source 2 and the receiving efficiency by the imaging probe 16 are improved. The corresponding overall efficiency is improved. FIG. 45 shows a procedure for setting the reference frequency. An ultrasonic pulse for intensity distribution imaging is emitted from the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 (S31), and the echo is received by the imaging probe 16 (S31).
32). The received signal is processed by the calculation unit 440 such as fast Fourier transform. As a result, a frequency spectrum is obtained (S33). In this frequency spectrum,
The frequency with the highest energy density is selected by the calculation unit 440 (S34). The oscillation frequency of the signal generator 502 is locked to a frequency slightly deviated from this frequency (S
35). The reference signal at the locked frequency is supplied from the signal generator 502 to the mixer 405 (S36).

【0184】なお、治療用超音波発生源とイメージング
用プローブとが別々に設けられているが、イメージング
用プローブから治療用超音波及び強度分布用超音波パル
スを発生してもよい。この場合は強度分布用超音波パル
ス及びイメージング用超音波を重畳して発生すべく、ピ
エゾ素子の駆動電力は強度分布用の電気信号とイメージ
ング用の電気信号とが重畳されたものとなる。
Although the therapeutic ultrasonic wave generation source and the imaging probe are separately provided, the therapeutic ultrasonic wave and the intensity distribution ultrasonic pulse may be generated from the imaging probe. In this case, in order to generate the ultrasonic pulse for intensity distribution and the ultrasonic wave for imaging in a superimposed manner, the driving power of the piezo element is a superposition of the electrical signal for intensity distribution and the electrical signal for imaging.

【0185】(第13の実施の形態)図46に、第13
の実施の形態による超音波治療装置の構成を示す。図4
6において、図1、図6、図37と同じ部分には同じ符
号を付して説明は省略する。超音波診断部40は、イメ
ージング用プローブ16を介して超音波を送受信するた
めのRF回路51と、イメージング用プローブ16で受
信された受信信号に基づいて患者内のBモード画像を再
構成するための再構成部52と、イメージング用プロー
ブ16で受信された受信信号に基づいて治療用超音波の
強度分布を再構成する超音波状況画像化部53と、Bモ
ード画像と強度分布を表示する表示部54とを有する。
(Thirteenth Embodiment) FIG. 46 shows the thirteenth embodiment.
1 shows a configuration of an ultrasonic therapy device according to the embodiment. FIG.
6, the same parts as those in FIGS. 1, 6 and 37 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The ultrasonic diagnostic unit 40 reconstructs a B-mode image in the patient based on an RF circuit 51 for transmitting and receiving ultrasonic waves via the imaging probe 16 and a reception signal received by the imaging probe 16. Reconstructing unit 52, an ultrasonic condition imaging unit 53 that reconstructs the intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave based on the received signal received by the imaging probe 16, and a display that displays the B-mode image and the intensity distribution. And a portion 54.

【0186】RF回路51は、予め決定されたタイミン
グでイメージング用プローブ16に駆動信号を供給し、
イメージング用プローブ16で受信した受信信号を増幅
する。また、RF回路51は、強度分布用の信号成分を
受信信号から抽出して超音波分布状況画像化部53に出
力する。この抽出は、ローパスフィルタ、バンドパスフ
ィルタ、又は直交検波回路によって実現される。
The RF circuit 51 supplies a drive signal to the imaging probe 16 at a predetermined timing,
The reception signal received by the imaging probe 16 is amplified. Further, the RF circuit 51 extracts a signal component for intensity distribution from the received signal and outputs it to the ultrasonic distribution status imaging unit 53. This extraction is realized by a low pass filter, a band pass filter, or a quadrature detection circuit.

【0187】表示部54には、治療影響見積部61と、
分布補正部62とが接続される。キャビテーションの影
響、熱変性による組織の音響的特性の変化等を原因とし
て、焦点8に対して、実際に熱変性及び壊死が起こる治
療領域がアプリケータ1側にシフトする。また、治療領
域の大きさは音響エネルギーの投入期間に依存し、焦点
8の大きさとは一致しない。
The display section 54 includes a treatment effect estimation section 61,
The distribution correction unit 62 is connected. Due to the effects of cavitation, changes in the acoustic characteristics of the tissue due to thermal denaturation, etc., the treatment area where thermal denaturation and necrosis actually occur shifts to the applicator 1 side with respect to the focal point 8. Further, the size of the treatment area depends on the input period of acoustic energy and does not match the size of the focus 8.

【0188】治療影響見積部61は、治療領域の大きさ
及び位置を決定する。治療影響見積部61は、治療領域
のマーカを、決定された大きさで、決定された位置に表
示するために必要な処理を表示部54に対して行う。
The treatment effect estimation section 61 determines the size and position of the treatment area. The treatment effect estimation unit 61 performs, on the display unit 54, processing necessary to display the treatment area marker in the determined size and at the determined position.

【0189】分布補正部62は、Bモード画像に対する
強度分布の空間的なズレを補正するために必要とされる
処理を表示部54に対して実施する。強度分布の空間的
なズレを補正するための補正量は、スキャン面の位置毎
に異なる。この補正量は、次のように事前に計算され、
分布補正部62の内部メモリに記憶される。治療用超音
波発生源2を微細な音源の集合体と見做し、各音源から
放射された超音波を重ね合わせることにより、均質媒体
中の波の様子が位置毎に求められる。この波の様子に基
づいて補正量が計算される。図46では、表示部54か
ら強度分布の位置情報を受けているが、システムコント
ローラ9から強度分布の位置情報を受け取るようにして
もよい。
The distribution correction unit 62 carries out, on the display unit 54, the processing required to correct the spatial deviation of the intensity distribution for the B-mode image. The correction amount for correcting the spatial deviation of the intensity distribution differs depending on the position on the scan plane. This correction amount is calculated in advance as follows,
It is stored in the internal memory of the distribution correction unit 62. By considering the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 as a collection of minute sound sources and superposing the ultrasonic waves emitted from the respective sound sources, the state of waves in the homogeneous medium can be obtained for each position. The correction amount is calculated based on the state of this wave. In FIG. 46, the position information of the intensity distribution is received from the display unit 54, but the position information of the intensity distribution may be received from the system controller 9.

【0190】次に、本実施の形態の動作を説明する。ま
ず、イメージング用プローブ16を介して被治療体7を
含む断面が超音波でスキャンされ、被治療体7がBモー
ド画像上に描出される。このとき、あらかじめCTやM
RI等を用いて被治療体7の形状を計測し、治療計画を
策定してその内容に基づいた治療を行うことができる。
その場合、治療計画を再現するCRTを別個に用意して
治療計画をそこに提示し、オペレータがその指示に基づ
いて装置を操作するか、治療計画内容をあらかじめメモ
リ45等に記憶しておき、システムコントローラ9がそ
の内容を順次呼び出して治療を実行するようにしても良
い。また、治療計画用装置と実際の治療室をオンライン
で接続し、治療計画に則った治療を実行可能にすると共
に、治療中の不測の事態に対応した治療計画の修正にも
迅速に対応可能にすることも可能である。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the cross section including the body to be treated 7 is scanned with ultrasonic waves through the imaging probe 16, and the body to be treated 7 is drawn on the B-mode image. At this time, CT and M
It is possible to measure the shape of the body to be treated 7 using RI or the like, formulate a treatment plan, and perform treatment based on the contents.
In that case, a CRT which reproduces the treatment plan is separately prepared, the treatment plan is presented there, and the operator operates the device based on the instruction, or the treatment plan contents are stored in the memory 45 or the like in advance, The system controller 9 may sequentially call the contents to execute the treatment. In addition, by connecting the treatment planning device and the actual treatment room online, it is possible to perform treatment according to the treatment plan, and it is also possible to quickly respond to correction of the treatment plan in response to an unexpected situation during treatment. It is also possible to do so.

【0191】イメージング用プローブ16の位置や角度
が変更され、スキャン面が移動される。複数のBモード
画像、又は複数のBモード画像から構築された3次元画
像により、被治療体7の3次元的な形状、及び超音波伝
播経路中の重要臓器や骨等の存在が確認される。全ての
Bモード画像データはメモリ45に保管される。
The position and angle of the imaging probe 16 are changed and the scan plane is moved. A plurality of B-mode images or a three-dimensional image constructed from the plurality of B-mode images confirms the three-dimensional shape of the treated body 7 and the existence of important organs, bones, etc. in the ultrasonic wave propagation path. . All B-mode image data is stored in the memory 45.

【0192】次に、受信信号に含まれる被治療体7から
の治療用超音波のエコー成分の振幅と所定帯域のエネル
ギーとの少なくとも一方に基づいて、治療用超音波の照
射条件がシステムコントローラ9により調整される。照
射条件には、照射強度、つまり治療用超音波発生源2へ
投入される駆動信号の振幅(ピーク電圧)と、照射時
間、つまり駆動信号の継続時間とが含まれる。被治療体
7からのエコー成分は受信信号から計算部440により
抽出される。このエコー成分は、受信信号に対して、被
治療体7の深さに応じたタイミングで時間ゲートをかけ
ることにより抽出される。この目的のためのみなら、超
音波診断部40ではBモードでなくても、Mモードであ
ってもよい。
Next, based on at least one of the amplitude of the echo component of the therapeutic ultrasonic wave from the object to be treated 7 included in the received signal and the energy of the predetermined band, the irradiation condition of the therapeutic ultrasonic wave is determined by the system controller 9. Adjusted by. The irradiation conditions include the irradiation intensity, that is, the amplitude (peak voltage) of the drive signal input to the therapeutic ultrasonic wave generation source 2, and the irradiation time, that is, the duration of the drive signal. The echo component from the treated body 7 is extracted from the received signal by the calculation unit 440. This echo component is extracted by applying a time gate to the received signal at a timing according to the depth of the body to be treated 7. For this purpose only, the ultrasonic diagnostic unit 40 may be in the M mode or the B mode.

【0193】被治療体7からのエコー成分の強度、被治
療体7の超音波吸収率、被治療体7までの超音波の減衰
率、伝播経路中の重要臓器や骨等の存在等に基づいて、
照射強度及び照射時間がシステムコントローラ9により
決定される。
Based on the intensity of the echo component from the body to be treated 7, the ultrasonic absorption rate of the body to be treated 7, the attenuation rate of the ultrasonic waves to the body to be treated 7, the existence of important organs and bones in the propagation path, etc. hand,
The irradiation intensity and irradiation time are determined by the system controller 9.

【0194】被治療体7からのエコー成分の強度、被治
療体7の超音波吸収率、熱伝導率、被治療体7までの超
音波の減衰率、伝播経路中の重要臓器や骨等の存在、照
射強度、照射時間の複数のパラメータに基づいて、治療
領域の大きさが治療影響見積部61により計算される。
この計算は、上記複数のパラメータの様々な組み合わせ
それぞれに対応する治療領域の大きさを表すデータが、
メモリ45に記憶され、対応する治療領域の大きさがシ
ステムコントローラ9を介して読み出されることに代用
されてもよい。
The intensity of the echo component from the body to be treated 7, the ultrasonic absorption rate of the body to be treated 7, the thermal conductivity, the attenuation rate of the ultrasonic waves to the body to be treated 7, the important organs and bones in the propagation path, etc. The size of the treatment region is calculated by the treatment effect estimation unit 61 based on a plurality of parameters such as existence, irradiation intensity, and irradiation time.
In this calculation, data representing the size of the treatment area corresponding to each of the various combinations of the above plurality of parameters,
Alternatively, the size of the corresponding treatment area stored in the memory 45 may be read out via the system controller 9.

【0195】また被治療体7からのエコー成分の強度、
被治療体7の超音波吸収率、熱伝導率、被治療体7まで
の超音波の減衰率、伝播経路中の重要臓器や骨等の存
在、照射強度、照射時間の複数のパラメータに基づい
て、焦点領域に対して治療領域がアプリケータ1側にシ
フトするズレ量が治療影響見積部61により計算され
る。この計算は、上記複数のパラメータの様々な組み合
わせそれぞれに対応するズレ量を表すデータが、メモリ
45に記憶され、対応するズレ量データがシステムコン
トローラ9を介して治療影響見積部61に読み出される
ことに代用されてもよい。
The intensity of the echo component from the body to be treated 7
Based on multiple parameters of ultrasonic absorption rate, thermal conductivity, attenuation rate of ultrasonic waves to the treated body 7, existence of important organs and bones in the propagation path, irradiation intensity, irradiation time The treatment effect estimation unit 61 calculates the amount of shift in which the treatment region shifts to the applicator 1 side with respect to the focus region. In this calculation, the data representing the deviation amount corresponding to each of various combinations of the plurality of parameters is stored in the memory 45, and the corresponding deviation amount data is read out to the treatment effect estimation unit 61 via the system controller 9. May be substituted for.

【0196】治療影響見積部61は、治療領域のマーカ
を、決定された大きさで、決定された位置に表示するた
めに必要な処理を表示部54に対して行う。図47に表
示部54内のCRTの表示画面の一例を示す。
The treatment effect estimation unit 61 performs the processing necessary for displaying the marker of the treatment area in the determined size at the determined position on the display unit 54. FIG. 47 shows an example of the display screen of the CRT in the display unit 54.

【0197】治療用超音波の焦点8をそのまま表示する
よりも、強度分布に基づいて治療領域を推定し、表示す
る確実な治療達成の補助になることは明白である。一例
ではあるが、開口径110[mm]、内径42[m
m]、曲率半径100[mm]、共振周波数1.65M
Hzのピエゾ素子1個から成る治療用超音波源を用い、
該超音波源への電気的な投入エネルギを400[W]、
10[s]とすると、焦点8に対し約2[mm]治療領
域が超音波源側にシフトすることが実験により明らかに
なっている。よって、このようなパラメータの場合は、
治療領域を示すマーカを強度分布イメージングで得られ
た焦点8に対してアプリケータ1側に2[mm]シフト
して表示する。
Obviously, rather than displaying the focal point 8 of the therapeutic ultrasonic wave as it is, it is possible to estimate the therapeutic region based on the intensity distribution and display the therapeutic region to help achieve reliable treatment. As an example, the opening diameter is 110 [mm] and the inner diameter is 42 [m.
m], radius of curvature 100 [mm], resonance frequency 1.65M
Using a therapeutic ultrasonic source consisting of one Hz piezo element,
The electric energy input to the ultrasonic source is 400 [W],
It has been clarified by an experiment that, when it is set to 10 [s], a treatment area of about 2 [mm] with respect to the focus 8 shifts to the ultrasonic source side. So for such parameters,
A marker indicating the treatment region is displayed with a shift of 2 [mm] toward the applicator 1 side with respect to the focal point 8 obtained by the intensity distribution imaging.

【0198】なお、マーカーは、特定の色で塗りつぶし
ても良いし、基のBモード画像が消えない程度の薄い色
もしくは網掛けなどにより表示しても良い。あるいは、
得られるであろう治療領域の輪郭のみの表示にしたり、
強度分布に合わせて等高線表示にしても良い。もっと簡
単な幾何学的な形状、例えば十字や長方形にして、その
図形の大きさを治療予定領域の大きさに対応させるよう
にしてもよい。また、この時、併せて実際の治療用超音
波焦点も同時に表示したり、超音波照射予定強度や照射
予定時間を表示してもよい。さらに、強度分布イメージ
ングで得られる反射強度のうち焦点8からのピーク強度
をリアルタイムに表示(数値表示、カラーバー表示、A
モード表示など)すれば、カップリング状態、アプリケ
ータの傾き角、アプローチ方向を操作者が調整しなが
ら、最もピーク強度が大きくなる状態(焦点8へのエネ
ルギ投入効率が最も高い状態=最も効率的な超音波照射
条件)を容易に見つけだすことが可能となる。
The marker may be painted in a specific color, or may be displayed in a light color or a shade so that the original B-mode image does not disappear. Or,
Display only the outline of the treatment area that will be obtained,
Contour lines may be displayed according to the intensity distribution. A simpler geometrical shape, such as a cross or a rectangle, may be used so that the size of the graphic corresponds to the size of the treatment-scheduled region. At this time, the actual therapeutic ultrasonic focus may be displayed at the same time, or the planned ultrasonic irradiation intensity and the planned irradiation time may be displayed. Furthermore, of the reflection intensities obtained by intensity distribution imaging, the peak intensity from the focus 8 is displayed in real time (numerical value display, color bar display, A
If the mode is displayed, the operator adjusts the coupling state, the applicator tilt angle, and the approach direction, and the peak intensity becomes the highest (the state where the energy input to the focus 8 is the highest = the most efficient). It is possible to easily find out various ultrasonic irradiation conditions).

【0199】次に治療用超音波の焦点8を少しずつシフ
トさせながら、焦点8よりも大きい被治療体7をくまな
く治療できるか否かが確認される。焦点8の移動は、機
械的、電子的もしくは両者の組み合わせにより実現され
る。また、シフトのピッチはオペレータがコンソール1
0を介して指定するか、決定された照射条件に基づいて
計算部440により計算される。また、シフトの順序
は、順次隣の領域に移動しても良いし、キャビテーショ
ンの影響を抑えるために対角線上に移動したり、最初に
最も治療用超音波発生源2から遠方から手前に向かって
順番にシフトしてもよい。
Next, while gradually shifting the focal point 8 of the therapeutic ultrasonic wave, it is confirmed whether or not the object to be treated 7 larger than the focal point 8 can be completely treated. The movement of the focal point 8 is realized mechanically, electronically, or a combination of both. Also, the operator can set the pitch of the shift on the console 1
It is specified via 0 or calculated by the calculation unit 440 based on the determined irradiation condition. Further, the order of shift may be sequentially moving to the adjacent region, or may be moved diagonally in order to suppress the influence of cavitation, or first from the farthest from the therapeutic ultrasonic wave source 2 to the front. You may shift in order.

【0200】以上いずれの場合も、最終的には個々の治
療用超音波の焦点8に対応する治療領域が互いに一部重
なるように隣接する焦点ポイントを設定することによ
り、全腫瘍細胞を確実に壊死させることが可能になる。
但し、他の治療法と組み合わせて本強力超音波治療を行
う場合はこの限りではない。例えば、腫瘍の辺縁を本法
で焼灼し、中心部は他の方法で治療を行う手法などが考
えられている。
In any of the above cases, finally, by setting the adjacent focus points so that the treatment areas corresponding to the focal points 8 of the individual therapeutic ultrasonic waves partially overlap each other, it is possible to ensure that all tumor cells are contained. It becomes possible to necrosis.
However, this is not the case when the intense ultrasound treatment is performed in combination with other treatment methods. For example, a method of cauterizing the periphery of a tumor by this method and treating the central part by another method has been considered.

【0201】また、全投入エネルギー、熱の拡散、及び
血流による冷却効果などに基づいて、治療対象領域内の
温度上昇量を計算し、焦点ポイントをある程度の間隔を
あけて設定することも可能である。
It is also possible to calculate the amount of temperature increase in the treatment target area based on the total input energy, the diffusion of heat, the cooling effect of the blood flow, etc., and set the focus points with a certain interval. Is.

【0202】いずれの場合でも、実際の治療を行う前
に、治療の手順に沿って強度分布イメージングを被治療
体7内で実行し、予想される個々の治療領域を集合表示
すれば、最終的な治療領域を簡単に確認できる。図47
は、その結果を網掛け表示したものである。これによ
り、未治療領域の発生がないかどうかの判断が容易にな
る。また、アプリケータ1と生体とのカップリング状
態、治療用超音波の伝播経路中における強反射体や強吸
収体の障害物の存在の有無、及び焦点8に十分な超音波
エネルギが投入されるか否かを各焦点位置の強度分布イ
メージングにより予想できるので、治療の安全性且つ確
実性が向上する。このような治療領域の表示は、図47
に示すように、断面が異なる複数の画像それぞれに対し
て行われる。これにより、オペレータは、予想される治
療領域を立体的に理解できる。これら画像を順次切り替
えて表示したり、3次元的画像に構築して表示するよう
にしても良い。
In any case, if the intensity distribution imaging is executed in the body to be treated 7 in accordance with the procedure of treatment and the expected individual treatment regions are collectively displayed before the actual treatment, the final treatment is performed. You can easily check the treatment area. FIG.
Shows the result shaded. This makes it easy to determine whether or not an untreated region has occurred. In addition, the coupling state between the applicator 1 and the living body, the presence or absence of obstacles of the strong reflector and the strong absorber in the propagation path of the therapeutic ultrasonic waves, and sufficient ultrasonic energy is applied to the focal point 8. Whether or not it can be predicted by the intensity distribution imaging at each focal position, so that the safety and certainty of the treatment is improved. The display of such a treatment area is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the process is performed for each of a plurality of images having different cross sections. This allows the operator to stereoscopically understand the expected treatment area. These images may be sequentially switched and displayed, or a three-dimensional image may be constructed and displayed.

【0203】以上の結果、治療状況として不適切である
と認められる場合は、その旨を表示するか警告音により
オペレータに報知したり、さらに進んで装置が治療モー
ドに移行しないようにロックするようにもできる。
As a result of the above, when it is recognized that the treatment status is inappropriate, the fact is displayed or the operator is notified by a warning sound, or the apparatus is locked so as not to shift to the treatment mode. You can also

【0204】なお、治療前に被治療体7内をくまなく焦
点スキャンして強度分布イメージングを各スキャン毎に
行い、得られた照射パラメータ等のデータを記録し、実
際の治療の際に読み出して治療を実行するとしたが、例
えば簡易法として、被治療体7の中心に焦点8の中心を
一致させた場合の強度分布イメージングによるデータで
代表させて照射パラメータを決定しても良い。また、実
際の治療中に、すなわち個々の焦点位置における治療用
超音波の照射直前に強度分布イメージングを行い、それ
らのデータから治療用超音波の照射条件を決定しても良
い。
Before the treatment, the inside of the body to be treated 7 is focus-scanned and the intensity distribution imaging is performed for each scan. The obtained irradiation parameters and other data are recorded and read out during the actual treatment. Although the treatment is executed, for example, as a simple method, the irradiation parameter may be determined by representing the data by the intensity distribution imaging when the center of the focal point 8 is aligned with the center of the treated body 7. Further, during the actual treatment, that is, immediately before the irradiation of the therapeutic ultrasonic wave at each focal position, the intensity distribution imaging may be performed, and the irradiation condition of the therapeutic ultrasonic wave may be determined from the data.

【0205】次に、分布補正部62による強度分布イメ
ージングで描出された強度分布の空間的な歪みの補正に
ついて説明する。治療用超音波発生源2とイメージング
用プローブ16の両方から超音波パルスを照射し、被検
体内からのエコーをイメージング用プローブ16にて受
信することにより、Bモード画像と治療用超音波の強度
分布が同時に取得される。両超音波パルスは、焦点8の
中心に両パルスが同時に到達するタイミングで発生され
る。
Next, the correction of the spatial distortion of the intensity distribution drawn by the intensity distribution imaging by the distribution correction unit 62 will be described. Intensity of the B-mode image and the therapeutic ultrasonic wave is obtained by irradiating the ultrasonic pulse from both the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 and the imaging probe 16 and receiving the echo from the inside of the subject by the imaging probe 16. Distributions are acquired at the same time. Both ultrasonic pulses are generated at the timing when both pulses reach the center of the focus 8 at the same time.

【0206】図48に模式的に示すように、イメージン
グ用プローブ16から反射点Pを経由してイメージング
用プローブ16に戻るイメージング用超音波の伝播距離
(A)と、治療用超音波発生源2から反射点Pを経由し
てイメージング用プローブ16に至る治療用用超音波の
伝播距離(B)との差は、反射点Pが焦点8から離れる
ほど大きくなる。超音波診断では、受信信号の時間軸に
深さ方向の軸を対応させることにより、深さが認識され
るので、強度分布が歪んでくる。例えば、図48上で点
Pの位置は、強度分布上では、真の位置よりも手前の点
P’に認識される。このズレ量は、音速と伝播経路とに
基づいてシステムコントローラ9又は計算部440によ
り計算される。
As schematically shown in FIG. 48, the propagation distance (A) of the imaging ultrasonic wave returning from the imaging probe 16 to the imaging probe 16 via the reflection point P and the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 The difference from the propagation distance (B) of the therapeutic ultrasonic wave from the reflection point P to the imaging probe 16 via the reflection point P increases as the reflection point P moves away from the focal point 8. In ultrasonic diagnosis, the depth is recognized by associating the time axis of the received signal with the axis in the depth direction, so that the intensity distribution is distorted. For example, the position of the point P in FIG. 48 is recognized as the point P ′ in front of the true position on the intensity distribution. This deviation amount is calculated by the system controller 9 or the calculation unit 440 based on the speed of sound and the propagation path.

【0207】このズレ量に応じた補正量だけ強度分布の
位置をずらしてBモード画像に合成する。なお、上記の
ズレ量は空間位置の関数になっているので、この関数に
位置と音速を代入すれば直ちに歪み量を算出するように
することもできる。また、通常の超音波診断装置のよう
に、生体内における音速を一定(例えば1530[m/
s])として、空間的位置に対応した補正量をメモリ4
5等に記録しておき、位置毎に順次メモリ内容を読み出
して補正すれば、補正のスピードアップが期待できる。
また、2種の画像を合成する際に補正を行う方法の他
に、時間ゲートで信号を分割し、深さ方向の位置データ
を取得する際にあらかじめズレ量を見込んで位置データ
を取得する方法がある。いずれにしても、焦点中心から
のエコーを取得する場合をのぞき、被検体内のBモード
画像を再構成するエコーと、強度分布イメージング像を
再構成するエコーとでは、同じ時間ゲート内で得られた
エコーであっても異なる深さのデータを表していること
になる。
The position of the intensity distribution is shifted by the correction amount corresponding to this shift amount and is combined with the B-mode image. Since the amount of deviation is a function of spatial position, the amount of distortion can be calculated immediately by substituting the position and the sound velocity for this function. In addition, like a normal ultrasonic diagnostic apparatus, the speed of sound in the living body is constant (for example, 1530 [m / m).
s]), the correction amount corresponding to the spatial position is stored in the memory 4
If the data is recorded in 5 and the like, and the contents of the memory are sequentially read and corrected for each position, a speedup of the correction can be expected.
Further, in addition to the method of performing correction when combining two types of images, a method of dividing a signal by a time gate and acquiring position data in advance by estimating a deviation amount when acquiring position data in the depth direction There is. In any case, the echo that reconstructs the B-mode image in the subject and the echo that reconstructs the intensity distribution imaging image are obtained within the same time gate, except when the echo from the focal center is acquired. Even echoes represent different depths of data.

【0208】(第14の実施の形態)図49に、第43
の実施の形態による超音波治療装置の構成を示す。図4
9において、図1、図6、図37、図46と同じ部分に
は同じ符号を付して説明は省略する。本実施の形態で
は、強度分布用超音波パルスの発生タイミングを調整す
ることにより、強度分布の歪みを補正する。分布補正部
62はタイミング信号発生回路180に接続される。
(Fourteenth Embodiment) FIG.
1 shows a configuration of an ultrasonic therapy device according to the embodiment. FIG.
9, the same parts as those in FIGS. 1, 6, 37 and 46 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the present embodiment, the distortion of the intensity distribution is corrected by adjusting the generation timing of the ultrasonic pulse for intensity distribution. The distribution correction unit 62 is connected to the timing signal generation circuit 180.

【0209】アプリケータ1は、中心孔を有する凹面上
に配置された治療用超音波発生源2及びイメージング用
プローブ16より構成されている。このような形状であ
れば、焦点領域は、“X”を中心線のまわりに回転させ
た3次元形状で形成される。この場合、超音波強度が低
い箇所における空間的歪みを犠牲にしても、超音波強度
が大きい箇所に注目して位置の補正を行えば実用上問題
のない分布形状が得られる。すなわち、“X”字上の各
点に注目して歪みを補正する。これを実現するために、
図50(a)、図50(b)に示すように、補正量を距
離の次元から時間の次元に変換し、治療用超音波発生源
2から照射する強度分布用超音波パルスの照射タイミン
グをΔTだけ変化させる。さらに詳細にいえば、スキャ
ンのラスタ毎に“X”字上の最高強度点に注目し、そこ
の位置における位置ずれ量を音速で除する。この除算結
果ΔTだけ、強度分布超音波パルスの照射タイミングが
焦点位置に対するタイミングからずらされる。その際、
ある1本のラスタに対し“X”上の点が複数個ある場合
は、最も焦点に近い点を基準にするようにする。
[0209] The applicator 1 comprises a therapeutic ultrasonic wave generating source 2 and an imaging probe 16 which are arranged on a concave surface having a central hole. With such a shape, the focal region is formed as a three-dimensional shape obtained by rotating "X" around the center line. In this case, even if the spatial distortion at the place where the ultrasonic intensity is low is sacrificed, if the position is corrected by paying attention to the place where the ultrasonic intensity is high, a distribution shape having no practical problem can be obtained. That is, the distortion is corrected by paying attention to each point on the "X" shape. To achieve this,
As shown in FIGS. 50 (a) and 50 (b), the correction amount is converted from the distance dimension to the time dimension, and the irradiation timing of the ultrasonic pulse for intensity distribution emitted from the therapeutic ultrasonic wave generation source 2 is changed. Change by ΔT. More specifically, the highest intensity point on the “X” shape is focused on for each raster of the scan, and the amount of positional deviation at that position is divided by the speed of sound. The irradiation timing of the intensity distribution ultrasonic pulse is deviated from the timing with respect to the focus position by the division result ΔT. that time,
When there are a plurality of points on "X" for one raster, the point closest to the focus is used as a reference.

【0210】このようにして、本法を利用し治療直前の
シミュレーション(焦点シフトと強度分布イメージン
グ)が実行された後、実際に温熱治療が開始される。治
療の際には1秒以下で組織を確実に熱変性壊死に導くよ
うな高エネルギ超音波バーストを治療用超音波として照
射する。その際、前述の治療のシミュレーションに則っ
て治療を実行することにより、安全且つ確実な治療が実
現される。
In this way, after the simulation (focus shift and intensity distribution imaging) immediately before the treatment is executed using this method, the hyperthermia treatment is actually started. At the time of treatment, a high energy ultrasonic burst that surely leads to heat-denatured necrosis of the tissue in 1 second or less is irradiated as therapeutic ultrasonic waves. At that time, a safe and reliable treatment is realized by executing the treatment in accordance with the above-mentioned treatment simulation.

【0211】すなわち、焦点シフトのピッチ、照射強
度、照射時間等の各パラメータを前述の治療のシミュレ
ーションの通りとする。治療モードでの超音波照射のシ
ーケンスは、焦点シフト、強度分布イメージング、治療
用超音波照射、強度分布イメージング、以下順次繰り返
し、とする。この他にも治療用超音波の照射後のみに強
度分布イメージングを行う、任意に設定した治療用超音
波の照射回数毎に強度分布イメージングを行う等、強度
分布イメージングと治療用超音波との照射の組み合わせ
パターンは多種多様であり、状況に応じて操作者が設定
できるようになっている。ここでは、治療用超音波の照
射の前後に強度分布イメージングを行う場合を説明す
る。
That is, the parameters such as the focus shift pitch, the irradiation intensity, the irradiation time, etc. are set as in the above-mentioned treatment simulation. The sequence of ultrasonic irradiation in the treatment mode is focus shift, intensity distribution imaging, therapeutic ultrasonic irradiation, intensity distribution imaging, and the following sequence is repeated. In addition to this, intensity distribution imaging is performed only after irradiation of therapeutic ultrasonic waves, intensity distribution imaging is performed for each number of times of irradiation of therapeutic ultrasonic waves that is set arbitrarily, and irradiation of intensity distribution imaging and therapeutic ultrasonic waves is performed. There are various types of combination patterns, and the operator can set them according to the situation. Here, a case where intensity distribution imaging is performed before and after irradiation of therapeutic ultrasonic waves will be described.

【0212】まず焦点シフトにより、目的とする位置に
治療領域を合わせる。次に、シミュレーションで決定し
た照射条件を参考にして強度分布イメージングを行う。
焦点に十分なエネルギが投入されていること、かつ治療
用超音波の伝播経路中に超音波の強反射体や重要臓器が
存在しないことを再度確認した後、治療用超音波の照射
に移る。この際は、特願平6−248480公報で記載
されている如くにキャビテーション抑圧照射法で治療用
超音波を照射すれば、確実な治療結果(熱変性領域)が
得られる。治療用超音波照射後、再び強度分布イメージ
ングを行えば、確実に熱変性領域が得られているか否か
を確認できる。
First, the treatment area is adjusted to the target position by the focus shift. Next, intensity distribution imaging is performed with reference to the irradiation conditions determined by simulation.
After confirming again that sufficient energy is applied to the focal point and that there is no strong reflector of ultrasonic waves or important organs in the propagation path of the therapeutic ultrasonic waves, the process proceeds to irradiation of therapeutic ultrasonic waves. In this case, if a therapeutic ultrasonic wave is applied by the cavitation-suppressing irradiation method as described in Japanese Patent Application No. 6-248480, a reliable therapeutic result (heat degeneration region) can be obtained. By performing intensity distribution imaging again after the therapeutic ultrasonic irradiation, it can be confirmed whether or not the heat-denatured region is surely obtained.

【0213】すなわち、熱変性領域は周囲の未変性細胞
領域に対して音響的な特性も大きく変化しているため、
熱変性領域と未変性細胞領域との境界面で大きなエコー
が得られ、これを受信し解析することで治療済み領域を
検出できる。このための手法としては、同一の位置にお
けるエコーを治療の前後で比較し、大きな違いがあった
箇所が治療済み領域ということになる。もっと大雑把
に、超音波のAモードを用いて治療が確実に行われたか
否かを確認してもよい。また、Bモード画像から治療前
後の輝度情報を比較して治療済み領域を検出してもよ
い。
That is, since the acoustic characteristics of the heat-denatured area are largely changed with respect to the surrounding undenatured cell area,
A large echo is obtained at the interface between the heat-denatured region and the native cell region, and the treated region can be detected by receiving and analyzing this echo. As a method for this, the echoes at the same position are compared before and after the treatment, and the portion having a large difference is the treated region. More roughly, the A mode of ultrasound may be used to confirm whether or not the treatment has been reliably performed. Further, the treated area may be detected by comparing the luminance information before and after the treatment from the B-mode image.

【0214】以上のように、照射直前に超音波伝播経路
中の安全性及び焦点8へのエネルギ投入の状況が一点毎
に再確認でき、また、治療用超音波の照射後に治療が確
実に達成されたか否かを強度分布イメージングを用いて
確認可能であるので、安全性及び治療の確実性を向上で
きる。また、この作業は個々の焦点位置毎に行われる強
度分布イメージングで得られたエコーデータを解析する
のみであるため短時間で実行できる。次に、あらかじめ
設定された焦点スキャン順序に基づいて次の治療領域へ
焦点8を移動し、上述と同様な操作を繰り返して次の治
療を行う。治療済みの領域を記憶し表示の際に色を変え
て表示する等視覚的に直ちに判別可能にしておけば、被
治療体7が全て治療完了したか否かが一目で判るように
なる。
As described above, the safety in the ultrasonic wave propagation path and the state of energy input to the focal point 8 can be reconfirmed point by point just before the irradiation, and the treatment can be reliably achieved after the irradiation of the therapeutic ultrasonic wave. Since it can be confirmed using intensity distribution imaging whether or not it has been performed, safety and certainty of treatment can be improved. Further, this work can be executed in a short time because only the echo data obtained by the intensity distribution imaging performed for each focal position is analyzed. Next, the focus 8 is moved to the next treatment area based on the preset focus scan order, and the same treatment as described above is repeated to perform the next treatment. If the treated area is stored and displayed in a different color at the time of display so that it can be immediately visually discriminated, it becomes possible to see at a glance whether or not the treatment of all the treated body 7 is completed.

【0215】なお、治療の際に患者の動き等が大きな問
題になることがある。治療が途中のときに患者が動いて
しまった場合、被治療体7、治療済み領域、及び焦点8
との位置関係が不明になり、治療計画通りに治療が進ま
なくなる恐れがある。その場合に、治療計画を変更して
治療を初めから再開するか、治療計画は変更するものの
残りの部位に対する治療計画を新たに立て直して治療を
再開するか、元の状態に復帰するかのいずれかである。
一番目の手法は最も簡便であるが、治療時間の長時間化
という点が短所である。2または3番目の手法は治療済
み領域の特定が必要である。その方法としては、前述の
ように、治療済み領域の境界面からの反射超音波を検出
することが考えられ、これの実現に強度分布イメージン
グを利用できる。その際、基準点として体表などを利用
すれば、患者が動いてしまったとしても容易に治療済み
部位を特定できる。
[0215] The movement of the patient may be a serious problem during treatment. If the patient moves during the treatment, the body to be treated 7, the treated area, and the focus 8
There is a possibility that the treatment will not proceed according to the treatment plan because the positional relationship with In that case, either the treatment plan is changed and the treatment is restarted from the beginning, or the treatment plan is changed but the treatment plan is newly reestablished and the treatment is restarted, or the treatment is returned to the original state. It is.
The first method is the simplest, but has the disadvantage of increasing the treatment time. The second or third approach requires identification of the treated area. As a method thereof, as described above, it is conceivable to detect reflected ultrasonic waves from the boundary surface of the treated region, and intensity distribution imaging can be used for realizing this. At that time, if the body surface or the like is used as the reference point, the treated site can be easily specified even if the patient moves.

【0216】具体的には、治療用超音波照射直後の強度
分布イメージングにおいて、患者6の体表または水袋4
からのエコーが得られるタイミングと治療済み領域から
のエコーが得られるタイミングを計測しておく。体表ま
たは水袋4の手前は伝播媒質5であるので、体表又は水
袋4の検出は極めて容易である。また、治療直後におい
ては治療済み領域の境界面からのエコーは治療直前のそ
れと比較して極めて変化量が大きく、大きなエコーが得
られるため判別容易である。これらより、患者6が移動
してしまっても体表または水袋4と治療済み領域の境界
面との時間関係により、再度治療済み領域を検出するこ
とが容易となる。なお、この治療済み領域の特定に関し
てもBモードの輝度情報や、それ以前のデータ(RFデ
ータを含む)を利用してもよい。また、患者が動いたか
否かは、動きの検出器を付加すればよいが、そのための
装置としては、光学的な監視カメラ、患者に巻き付けた
弾性抵抗体の抵抗量の変化計測法、光ファイバによる光
電脈波法などを用いることができる。
Specifically, in the intensity distribution imaging immediately after the irradiation of therapeutic ultrasonic waves, the body surface of the patient 6 or the water bag 4 is
The timing at which the echo from the patient is obtained and the timing at which the echo from the treated area is obtained are measured. Since the propagation medium 5 is in front of the body surface or the water bag 4, it is extremely easy to detect the body surface or the water bag 4. Further, immediately after the treatment, the echo from the boundary surface of the treated region has an extremely large change amount as compared with that immediately before the treatment, and a large echo can be obtained, so that the discrimination is easy. From these, even if the patient 6 moves, it becomes easy to detect the treated area again due to the time relationship between the body surface or the water bag 4 and the boundary surface of the treated area. It should be noted that the B-mode luminance information and data before that (including RF data) may also be used for specifying the treated region. Further, whether or not the patient has moved may be added with a motion detector, and as a device therefor, an optical surveillance camera, a method for measuring a change in resistance of an elastic resistor wound around the patient, an optical fiber The photoplethysmography method and the like can be used.

【0217】次に、表示する方法について、図51を参
照して説明する。図51は表示画面の一例を示す。特願
平6−246843号公報に記載されているが如く、強
力な治療用超音波による治療では治療用超音波発生源2
に対してできるだけ遠方から、すなわち治療容積の底面
に相当する面から順に焼灼を行っていくことが望まし
い。この理由は、熱変性により組織の音響的な特性が変
化し、その境界面で超音波の反射及び熱変性領域による
エネルギーの吸収が起こり、熱変性領域よりも後方に存
在する部位には超音波エネルギーが届きにくいためであ
る。このような照射法の場合、2次元のBモード断層像
に対して、治療を実行する面が交差しているため、治療
イメージとしてとらえにくいとの問題点があった。
Next, the display method will be described with reference to FIG. FIG. 51 shows an example of the display screen. As described in Japanese Patent Application No. 6-246843, in the treatment with strong therapeutic ultrasonic waves, a therapeutic ultrasonic wave source 2
On the other hand, it is desirable to perform cauterization from as far away as possible, that is, from the surface corresponding to the bottom surface of the treatment volume. The reason is that the acoustic characteristics of the tissue change due to heat denaturation, ultrasonic waves are reflected at the boundary surface and energy is absorbed by the heat denaturation region, and the ultrasonic wave is present in the region behind the heat denaturation region. This is because it is difficult for energy to reach them. In the case of such an irradiation method, there is a problem that it is difficult to capture a treatment image because the plane for performing treatment intersects the two-dimensional B-mode tomographic image.

【0218】この問題点を解決するために、実際の治療
実行面に対応するBモード画像を、断面の異なる複数の
Bモード画像から再構成して表示する。イメージング用
プローブ16と、表示画像との位置関係が表示される。
治療前のシュミレーションで焦点8をシフトしながら取
得したBモード画像をもとにして再構成したものであ
る。
In order to solve this problem, a B-mode image corresponding to the actual treatment execution surface is reconstructed from a plurality of B-mode images having different cross sections and displayed. The positional relationship between the imaging probe 16 and the display image is displayed.
It is reconstructed based on the B-mode image acquired while shifting the focus 8 in the simulation before the treatment.

【0219】図52に複数のスキャン面を示す。スキャ
ン面それぞれに対してBモード画像データが取得されて
いる。こられのデータは2次元の画像の集合体であり、
1枚の画像は一定の深さに関する1次元の画像情報を有
する。この1次元の画像情報を複数枚の画像データから
取り出して再構成すれば、注目している深さに対応する
Bモード画像を再構成できる(Cモード)。このCモー
ド像をもとにして治療を行う際は、焦点8と治療予定領
域を示すマーカとが、該画像上に表示される。この場
合、焦点マークは円、丸、十字等で表示される。
FIG. 52 shows a plurality of scan planes. B-mode image data is acquired for each scan plane. These data are a collection of two-dimensional images,
One image has one-dimensional image information regarding a certain depth. If this one-dimensional image information is extracted from a plurality of image data and reconstructed, a B-mode image corresponding to the depth of interest can be reconstructed (C mode). When the treatment is performed based on the C-mode image, the focus 8 and the marker indicating the treatment planned area are displayed on the image. In this case, the focus mark is displayed as a circle, a circle, a cross, or the like.

【0220】なお、ここでは、セクタ型のイメージング
用プローブ16を用いているが、コンベックス型のプロ
ーブを用いてもよい。さらにプローブ16に近い位置で
あるほど画像化される領域が狭くなってしまうので、深
さに依存しない等領域の超音波像を得るために、リニア
型(機械走査型、電子走査型)のイメージング用プロー
ブを用いるのが好ましい。あるいは、3次元超音波画像
を再構成し、擬似的な半透明画像を再構成し、1回の照
射で治療される面または容積に一致した面または容積に
淡い色をつけたり、線で囲ったりすることにより、注目
している面を強調するようにしても良い。
Although the sector type imaging probe 16 is used here, a convex type probe may be used. Further, the closer to the probe 16, the narrower the imaged region becomes. Therefore, in order to obtain an ultrasonic image of an equal region that does not depend on depth, linear type (mechanical scanning type, electronic scanning type) imaging is performed. It is preferable to use a probe for use. Alternatively, a three-dimensional ultrasound image is reconstructed, a pseudo translucent image is reconstructed, and the surface or volume corresponding to the surface or volume treated by one irradiation is lightly colored or surrounded by a line. By doing so, the face of interest may be emphasized.

【0221】次に、一例として、Bモード画像を参照し
て治療領域を指定する場合について述べる。予定されて
いる被治療体7の領域を全て含むように複数枚のBモー
ド画像を取得する。その際、操作者はコンソール10、
または図示しないライトペン、マウス、ジョイスティッ
ク及びトラックボールなどを用いて治療予定領域をそれ
ぞれのBモード画像上に指定する。この指定された治療
予定領域に基づいて、治療用超音波を照射することによ
り、照射領域の境界面の細部にまで確実な治療が達成で
きる。ここで、上記複数のBモード画像から、3次元画
像が構築されてもよい。また、ここでは超音波画像を参
照して治療領域を指定する方法について記述したが、X
線CTやMRI等を用いてもよい。
Next, as an example, a case where the treatment area is designated with reference to the B-mode image will be described. A plurality of B-mode images are acquired so as to include all of the planned region of the treated body 7. At that time, the operator uses the console 10,
Alternatively, a treatment planned area is designated on each B-mode image using a light pen, a mouse, a joystick, a trackball, and the like (not shown). By irradiating a therapeutic ultrasonic wave based on the designated treatment scheduled region, reliable treatment can be achieved even in the details of the boundary surface of the irradiation region. Here, a three-dimensional image may be constructed from the plurality of B-mode images. In addition, here, the method of designating the treatment region with reference to the ultrasonic image is described.
Line CT or MRI may be used.

【0222】次に、実際の焦点位置に対して正確に焦点
を描出する方法について述べる。前述したように、強度
分布イメージング時には、治療用超音波源から照射され
た強度分布用超音波パルスのピーク強度を示す波面がイ
メージング用プローブ16を通過したその瞬間に、イメ
ージング用プローブ16からイメージング用超音波パル
スが放射されるように、イメージング用超音波パルスは
強度分布用超音波パルスに対して同期がとられている。
この同期の正確さによって、強度分布イメージングで描
出される焦点位置の正確さが決定される。ここでは、イ
メージング用プローブ16上のピエゾ素子が整列してい
る面の延長面上に、強度分布用超音波パルスをピックア
ップするための超音波探触子を付加するか、等価的に同
一面上と見做せるように計算で補正するか、あるいはイ
メージング用プローブ16をピックアップ用探触子とし
て使用する。このようにして、強度分布イメージング用
超音波パルスを実際に取得してフィードバック制御を行
うことにより、治療用超音波源からの強度分布イメージ
ング用超音波パルスの照射タイミングを決定すれば、極
めて高精度な焦点位置の描出が可能となる。
Next, a method of accurately drawing a focus with respect to an actual focus position will be described. As described above, at the time of intensity distribution imaging, at the moment when the wavefront indicating the peak intensity of the ultrasonic pulse for intensity distribution emitted from the therapeutic ultrasonic source passes through the imaging probe 16, the imaging probe 16 performs imaging. The ultrasound pulse for imaging is synchronized with the ultrasound pulse for intensity distribution so that the ultrasound pulse is emitted.
The accuracy of this synchronization determines the accuracy of the focus position rendered by intensity distribution imaging. Here, an ultrasonic probe for picking up the ultrasonic pulse for intensity distribution is added to the extension surface of the surface on which the piezo elements are aligned on the imaging probe 16, or equivalently on the same surface. Either it is corrected by calculation so that it can be regarded as, or the imaging probe 16 is used as a pickup probe. In this way, by actually acquiring the ultrasonic pulse for intensity distribution imaging and performing feedback control, if the irradiation timing of the ultrasonic pulse for intensity distribution imaging from the therapeutic ultrasonic source is determined, it is possible to obtain extremely high accuracy. It is possible to depict various focal positions.

【0223】次に、超音波強度分布イメージングで受信
したエコー強度を定量化する手法について述べる。患者
6内の深部に伝播するほど超音波は減衰していくが、同
様に生体深部からのエコーほど、減衰する。よって、イ
メージング用プローブ16で受信されたエコー強度に体
表からの深さに応じて重み付けし強度分布を表示するこ
とが好ましい。例えば、超音波Bモード画像を再構築す
る際には、深さに応じて増幅率を増加させることが一般
的に行われている。
Next, a method for quantifying the echo intensity received by ultrasonic intensity distribution imaging will be described. The ultrasonic wave is attenuated as it propagates deeper into the patient 6, but similarly, as the echo from the deeper part of the living body is attenuated. Therefore, it is preferable to display the intensity distribution by weighting the echo intensity received by the imaging probe 16 according to the depth from the body surface. For example, when reconstructing an ultrasonic B-mode image, it is common practice to increase the amplification factor according to the depth.

【0224】また、患者情報をCRT上に表示すること
も可能である。その場合、本法によるこれまでの治療部
位、治療領域の位置情報、サイズ、照射超音波パワー及
び時間の履歴、等を表示すると便利である。また、新た
に治療を行うと、これらの情報が更新されるようにして
もよい。なお、これらの情報はオンラインもしくは記録
媒体を介して治療計画装置とも接続可能で、治療計画の
策定を補助する。
Further, the patient information can be displayed on the CRT. In that case, it is convenient to display the treatment site, the position information, the size, the irradiation ultrasonic power and the time history of the treatment area which have been treated by the present method. Also, these information may be updated when a new treatment is performed. It should be noted that these pieces of information can be connected to a treatment planning device online or via a recording medium to assist the formulation of a treatment plan.

【0225】[0225]

【発明の効果】本発明による超音波治療装置は、第1の
基本周波数に対して共振特性を有する治療用超音波発生
源と、第2の基本周波数に対して共振特性を有する超音
波プローブと、前記第1の基本周波数の駆動信号で前記
治療用超音波発生源を駆動する手段と、前記第2の基本
周波数の駆動信号で前記超音波プローブを駆動する手段
と、前記超音波プローブを介して前記治療用超音波発生
源からの第1の超音波のエコーと、前記超音波プローブ
からの第2の超音波のエコーとを受信する受信手段と、
前記受信手段から出力される受信信号に含まれる前記第
1の基本周波数に応じた特定帯域の成分に基づいて前記
治療用超音波の強度分布を構成する強度分布構成手段
と、前記受信信号に含まれる前記第2の基本周波数を含
む帯域の成分に基づいて被検体内の断層像を構成する手
段とを具備する。
The ultrasonic treatment apparatus according to the present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generation source having a resonance characteristic with respect to a first fundamental frequency, and an ultrasonic probe having a resonance characteristic with respect to a second fundamental frequency. Via the ultrasonic probe, means for driving the therapeutic ultrasonic wave generation source with the drive signal of the first fundamental frequency, means for driving the ultrasonic probe with the drive signal of the second fundamental frequency, Receiving means for receiving a first ultrasonic echo from the therapeutic ultrasonic generator and a second ultrasonic echo from the ultrasonic probe;
An intensity distribution configuring unit that configures an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave based on a component of a specific band corresponding to the first fundamental frequency included in the received signal output from the receiving unit; and included in the received signal And a means for forming a tomographic image of the inside of the subject based on the component of the band including the second fundamental frequency.

【0226】強度分布のために送信される第1の超音波
は第1の基本周波数で発生される。治療用超音波の強度
分布は、受信信号に含まれる第1の基本周波数に応じた
特定帯域の成分に基づいて構成される。したがって、強
度分布を高精度で得ることができる。また、断層像のた
めに送信される第2の超音波は第2の基本周波数で発生
される。断層像は、受信信号に含まれる第2の基本周波
数を含む帯域の成分に基づいて構成される。したがっ
て、断層像を高精度で得ることができる。このように、
高精度な強度分布と断層像とは、治療の安全性及び確実
性を向上することを実現する。
The first ultrasonic wave transmitted for the intensity distribution is generated at the first fundamental frequency. The intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave is configured based on the component of the specific band corresponding to the first fundamental frequency included in the received signal. Therefore, the intensity distribution can be obtained with high accuracy. Further, the second ultrasonic wave transmitted for the tomographic image is generated at the second fundamental frequency. The tomographic image is configured based on the component of the band including the second fundamental frequency included in the received signal. Therefore, a tomographic image can be obtained with high accuracy. in this way,
The highly accurate intensity distribution and tomographic image realize improvement of safety and certainty of treatment.

【0227】本発明による超音波治療装置は、治療用超
音波発生源と、超音波プローブと、前記治療用超音波発
生源から第1の超音波を発生するために、前記治療用超
音波発生源を駆動する駆動手段と、前記超音波プローブ
を介して受信した前記第1の超音波のエコーに基づいて
前記駆動手段の駆動条件を調整する調整手段とを具備す
る。
The ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention comprises: a therapeutic ultrasonic wave generating source; an ultrasonic probe; and a therapeutic ultrasonic wave generating source for generating a first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generating source. A driving means for driving the source; and an adjusting means for adjusting a driving condition of the driving means based on the echo of the first ultrasonic wave received via the ultrasonic probe.

【0228】治療用超音波発生源から発生された第1の
超音波のエコーに基づいて、治療用超音波発生源に対す
る駆動条件が調整される。この調整は、治療の安全性及
び確実性を向上することを実現する。
The drive condition for the therapeutic ultrasonic wave generation source is adjusted based on the echo of the first ultrasonic wave generated from the therapeutic ultrasonic wave generation source. This adjustment achieves improved safety and certainty of treatment.

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

【図1】第1の実施例による超音波治療装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to a first embodiment.

【図2】改良された図1の超音波診断部のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of the improved ultrasonic diagnostic unit of FIG.

【図3】超音波の伝搬経路を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a propagation path of ultrasonic waves.

【図4】イメージング用超音波パルスのタイミングと強
度分布用超音波パルスのタイミングとの時間差を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a time difference between the timing of the ultrasonic pulse for imaging and the timing of the ultrasonic pulse for intensity distribution.

【図5】第2の実施例による超音波治療装置の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to a second embodiment.

【図6】第3の実施例による超音波治療装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to a third embodiment.

【図7】図6の超音波診断部のブロック図。7 is a block diagram of the ultrasonic diagnostic unit of FIG.

【図8】受信信号のスペクトルを示す図。FIG. 8 is a diagram showing a spectrum of a received signal.

【図9】図7のCRTの表示画面を示す図。9 is a diagram showing a display screen of the CRT shown in FIG.

【図10】第4の実施例による超音波治療装置の構成
図。
FIG. 10 is a configuration diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to a fourth embodiment.

【図11】血流によるシフト帯域を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a shift band due to blood flow.

【図12】第5の実施例による超音波治療装置の構成
図。
FIG. 12 is a configuration diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to a fifth embodiment.

【図13】治療用超音波発生源の概略的構造図。FIG. 13 is a schematic structural diagram of a therapeutic ultrasonic wave generation source.

【図14】高周波帯域を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a high frequency band.

【図15】認識された焦点と推定された発熱領域とのズ
レを示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a deviation between a recognized focus and an estimated heat generation area.

【図16】焦点マーカと発熱領域マーカとを示す図。FIG. 16 is a diagram showing a focus marker and a heat generation area marker.

【図17】第6の実施例による超音波治療装置の構成
図。
FIG. 17 is a configuration diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to a sixth embodiment.

【図18】フェーズドアレイ技術における計算上の焦点
位置と実際の焦点位置とのズレの変化を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing a change in deviation between a calculated focal position and an actual focal position in the phased array technique.

【図19】第7の実施例による超音波治療装置の構成
図。
FIG. 19 is a configuration diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to a seventh embodiment.

【図20】第8の実施例による超音波治療装置が解決す
る問題の説明図。
FIG. 20 is an explanatory diagram of a problem solved by the ultrasonic therapy apparatus according to the eighth embodiment.

【図21】治療用超音波パルスとイメージングのための
スキャンとの時間的関係を示す図。
FIG. 21 is a diagram showing a temporal relationship between a therapeutic ultrasonic pulse and a scan for imaging.

【図22】図20の問題を解決する第1の方法の説明
図。
22 is an explanatory diagram of a first method for solving the problem of FIG. 20. FIG.

【図23】図20の問題を解決する第2の方法の説明
図。
23 is an explanatory diagram of a second method for solving the problem of FIG.

【図24】図20の問題を解決する第3の方法の説明
図。
24 is an explanatory diagram of a third method for solving the problem of FIG.

【図25】図20の問題を解決する第3の方法の説明
図。
25 is an explanatory diagram of a third method for solving the problem of FIG.

【図26】図20の問題を解決する第4の方法の説明
図。
FIG. 26 is an explanatory diagram of a fourth method for solving the problem of FIG. 20.

【図27】第9の実施例による超音波治療装置の構成
図。
FIG. 27 is a configuration diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to a ninth embodiment.

【図28】MRIのスライスを決定するための処理手順
を示すフローチャート。
FIG. 28 is a flowchart showing a processing procedure for determining an MRI slice.

【図29】図28の第1、第2のスキャン面を示す図。29 is a diagram showing first and second scan planes of FIG. 28. FIG.

【図30】図30は最大強度点の3次元座標の検出の補
足説明図。
FIG. 30 is a supplementary explanatory diagram of detection of three-dimensional coordinates of a maximum intensity point.

【図31】Bモード画像とピーク温度と2次元温度分布
との合成画面の一例を示す図。
FIG. 31 is a diagram showing an example of a combined screen of a B-mode image, peak temperature, and two-dimensional temperature distribution.

【図32】MRIのスライスの決定から治療終了までの
処理の一連の流れを示すタイムチャート。
FIG. 32 is a time chart showing a series of processing flows from determination of MRI slices to the end of treatment.

【図33】Bモード画像とピーク温度と1次元温度分布
との合成表示画面の一例を示す図。
FIG. 33 is a diagram showing an example of a combined display screen of a B-mode image, a peak temperature, and a one-dimensional temperature distribution.

【図34】1次元の温度分布を取得するためのMRIの
パルスシーケンスを示す図。
FIG. 34 is a diagram showing a pulse sequence of MRI for obtaining a one-dimensional temperature distribution.

【図35】1次元温度分布から2次元温度分布を推定す
る処理手順を示すフローチャート。
FIG. 35 is a flowchart showing a processing procedure for estimating a two-dimensional temperature distribution from a one-dimensional temperature distribution.

【図36】実測された温度分布と照射条件から予想され
る温度分布との比較による照射条件のリアルタイム制御
の説明図。
FIG. 36 is an explanatory diagram of real-time control of irradiation conditions by comparing the actually measured temperature distribution with the temperature distribution expected from the irradiation conditions.

【図37】第10の実施例による超音波照射装置の構成
図。
FIG. 37 is a configuration diagram of an ultrasonic wave irradiation device according to a tenth embodiment.

【図38】図37の移相回路のブロック図。38 is a block diagram of the phase shift circuit of FIG. 37.

【図39】同期信号の移相の説明図。FIG. 39 is an explanatory diagram of phase shift of a synchronization signal.

【図40】第11の実施例による超音波照射装置の構成
図。
FIG. 40 is a configuration diagram of an ultrasonic wave irradiation device according to an eleventh embodiment.

【図41】図40の直交検波回路の周波数特性を示す
図。
41 is a diagram showing frequency characteristics of the quadrature detection circuit of FIG. 40.

【図42】図40の変形例を示す図。FIG. 42 is a diagram showing a modification of FIG. 40.

【図43】強度分布用超音波の駆動周波数の決定処理手
順を示すフローチャート。
FIG. 43 is a flowchart showing a procedure for determining the driving frequency of ultrasonic waves for intensity distribution.

【図44】治療用超音波発生源の駆動周波数を示す図。FIG. 44 is a diagram showing a driving frequency of a therapeutic ultrasonic wave generation source.

【図45】受信周波数の探索処理手順を示すフローチャ
ート。
FIG. 45 is a flowchart showing a procedure of a received frequency search process.

【図46】第12の実施例による超音波照射装置の構成
図。
FIG. 46 is a configuration diagram of an ultrasonic wave irradiation device according to a twelfth embodiment.

【図47】図46の表示手段の表示画面の一例を示す
図。
47 is a diagram showing an example of a display screen of the display means of FIG. 46.

【図48】Bモード画像と強度分布との空間的不整合が
生じる原理説明図。
FIG. 48 is an explanatory view of the principle of causing a spatial mismatch between the B-mode image and the intensity distribution.

【図49】第13の実施例による超音波照射装置の構成
図。
FIG. 49 is a configuration diagram of an ultrasonic wave irradiation device according to a thirteenth embodiment.

【図50】強度分布用超音波の発生タイミングとイメー
ジング用超音波の発生タイミングとの調整の説明図。
FIG. 50 is an explanatory diagram of adjustment of generation timing of ultrasonic waves for intensity distribution and generation timing of ultrasonic waves for imaging.

【図51】図46の表示手段の表示画面の他の例を示す
図。
51 is a diagram showing another example of the display screen of the display means of FIG. 46.

【図52】イメージングのスキャン面に直交する面に関
する画像の再構成の説明図。
FIG. 52 is an explanatory diagram of image reconstruction regarding a plane orthogonal to a scan plane of imaging.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アプリケータ、 2…治療用超音波発生源、 3…患者、 4…カップリング液、 5…水袋、 6…体表、 7…被治療体、 8…焦点、 9…システムコントローラ、 10…コンソール、 11…連続は発生回路、 12…パルス発生回路、 13…切替スイッチ、 14…RFアンプ、 15…マッチング回路、 16…イメージング用超音波プローブ、 17…送信回路、 18…同期回路、 19…プリアンプ、 20…受信遅延回路、 21…エコーフィルタ、 22…Bモード処理ユニット、 27…パルスドップラーユニット、 28…ディジタルスキャンコンババータ、 29…CRT。 1 ... Applicator, 2 ... Treatment ultrasonic wave generation source, 3 ... Patient, 4 ... Coupling liquid, 5 ... Water bag, 6 ... Body surface, 7 ... Treatment object, 8 ... Focus, 9 ... System controller, 10 ... console, 11 ... continuous generation circuit, 12 ... pulse generation circuit, 13 ... changeover switch, 14 ... RF amplifier, 15 ... matching circuit, 16 ... ultrasonic probe for imaging, 17 ... transmission circuit, 18 ... synchronization circuit, 19 ... Preamplifier, 20 ... Reception delay circuit, 21 ... Echo filter, 22 ... B mode processing unit, 27 ... Pulse Doppler unit, 28 ... Digital scan converter, 29 ... CRT.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 琢治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 相田 聡 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Takuji Suzuki, Komukai-shi Toshiba Town, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa 1 R & D Center, Toshiba Corporation (72) Satoshi Aida Satoshi Komukai, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Town No. 1 Toshiba Corporation Research & Development Center

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の基本周波数に対して共振特性を有
する治療用超音波発生源と、 前記第1の基本周波数と第2の基本周波数とに対して共
振特性を有する超音波プローブと、 前記第1の基本周波数の駆動信号で前記治療用超音波発
生源を駆動する手段と、 前記第2の基本周波数の駆動信号で前記超音波プローブ
を駆動する手段と、 前記超音波プローブを介して前記治療用超音波源からの
第1の超音波のエコーと、前記超音波プローブからの第
2の超音波のエコーとを受信する受信手段と、 前記受信手段から出力される受信信号に基づいて前記治
療用超音波の被検体内における強度分布と前記被検体内
の断層像との少なくとも一方を構成する構成手段とを具
備することを特徴とする超音波治療装置。
1. A therapeutic ultrasonic wave generation source having a resonance characteristic with respect to a first fundamental frequency, and an ultrasonic probe having a resonance characteristic with respect to the first fundamental frequency and a second fundamental frequency, Through a means for driving the therapeutic ultrasonic wave generation source with a drive signal of the first fundamental frequency, a means for driving the ultrasonic probe with a drive signal of the second fundamental frequency, and via the ultrasonic probe Receiving means for receiving an echo of the first ultrasonic wave from the ultrasonic source for treatment and an echo of the second ultrasonic wave from the ultrasonic probe, and based on a reception signal output from the receiving means An ultrasonic therapy apparatus comprising: a constituent unit that configures at least one of an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave in the subject and a tomographic image in the subject.
【請求項2】 第1の基本周波数に対して共振特性を有
する治療用超音波発生源と、 第2の基本周波数に対して共振特性を有する超音波プロ
ーブと、 前記第1の基本周波数の駆動信号で前記治療用超音波発
生源を駆動する手段と、 前記第2の基本周波数の駆動信号で前記超音波プローブ
を駆動する手段と、 前記超音波プローブを介して前記治療用超音波発生源か
らの第1の超音波のエコーと、前記超音波プローブから
の第2の超音波のエコーとを受信する受信手段と、 前記受信手段から出力される受信信号に含まれる前記第
1の基本周波数に応じた特定帯域の成分に基づいて前記
治療用超音波の強度分布を構成する強度分布構成手段
と、 前記受信信号に含まれる前記第2の基本周波数を含む帯
域の成分に基づいて被検体内の断層像を構成する手段と
を具備することを特徴とする超音波治療装置。
2. A therapeutic ultrasonic wave generation source having a resonance characteristic with respect to a first fundamental frequency, an ultrasonic probe having a resonance characteristic with respect to a second fundamental frequency, and driving of the first fundamental frequency. A unit for driving the therapeutic ultrasonic wave generation source with a signal; a unit for driving the ultrasonic wave probe with a driving signal of the second fundamental frequency; Receiving means for receiving an echo of the first ultrasonic wave and an echo of the second ultrasonic wave from the ultrasonic probe, and the first fundamental frequency included in the reception signal output from the receiving means. An intensity distribution configuring unit that configures an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave based on a component of a specified specific band, and an inside of the subject based on a component of a band including the second fundamental frequency included in the received signal Compose a tomographic image An ultrasonic treatment device comprising:
【請求項3】 前記特定帯域は、前記第1の基本周波数
を含む低周波帯域と前記第1の基本周波数の整数倍の周
波数を含む高周波帯域との少なくとも一方であることを
特徴とする請求項2記載の超音波治療装置。
3. The specific band is at least one of a low frequency band including the first fundamental frequency and a high frequency band including a frequency that is an integral multiple of the first fundamental frequency. 2. The ultrasonic therapeutic device according to 2.
【請求項4】 前記強度分布構成手段は、前記受信信号
のスペクトルを解析し、最も高いエネルギー密度の周波
数に基づいて前記特定帯域を決定する手段を有すること
を特徴とする請求項2記載の超音波治療装置。
4. The intensity distribution forming means comprises means for analyzing the spectrum of the received signal and determining the specific band based on the frequency of the highest energy density. Sound wave therapy device.
【請求項5】 前記強度分布構成手段は、周波数シフト
を伴う血流成分を前記受信信号から除去する手段を有す
ることを特徴とする請求項2記載の超音波治療装置。
5. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 2, wherein the intensity distribution forming means has means for removing a blood flow component accompanied by frequency shift from the received signal.
【請求項6】 治療用超音波発生源と、 超音波プローブと、 前記治療用超音波発生源から第1の超音波を発生するた
めに、前記治療用超音波発生源を駆動する駆動手段と、 前記超音波プローブを介して受信した前記第1の超音波
のエコーに基づいて前記駆動手段の駆動条件を調整する
調整手段とを具備することを特徴とする超音波治療装
置。
6. A therapeutic ultrasonic wave generation source, an ultrasonic probe, and driving means for driving the therapeutic ultrasonic wave generation source to generate a first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generation source. And an adjusting unit that adjusts a driving condition of the driving unit based on an echo of the first ultrasonic wave received via the ultrasonic probe.
【請求項7】 前記調整手段は、前記駆動手段から前記
治療用超音波発生源へ投入される駆動信号の振幅と、前
記駆動信号の継続時間との少なくとも一方を調整するこ
とを特徴とする請求項6記載の超音波治療装置。
7. The adjusting means adjusts at least one of an amplitude of a drive signal input from the drive means to the therapeutic ultrasonic wave generation source and a duration of the drive signal. Item 6. The ultrasonic therapy device according to Item 6.
【請求項8】 前記調整手段は、前記エコーの振幅と特
定帯域に対応するエネルギーとの少なくとも一方に基づ
いて前記駆動手段の駆動条件を調整することを特徴とす
る請求項6記載の超音波治療装置。
8. The ultrasonic therapy according to claim 6, wherein the adjusting unit adjusts the driving condition of the driving unit based on at least one of the amplitude of the echo and the energy corresponding to a specific band. apparatus.
【請求項9】 前記超音波プローブから出力される受信
信号に基づいて強度分布と断層像との少なくとも一方を
構成する構成手段をさらに備えることを特徴とする請求
項6記載の超音波治療装置。
9. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 6, further comprising a constituent means for forming at least one of an intensity distribution and a tomographic image based on a reception signal output from the ultrasonic probe.
【請求項10】 治療用超音波発生源と、 前記治療用超音波発生源から治療用超音波を発生するた
めに、前記治療用超音波発生源を駆動する駆動手段と、 前記治療用超音波が集束する焦点付近の温度分布を計測
する磁気共鳴診断装置と、 前記温度分布に基づいて前記駆動手段の駆動条件を調整
する手段とを具備することを特徴とする超音波治療装
置。
10. A therapeutic ultrasonic source, drive means for driving the therapeutic ultrasonic source to generate a therapeutic ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic source, and the therapeutic ultrasonic wave. An ultrasonic therapy apparatus comprising: a magnetic resonance diagnostic apparatus that measures a temperature distribution near a focal point at which the laser beam is focused;
【請求項11】 治療用超音波発生源と、 超音波プローブと、 前記治療用超音波発生源から第1の超音波を発生するた
めに、前記治療用超音波発生源を駆動する駆動手段と、 前記超音波プローブを介して受信した前記第1の超音波
のエコーに基づいて前記第1の超音波の強度分布を構成
する構成手段と、 1次元の温度分布を計測する磁気共鳴診断装置と、 前記強度分布と前記1次元の温度分布とに基づいて2次
元の温度分布を推定する推定手段とを具備することを特
徴とする超音波治療装置。
11. A therapeutic ultrasonic wave generation source, an ultrasonic probe, and driving means for driving the therapeutic ultrasonic wave generation source to generate a first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generation source. A component for configuring an intensity distribution of the first ultrasonic wave based on an echo of the first ultrasonic wave received via the ultrasonic probe; and a magnetic resonance diagnostic apparatus for measuring a one-dimensional temperature distribution. An ultrasonic treatment apparatus comprising: an estimation unit that estimates a two-dimensional temperature distribution based on the intensity distribution and the one-dimensional temperature distribution.
【請求項12】 治療用超音波発生源と、 超音波プローブと、 第1の同期信号と第2の同期信号とを発生する同期信号
発生手段と、 前記第1の同期信号にしたがって前記治療用超音波発生
源を駆動する手段と、 前記第2の同期信号にしたがって前記超音波プローブを
駆動する手段と、 前記第2の同期信号に対する前記第1の同期信号の時間
差を経時的に変化することにより前記治療用超音波のエ
コーに位相差を与える移相手段と、 前記超音波プローブを介して前記治療用超音波発生源か
らの第1の超音波のエコーと、前記超音波プローブから
の第2の超音波のエコーとを受信する受信手段と、 前記受信手段から繰り返し出力される前記移相手段に移
相された受信信号に基づいて画像を構成する構成手段と
を具備することを特徴とする超音波治療装置。
12. A therapeutic ultrasonic wave generation source, an ultrasonic probe, a synchronizing signal generating means for generating a first synchronizing signal and a second synchronizing signal, and the medical treatment in accordance with the first synchronizing signal. Means for driving an ultrasonic wave generation source, means for driving the ultrasonic probe according to the second synchronization signal, and changing a time difference between the first synchronization signal and the second synchronization signal with time. By means of a phase shift means for giving a phase difference to the echo of the therapeutic ultrasonic wave, a first ultrasonic echo from the therapeutic ultrasonic wave generation source via the ultrasonic probe, and a first ultrasonic wave from the ultrasonic probe. A second receiving unit for receiving the echo of the ultrasonic wave, and a forming unit for forming an image based on the received signal phase-shifted by the phase-shifting unit repeatedly output from the receiving unit. Super sound Therapy device.
【請求項13】 治療用超音波発生源と、 超音波プローブと、 治療用超音波を発生するために前記治療用超音波源を駆
動する第1の駆動手段と、 イメージング用超音波を発生するために前記超音波プロ
ーブを駆動する第2の駆動手段と、 前記超音波プローブを介して受信された前記治療用超音
波発生源からの第1の超音波のエコーと前記超音波プロ
ーブからの第2の超音波のエコーとに基づいて前記治療
用超音波の強度分布と被検体内の断層像とを構成する手
段と、 前記強度分布に基づいて所定温度以上に発熱する治療領
域を推定する手段とを具備することを特徴とする超音波
治療装置。
13. A therapeutic ultrasonic wave generation source, an ultrasonic probe, first driving means for driving the therapeutic ultrasonic wave source to generate the therapeutic ultrasonic wave, and an imaging ultrasonic wave. A second drive means for driving the ultrasonic probe, an echo of the first ultrasonic wave from the therapeutic ultrasonic wave generation source received via the ultrasonic probe, and a second ultrasonic wave from the ultrasonic probe. 2 means for forming an intensity distribution of the therapeutic ultrasonic wave and a tomographic image within the subject based on the echo of the ultrasonic wave; and means for estimating a treatment area that generates heat above a predetermined temperature based on the intensity distribution. An ultrasonic therapy device comprising:
【請求項14】 前記推定手段は、前記強度分布上の焦
点領域の位置と大きさとの少なくとも一方を補正するこ
とにより前記治療領域を推定することを特徴とする請求
項13記載の超音波治療装置。
14. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 13, wherein the estimating unit estimates the treatment area by correcting at least one of the position and the size of the focus area on the intensity distribution. .
【請求項15】 前記治療領域を表すマーカを前記強度
分布又は前記断層像上に表示する手段をさらに備えるこ
とを特徴とする請求項13記載の超音波治療装置。
15. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 13, further comprising means for displaying a marker representing the treatment region on the intensity distribution or the tomographic image.
【請求項16】 前記第1の駆動手段から前記治療用超
音波発生源に供給される駆動信号の振幅と、前記駆動信
号の継続時間と、前記強度分布内のピーク強度との少な
くとも1つを表示する手段をさらに備えることを特徴と
する請求項13記載の超音波治療装置。
16. At least one of an amplitude of a drive signal supplied from the first drive means to the therapeutic ultrasonic wave generation source, a duration of the drive signal, and a peak intensity in the intensity distribution. 14. The ultrasonic treatment apparatus according to claim 13, further comprising display means.
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