JP2001070334A - Ultrasonic irradiation apparatus - Google Patents

Ultrasonic irradiation apparatus

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JP2001070334A
JP2001070334A JP24802199A JP24802199A JP2001070334A JP 2001070334 A JP2001070334 A JP 2001070334A JP 24802199 A JP24802199 A JP 24802199A JP 24802199 A JP24802199 A JP 24802199A JP 2001070334 A JP2001070334 A JP 2001070334A
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JP
Japan
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ultrasonic
temperature
output
unit
driving
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JP24802199A
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Japanese (ja)
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Yoshiharu Ishibashi
義治 石橋
Motoji Haratou
基司 原頭
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic irradiation apparatus capable of accurately controlling an ultrasonic vibrator through the output control due to the measurement of power or temp. SOLUTION: An ultrasonic irradiation apparatus consists of an ultrasonic applicator 1 constituted of a plurality of ultrasonic vibrators 2 for irradiating the desired region in a subject with ultrasonic waves, a drive means 11 for applying voltage and a current to the ultrasonic vibrators 2, a voltage/current measuring means 18 for measuring the values of the applied voltage and current and a power operation means 16 for calculating a power value from the measured voltage and current values. The power operation means 16 calculates the power value on the basis of the product of the difference between the voltage values and that between the current values measured with respect to two or more vibrator pieces discriminated so that the respective drive modes thereof are different in a plurality of the ultrasonic vibrators 2. In addition to this, a temp. measuring means is provided to the applicator 1 and the ultrasonic vibrators 2 may be controlled on the basis of the output result thereof.

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、超音波を利用して
生体内の腫瘍等を治療する超音波照射装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic irradiation apparatus for treating a tumor or the like in a living body using ultrasonic waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、医療の分野では、患者の術後の生
活の質(Quality of life:QOL)の向上が重要視されてお
り、この理念を達成するため、最少侵襲治療(Minimall
y Invasive Treatment:MIT) と呼ばれる治療法が注目を
集めている。その一例としては、「体外衝撃波結石破砕
装置」の実用化があげられる。この装置は、体外から強
力な衝撃波を体内の結石へ向けて照射することで、外科
的な手術をすることなしに結石を破砕治療する装置であ
り、泌尿器科結石の治療法を様変わりさせた。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of medicine, it has been emphasized to improve the quality of life (QOL) of patients after surgery, and to achieve this philosophy, minimally invasive treatment (Minimall
y Invasive Treatment (MIT) is gaining attention. One example is the practical use of an “extracorporeal shock wave calculus crushing device”. This device crushes and treats calculus without surgical operation by irradiating a strong shock wave from outside the body to a calculus inside the body, and has changed the treatment method for urological stones.

【0003】他方、上記したMITは、癌治療の分野で
も注目を集めている。特に癌の場合、その治療の多くを
外科的手術に頼っている現状から、本来その臓器が持つ
機能や外見上の形態を大きく損なう場合が多く、生命を
長らえたとしても、患者にとって大きな負担が残ること
から、QOLを考慮した低侵襲治療(装置)の開発が強
く望まれている。
On the other hand, the above-mentioned MIT has also attracted attention in the field of cancer treatment. In particular, in the case of cancer, since most treatments rely on surgical operations, the functions and appearance of the organs are often greatly impaired, and even if the life is prolonged, a great burden is imposed on the patient. Therefore, development of a minimally invasive treatment (apparatus) in consideration of QOL is strongly desired.

【0004】このような流れの中で、癌細胞を加熱し壊
死に導くハイパーサーミア療法が開発された。これは、
腫瘍組織と正常組織の熱感受性の違いを利用して、患部
を42.5度以上に加熱・維持することにより癌細胞を
選択的に死滅させる治療法である。特に、生体内深部の
腫瘍に対しては、例えば特開昭61−13955号公報
に開示されているように、深達度の高い超音波エネルギ
を利用する方法が考えられている。また、例えば米国特
許第5150711号公報に示されているように、上記
加熱治療法をさらに進めて、超音波振動子より発生した
超音波を患部に集束させて腫瘍部分を加熱し、熱変性壊
死させる治療法も考えられている。本治療法では、超音
波エネルギと照射時間に応じて熱変性の程度及びその領
域の広さが決定される。
[0004] In such a trend, hyperthermia therapy has been developed which heats cancer cells to cause necrosis. this is,
This is a treatment method for selectively killing cancer cells 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. In particular, for a tumor deep in a living body, a method using ultrasonic energy with a high penetration depth has been considered as disclosed in, for example, JP-A-61-13955. Further, as shown in, for example, US Pat. No. 5,150,711, the above-mentioned heat treatment method is further advanced to focus the ultrasonic waves generated by the ultrasonic vibrator on the affected part to heat the tumor part, thereby causing heat degeneration necrosis. Treatments that cause it to occur are also being considered. In this therapy, the degree of thermal denaturation and the size of the region are determined according to the ultrasonic energy and the irradiation time.

【0005】ところで、超音波エネルギ(量)は、すぐ
上で述べたように、患部の壊死度合い等を決定する重要
な因子となるが、通常、その治療対象領域における実計
測は困難とされている。このため、照射超音波エネルギ
量が具体的にどれ程のものであるかを計測するにあたっ
ては、その指標として、超音波振動子に投入される電気
的エネルギが従来利用されていた。したがって、この電
気的エネルギの計測に係る技術は、有効な治療を実施し
ようとする場合に重要な技術であって、また、その計測
精度も一般に高いことが期待される。ちなみに現状にお
いては、超音波振動子に印加される電圧と流れる電流を
計測し、これらの位相付き乗算結果から、当該超音波振
動子に投入される電力を求める手段が採られている。ま
た、一般的に電力計の入出力インピダーンスやケーブル
の特性インピーダンスは、「50Ω」のものが普通であ
るので、超音波振動子のインピーダンスが50Ωである
場合に限っては、通常の電力計を用いて超音波振動子に
投入される電力を求めることができる。なお、この「5
0Ω」という特定の値は、同軸ケーブルにおける伝送効
率が最も高いとされるインピーダンス値であって、一般
的に、電気伝送工学(伝送線路の理論)において周知の
事項となるものである。
As described above, the ultrasonic energy (quantity) is an important factor for determining the degree of necrosis of an affected part, but it is usually difficult to actually measure the area to be treated. I have. For this reason, in measuring the specific amount of the irradiation ultrasonic energy, the electric energy input to the ultrasonic vibrator has been conventionally used as an index thereof. Therefore, the technique relating to the measurement of the electric energy is an important technique when an effective treatment is to be performed, and the measurement accuracy is generally expected to be high. Incidentally, in the present situation, a means is employed in which the voltage applied to the ultrasonic vibrator and the current flowing therethrough are measured, and the power supplied to the ultrasonic vibrator is determined from the multiplication result with the phase. In general, the input / output impedance of the power meter and the characteristic impedance of the cable are usually “50Ω”. Therefore, only when the impedance of the ultrasonic vibrator is 50Ω, a normal power meter is used. The power supplied to the ultrasonic vibrator can be obtained by using this. Note that this “5
The specific value “0Ω” is an impedance value that is considered to have the highest transmission efficiency in a coaxial cable, and is generally known in electric transmission engineering (transmission line theory).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
手法によれば、超音波振動子に印加される電圧と流れる
電流とを直截に計測していたため、被検体内部からの反
射超音波が振動子を励振させることによって発生する起
電力をも同時に計測してしまっており、これを分離する
ことができなかった。したがって、上記のように計測さ
れた電圧と電力とによる位相付き乗算結果から求められ
た電力は、超音波振動子に投入された純粋な電力ではな
く、前記起電力による電圧及び電流成分が誤差として重
畳されたものとなっており、正確な計測を困難とすると
いう問題点を抱えていた。また、このことから当然に、
超音波振動子の正確な駆動制御を実施することも困難と
なっていた。
However, according to the above method, the voltage applied to the ultrasonic vibrator and the flowing current are measured directly, so that the ultrasonic waves reflected from the inside of the subject are not reflected by the vibrator. , The electromotive force generated by exciting was also measured at the same time, and could not be separated. Therefore, the power obtained from the multiplication result with the phase by the voltage and the power measured as described above is not pure power supplied to the ultrasonic transducer, but the voltage and current components due to the electromotive force as errors. It is superimposed and has a problem that accurate measurement is difficult. Also, of course,
It has also been difficult to perform accurate drive control of the ultrasonic transducer.

【0007】また、反射超音波により引き起こされる振
動子の励振は、通常の電力計を用いた電力計測をも不可
能とする。というのは、上述したように、電力計の使用
が可能となるのは、当該電力計からみて、その先に接続
されている振動子の入力インピーダンスが50Ωに整合
されている場合に限られるのであるが、上述した理由に
より振動子が励振することによって、そのインピーダン
スを当初50Ωに合わせておいたとしても、当該振動子
に関する「みかけ上の」インピーダンスが変化してしま
うからである。その結果したがって、通常用いられる電
力計を使用することはできず、仮に用いたとしても正確
な電力を計測することができなかった。
[0007] Excitation of the vibrator caused by reflected ultrasonic waves also makes it impossible to measure power using a normal wattmeter. This is because, as described above, the power meter can be used only when the input impedance of the vibrator connected to the power meter is matched to 50Ω from the viewpoint of the power meter. However, even if the impedance is initially adjusted to 50Ω, the “apparent” impedance of the vibrator changes when the vibrator is excited for the above-described reason. As a result, therefore, a commonly used wattmeter could not be used, and even if used, accurate power could not be measured.

【0008】加えて、代表的な超音波振動子であるピエ
ゾ素子を用いた装置の場合には、次のような問題点も指
摘される。すなわち、その電気音響変換効率(投入され
た電気エネルギを照射超音波エネルギに変換する効率)
は一般に約40〜50%となっていることにより、超音
波エネルギとして変換されなかった電気的エネルギは熱
エネルギに変換され、当該ピエゾ素子を発熱させるとい
うことである。その一方で、ピエゾ素子には、振動子と
して動作可能な不可逆的な上限温度閾値が存在する。さ
らに一般的に、超音波振動子の支持体、付属物、接着剤
等の耐熱温度をも考慮にいれると、超音波振動子の許容
発熱温度が自ずと決定されることになる。すなわち、ピ
エゾ素子はこのように決定される温度以下で使用するこ
とが基本的に必要とされ、そうでなければ、正確な超音
波振動子の動作が期待できなくなるのである。
[0008] In addition, in the case of a device using a piezo element, which is a typical ultrasonic transducer, the following problems are pointed out. That is, its electro-acoustic conversion efficiency (the efficiency of converting the input electric energy into irradiation ultrasonic energy)
Is generally about 40 to 50%, which means that electric energy that is not converted as ultrasonic energy is converted into heat energy, and that the piezo element generates heat. On the other hand, the piezo element has an irreversible upper temperature threshold that can operate as a vibrator. More generally, the allowable heat generation temperature of the ultrasonic vibrator is naturally determined in consideration of the heat resistant temperature of the support, the attachment, the adhesive, and the like of the ultrasonic vibrator. That is, the piezo element is basically required to be used at a temperature lower than the temperature determined as described above, or otherwise, accurate operation of the ultrasonic transducer cannot be expected.

【0009】よって従来においては、温度センサを超音
波振動子近傍に配置して温度計測を行い、ある温度閾値
以上に発熱したら超音波照射を停止させるなどの制御が
行われていた。しかしながら、超音波振動子の発熱温度
に対する動作停止の温度閾値は通常一種のみが設定され
ていたため、この温度近傍において、外来ノイズ等によ
り動作停止と復帰が不連続に起こることがあった。さら
に、再動作後、すぐに超音波振動子の温度が閾値を越え
てしまうため動作が停止するとの問題点があった。
Therefore, conventionally, a temperature sensor is arranged in the vicinity of the ultrasonic vibrator to measure the temperature, and when the heat is generated above a certain temperature threshold, the ultrasonic irradiation is stopped. However, since only one kind of temperature threshold for stopping the operation with respect to the heat generation temperature of the ultrasonic vibrator is usually set, operation stop and return may be discontinuous near this temperature due to external noise or the like. Further, there is a problem that the operation is stopped because the temperature of the ultrasonic vibrator immediately exceeds the threshold value after the re-operation.

【0010】さらに、超音波振動子のインピーダンス、
及び共振周波数は温度によって変化することが知られて
いる。このため、超音波照射にしたがって振動子温度が
高くなっていくと、実際に生体に印加される照射エネル
ギ総量が常温時に計画した照射エネルギの総量とは異な
ってしまうという問題点もあった。
Further, the impedance of the ultrasonic vibrator,
It is known that the resonance frequency changes with temperature. For this reason, when the vibrator temperature increases in accordance with the ultrasonic irradiation, there is a problem that the total irradiation energy actually applied to the living body differs from the total irradiation energy planned at normal temperature.

【0011】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、電力計測による出力
制御、又は温度計測による出力制御を介して、超音波振
動子の正確な駆動制御を行うことが可能となる超音波照
射装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to accurately control the driving of an ultrasonic vibrator through output control by power measurement or output control by temperature measurement. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic irradiation device capable of performing the following.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために以下の手段をとった。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

【0013】すなわち、請求項1記載の超音波照射装置
は、被検体内の所望の部位に超音波を照射する複数の超
音波振動子から構成された超音波発生源と、前記超音波
振動子に電圧及び電流を印加する駆動手段と、前記印加
される電圧値及び電流値の各々を計測する電圧・電流計
測手段と、前記計測した電圧値及び電流値から電力値を
求める電力演算手段と、からなり、前記電力演算手段
は、前記複数の超音波振動子のうち、その各々の駆動態
様が異なるよう区別された二つ以上の振動子片につき、
該振動子片の各々について計測された電圧値の差と電流
値の差との積に基づいて前記電力値を求めることを特徴
とするものである。
That is, an ultrasonic irradiation apparatus according to a first aspect of the present invention includes an ultrasonic generator including a plurality of ultrasonic vibrators for irradiating a desired part in a subject with ultrasonic waves, and the ultrasonic vibrator. Driving means for applying a voltage and current to, voltage and current measuring means for measuring each of the applied voltage value and current value, power calculation means for obtaining a power value from the measured voltage value and current value, Wherein the power calculation means comprises, among the plurality of ultrasonic transducers, two or more transducer pieces that are distinguished such that their driving modes are different,
The power value is obtained based on a product of a difference between a voltage value and a current value measured for each of the vibrator pieces.

【0014】また、上記した請求項1記載の超音波照射
装置において、請求項2記載の同装置は、前記駆動態様
が前記駆動手段からの出力波形の態様に関するものであ
り、前記二つ以上の振動子片の各々は前記出力波形の位
相及び振幅が異なるものとして駆動されること、請求項
3記載の同装置は、前記駆動態様が前記駆動手段の出力
エネルギの態様に関するものであり、前記二つ以上の振
動子片の各々は前記出力エネルギの減衰度が異なるもの
として駆動されること、そして請求項4記載の同装置
は、前記駆動態様とは前記駆動手段の出力エネルギの態
様に関するものであり、前記二つ以上の振動子片の各々
は前記出力エネルギが異なる割合で分配され駆動される
こと、をそれぞれ特徴とするものである。
In the ultrasonic irradiation apparatus according to the first aspect, in the second aspect, the driving mode may relate to a mode of an output waveform from the driving unit. 4. The device according to claim 3, wherein each of the vibrator pieces is driven with a different phase and amplitude of the output waveform, wherein the driving mode relates to an output energy mode of the driving unit, and 5. The apparatus according to claim 4, wherein each of the one or more vibrator pieces is driven with a different degree of attenuation of the output energy, and the driving mode relates to a mode of the output energy of the driving unit. Each of the two or more vibrator pieces is characterized in that the output energy is distributed and driven at a different rate.

【0015】請求項5記載の超音波照射装置は、請求項
1から4のいずれかに記載の同装置において、前記駆動
手段の出力を制御する手段をさらに付加し、前記電力演
算手段により求められた前記電力値に基づいて、前記駆
動手段の出力を制御することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ultrasonic irradiation apparatus according to any one of the first to fourth aspects, a means for controlling an output of the driving means is further added, and the ultrasonic power is obtained by the power calculating means. The output of the driving means is controlled based on the power value.

【0016】請求項6記載の超音波照射装置は、被検体
内の所望の部位に超音波を照射する複数の超音波振動子
から構成された超音波発生源と、前記超音波振動子に電
圧及び電流を印加する駆動手段と、からなり、前記超音
波発生源の内部又は近傍の所定の部位の温度を計測する
温度計測手段と、該温度計測手段の計測結果に基づき前
記駆動手段を制御する制御手段とを備えていることを特
徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic irradiation apparatus, comprising: an ultrasonic generator configured to irradiate an ultrasonic wave to a desired portion in a subject; And a driving unit for applying a current, and a temperature measuring unit for measuring a temperature of a predetermined portion inside or near the ultrasonic generating source, and controlling the driving unit based on a measurement result of the temperature measuring unit. And control means.

【0017】請求項7記載の超音波照射装置は、請求項
6記載の同装置において、前記制御手段が、前記温度計
測手段により計測された温度が第一温度閾値を越える際
には、前記駆動手段を停止若しくは出力制限状態にする
とともに、第二温度閾値より低下した際には、前記駆動
手段を動作可能ならしめることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the ultrasonic irradiating apparatus according to the sixth aspect, when the temperature measured by the temperature measuring means exceeds a first temperature threshold value, the control means may control the drive. The driving means is made operable when the means is stopped or the output is restricted and when the temperature falls below the second temperature threshold value.

【0018】請求項8記載の超音波照射装置は、請求項
7記載の同装置において、前記超音波発生源を冷却する
冷却手段をさらに有し、前記第一温度閾値と前記第二温
度閾値の温度差が、前記駆動手段の出力、出力時間、又
は前記冷却手段の冷却能力のいずれか一以上の関数で表
されることを特徴とするものである。
An ultrasonic irradiation apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the ultrasonic irradiation apparatus according to the seventh aspect, further comprising a cooling means for cooling the ultrasonic generation source, wherein the first temperature threshold and the second temperature threshold are set. The temperature difference is represented by a function of one or more of an output of the driving unit, an output time, and a cooling capacity of the cooling unit.

【0019】請求項9記載の超音波照射装置は、請求項
7又は8記載の同装置において、前記第一温度閾値と前
記第二温度閾値の温度差が、超音波照射強度又は照射時
間のいずれか一以上の関数で表されることを特徴とす
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in the ultrasonic irradiating apparatus according to the seventh or eighth aspect, the temperature difference between the first temperature threshold and the second temperature threshold is any one of an ultrasonic irradiation intensity and an irradiation time. Or represented by one or more functions.

【0020】請求項10記載の超音波照射装置は、請求
項6から9のいずれかに記載の同装置において、前記温
度計測手段の出力に応じて前記駆動手段の出力、出力時
間、及び出力周波数のうち少なくとも一つを制御するこ
とを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the ultrasonic irradiation apparatus according to any one of the sixth to ninth aspects, an output, an output time, and an output frequency of the driving means according to an output of the temperature measuring means. Controlling at least one of them.

【0021】請求項11記載の超音波照射装置は、請求
項6から10のいずれかに記載の同装置において、前記
駆動手段と前記超音波発生源との間に挿入されて負荷整
合を行う整合手段をさらに有し、前記制御手段は、前記
温度計測手段の出力に応じて前記整合手段の整合条件を
制御することを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic irradiation apparatus according to any one of the sixth to tenth aspects, wherein the ultrasonic irradiation apparatus is inserted between the driving means and the ultrasonic source to perform load matching. And means for controlling the matching condition of the matching means in accordance with the output of the temperature measuring means.

【0022】また、請求項12記載の超音波照射装置
は、被検体内の所望の部位に超音波を照射する複数の超
音波振動子から構成された超音波発生源と、前記超音波
振動子に電圧及び電流を印加する駆動手段と、からな
り、前記超音波発生源の内部又は近傍の所定の部位の温
度を計測する温度計測手段と、前記超音波振動子の温度
に対応した特性値を記憶する記憶手段と、前記温度計測
手段による計測温度に基づき、前記特性値を選定して前
記駆動手段を制御する制御手段とを備えていることを特
徴とするものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic irradiating apparatus comprising: an ultrasonic generating source comprising a plurality of ultrasonic vibrators for irradiating a desired part in a subject with ultrasonic waves; Driving means for applying voltage and current to the temperature, temperature measuring means for measuring the temperature of a predetermined portion inside or near the ultrasonic generator, and a characteristic value corresponding to the temperature of the ultrasonic transducer It is characterized by comprising storage means for storing, and control means for selecting the characteristic value based on the temperature measured by the temperature measuring means and controlling the driving means.

【0023】そして、請求項13記載の超音波照射装置
は、請求項1から5、請求項6から11、又は請求項1
2のいずれか二つ以上を組み合わせて構成されることを
特徴とするものである。
The ultrasonic irradiation apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention provides the ultrasonic irradiation apparatus according to the first to fifth, sixth to eleventh, or first aspects.
2 is characterized by being configured by combining any two or more of them.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下では、本発明の第一の実施の
形態について図を参照しつつ説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1は、本発明を、強力超音波により腫瘍
を熱死に導く超音波照射装置に適用した場合の一実施形
態を示すものである。同図において、治療用超音波アプ
リケータ(超音波発生源)1は、発生超音波の波面が凹
面をなすように球面上に配置された複数の圧電素子群
(超音波振動子)2と、この圧電素子群2の中心に挿入
配置されたイメージング用超音波プローブ3と、可撓性
のカップリング膜4によって構成されている。このカッ
プリング膜4内には超音波の伝播物質5、例えばよく脱
気された水が封入されている。
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to an ultrasonic irradiation apparatus for inducing a tumor into heat death by intense ultrasonic waves. In the figure, a therapeutic ultrasonic applicator (ultrasonic generator) 1 includes a plurality of piezoelectric element groups (ultrasonic transducers) 2 arranged on a spherical surface such that the wavefront of the generated ultrasonic wave is concave, It is composed of an imaging ultrasonic probe 3 inserted and arranged at the center of the piezoelectric element group 2 and a flexible coupling film 4. An ultrasonic wave propagating substance 5, for example, well degassed water is sealed in the coupling film 4.

【0026】ここで、イメージング用超音波プローブ3
は、周知となっているメカニカルスキャン型でも電子ス
キャン型でも使用可能である。また、このイメージング
用超音波プローブ3は、図1に示すように、超音波イメ
ージング装置8に接続され、被検体6体内の断層画像を
再構成して、これを表示手段9上に描出する。この描出
された断層画像は、以下に述べる圧電素子群2から発生
させた強力超音波を被検体6内の治療対象7に正確に照
射するため、その位置を確認する目的等に用いられるこ
とになる。
Here, the imaging ultrasonic probe 3
Can be used in a well-known mechanical scan type or electronic scan type. As shown in FIG. 1, the imaging ultrasonic probe 3 is connected to an ultrasonic imaging device 8, reconstructs a tomographic image of the inside of the subject 6, and renders it on the display unit 9. The drawn tomographic image is used for the purpose of confirming the position of the ultrasonic wave generated from the piezoelectric element group 2 described below in order to accurately irradiate the treatment target 7 in the subject 6 with the ultrasonic wave. Become.

【0027】アプリケータ1は、上記カップリング膜4
を介して被検体6に当接される。そして、治療用超音波
(強力超音波)は、圧電素子群2から治療対象7に向け
て照射される。本実施形態における圧電素子群2は、図
2に示すように、都合二組の扇形状となる振動子片2
a,2bとの区別が設けられ、これらが球面上で交互に
配置されるような構成となっている。なお、本明細書に
おいては、「圧電素子」又は「振動子」と称する用語を
場合に応じて使い分けているが、いずれにしてもこれら
は、本質的に同義とみなされるものであって、二つの用
語が特に有意な差異を生みだすものと意図されて使用さ
れているわけではない。
The applicator 1 includes the coupling film 4
Is brought into contact with the subject 6 via. Then, the treatment ultrasonic waves (strong ultrasonic waves) are emitted from the piezoelectric element group 2 toward the treatment target 7. As shown in FIG. 2, the piezoelectric element group 2 in the present embodiment includes two sets of fan-shaped vibrator pieces 2 for convenience.
a and 2b are provided, and these are arranged alternately on a spherical surface. In this specification, the terms “piezoelectric element” or “vibrator” are used depending on the case, but in any case, these terms are considered to be essentially synonymous. No two terms are intended to produce a particularly significant difference.

【0028】ところで、上記した振動子片2a,2bが
別個に設けられるような構成は、これらを別個に位相制
御することによって、「焦点拡大法」による超音波照射
を行うことを可能とするものである。ここで簡単に、
「焦点拡大法」について説明しておくと、これは、上記
した圧電素子群2について、その一片であって複数の圧
電素子を含む一組の振動子片2aと、もう一組の同様な
振動子片2bとについて、図2に併せて示すように、両
振動子片2a,2bを各々別個に位相制御(図1の駆動
手段11、位相反転手段12、波形発生手段13(後
述)等による)することにより、通常の超音波照射では
ある一つの「点」に超音波集束点が定まるところ、当該
集束点が周囲に拡大した焦点を形成し、超音波エネルギ
の作用する範囲をより広範なものとなるようにしたもの
である。このことにより、治療対象7に対する治療効果
を向上させることが可能となる。また、圧電素子群2を
二つの組2a,2bに区別することは、上述したよう
に、これら各々を各別に駆動制御することを可能とする
が、本発明においては、上記実施形態とは別に、圧電素
子群2について、一個一個の振動子すべてを独立のもの
として捕らえ、これらを各別に駆動制御するような形態
としてもよい。
By the way, the above-described configuration in which the vibrator pieces 2a and 2b are separately provided makes it possible to perform ultrasonic irradiation by the "focus expansion method" by separately controlling the phases. It is. Here, briefly,
The “focal point expansion method” will be described. This is based on the above-described piezoelectric element group 2, which is a set of vibrator pieces 2 a including a plurality of piezoelectric elements, and another set of similar vibration elements. As shown in FIG. 2, the two vibrator pieces 2a and 2b are separately controlled in phase with respect to the element piece 2b (by the driving means 11, the phase inverting means 12, the waveform generating means 13 (described later) or the like in FIG. 1). ), The ultrasonic focus point is determined at one “point” in the normal ultrasonic irradiation, and the focus point forms a focal point which is enlarged in the periphery, and the range in which the ultrasonic energy acts is wider. It is made to become something. This makes it possible to improve the therapeutic effect on the treatment target 7. Further, distinguishing the piezoelectric element group 2 into the two sets 2a and 2b makes it possible to drive and control each of them as described above. However, in the present invention, separately from the above embodiment, The piezoelectric element group 2 may be configured such that all of the individual transducers are captured as independent elements, and these are individually driven and controlled.

【0029】また、圧電素子群2は、振動子片2a,2
bのそれぞれに応じて電圧・電流計測手段18を介し、
インピーダンス整合を行うための負荷整合手段10に接
続され、当該負荷整合手段10はさらに駆動手段11に
接続されている。駆動手段11は、超音波発生に必要な
電力を圧電素子群2に供給する。駆動手段11はまた、
位相反転手段12に接続されており、当該位相反転手段
12の入力には波形発生手段13からの出力が接続され
ている。位相反転手段12は、この波形発生手段13か
らの発生波に関する出力位相の反転・非反転を制御する
ものである。そして、位相の反転・非反転の実質的な決
定は、制御手段14からの信号によって制御される。
The piezoelectric element group 2 is composed of vibrator pieces 2a, 2a.
b, via the voltage / current measuring means 18 according to each of
It is connected to a load matching means 10 for performing impedance matching, and the load matching means 10 is further connected to a driving means 11. The driving unit 11 supplies power required for generating ultrasonic waves to the piezoelectric element group 2. The driving means 11 also
The output of the waveform generating means 13 is connected to the input of the phase inverting means 12. The phase inversion means 12 controls the inversion and non-inversion of the output phase of the wave generated from the waveform generation means 13. The substantial determination of the phase inversion / non-inversion is controlled by a signal from the control unit 14.

【0030】制御手段14は、駆動手段11の出力振幅
や、波形発生手段13の出力周波数及び波形、表示手段
9の表示形態、負荷整合手段10の整合条件をも制御す
る。また、制御手段14には、入力手段15を介して、
操作者によって設定値、制御値などが入力されるように
なっている。
The control means 14 also controls the output amplitude of the driving means 11, the output frequency and waveform of the waveform generating means 13, the display mode of the display means 9, and the matching conditions of the load matching means 10. Further, the control means 14 is provided via the input means 15
The operator inputs a set value, a control value, and the like.

【0031】ここで、上記波形発生手段13としては、
通常のアナログ発振回路やPLL回路を用いてもよい
し、デジタル的に波形合成を行い、DAコンバータ、及
び低域透過フィルタを用いて正弦波を得るようにしても
よい。
Here, the waveform generating means 13 includes:
A normal analog oscillation circuit or a PLL circuit may be used, or a waveform may be digitally synthesized, and a sine wave may be obtained using a DA converter and a low-pass filter.

【0032】電力演算手段16は、電圧・電流計測手段
18からの計測値を受け入れ、この値を基に圧電素子群
2に投入されている電力を演算回路又は計算手段により
求める。そして、電力演算手段16によって求められた
電力値は、制御手段14に送られる。制御手段14は、
記憶手段17に予め記憶されていた出力設定値と比較
し、設定値と実際の出力値が許容範囲内で同一になるよ
う駆動手段11の出力、及び負荷整合手段10の整合条
件を調整する。
The power calculating means 16 receives the measured value from the voltage / current measuring means 18 and obtains the power supplied to the piezoelectric element group 2 by a calculating circuit or calculating means based on the value. Then, the power value obtained by the power calculation means 16 is sent to the control means 14. The control means 14
The output of the driving unit 11 and the matching condition of the load matching unit 10 are adjusted so that the set value and the actual output value are equal to each other within an allowable range by comparing with the output set value stored in the storage unit 17 in advance.

【0033】次に、上記構成となる超音波照射装置を用
いた、本第一実施形態による圧電素子群2における電力
値の演算と、この演算結果に基づいた投入電力制御方法
について説明する。
Next, a description will be given of a calculation of a power value in the piezoelectric element group 2 according to the first embodiment using the ultrasonic irradiation apparatus having the above configuration, and a method of controlling the applied power based on the calculation result.

【0034】圧電素子群2に電力を投入して被検体6内
に向けて超音波を照射すると、生体内の様々な超音波反
射体によって超音波は反射される。ここで、焦点以外の
ある一点から反射した超音波が圧電素子群2面に入射す
る状況を考えると、当該圧電素子群2面の面積は大きい
ので、そこに対して入射する反射波としては、各々異な
る位相を有した様々なものが入射することになり、結
果、圧電素子群2面上においては、これら反射波全体が
相互に打ち消し合うこととなって、大きな起電力は発生
しない。異なる位置にある反射体を仮定(この場合も焦
点以外と仮定)しても同様であり、結局大きな起電力が
発生することはない。
When power is applied to the piezoelectric element group 2 and ultrasonic waves are irradiated toward the inside of the subject 6, the ultrasonic waves are reflected by various ultrasonic reflectors in the living body. Here, considering the situation where the ultrasonic wave reflected from one point other than the focal point is incident on the piezoelectric element group 2 surface, the area of the piezoelectric element group 2 surface is large, and the reflected wave incident on it is Various components having different phases are incident, and as a result, on the surface of the piezoelectric element group 2, these reflected waves all cancel each other out, and no large electromotive force is generated. The same is true even if a reflector located at a different position is assumed (this case is also assumed to be other than the focal point), and eventually no large electromotive force is generated.

【0035】他方、焦点近傍からの反射波を考えると、
当該焦点近傍から様々な方向に反射した反射波は、ほぼ
同一位相で圧電素子群2面に入射する。よって、超音波
の高反射体が焦点にあったとすると、圧電素子群2に大
きな反射波が入射し、その結果、振動子を大きく励振さ
せ、大きな起電力を発生させる。この起電力による電圧
及び電流値は、印加電圧の数十パーセントにもなる場合
がある。よって、この反射波による起電力は、電力演算
値の大きな誤差要因となる。
On the other hand, considering the reflected wave from near the focal point,
The reflected waves reflected in various directions from the vicinity of the focal point enter the two surfaces of the piezoelectric element group 2 with almost the same phase. Therefore, if the high-reflecting body of the ultrasonic wave is at the focal point, a large reflected wave is incident on the piezoelectric element group 2, and as a result, the vibrator is greatly excited, and a large electromotive force is generated. The voltage and current value due to the electromotive force may be several tens of percent of the applied voltage. Therefore, the electromotive force due to the reflected wave causes a large error in the calculated power value.

【0036】そこで、この焦点近傍からの反射波に関し
て発生する起電力について、何らかの措置を講じなけれ
ば正確な電力を計測することができないが、本第一実施
形態においてはこれを実現するため以下のような手段を
とる。
Therefore, it is impossible to accurately measure the power of the electromotive force generated with respect to the reflected wave from the vicinity of the focal point unless some measure is taken. However, in the first embodiment, the following is required to realize this. Take such measures.

【0037】圧電素子群2に入射する反射波は、被検体
6内のあらゆる方向からやってくるため、例えば隣り合
う位置における振動子片2a,2bに入射する反射波レ
ベル及び位相は互いに非常に似たものとなる。例えば個
々の振動子毎に位相や波形が異なる超音波を照射する場
合でも、隣り合う位置における振動子片2a,2bに入
射する反射波レベル及び位相は互いによく似たものとな
る。よって、本第一実施形態では、これらを相殺するこ
とを考える。
Since the reflected waves incident on the piezoelectric element group 2 come from all directions in the subject 6, for example, the levels and phases of the reflected waves incident on the vibrator pieces 2a and 2b at adjacent positions are very similar to each other. It will be. For example, even when ultrasonic waves having different phases and waveforms are applied to the individual transducers, the levels and phases of the reflected waves incident on the transducer pieces 2a and 2b at adjacent positions are very similar to each other. Therefore, in the first embodiment, it is considered that these are offset.

【0038】いま、位相制御による焦点拡大法を適用し
て超音波照射を行うと仮定する。つまり、この場合にお
いては、隣り合う振動子片2a,2bにおいて、図2に
示すように、駆動波形は互いに逆位相で、かつ振幅も異
なっている状態となる。よって、振動子片2aの測定電
圧をVA、振動子片2bのそれをVBとおくと、 VA=Va+v …(1) VB=−Vb+v …(2) ここで、Va及びVbは、それぞれ振動子片2a及び2
bに印加される電圧、vは反射波により誘起された電圧
である。
Now, it is assumed that ultrasonic irradiation is performed by applying the focus expansion method by phase control. That is, in this case, as shown in FIG. 2, the driving waveforms of the adjacent transducer pieces 2a and 2b are in the opposite phases and have different amplitudes. Therefore, assuming that the measured voltage of the vibrator piece 2a is VA and that of the vibrator piece 2b is VB, VA = Va + v (1) VB = −Vb + v (2) where Va and Vb are the vibrators, respectively. Pieces 2a and 2
The voltage applied to b, v is the voltage induced by the reflected wave.

【0039】また、振動子片2aに流れる電流の測定値
をIA、振動子片2bに流れる電流の測定値をIBとお
くと、 IA=Ia+i …(3) IB=−Ib+i …(4) ここで、Ia及びIbは、それぞれ振動子片2a及び2
bに流れる電流、iは反射波により誘起された電流であ
る。
When the measured value of the current flowing through the vibrator piece 2a is IA and the measured value of the current flowing through the vibrator piece 2b is IB, IA = Ia + i (3) IB = -Ib + i (4) Where Ia and Ib are the transducer pieces 2a and 2a, respectively.
The current i flowing through b is the current induced by the reflected wave.

【0040】そして、上記(1)〜(4)式を用いて以
下の計算を行う。
Then, the following calculation is performed using the above equations (1) to (4).

【0041】 (VA−VB)×(IA−IB) =(Va+Vb)×(Ia+Ib)…(5) ここで、VaとVbとの間、IaとIbとの間において
定義される比率は予めわかっており、これをkとおく
と、 Vb=kVa …(6) Ib=kIa …(7) これら(6)及び(7)式を、(5)式に代入すると、 (1+k)×Va×Ia …(A) となる。ここにkは予めわかっているので、結局上式よ
り、反射波により誘起された電圧v及び電流iの影響が
相殺(又は排除)された電力(Va×Ia)が求められ
ることになる。
(VA−VB) × (IA−IB) = (Va + Vb) × (Ia + Ib) (5) Here, the ratio defined between Va and Vb and between Ia and Ib is known in advance. When this is set to k, Vb = kVa (6) Ib = kIa (7) When these equations (6) and (7) are substituted into equation (5), (1 + k) 2 × Va × Ia ... (A). Since k is known in advance, the power (Va × Ia) in which the influence of the voltage v and the current i induced by the reflected wave is canceled (or eliminated) is finally obtained from the above equation.

【0042】さて次に、焦点拡大法を適用しない通常の
超音波照射の場合を考える。
Next, consider the case of ordinary ultrasonic irradiation without applying the focus enlarging method.

【0043】前述の場合と同様にして、振動子片2a,
2bについて、 VA=Va+v …(8) VB=Vb+v …(9) とする。ここで、通常はVa=Vbであるが、この場
合、(5)式のように相殺によって電力値を求めること
はできないので、Va≠Vbとして超音波照射を行う。
これを達成するためには、図1に示すように、aチャン
ネルとbチャンネルを異なる駆動手段11で駆動して、
それぞれの駆動出力(出力レベル)を異なるようにする
か、図3(a)に示すように、aチャンネル又はbチャ
ンネルの一方の駆動出力に減衰手段31を挿入したり、
もしくは、同図(b)に示すように、一つの駆動出力
を、二つのチャンネル間で分配率を異ならせた分配器3
2を挿入することで、aチャンネル及びbチャンネルに
異なる出力が分配されるようにすればよい。
In the same manner as described above, the vibrator pieces 2a,
For 2b, VA = Va + v (8) VB = Vb + v (9) Here, Va is usually equal to Vb, but in this case, since the power value cannot be obtained by cancellation as in Expression (5), ultrasonic irradiation is performed with Va と し て Vb.
In order to achieve this, as shown in FIG. 1, the a-channel and the b-channel are driven by different driving means 11,
Each drive output (output level) is made different, or as shown in FIG. 3A, an attenuating means 31 is inserted into one of the drive outputs of the a-channel or the b-channel.
Alternatively, as shown in FIG. 3B, one drive output is divided into a divider 3 having a different distribution ratio between two channels.
By inserting 2, different outputs may be distributed to the a channel and the b channel.

【0044】これらの場合、2個の振動子片2a,2b
は同一位相かつ異なるエネルギないしレベルで駆動され
ることになるが、駆動エネルギの差がそれほど大きくな
ければ焦点音場の性状に与える影響も極めて少ない。こ
れに対し、反射波によるvを相殺するためには、Vaと
Vbとの差はほんの僅かでもよい。実際には、vのばら
つきを基準にして、これより十分大きな差があればよ
い。すなわち、Va−Vb>>δvであればよいという
ことである。ここにδvは、vのばらつきを表す。
In these cases, the two vibrator pieces 2a, 2b
Are driven with the same phase and different energies or levels, but if the difference in the driving energies is not so large, the influence on the properties of the focal sound field is extremely small. On the other hand, in order to cancel v due to the reflected wave, the difference between Va and Vb may be very small. In practice, it is sufficient if there is a sufficiently large difference based on the variation of v. In other words, Va−Vb >> δv is sufficient. Here, δv represents the variation of v.

【0045】以上説明したように、まず第一に、焦点拡
大法を適用する場合において取得すべき、互いに逆位相
で振幅も異なる測定電圧VA,VB、また第二に、通常
の超音波照射による場合において取得すべき、異なる駆
動出力となる場合の測定電圧VA,VB、一方が異なる
出力減衰を受けた測定電圧VA,VB、又は一方と他方
とが異なる分配率で出力分配された測定電圧VA,VB
(上記いずれの場合においても測定電流IA,IBも当
然に測定されている)について、これらから実際の電力
値を求めるには、(5)式を適用してvないしiを相殺
し、(A)式を適用すればよいことがわかる。
As described above, firstly, the measurement voltages VA and VB having opposite phases and different amplitudes to be obtained when the focus enlarging method is applied, and secondly, by normal ultrasonic irradiation. Measurement voltages VA and VB when different drive outputs are to be obtained in the case, measurement voltages VA and VB in which one has undergone different output attenuation, or measurement voltages VA in which one and the other are output and distributed at different distribution ratios. , VB
(In each case, the measured currents IA and IB are also measured.) In order to obtain the actual power value from them, equation (5) is applied to cancel v or i, and (A) It can be seen that equation (3) should be applied.

【0046】ところで、上記演算を実際に実施するに
は、上記した電力演算手段16、電圧・電流計測手段1
8として、例えば図4に示すような回路を有するような
ものを用いればよい。
In order to actually perform the above calculation, the above-described power calculation means 16 and voltage / current measurement means 1 are used.
For example, one having a circuit as shown in FIG.

【0047】図4では、電圧・電流計測手段18により
ピックアップされた電圧及び電流波形を電力演算手段1
6に入力して、これら電圧・電流各々のa,bチャンネ
ル間に関して加算器41で差をとり、その結果を乗算器
42に入力して結果を得ている。ちなみに、乗算器42
以降には、低域通過フィルタ43が接続されており、高
域部分の信号はカットされて、低域部分のみが電力値を
構成する信号として扱われるようになっている。なお、
本第一実施形態における上記電力演算手段16は、いま
述べたように、アナログ的な電子回路によって実現され
るが、場合によっては、電圧・電流計測手段18により
ピックアップされた電圧及び電流波形をA/D変換して
デジタル化し、これを計算機によって計算させて、電力
値を得るようにしてもよい。
In FIG. 4, the voltage and current waveforms picked up by the voltage / current measuring means 18 are used for the power calculating means 1.
6, the difference between the a and b channels of these voltages and currents is calculated by the adder 41, and the result is input to the multiplier 42 to obtain the result. By the way, the multiplier 42
Thereafter, the low-pass filter 43 is connected, the signal in the high-frequency part is cut off, and only the low-frequency part is treated as a signal constituting the power value. In addition,
The power calculating means 16 in the first embodiment is realized by an analog electronic circuit as described above. In some cases, the voltage and current waveforms picked up by the voltage / current measuring means 18 are converted to A and B. It is also possible to obtain a power value by performing a / D conversion to digitize the data and calculating the result by a computer.

【0048】ここで、上記した説明から、本第一実施形
態においては、図1に示す電圧・電流計測手段18とし
て、通常の電圧波形プローブ、電流波形プローブを用い
ることができるという点を指摘できる。
From the above description, it can be pointed out that in the first embodiment, a normal voltage waveform probe or a current waveform probe can be used as the voltage / current measuring means 18 shown in FIG. .

【0049】次に、このように測定された電力値を用い
て、出力を安定させる方法を図5にしたがって述べる。
図5は、制御手段14の一部を構成している回路の構成
例である。図1では、電力演算手段16によって導出さ
れた電力値は制御手段14に入力されている。出力電力
設定値は、入力手段15を介して記憶手段17に予め記
憶されている。
Next, a method of stabilizing the output by using the measured power value will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a configuration example of a circuit forming a part of the control unit 14. In FIG. 1, the power value derived by the power calculation means 16 has been input to the control means 14. The output power set value is stored in the storage unit 17 via the input unit 15 in advance.

【0050】図5に示すように、記憶手段17に記憶さ
れている設定電力値と電力演算手段16で計測された実
測値とをコンパレータにて比較し、設定値に対して実測
値が小さければ、コンパレータ出力である出力増加信号
をプラス側に転じ、設定値に対して実測値が大きけれ
ば、出力増加信号をマイナス側に転じる。設定値と実測
値がちょうど等しい場合には、出力増加信号はゼロとな
る。ここで、駆動手段11には、ゲイン調整回路が挿入
されており、出力増加信号によってゲインを増加し、出
力増加信号がマイナスであれば減少させる。一方、出力
増加信号が零であれば、ゲインを一定に保つ。このよう
にして、出力電力は、予め設定された値で安定化するこ
とになる。
As shown in FIG. 5, the set power value stored in the storage means 17 is compared with the actually measured value measured by the power calculation means 16 by a comparator, and if the measured value is smaller than the set value, Then, the output increase signal which is the comparator output is turned to the plus side, and if the measured value is larger than the set value, the output increase signal is turned to the minus side. When the set value and the measured value are exactly equal, the output increase signal becomes zero. Here, a gain adjustment circuit is inserted in the driving means 11, and the gain is increased by the output increase signal, and is decreased if the output increase signal is negative. On the other hand, if the output increase signal is zero, the gain is kept constant. In this way, the output power is stabilized at a preset value.

【0051】以上説明したように、本第一実施形態にお
いては、従来における圧電素子群2の電力測定において
は、当該圧電素子群2に生じている反射超音波を原因と
した励振の起電力を併せて測定してしまっていたとこ
ろ、その影響分を相殺により消滅させることにより、正
確な電力値測定を行うことができる。また、この正確な
電力測定を背景とすれば、正確な出力電力の制御ができ
るから、もって治療対象7に対する正確・確実な治療を
実施することができる。
As described above, in the first embodiment, in the conventional power measurement of the piezoelectric element group 2, the excitation electromotive force caused by the reflected ultrasonic waves generated in the piezoelectric element group 2 is used. Although the measurement has been performed at the same time, an accurate measurement of the power value can be performed by eliminating the influence by canceling out the influence. In addition, if the accurate power measurement is used as a background, accurate output power control can be performed, so that accurate and reliable treatment of the treatment target 7 can be performed.

【0052】次に、本発明の第二の実施形態について述
べる。本第二実施形態は圧電素子群2の温度管理に関し
てなされた発明に関するものである。つまり、従来の技
術の項でも述べたように、一般に、圧電素子群2の温度
がある所定の値よりも高温になると、正確な出力制御が
不可能となるのをはじめとして、当該素子の劣化、ある
いは最悪の場合、破壊に至るのみならず、圧電素子群2
を支持するハウジング材及び接着剤などが融解、劣化す
るなどの異常を発生させる原因となるため、当該圧電素
子群2が動作する環境を、上記所定の温度以下に監視・
制御する必要が生じることとなる。本第二実施形態は、
これを適切になすことを目的とするものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment relates to an invention made on temperature control of the piezoelectric element group 2. In other words, as described in the section of the related art, in general, when the temperature of the piezoelectric element group 2 becomes higher than a predetermined value, accurate output control becomes impossible, and in addition, the deterioration of the element becomes difficult. In the worst case, the piezoelectric element group 2
The environment in which the piezoelectric element group 2 operates is monitored and maintained at a temperature equal to or lower than the predetermined temperature, since the housing material and the adhesive for supporting the piezoelectric element may cause abnormalities such as melting and deterioration.
There will be a need to control. In the second embodiment,
The purpose is to do this properly.

【0053】図6は、本第二実施形態に関する超音波照
射装置の概要を示すものである。この図6においては、
温度計測手段60が新たに設けられている点が、図1と
比較した場合には異なる構成となるものである。したが
って、図6において、図1と同一の番号が付された構成
要素は既に説明した通りの動作をするため、その説明は
省略する。
FIG. 6 shows an outline of an ultrasonic irradiation apparatus according to the second embodiment. In FIG. 6,
The point that a temperature measuring means 60 is newly provided is different from that of FIG. Therefore, in FIG. 6, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 operate as described above, and the description thereof will be omitted.

【0054】温度計測手段60には計測プローブ60a
が備えられ、該計測プローブ60aは、圧電素子群2の
温度を測定するに適当な場所、より具体的には、圧電素
子群2の内側すなわちカップリング膜4内に封入された
超音波伝播媒質5であるよく脱気された水に接する面
(又は、その反対側の面)に装着されている。計測プロ
ーブ60aとしては、例えばサ−ミスタを利用すれば良
い。サーミスタとは、温度が高くなるにしたがって抵抗
値が小さくなっていく性質を持つ部品であり、定電圧源
と組み合わせることによって、被測定物の温度を計測す
ることができるものである。
The temperature measuring means 60 includes a measuring probe 60a.
The measurement probe 60a is provided at an appropriate place for measuring the temperature of the piezoelectric element group 2, more specifically, an ultrasonic wave propagation medium sealed inside the piezoelectric element group 2, that is, in the coupling film 4. 5 is attached to the surface in contact with the well degassed water (or the opposite surface). For example, a thermistor may be used as the measurement probe 60a. The thermistor is a component having a property that the resistance value decreases as the temperature increases, and can measure the temperature of an object to be measured by being combined with a constant voltage source.

【0055】図7(a)は、温度計測手段60内部の回
路構成例を示している。コンパレータ51Aは閾値T1
(第一温度閾値)以上の温度で出力がLとなり、コンパ
レータ51BはT2<T1なる条件を満たす閾値T2
(第二温度閾値)以下の温度で出力がHとなる。フリッ
プフロップ71は、コンパレータ51Aの出力をラッ
チ、及びコンパレータ51Bの出力によりリセットする
動作をする。ここで、T1及びT2は、コンパレータ5
1A及び51Bの入力に接続されたR1,R2,R3、
及びR4の抵抗値によって決定される。なお、R2及び
R4は可変抵抗器であり、制御手段14からの制御信号
によって抵抗値を変化させる。ここでは、予め決定され
たT1の温度に対し、|T1−T2|値、すなわちT1
とT2の温度差が駆動手段11の設定出力及び設定出力
時間に依存して決定されるように制御されている。よっ
て、設定出力が大きいほど、また、設定出力時間が長い
ほど、T2はより低い温度となる。これらの制御は、制
御手段14によって行われる。一方、図7(b)は一つ
のコンパレータ51でT1及びT2を設定可能なよく知
られた回路の例を示しており、帰還抵抗Rf及び入力抵
抗Riの値を変更することによってT1及びT2の変更
が可能である。
FIG. 7A shows an example of a circuit configuration inside the temperature measuring means 60. The comparator 51A has a threshold T1.
The output becomes L at a temperature equal to or higher than the (first temperature threshold), and the comparator 51B outputs a threshold T2 satisfying the condition of T2 <T1.
The output becomes H at a temperature equal to or lower than the (second temperature threshold). The flip-flop 71 operates to latch the output of the comparator 51A and reset the output by the output of the comparator 51B. Here, T1 and T2 are the comparators 5
R1, R2, R3 connected to the inputs of 1A and 51B,
And R4. Note that R2 and R4 are variable resistors, whose resistance is changed by a control signal from the control means 14. Here, for a predetermined temperature of T1, | T1-T2 |
And the temperature difference between T2 and T2 are controlled so as to be determined depending on the set output of the drive means 11 and the set output time. Therefore, the larger the set output and the longer the set output time, the lower the temperature of T2. These controls are performed by the control unit 14. On the other hand, FIG. 7 (b) shows an example of a well-known circuit in which T1 and T2 can be set by one comparator 51. By changing the values of the feedback resistor Rf and the input resistor Ri, T1 and T2 are changed. Changes are possible.

【0056】また、制御手段14は、上記したような温
度計測手段60の出力に基づき、図6に示すような、前
記駆動手段11と前記超音波アプリケータ1との間に挿
入された負荷整合手段10の整合条件を制御するように
されている。このことにより、温度の上昇ないし下降に
より変化する圧電素子2の整合条件に追随することが可
能となる。
The control means 14 controls the load matching inserted between the driving means 11 and the ultrasonic applicator 1 as shown in FIG. The matching condition of the means 10 is controlled. As a result, it becomes possible to follow the matching condition of the piezoelectric element 2 that changes as the temperature rises or falls.

【0057】このような構成となる本第二実施形態にお
ける超音波照射装置につき、温度計測手段60はアプリ
ケータ1内の圧電素子群2の所定の部位の温度を計測し
つつ、以下に述べるような超音波照射の制御に係る作用
を実現する。
In the ultrasonic irradiation apparatus according to the second embodiment having such a configuration, the temperature measuring means 60 measures the temperature of a predetermined portion of the piezoelectric element group 2 in the applicator 1 as described below. And an operation related to the control of the ultrasonic irradiation.

【0058】すなわち、圧電素子群2の所定部位に関し
て検出された温度が、上記閾値T1を超えた場合には、
圧電素子群2からの強力超音波は、従前の出力に比して
抑制され、当該出力が制限された状態となる。超音波照
射は、いわば「温度制御下」ないし「温度監視化」の状
態におかれることになる。この温度制御下照射は、具体
的には、温度計測手段60の計測結果を制御手段14に
出力し、該出力に基づき制御手段14が、駆動手段11
の出力エネルギないしレベル、出力時間、及び出力周波
数のうちの少なくとも一つを制御することにより、達成
される。
That is, when the temperature detected for the predetermined portion of the piezoelectric element group 2 exceeds the threshold value T1,
The high-intensity ultrasonic waves from the piezoelectric element group 2 are suppressed as compared with the previous output, and the output is limited. Ultrasonic irradiation is in a state of “under temperature control” or “temperature monitoring”. In the irradiation under the temperature control, specifically, the measurement result of the temperature measurement unit 60 is output to the control unit 14, and based on the output, the control unit 14
By controlling at least one of the output energy or level, the output time, and the output frequency.

【0059】また、検出温度が、T1より低い閾値T2
まで素子の温度が低下したならば、通常照射を再開す
る。すなわち、温度制御下照射時には、圧電素子群2の
温度がT2まで低下するのを待ちつつも、次の通常照射
が開始できるようにしておく。
When the detected temperature is lower than T1 by a threshold T2.
When the temperature of the element has dropped to the normal level, normal irradiation is restarted. That is, at the time of irradiation under temperature control, the next normal irradiation can be started while waiting for the temperature of the piezoelectric element group 2 to decrease to T2.

【0060】以上のことから、まず、本第二実施形態に
おける圧電素子群2は、閾値T1以上の温度となる環境
下では、温度制御下照射されることになるから、当該圧
電素子群2に関して無用な過昇温を招くことがなく、圧
電素子の劣化・破壊、ないしはハウジング材料及び接着
剤の融解・劣化等の異常発生を未然に防ぐことができ
る。ちなみに、温度制御下照射にするのではなく、超音
波照射そのものを停止するような処置を採ってもよいこ
とはもちろんである。
From the above, first, the piezoelectric element group 2 in the second embodiment is irradiated under temperature control in an environment where the temperature is equal to or higher than the threshold value T1, so that the piezoelectric element group 2 Unnecessary excessive temperature rise does not occur, and abnormal occurrence such as deterioration and destruction of the piezoelectric element or melting and deterioration of the housing material and the adhesive can be prevented. By the way, it goes without saying that a treatment for stopping the ultrasonic irradiation itself may be adopted instead of the irradiation under the temperature control.

【0061】また、本第二実施形態においては、上記T
1以外にも閾値T2を定めていたから、次のような効果
も導かれ得る。すなわち、閾値が一つであった場合、素
子温度が高騰し温度制御が働いて超音波照射が制御され
た次の瞬間、今度は素子温度が低下して通常動作温度範
囲に戻るために通常の超音波照射が行われ、またすぐに
温度閾値を超えてしまう、といった、通常照射と温度制
御照射が短時間で繰り返される、いわば「フリッカ動
作」を行うことになってしまうところ、閾値T2が導入
されたことによって、通常の超音波照射と温度制御下照
射とが頻繁に繰り返されるということがなくなるのであ
る。
In the second embodiment, the above T
Since the threshold value T2 is determined in addition to 1, the following effects can be obtained. In other words, if the threshold value is one, the next moment when the device temperature rises and the temperature control works and the ultrasonic irradiation is controlled, the device temperature decreases and returns to the normal operating temperature range. The normal irradiation and the temperature control irradiation are repeated in a short time, for example, the ultrasonic irradiation is performed and the temperature threshold is immediately exceeded. In other words, the flicker operation is performed. This eliminates the frequent repetition of normal ultrasonic irradiation and irradiation under temperature control.

【0062】なお、検出温度が閾値T1を越した場合
は、閾値T2まで温度が低下するまで次の通常照射は行
わないとする上記のような実施形態の他、新たにT2<
T3<T1として定義される温度閾値T3を設け、当該
閾値T3まで温度が低下した時点で通常照射に復帰する
ような形態としてもよい。この場合、通常照射までの時
間が短くなる。
When the detected temperature exceeds the threshold value T1, the next normal irradiation is not performed until the temperature decreases to the threshold value T2.
It is also possible to provide a temperature threshold T3 defined as T3 <T1, and to return to the normal irradiation when the temperature drops to the threshold T3. In this case, the time until the normal irradiation is shortened.

【0063】例えば、超音波照射装置を実際に使用する
際において、予めこれだけは超音波照射を行わなければ
ならないという設定時間がある場合、又は超音波照射時
間をできる限り短いトータル時間内で行いたい場合等に
は、上記T3の導入は有効な方策となることがわかる。
また、このときの温度T2については、上記設定時間な
いしはトータル時間の終了後、次の照射を行うにあたっ
て、当該T2まで素子温度が低下するのを待つようにす
れば十分である。
For example, when the ultrasonic irradiation apparatus is actually used, if there is a preset time in which only the ultrasonic irradiation must be performed, or the ultrasonic irradiation time is desired to be performed within the shortest total time. In such cases, it can be seen that the introduction of T3 is an effective measure.
Regarding the temperature T2 at this time, it is sufficient to wait for the element temperature to drop to T2 before performing the next irradiation after the end of the set time or the total time.

【0064】ところで上記の構成では、検出温度が閾値
T1を越えた場合に、制御手段14が直截に圧電素子群
2の駆動態様(出力レベル等)を制御するような形態と
なっていたが、これと伴に、又はこれに代えて、圧電素
子群2を冷却するための冷却手段(不図示)を別途設け
るような形態としてもよい。この場合においては、制御
手段14が冷却手段の運転の可否を、上記閾値T1ない
し閾値T2に基づき判断することになる。
By the way, in the above configuration, when the detected temperature exceeds the threshold value T1, the control means 14 directly controls the driving mode (output level and the like) of the piezoelectric element group 2; Along with or instead of this, a cooling unit (not shown) for cooling the piezoelectric element group 2 may be separately provided. In this case, the control unit 14 determines whether the cooling unit can be operated based on the threshold value T1 or the threshold value T2.

【0065】なお、本第二実施形態について、上記構成
に関する説明中、温度プローブ60aとしてサーミスタ
を用いることについて述べたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、この他にも、熱電対や光ファイバ
等、各種温度計測特有の温度プローブを用いてもよい。
また、この温度プローブ60aは圧電素子群2の所定の
部位に装着するとしたが、イメージング用超音波プロー
ブ3の表面や、伝播媒質5、さらにはカップリング膜4
の内側等、アプリケータ1内の温度を測るようにしても
よい。
In the second embodiment, the use of a thermistor as the temperature probe 60a has been described in the above description of the structure. However, the present invention is not limited to this. A temperature probe specific to various types of temperature measurement, such as an optical fiber or an optical fiber, may be used.
The temperature probe 60a is mounted on a predetermined portion of the piezoelectric element group 2. However, the temperature probe 60a is mounted on the surface of the imaging ultrasonic probe 3, the propagation medium 5, and the coupling film 4 as well.
The inside of the applicator 1 may be measured, for example, inside.

【0066】さらに、T1とT2の温度差は、上におい
て、設定出力及び設定時間に依存して決定されていた
が、その他にも、これを超音波照射強度、照射時間、又
は上記した冷却手段に基づく圧電素子の冷却能力、等の
関数として表しておくようにしてもよい。この場合であ
っても、安全でより確実な超音波照射が可能となること
は明らかである。また、新たに導入したT3に関しても
同様で、この場合にあっても、T2及びT3ともに、超
音波照射強度、照射時間、冷却能力の関数として構わな
い。
Further, the temperature difference between T1 and T2 has been determined above depending on the set output and the set time. In addition, the temperature difference may be determined by the ultrasonic irradiation intensity, the irradiation time, or the cooling means described above. May be expressed as a function of the cooling capacity of the piezoelectric element based on the above. Even in this case, it is clear that safe and more reliable ultrasonic irradiation is possible. The same applies to the newly introduced T3. In this case, both T2 and T3 may be functions of the ultrasonic irradiation intensity, the irradiation time, and the cooling capacity.

【0067】加えて、ここではT1、T2及びT3は
「温度」を表す記号として導入したが、冷却能力に関連
させる場合等にはT1、T2及びT3を「時間」として
考え、上記と同様な別の実施形態による超音波治療装置
を構成してもよい。
In addition, here, T1, T2 and T3 are introduced as symbols representing "temperature". However, when relating to cooling capacity, etc., T1, T2 and T3 are considered as "time" and the same as above. An ultrasonic therapy apparatus according to another embodiment may be configured.

【0068】次に、本発明の第三の実施形態について説
明する。本第三実施形態は、図6に示すと同様な構成の
装置により実現されるものであるから、当該図6を参照
しつつ説明することとする。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Since the third embodiment is realized by an apparatus having the same configuration as that shown in FIG. 6, it will be described with reference to FIG.

【0069】図6において、記憶手段17には予め圧電
素子群2の、温度に対応した特性値が記憶されている。
ここに「温度に対応した特性値」とは、一般に、圧電素
子群2の温度上昇に伴って共振周波数やインピーダンス
等の特性が変化することに注意して、各々の温度環境下
における圧電素子群2が、当該各々の温度において如何
なる特性を有することとなるかを予め調べておき、その
調べた結果から、上記各種の特性変化が生じた場合で
も、圧電素子群2が温度に関わらず常に一定の特性を保
持するために求められた補正値のことをいう。
In FIG. 6, the storage means 17 stores in advance the characteristic values of the piezoelectric element group 2 corresponding to the temperature.
Here, the “characteristic value corresponding to the temperature” generally means that characteristics such as resonance frequency and impedance change as the temperature of the piezoelectric element group 2 rises. Beforehand, the characteristics of the piezoelectric element group 2 are kept constant irrespective of the temperature, even if any of the above-mentioned various characteristic changes occurs. Is a correction value obtained to maintain the characteristic of

【0070】また、制御手段14は、温度計測手段60
により計測された圧電素子群2の温度情報と、記憶手段
17に記憶されている圧電素子群2の上記特性値とを比
較し、波形発生手段13の出力信号周波数及び負荷整合
手段10の負荷整合条件を調整する。さらに、駆動手段
11の信号増幅率を、設定出力値と記憶手段17に記憶
されている圧電素子群2の特性とから導き出す。このよ
うにして、圧電素子群2の温度が変化した場合でも、出
力超音波強度が一定となるように制御可能となる。
The control means 14 includes a temperature measuring means 60
The temperature information of the piezoelectric element group 2 measured by the above is compared with the characteristic value of the piezoelectric element group 2 stored in the storage means 17, and the output signal frequency of the waveform generating means 13 and the load matching of the load matching means 10 are compared. Adjust the conditions. Further, the signal amplification factor of the driving unit 11 is derived from the set output value and the characteristics of the piezoelectric element group 2 stored in the storage unit 17. In this way, even when the temperature of the piezoelectric element group 2 changes, it is possible to control the output ultrasonic wave intensity to be constant.

【0071】以上のことから、従来においては、常温に
おいて設定された周波数、負荷整合条件のもとで圧電素
子群2を駆動していると、当該圧電素子群2の温度が高
くなるに従い出力超音波強度が設定値からずれていって
しまうことが避けられなかったところ、温度計測手段6
0を設けて圧電素子群2の温度をモニタリングし、この
計測された温度情報に基づき、記憶手段17に記憶され
ている温度に対応した特性値を選定して補正を行うこと
から、出力超音波強度を常に一定に保つことが可能とな
る。
As described above, conventionally, when the piezoelectric element group 2 is driven under the frequency and load matching conditions set at room temperature, the output becomes higher as the temperature of the piezoelectric element group 2 becomes higher. When it was inevitable that the sound wave intensity deviated from the set value, the temperature measuring means 6
0, the temperature of the piezoelectric element group 2 is monitored, and a characteristic value corresponding to the temperature stored in the storage unit 17 is selected and corrected based on the measured temperature information. The strength can always be kept constant.

【0072】なお、温度に対応した特性値は、圧電素子
群2を予め各種温度環境下で実験的に駆動させて、当該
各種温度に対応したものとしての出力周波数や整合条件
等を求めるようにしてもよいし、また、それらが温度の
関数として、何らかの形で「表式」できるのであれば、
その関数ないし式を記憶手段17が記憶し、これに計測
温度を代入することにより駆動手段の制御を決定するよ
うにしてもよい。上記した「特性値を選定」するという
ことには、上記のような概念も含まれるものである。
It should be noted that the characteristic values corresponding to the temperatures are obtained by experimentally driving the piezoelectric element group 2 in advance in various temperature environments, and obtaining the output frequency, the matching condition, and the like corresponding to the various temperatures. And if they can be "expressed" in some form as a function of temperature,
The function or expression may be stored in the storage means 17, and the control of the driving means may be determined by substituting the measured temperature into the storage means 17. The above-mentioned “selection of characteristic values” includes the above concept.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波照
射装置によれば、まず、出力波形や出力エネルギの態様
を異ならせて二つ以上の振動子片に印加し、その各々に
ついて計測された電圧値及び電流値について相殺をとっ
て電力値を求めることから、反射超音波による励振の影
響が排除されて正確な電力計測が可能となり、もって正
確な超音波振動子の出力制御を実施することができる。
なおこのとき、いま述べたのと同じ理由により、電圧及
び電流を計測する際には、通常の電圧波形用プローブ及
び電流波形用プローブを使用することができる。
As described above, according to the ultrasonic irradiation apparatus of the present invention, first, the output waveform and the output energy are applied to two or more vibrator pieces with different modes, and each of them is measured. Since the power value is obtained by canceling the applied voltage value and current value, the effect of the excitation by the reflected ultrasonic wave is eliminated, so that accurate power measurement can be performed, and thus, accurate output control of the ultrasonic transducer is performed. can do.
At this time, for the same reason as described above, when measuring the voltage and the current, a normal voltage waveform probe and a current waveform probe can be used.

【0074】また、温度計測手段を設けることにより、
ある所定の温度以下で動作することが望まれる超音波振
動子について、その過昇温を予め防止することができる
とともに、当該過昇温防止を目的とする第一温度閾値に
加え、第二温度閾値が導入されていることにより、いわ
ゆるフリッカ動作も未然に防止することができる。よっ
て、これによっても正確な超音波振動子の出力制御に資
することになる。
Further, by providing the temperature measuring means,
For an ultrasonic transducer that is desired to operate at a certain temperature or lower, it is possible to prevent the overheating thereof in advance, and in addition to the first temperature threshold for the purpose of preventing the overheating, the second temperature Since the threshold value is introduced, a so-called flicker operation can be prevented. Therefore, this also contributes to accurate output control of the ultrasonic transducer.

【0075】さらに、超音波振動子に関する、温度に依
存した特性の変化に対して、この特性値を予め記憶して
おき、これを上記温度計測手段による計測温度とを比較
することによって、当該特性値から適当なものを選定・
補正することで、如何なる温度においても超音波振動子
の正確な動作を実現することができる。
Further, with respect to the change in the characteristic of the ultrasonic transducer depending on the temperature, the characteristic value is stored in advance, and the characteristic value is compared with the temperature measured by the temperature measuring means. Select an appropriate value from the values
By performing the correction, an accurate operation of the ultrasonic transducer can be realized at any temperature.

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

【図1】第一の実施形態における超音波照射装置の構成
例を示す概要図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic irradiation device according to a first embodiment.

【図2】二組の振動片2a,2bに区別された圧電素子
群2の構成例概要図及びこれら振動片2a,2b各々に
ついての駆動波形を示す説明図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a configuration example of a piezoelectric element group 2 divided into two sets of vibrating bars 2a and 2b, and an explanatory diagram showing drive waveforms for each of the vibrating bars 2a and 2b.

【図3】各々に付随するチャンネルa,bによる二組の
振動片2a,2bを各別の態様で駆動する例を示す図で
あって、(a)図は一方のチャンネルに減衰手段を設け
る場合、(b)図は二つのチャンネルに出力に関して適
当な分配を実施する分配器を設ける場合、をそれぞれ示
している。
FIG. 3 is a diagram showing an example in which two sets of vibrating reeds 2a and 2b are respectively driven by channels a and b associated with each other in a different manner. FIG. In each case, FIG. 2 (b) shows a case where two channels are provided with a distributor which performs an appropriate distribution with respect to the output.

【図4】図1に示す電力演算手段の回路構成例を示す概
要図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a circuit configuration example of a power calculation unit shown in FIG. 1;

【図5】出力増加信号の回路構成例を示す概要図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a circuit configuration example of an output increase signal.

【図6】第二の実施形態における超音波照射装置の構成
例を示す概要図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic irradiation device according to a second embodiment.

【図7】図6に示す温度計測手段の回路構成例を示す概
要図であって、(a)図、(b)図は各々、同様な温度
ヒステリシス特性を有するが、別個の形態となるもので
ある。
7 is a schematic diagram showing an example of a circuit configuration of the temperature measuring means shown in FIG. 6, wherein FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b) each have similar temperature hysteresis characteristics, but have different forms; It is.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超音波アプリケータ(超音波発生源) 2 圧電素子群(超音波振動子) 3 イメージング用超音波プローブ 4 カップリング膜 5 伝播物質(水) 6 被検体 7 治療対象 8 超音波イメージング装置 9 表示装置 10 負荷整合手段 11 駆動手段 12 位相反転手段 13 波形発生手段 14 制御手段 15 入力手段 16 電力演算手段 17 記憶手段 18 電圧・電流計測手段 31 減衰手段 32 分配器 41 加算器 42 乗算器 43 ローパスフィルタ(LPF) 50 コンパレータ 60 温度計測手段 71 フリップフロップ 72 基準電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic applicator (ultrasonic source) 2 Piezoelectric element group (ultrasonic transducer) 3 Ultrasonic probe for imaging 4 Coupling film 5 Propagation substance (water) 6 Subject 7 Treatment target 8 Ultrasonic imaging device 9 Display Apparatus 10 Load matching means 11 Driving means 12 Phase inversion means 13 Waveform generation means 14 Control means 15 Input means 16 Power calculation means 17 Storage means 18 Voltage / current measurement means 31 Attenuation means 32 Distributor 41 Adder 42 Multiplier 43 Low pass filter (LPF) 50 Comparator 60 Temperature measuring means 71 Flip-flop 72 Reference voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C099 AA01 CA13 GA30 JA13 4C301 AA02 CC01 EE11 EE19 FF24 FF26 GC02 GC15 GC22 GC27 HH01 HH02 HH04 JB38  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4C099 AA01 CA13 GA30 JA13 4C301 AA02 CC01 EE11 EE19 FF24 FF26 GC02 GC15 GC22 GC27 HH01 HH02 HH04 JB38

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検体内の所望の部位に超音波を照射す
る複数の超音波振動子から構成された超音波発生源と、
前記超音波振動子に電圧及び電流を印加する駆動手段
と、前記印加される電圧値及び電流値の各々を計測する
電圧・電流計測手段と、前記計測した電圧値及び電流値
から電力値を求める電力演算手段と、からなり、 前記電力演算手段は、前記複数の超音波振動子のうち、
その各々の駆動態様が異なるよう区別された二つ以上の
振動子片につき、該振動子片の各々について計測された
電圧値の差と電流値の差との積に基づいて前記電力値を
求めることを特徴とする超音波照射装置。
An ultrasonic generator configured to irradiate a desired part in a subject with ultrasonic waves, the ultrasonic generator including: a plurality of ultrasonic transducers;
Driving means for applying a voltage and current to the ultrasonic transducer, voltage and current measuring means for measuring each of the applied voltage value and current value, and obtaining a power value from the measured voltage value and current value And a power calculation unit, wherein the power calculation unit is, among the plurality of ultrasonic transducers,
For two or more vibrator pieces that are distinguished such that their driving modes are different, the power value is obtained based on the product of the difference between the voltage value and the current value measured for each of the vibrator pieces. An ultrasonic irradiation device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記駆動態様は前記駆動手段からの出力
波形の態様に関するものであり、前記二つ以上の振動子
片の各々は前記出力波形の位相及び振幅が異なるものと
して駆動されることを特徴とする請求項1記載の超音波
照射装置。
2. The driving mode relates to a mode of an output waveform from the driving unit, and each of the two or more vibrator pieces is driven as one having a different phase and amplitude of the output waveform. The ultrasonic irradiation device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記駆動態様は前記駆動手段の出力エネ
ルギの態様に関するものであり、前記二つ以上の振動子
片の各々は前記出力エネルギの減衰度が異なるものとし
て駆動されることを特徴とする請求項1記載の超音波照
射装置。
3. The driving mode relates to the mode of the output energy of the driving unit, and each of the two or more vibrator pieces is driven as having a different degree of attenuation of the output energy. The ultrasonic irradiation device according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記駆動態様は前記駆動手段の出力エネ
ルギの態様に関するものであり、前記二つ以上の振動子
片の各々は前記出力エネルギが異なる割合で分配され駆
動されることを特徴とする請求項1記載の超音波照射装
置。
4. The driving mode relates to a mode of an output energy of the driving unit, and each of the two or more vibrator pieces is driven by distributing the output energy at a different ratio. The ultrasonic irradiation device according to claim 1.
【請求項5】 前記駆動手段の出力を制御する手段をさ
らに付加し、前記電力演算手段により求められた前記電
力値に基づいて、前記駆動手段の出力を制御することを
特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の超音波照
射装置。
5. An apparatus according to claim 1, further comprising means for controlling an output of said driving means, and controlling an output of said driving means based on said power value obtained by said power calculating means. 5. The ultrasonic irradiation device according to any one of items 1 to 4.
【請求項6】 被検体内の所望の部位に超音波を照射す
る複数の超音波振動子から構成された超音波発生源と、
前記超音波振動子に電圧及び電流を印加する駆動手段
と、からなり、 前記超音波発生源の内部又は近傍の所定の部位の温度を
計測する温度計測手段と、該温度計測手段の計測結果に
基づき前記駆動手段を制御する制御手段とを備えている
ことを特徴とする超音波照射装置。
6. An ultrasonic generating source comprising a plurality of ultrasonic transducers for irradiating a desired part in a subject with ultrasonic waves,
A driving unit for applying a voltage and a current to the ultrasonic transducer, and a temperature measuring unit for measuring a temperature of a predetermined portion inside or near the ultrasonic generating source, and a measurement result of the temperature measuring unit. Control means for controlling the driving means based on the control signal.
【請求項7】 前記制御手段は、 前記温度計測手段により計測された温度が第一温度閾値
を越える際には、前記駆動手段を停止若しくは出力制限
状態にするとともに、第二温度閾値より低下した際に
は、前記駆動手段を動作可能ならしめることを特徴とす
る請求項6記載の超音波照射装置。
7. The control unit, when the temperature measured by the temperature measurement unit exceeds a first temperature threshold, stops the drive unit or puts the output into a state of limiting the output, and lowers the temperature below a second temperature threshold. 7. The ultrasonic irradiation apparatus according to claim 6, wherein said driving means is made operable.
【請求項8】 前記超音波発生源を冷却する冷却手段を
さらに有し、 前記第一温度閾値と前記第二温度閾値の温度差が、前記
駆動手段の出力、出力時間、又は前記冷却手段の冷却能
力のいずれか一以上の関数で表されることを特徴とする
請求項7記載の超音波照射装置。
8. A cooling unit for cooling the ultrasonic generating source, wherein a temperature difference between the first temperature threshold and the second temperature threshold is an output of the driving unit, an output time, or a temperature of the cooling unit. The ultrasonic irradiation apparatus according to claim 7, wherein the ultrasonic irradiation apparatus is represented by any one or more functions of the cooling capacity.
【請求項9】 前記第一温度閾値と前記第二温度閾値の
温度差が、超音波照射強度又は照射時間のいずれか一以
上の関数で表されることを特徴とする請求項7又は8の
いずれかに記載の超音波照射装置。
9. The method according to claim 7, wherein a temperature difference between the first temperature threshold and the second temperature threshold is represented by a function of one or more of ultrasonic irradiation intensity and irradiation time. The ultrasonic irradiation device according to any one of the above.
【請求項10】 前記制御手段は、前記温度計測手段の
出力に応じて前記駆動手段の出力、出力時間、及び出力
周波数のうち少なくとも一つを制御することを特徴とす
る請求項6から9のいずれかに記載の超音波照射装置。
10. The apparatus according to claim 6, wherein said control means controls at least one of an output, an output time, and an output frequency of said driving means according to an output of said temperature measuring means. The ultrasonic irradiation device according to any one of the above.
【請求項11】 前記駆動手段と前記超音波発生源との
間に挿入されて負荷整合を行う整合手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記温度計測手段の出力に応じて前記
整合手段の整合条件を制御することを特徴とする請求項
6から10のいずれかに記載の超音波照射装置。
11. An alignment unit, which is inserted between the driving unit and the ultrasonic wave generating source to perform load matching,
11. The ultrasonic irradiation apparatus according to claim 6, wherein the control unit controls a matching condition of the matching unit according to an output of the temperature measuring unit.
【請求項12】 被検体内の所望の部位に超音波を照射
する複数の超音波振動子から構成された超音波発生源
と、前記超音波振動子に電圧及び電流を印加する駆動手
段と、からなり、 前記超音波発生源の内部又は近傍の所定の部位の温度を
計測する温度計測手段と、前記超音波振動子の温度に対
応した特性値を記憶する記憶手段と、前記温度計測手段
による計測温度に基づき、前記特性値を選定して前記駆
動手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴と
する超音波照射装置。
12. An ultrasonic generating source comprising a plurality of ultrasonic transducers for irradiating a desired part in a subject with ultrasonic waves, and driving means for applying a voltage and a current to the ultrasonic transducers; Temperature measuring means for measuring the temperature of a predetermined portion inside or in the vicinity of the ultrasonic generating source, storing means for storing a characteristic value corresponding to the temperature of the ultrasonic vibrator, and the temperature measuring means Control means for controlling the driving means by selecting the characteristic value based on the measured temperature.
【請求項13】 請求項1から5、請求項6から11、
又は請求項12に記載の超音波照射装置について、これ
らのうちいずれか二つ以上を組み合わせて構成されるこ
とを特徴とする超音波照射装置。
13. A method according to claim 1, wherein
13. An ultrasonic irradiation apparatus according to claim 12, wherein any two or more of the ultrasonic irradiation apparatuses are combined.
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JP2012016430A (en) * 2010-07-07 2012-01-26 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasonic measuring apparatus and ultrasonic therapeutic system
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CN111050665A (en) * 2017-11-07 2020-04-21 株式会社日立制作所 Ultrasonic imaging apparatus, ultrasonic probe, and transmission apparatus

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