JP2009183454A - Ultrasonic inspection apparatus or ultrasonic irradiation position inspection method using frequency damping characteristic - Google Patents
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Description
本発明は、超音波検査装置又は超音波照射位置検査方法に関する。特に、伝搬する超音波の減衰特性を利用して、照射対象骨の超音波照射位置を確認する超音波検査装置又は超音波照射位置検査方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic inspection apparatus or an ultrasonic irradiation position inspection method. In particular, the present invention relates to an ultrasonic inspection apparatus or an ultrasonic irradiation position inspection method for confirming an ultrasonic irradiation position of an irradiation target bone using attenuation characteristics of propagating ultrasonic waves.
超音波は安全で簡便な物理療法として一般的に診断や治療に使用されている。中でも、骨折癒合促進のために用いられている超音波骨折治療器は、超音波トランスデューサから超音波を骨折部位へ照射し、骨折治癒過程を刺激することにより治療を行うものである。骨折部に適切に超音波を照射するため、治療器の装着位置及び角度を正確に定め、保持することが求められる。 Ultrasound is generally used for diagnosis and treatment as a safe and simple physical therapy. Among them, an ultrasonic fracture treatment device used for promoting fracture fusion is to perform treatment by irradiating a fracture site with ultrasonic waves from an ultrasonic transducer and stimulating the fracture healing process. In order to appropriately irradiate the fractured part with ultrasonic waves, it is required to accurately determine and hold the mounting position and angle of the treatment device.
従来、超音波照射位置の決定には、骨折部のX線写真を撮影し、その情報を元に照射位置が決められていた。しかし、X線写真より得られる情報は、撮影時の一方向から見た二次元情報であるため、特に筋肉や脂肪等の軟部組織の厚い大腿骨や上腕骨において、トランスデューサ装着の正しい位置や角度を決めることが困難という課題があった。 Conventionally, in determining the ultrasonic irradiation position, an X-ray photograph of a fractured part is taken, and the irradiation position is determined based on the information. However, since the information obtained from X-ray photographs is two-dimensional information viewed from one direction at the time of radiography, the correct position and angle of transducer mounting, particularly in the thick femur and humerus of soft tissues such as muscle and fat There was a problem that it was difficult to decide.
上記課題を解決するため、治療用トランスデューサから骨へ超音波を照射し、その反射波を受信用トランスデューサで受信することで、正しく骨に照射されているかを判別する技術が開示されている(特許文献1)。 In order to solve the above-described problem, a technique is disclosed in which ultrasonic waves are irradiated from a therapeutic transducer to a bone, and the reflected wave is received by a receiving transducer to determine whether the bone is correctly irradiated (patent) Reference 1).
また、別の方法として、超音波を骨へ照射し、その骨の長軸方向の伝搬波を受信用トランスデューサで受信することで、正しく骨に照射しているかを判断する技術が発明されている(特願2006−224335)。
本発明は、骨に超音波を照射する際に、生体に安全な範囲内で、いかなる部位においても照射位置への正確な超音波の照射を確認できる超音波検査装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection apparatus capable of confirming accurate irradiation of an ultrasonic wave to an irradiation position at any site within a safe range for a living body when the bone is irradiated with ultrasonic waves. To do.
本発明は、超音波を発信する発信用トランスデューサ、超音波照射対象骨の長軸方向に伝搬した超音波を受信する受信用トランスデューサ、及び超音波照射対象骨の目的とする位置に発信用トランスデューサが超音波を照射しているかを判別する判別手段を有し、前記発信用トランスデューサは、2種類以上の周波数を有する超音波を発信し、前記判別手段は、前記発信用トランスデューサから発信した超音波の各周波数と各周波数における受信信号の強度情報を取得し、前記強度情報から算出される減衰係数/周波数が周波数ごとに異なる数値を示す場合には、超音波照射対象骨の目的とする位置に前記発信用トランスデューサが超音波を照射していると判別することを特徴とする超音波検査装置である。 The present invention provides a transmitting transducer for transmitting ultrasonic waves, a receiving transducer for receiving ultrasonic waves propagated in the longitudinal direction of the ultrasonic irradiation target bone, and a transmitting transducer at a target position of the ultrasonic irradiation target bone. A discriminating unit for discriminating whether or not the ultrasonic wave is applied; the transmitting transducer transmits an ultrasonic wave having two or more types of frequencies; and the discriminating unit transmits an ultrasonic wave transmitted from the transmitting transducer. When the intensity information of each frequency and the received signal at each frequency is acquired and the attenuation coefficient / frequency calculated from the intensity information indicates a different numerical value for each frequency, the ultrasonic irradiation target bone is placed at the target position. It is an ultrasonic inspection apparatus characterized by discriminating that a transmitting transducer emits ultrasonic waves.
また本発明は、前記判別手段は、前記発信用トランスデューサから発信する超音波の周波数情報を周波数決定手段から取得し、前記受信用トランスデューサが受信した受信信号が記録された記録手段から受信信号の強度情報を取得し、前記発信信号の周波数情報及び前記受信信号の強度情報を利用して、前記受信信号の強度から減衰係数を算出した後に、周波数ごとの減衰係数/周波数を算出することを特徴とする超音波検査装置である。 In the present invention, the discriminating unit obtains the frequency information of the ultrasonic wave transmitted from the transmitting transducer from the frequency determining unit, and the intensity of the received signal from the recording unit in which the received signal received by the receiving transducer is recorded. Obtaining information, calculating the attenuation coefficient / frequency for each frequency after calculating the attenuation coefficient from the intensity of the received signal using the frequency information of the transmission signal and the intensity information of the received signal, This is an ultrasonic inspection apparatus.
さらに本発明は、超音波を発信する発信用トランスデューサ、超音波照射対象骨の長軸方向に伝搬した超音波を受信する受信用トランスデューサ、及び超音波照射対象骨の目的とする位置に発信用トランスデューサが超音波を照射しているかを判別する判別手段を有し、前記発信用トランスデューサは、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数より低い周波数となり、かつ、軟部組織からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波を発信し、前記判別手段は、受信信号に含まれる周波数成分を取得し、発信した超音波の周波数より低い周波数成分を前記受信信号が有している場合は、超音波照射対象骨の目的とする位置に前記発信用トランスデューサが超音波を照射していると判別することを特徴とする超音波検査装置である。 Furthermore, the present invention relates to a transmitting transducer for transmitting ultrasonic waves, a receiving transducer for receiving ultrasonic waves propagated in the longitudinal direction of the ultrasonic irradiation target bone, and a transmitting transducer at a target position of the ultrasonic irradiation target bone. The transmitting transducer has a lower frequency than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, and the transmitted wave from the soft tissue is transmitted. The ultrasonic wave in the frequency region having the same frequency as the frequency of the ultrasonic wave that has been transmitted is transmitted, the determination means acquires a frequency component included in the received signal, and a frequency component lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave is received in the received signal. The transmitting transducer determines that the transmitting transducer is irradiating the ultrasonic wave at the target position of the ultrasonic irradiation target bone. It is a sound wave inspection apparatus.
さらに本発明は、前記判別手段は、前記発信用トランスデューサから発信する超音波の周波数情報を周波数決定手段から取得し、前記受信用トランスデューサが受信した受信信号が記録された記録手段から受信信号の周波数成分を取得し、前記発信信号の周波数情報及び前記受信信号の周波数成分を利用して、前記発信信号及び前記受信信号の周期、外形、又は周波数解析結果を比較することによって、発信した超音波の周波数より低い周波数成分を前記受信信号が有しているか否かを判別することを特徴とする超音波検査装置である。 Furthermore, in the present invention, the discriminating unit acquires the frequency information of the ultrasonic wave transmitted from the transmitting transducer from the frequency determining unit, and the frequency of the received signal from the recording unit in which the received signal received by the receiving transducer is recorded. By acquiring the component, and using the frequency information of the transmission signal and the frequency component of the reception signal, the period of the transmission signal and the reception signal, the external shape, or the frequency analysis result is compared, An ultrasonic inspection apparatus that determines whether or not the received signal has a frequency component lower than a frequency.
さらに本発明は、前記発信用トランスデューサが発信する超音波が400kHz以上であることを特徴とする、超音波検査装置である。 Furthermore, the present invention is the ultrasonic inspection apparatus, wherein the ultrasonic wave transmitted by the transmitting transducer is 400 kHz or more.
さらに本発明は、前記判別手段での判別結果を表示する表示部を備える、超音波検査装置である。 Furthermore, the present invention is an ultrasonic inspection apparatus including a display unit that displays a determination result obtained by the determination unit.
さらに本発明は、超音波照射対象骨の超音波照射位置検査方法において、発信用トランスデューサを超音波照射対象骨の照射位置付近の体表に設置して、2種類以上の周波数を有する超音波を別々に発信する工程、前記超音波照射対象骨付近の体表に設置された受信用トランスデューサで、前記発信用トランスデューサから発信された各超音波の超音波照射対象骨の長軸方向又は軟部組織を伝搬した超音波を受信する工程、超音波照射対象骨の目的とする位置に発信用トランスデューサが超音波を照射しているかを判別する判別手段で、前記発信用トランスデューサから発信した超音波の各周波数と各周波数における前記受信用トランスデューサで受信した受信信号の強度情報を取得し、強度情報から算出される減衰係数/周波数が周波数ごとに異なる数値を示す場合には、超音波照射対象骨の目的とする位置に前記発信用トランスデューサが超音波を照射していると判別する工程とを有する、超音波照射位置検査方法である。 Furthermore, the present invention provides an ultrasonic irradiation position inspection method for an ultrasonic irradiation target bone, wherein a transmitting transducer is installed on a body surface near the irradiation position of the ultrasonic irradiation target bone, and ultrasonic waves having two or more frequencies are used. The step of transmitting separately, the receiving transducer installed on the body surface near the ultrasonic irradiation target bone, the long axis direction or the soft tissue of the ultrasonic irradiation target bone of each ultrasonic wave transmitted from the transmission transducer The step of receiving the propagated ultrasonic wave, the discrimination means for discriminating whether the transmitting transducer is irradiating the ultrasonic wave at the target position of the ultrasonic irradiation target bone, each frequency of the ultrasonic wave transmitted from the transmitting transducer And the intensity information of the received signal received by the receiving transducer at each frequency, and the attenuation coefficient / frequency calculated from the intensity information is When the show different numbers, the originating transducer to a target position of the ultrasonic irradiation target bone and a step of determining that the ultrasonic irradiation, an ultrasonic irradiation position inspection method.
さらに本発明は、超音波照射対象骨の超音波照射位置検査方法において、発信用トランスデューサを超音波照射対象骨の照射位置付近の体表に設置して、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数より低い周波数となり、かつ、軟部組織からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波を発信する工程、前記超音波照射対象骨付近の体表に設置された受信用トランスデューサで、前記発信用トランスデューサから発信された超音波の超音波照射対象骨の長軸方向又は軟部組織を伝搬した超音波を受信する工程、超音波照射対象骨の目的とする位置に発信用トランスデューサが超音波を照射しているかを判別する判別手段で、前記発信用トランスデューサから発信した超音波の周波数と前記受信用トランスデューサで得られた受信信号に含まれる周波数成分を取得し、受信信号が発信した超音波の周波数より低い周波数成分を有している場合には、超音波照射対象骨の目的とする位置に前記発信用トランスデューサが超音波を照射していると判別する工程とを有する、超音波照射位置検査方法である。 Furthermore, the present invention provides an ultrasonic irradiation position inspection method for an ultrasonic irradiation target bone, wherein a transmitting transducer is installed on the body surface near the irradiation position of the ultrasonic irradiation target bone, and a propagation wave from the bone is transmitted A step of transmitting ultrasonic waves in a frequency region where the propagation wave from the soft tissue has the same frequency as the frequency of the transmitted ultrasonic waves, and is set on the body surface near the ultrasonic irradiation target bone. Receiving the ultrasonic wave transmitted from the transmitting transducer, the ultrasonic wave propagating through the long axis direction or the soft tissue of the ultrasonic irradiation target bone, and the target position of the ultrasonic irradiation target bone. A discriminating means for discriminating whether or not the transmitting transducer is irradiated with ultrasonic waves, and the frequency of the ultrasonic waves transmitted from the transmitting transducer and the receiving transducer. If the frequency component included in the received signal obtained by the sensor is acquired and the received signal has a frequency component lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, the ultrasonic signal irradiation target bone is located at the target position. And a step of determining that the transmitting transducer is radiating ultrasonic waves.
本発明によって、骨に超音波を照射するための装置の設置位置を決める際に、骨の形状又は骨の部位による影響が従来方法に比べ減少し、かつ生体に安全な範囲内で、照射位置への正確な超音波の照射を確認できる超音波検査装置又は検査方法を提供することができる。 According to the present invention, when determining the installation position of the device for irradiating the bone with ultrasonic waves, the influence of the shape of the bone or the bone part is reduced as compared with the conventional method, and the irradiation position is within the safe range for the living body. It is possible to provide an ultrasonic inspection apparatus or an inspection method capable of confirming accurate irradiation of ultrasonic waves.
(原理)
本発明は、伝搬する媒体の減衰特性と発信するパルス超音波の特性の関係によって、伝搬波の周波数や強度が異なるという特徴を利用し、超音波の照射位置を確認するものであり、骨に超音波を照射した場合に、照射した骨の長軸方向に伝わる伝搬波を受信用トランスデューサで受信し、その受信信号によって目的とする位置に照射できているかを確認するものである。
本発明において、骨とは皮質骨及び/又は海綿骨等の骨組織を意味し、軟部組織とは皮質骨及び/又は海綿骨等の骨組織以外の軟部組織を意味する。
(principle)
The present invention uses the feature that the frequency and intensity of the propagating wave differ depending on the relationship between the attenuation characteristic of the propagating medium and the characteristic of the transmitted ultrasonic pulse, and confirms the ultrasonic irradiation position. When an ultrasonic wave is irradiated, a propagation wave transmitted in the long axis direction of the irradiated bone is received by a receiving transducer, and it is confirmed whether the target position can be irradiated by the received signal.
In the present invention, bone means bone tissue such as cortical bone and / or cancellous bone, and soft tissue means soft tissue other than bone tissue such as cortical bone and / or cancellous bone.
周波数減衰特性は、減衰係数α、超音波周波数f、比例係数k、周波数の巾乗mを用いて、以下の式で表される。
α=k・fm [dB/cm]
また、受信信号の強度Iと減衰係数αは、以下の関係で表される。
I∝exp(−α)
The frequency attenuation characteristic is expressed by the following equation using an attenuation coefficient α, an ultrasonic frequency f, a proportional coefficient k, and a frequency power m.
α = k · f m [dB / cm]
Also, the received signal strength I and the attenuation coefficient α are expressed by the following relationship.
I∝exp (-α)
上記式において、軟部組織は、mはほぼ1、kは0.5から2程度とされており、周波数のおよそ1乗に比例して増大する傾向を示す。つまり、α/fはfに依存せず一定となる。一方、骨は軟部組織に比べk、m共に大きく、α/fはfに依存し傾きを持つ。したがって、同一長さの骨と軟部組織に、同一周波数の超音波を伝搬させた場合、軟部組織に比べ骨はより減衰しながら伝搬する。さらにαは、受信信号の強度と上記式の関係を持つことから、受信信号の強度を測定することで、算出することができる。 In the above formula, the soft tissue has m of approximately 1 and k of approximately 0.5 to 2, and tends to increase in proportion to the first power of the frequency. That is, α / f is constant without depending on f. On the other hand, bone is larger in both k and m than soft tissue, and α / f has an inclination depending on f. Therefore, when ultrasonic waves having the same frequency are propagated to the bone and soft tissue having the same length, the bone propagates while being attenuated more than the soft tissue. Furthermore, since α has the relationship of the received signal strength and the above equation, α can be calculated by measuring the received signal strength.
また、発信用トランスデューサから発信する超音波が、周波数fHzのパルス超音波であるとき、その超音波に含まれる周波数は、fHzの周波数と、パルス超音波の立ち上がりと立ち下がりに含まれるfHz以外の周波数となる。 When the ultrasonic wave transmitted from the transmitting transducer is a pulse ultrasonic wave having a frequency of fHz, the frequency included in the ultrasonic wave is a frequency other than fHz and fHz included in the rising and falling edges of the pulse ultrasonic wave. It becomes frequency.
周波数fHzのN個の波を繰り返し周波数1Hzで照射したときのパルス超音波に含まれる周波数の強度分布を、図14に示す。周波数fHzのN個の波を繰り返し周波数1Hzで照射したときのパルス超音波に含まれる周波数の強度分布は、周波数fHzに最も大きなピークを持ち、fHzを中心として、低周波数領域、高周波数領域それぞれにN−1個の小さなピークを持つ分布となる。 FIG. 14 shows the intensity distribution of the frequency included in the pulsed ultrasonic wave when N waves having a frequency of fHz are repeatedly irradiated at a frequency of 1 Hz. The intensity distribution of the frequency contained in the pulsed ultrasonic wave when N waves with a frequency of fHz are repeatedly emitted at a frequency of 1 Hz has the largest peak at the frequency fHz, and each of the low frequency region and the high frequency region centered on fHz. Distribution with N-1 small peaks.
したがって、周波数fHzのパルス超音波を伝搬させる系において、fHzの成分の減衰が小さく、伝搬波の強度分布におけるfHzの割合が、発信する超音波のfHz以外の周波数成分の割合よりも大きい場合、伝搬波の周波数は発信する超音波と同一の周波数fHzとなる。周波数fHzのパルス超音波を伝搬させる系において、fHzの成分の減衰が大きく、伝搬波の強度分布におけるfHzの割合が、発信する超音波のfHz以外の周波数成分の割合よりも小さい場合、伝搬波の周波数は発信する超音波の周波数fHzより低い周波数となる。 Therefore, in a system in which pulsed ultrasonic waves having a frequency of fHz are propagated, when the attenuation of the fHz component is small and the ratio of fHz in the intensity distribution of the propagation wave is larger than the ratio of frequency components other than fHz of the transmitted ultrasonic wave, The frequency of the propagating wave is the same frequency fHz as the transmitted ultrasonic wave. In a system for propagating pulsed ultrasonic waves having a frequency of fHz, when the attenuation of the fHz component is large and the ratio of fHz in the intensity distribution of the propagating wave is smaller than the ratio of frequency components other than fHz of the transmitted ultrasonic wave, the propagating wave This frequency is lower than the frequency fHz of the transmitted ultrasonic wave.
本発明は、骨と軟部組織の周波数減衰特性の違いと、パルス超音波の特性を利用し、受信信号の周波数情報を評価することにより、骨への照射を確認する。 The present invention confirms the irradiation to the bone by evaluating the frequency information of the received signal using the difference in frequency attenuation characteristics between bone and soft tissue and the characteristics of pulsed ultrasound.
(判別方法)
受信信号の周波数情報とは、具体的に、(A)発信用トランスデューサから発信した超音波の各周波数fnにおける受信信号の強度Inより算出される減衰係数αnと、(B)受信信号に含まれる周波数成分である。これら二種類の周波数情報から、骨への超音波の照射を確認するための判別方法として、二つの方法を提案する。
(Determination method)
And frequency information of the received signal, specifically, (A) and attenuation coefficient alpha n calculated from the intensity I n of the received signal at each frequency f n of the outgoing ultrasound from the transmitting transducer, (B) the received signal It is a frequency component contained in. From these two types of frequency information, two methods are proposed as a discrimination method for confirming the irradiation of ultrasonic waves to the bone.
(A)の情報を利用する方法では、周波数を数通り変化させて発信し、各周波数fnにおける受信信号の強度Inより算出される減衰係数αnを評価することで判別する方法である。この方法で判別する場合、判別情報として用いる、受信信号の周波数情報は、発信用トランスデューサから発信した超音波の各周波数fnと、各周波数fnにおける受信信号の強度Inより算出される減衰係数αnである。この場合、α/fがfに対して傾きを持てば骨に照射されていると判断する。骨に照射していない場合、すなわち軟部組織を伝搬している場合は、軟部組織のmは、ほぼ1であるので、α/fは周波数fに影響されずに、fに対して傾きを持たないからである。一方、骨に照射している場合は、骨のmは1より大きいので、α/fは周波数fに影響されて、fに対して傾きを持つことになる。 In the method using the information of (A), it is a method of determining by originating by changing a few streets frequency, to evaluate the attenuation coefficient alpha n calculated from the intensity I n of the received signal at each frequency f n . In determining in this way, is used as the discrimination information, frequency information of the received signal, and the frequency f n of the ultrasonic wave transmitted from the transmitting transducer, the attenuation is calculated from the intensity I n of the received signal at each frequency f n The coefficient α n . In this case, if α / f has an inclination with respect to f, it is determined that the bone is irradiated. When the bone is not irradiated, that is, when propagating through the soft tissue, since m of the soft tissue is approximately 1, α / f has an inclination with respect to f without being influenced by the frequency f. Because there is no. On the other hand, when the bone is irradiated, m of the bone is larger than 1, so α / f is influenced by the frequency f and has an inclination with respect to f.
(A)の場合において、受信信号が2つ以上ある場合、それぞれにおいて、fに対するα/fの傾きを評価し、1つでも傾きを持つ受信信号があれば骨に照射されていると判断する。α/fがfに対して傾きをほぼ持たなければ骨に照射されていないと判断する。受信信号が2つ以上ある場合、それぞれにおいて、fに対するα/fの傾きを評価する。それぞれにおいて、fに対するα/fの傾きを評価し、全ての受信信号が傾きを持たなければ骨に照射されていないと判断する。 In the case of (A), when there are two or more received signals, the inclination of α / f with respect to f is evaluated in each case, and if there is even one received signal having an inclination, it is determined that the bone is irradiated. . If α / f has almost no inclination with respect to f, it is determined that the bone is not irradiated. When there are two or more received signals, the inclination of α / f with respect to f is evaluated in each case. In each, the inclination of α / f with respect to f is evaluated, and if all the received signals have no inclination, it is determined that the bone is not irradiated.
(B)の情報を利用する方法では、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数より低い周波数、軟部組織からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波を発信し、受信信号に含まれる周波数成分を評価することで判別する方法である。この方法で判別する場合、判別情報として用いる、受信信号の周波数情報は、受信信号に含まれる周波数成分である。この場合、受信信号が発信した超音波の周波数より低い周波数であれば骨に照射されていると判断する。受信信号が2つ以上ある場合、それぞれにおいて、周波数成分を評価し、1つでも発信した超音波の周波数より低い周波数の受信信号があれば骨に照射されていると判断する。受信信号が発信した超音波の周波数と同一であれば骨に照射されていないと判断する。受信信号が2つ以上ある場合、それぞれにおいて、周波数成分を評価し、全ての受信信号が発信した超音波の周波数と同一であれば骨に照射されていないと判断する。 In the method using the information in (B), the propagation wave from the bone has a frequency lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, and the propagation wave from the soft tissue has a frequency domain super frequency that is the same as the frequency of the transmitted ultrasonic wave. In this method, a sound wave is transmitted and the frequency component included in the received signal is evaluated. When discriminating by this method, the frequency information of the received signal used as discrimination information is a frequency component included in the received signal. In this case, if the received signal has a frequency lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, it is determined that the bone is irradiated. When there are two or more received signals, frequency components are evaluated in each of them, and if there is a received signal having a frequency lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, it is determined that the bone is irradiated. If the received signal has the same frequency as the transmitted ultrasonic wave, it is determined that the bone is not irradiated. When there are two or more received signals, the frequency components are evaluated in each, and if all the received signals have the same frequency as the transmitted ultrasonic wave, it is determined that the bone is not irradiated.
伝搬波の周波数情報で判別するこの方法は、発信用トランスデューサから発信する超音波の伝搬波を受信できる箇所であれば受信用トランスデューサの設置はどこでもよい。 In this method of discriminating based on the frequency information of the propagation wave, the receiving transducer may be installed anywhere as long as the ultrasonic wave transmitted from the transmitting transducer can be received.
(具体例)
受信信号の周波数情報の評価において、周波数を2種類以上変化させて発信し、各周波数fn[MHz]における受信信号の強度In[W/cm2]より算出される減衰係数αn[dB/cm]を評価することで判別する方法(A)の場合、発信用超音波の周波数をf1、f2、f3のように数通りに変化させ、それぞれの周波数における受信信号の強度I1、I2、I3を取得し、減衰係数α1、α2、α3を算出する。これらを基に、α/f[dB/(cm・MHz)]とf[MHz]の関係を導き、f[MHz]に対するα/fの傾きを評価する。例えば、αn/fn−αn−1/fn―1≠0であれば傾きを持つと決めて評価する。この方法の場合、周波数は、どの周波数でもよく、伝搬波の受信が可能かつ生体に安全な範囲内の出力であればよい。骨からの伝搬波が発信した超音波の周波数より低い周波数となる周波数領域の超音波を用いる場合、パルス超音波の立ち上がりと立ち下がりに含まれる強度の小さい周波数領域で評価することになるため、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波を用いる方が好ましい。
(Concrete example)
In the evaluation of the frequency information of the received signal, transmission is performed by changing two or more frequencies, and the attenuation coefficient α n [dB] calculated from the received signal intensity I n [W / cm 2 ] at each frequency f n [MHz]. In the case of the method (A) for discriminating by evaluating / cm], the frequency of the transmitting ultrasonic wave is changed in several ways, such as f1, f2, and f3, and the received signal intensities I1, I2, I3 is acquired, and attenuation coefficients α1, α2, and α3 are calculated. Based on these, the relationship between α / f [dB / (cm · MHz)] and f [MHz] is derived, and the slope of α / f with respect to f [MHz] is evaluated. For example, if α n / f n −α n−1 / f n−1 ≠ 0, it is determined that it has a slope and evaluated. In the case of this method, the frequency may be any frequency as long as the output is within a range in which a propagation wave can be received and is safe for a living body. When using ultrasonic waves in a frequency region that is lower than the frequency of the ultrasonic waves transmitted from the bone, since the evaluation will be performed in the frequency region of low intensity included in the rise and fall of the pulse ultrasonic wave, It is preferable to use the ultrasonic wave in the frequency region having the same frequency as the frequency of the transmitted ultrasonic wave as the propagation wave from the bone.
具体的には、周波数が約150kHz以下の超音波が好ましい。本発明者らの実験によると、骨からの伝搬波が発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波は、4cmの骨においては300kHz以下、20cmの骨においては150kHz以下であることを確認している。従って、周波数を数通り変化させて発信し、各周波数fnにおける受信信号の強度Inより算出される減衰係数αnを評価することで判別する方法では、両トランスデューサの設置位置を限定せずに十分に判別基準とする伝搬波を受信可能であるので、150kHz以下の周波数が好ましい。 Specifically, an ultrasonic wave having a frequency of about 150 kHz or less is preferable. According to the experiments by the present inventors, the ultrasonic wave in the frequency region having the same frequency as the ultrasonic wave transmitted from the bone is 300 kHz or less for a 4 cm bone and 150 kHz or less for a 20 cm bone. Confirm that there is. Accordingly, in the method for determination by originating by changing a few streets frequency, to evaluate the attenuation coefficient alpha n calculated from the intensity I n of the received signal at each frequency f n, without limiting the installation position of the two transducer Therefore, a frequency of 150 kHz or less is preferable because it is possible to receive a propagating wave that is a sufficient discrimination criterion.
例えば、発信用超音波の周波数fを100kHzから150kHzまで10kHzごとに変化させ、それぞれの周波数における受信信号の強度を測定し、α/fを算出する。fに対してα/fが傾きを持てば骨に照射されていると判断し、α/fが傾きを持たなければ、骨に照射されていないと判断する。 For example, the frequency f of the transmitting ultrasonic wave is changed every 100 kHz from 100 kHz to 150 kHz, the intensity of the received signal at each frequency is measured, and α / f is calculated. If α / f has an inclination with respect to f, it is determined that the bone is irradiated. If α / f does not have an inclination, it is determined that the bone is not irradiated.
受信信号の周波数情報の評価において、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数より低い周波数であって、かつ軟部組織からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波を発信し、受信信号に含まれる周波数成分を評価することで判別する方法(B)の場合、fHzの超音波を発信したときの受信信号の周波数f0を取得する。受信信号の周波数f0は、受信信号の周期や外形を観察する、あるいは周波数解析を行うことで取得できる。受信信号の周波数f0は、発信超音波の周波数fの相対的な評価ができる情報であればよい。この方法の場合、特には500kHz以上の超音波が好ましい。本発明者らの実験によると、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数より低い周波数、軟部組織からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波は、4cmの骨においては400kHz以上、20cmの骨においては200kHz以上であることを確認している。従って、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数より低い周波数であって、かつ、軟部組織からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波を発信し、受信信号に含まれる周波数成分を評価することで判別する方法では、両トランスデューサの設置位置を限定せずに十分に判別基準とする伝搬波を受信可能であるので、400kHz以上の周波数が好ましい。より好ましくは、500kHz以上である。 In the evaluation of the frequency information of the received signal, the frequency range where the propagation wave from the bone is lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave and the propagation wave from the soft tissue is the same frequency as the frequency of the transmitted ultrasonic wave. In the case of the method (B) for discriminating by evaluating the frequency component included in the received signal, the frequency f 0 of the received signal when the fHz ultrasonic wave is transmitted is acquired. The frequency f 0 of the received signal can be obtained by observing the period and outer shape of the received signal or performing frequency analysis. The frequency f 0 of the received signal may be information that allows relative evaluation of the frequency f of the transmitted ultrasonic wave. In the case of this method, an ultrasonic wave of 500 kHz or more is particularly preferable. According to the experiments by the present inventors, the propagation wave from the bone has a frequency lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, and the propagation wave from the soft tissue has the same frequency as the frequency of the transmitted ultrasonic wave. It has been confirmed that it is 400 kHz or more for a 4 cm bone and 200 kHz or more for a 20 cm bone. Therefore, the propagation wave from the bone has a frequency lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, and the propagation wave from the soft tissue transmits the ultrasonic wave in the frequency region having the same frequency as the frequency of the transmitted ultrasonic wave. In the method of discriminating by evaluating the frequency component included in the received signal, it is possible to receive a propagation wave as a discriminating reference sufficiently without limiting the installation positions of both transducers, so a frequency of 400 kHz or higher is preferable. More preferably, it is 500 kHz or more.
例えば、周波数800kHzの超音波を発信したときの受信信号に、100kHzの信号が存在する場合、骨に照射されていると判断し、800kHzの信号のみである場合、骨に照射されていないと判断する。 For example, if there is a 100 kHz signal in the received signal when an ultrasonic wave having a frequency of 800 kHz is transmitted, it is determined that the bone is irradiated, and if only the 800 kHz signal is determined, the bone is not irradiated. To do.
また、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波、及び、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数より低い周波数となり、かつ軟部組織からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波、それぞれの周波数領域の超音波を、タイミングを変えて発信してもよい。このように二種類の周波数の超音波を発信する場合は、どちらか一種類の超音波を照射して判別する場合よりも判別に用いる情報や判別に至るまでの段階が増えるため、骨への照射の検出精度は高くなる。 In addition, the propagation wave from the bone has the same frequency as the frequency of the transmitted ultrasonic wave, and the propagation wave from the bone has a frequency lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, and from the soft tissue. Propagation waves may be transmitted at different timings, with ultrasonic waves in the frequency domain having the same frequency as the frequency of the transmitted ultrasonic waves, and ultrasonic waves in the respective frequency domains. In this way, when transmitting ultrasonic waves of two types of frequencies, the information used for discrimination and the stage until discrimination are increased compared to the case of discriminating by irradiating either one type of ultrasonic wave. Irradiation detection accuracy is increased.
(適用例1)
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。なお、本発明は図示の実施例に限定されるものではない。
大腿骨骨折治療への本発明の適用例を、図1に示す。
(Application example 1)
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. The present invention is not limited to the illustrated embodiment.
An example of application of the present invention to the treatment of femoral fracture is shown in FIG.
発信側に関して、骨折部位3を治療するときには、医療機関で決定された装着位置に発信用トランスデューサ4を設置し、固定手段10を用いて大腿に装着する。固定手段10は、発信用トランスデューサ4を体表12に固定できるものであればよく、例えばベルト等を用いる。このとき、発信用トランスデューサ4と体表12との間に、超音波伝搬物質7を介在させる。超音波伝搬物質7は、超音波を伝搬するものであればよく、例えば水や超音波ゲル等が好適である。このとき発信用トランスデューサ4から発信される超音波は、治療用及び/又は診断用並びに検査用、あるいは検査用のみどちらでもよい。検査用のみとする場合は、治療又は診断用装置と別装置の形態をとることができる。
Regarding the transmitting side, when treating the
受信側に関して、大腿骨2付近の体表12の、発信用トランスデューサ4を設置した箇所とは別の箇所に、受信用のトランスデューサ5を固定する。受信用トランスデューサ5の固定は、発信用トランスデューサ4と同様、固定手段11を用いて固定する。受信用トランスデューサ5と体表12との間にも超音波伝搬物質7を介在させる。
On the receiving side, the receiving
受信用トランスデューサ5の設置箇所は、発信用トランスデューサから発信する超音波の骨からの伝搬波を受信できる箇所であれば受信用トランスデューサの設置はどこでもよい。超音波は直進性を持つことから、骨からの伝搬波をより効率よく受信するためには、治療対象である骨に近い体表かつ治療対象骨の近位端や遠位端が好ましい。例えば、治療する骨が大腿骨であれば、大腿骨外側上顆付近や大腿骨内側上顆付近又は大腿骨大転子等となる。図2では、大腿骨外側上顆付近に受信用トランスデューサ5を設置している。他の例として、上腕骨を治療する際には、上腕骨外側上顆付近や上腕骨内側上顆付近に、受信用トランスデューサを設置するとよい。
The receiving
このように、受信用トランスデューサ5を骨からの伝搬波を伝搬した超音波を受信できる場所に設置し、得られる受信信号の周波数情報を評価することによって、発信用トランスデューサの正確な照射位置の確認が可能となる。このとき、骨折位置への正確な照射を確認するタイミングは、発信用トランスデューサ4から発信可能な超音波が治療用及び/又は診断用並びに検査用である場合、治療開始前、治療中、治療終了後のどのタイミングでも行うことができ、検査用のみである場合、治療開始前、治療終了後となる。
As described above, the receiving
(装置の構成1)
装置構成要素の一例を、図2に示す。
検査装置本体6は、発信回路13、受信回路14、周波数決定手段17、記録手段18および判別手段19を含む制御手段15、電力供給手段16、並びに表示部20を備えている。
(Device configuration 1)
An example of device components is shown in FIG.
The
実際の装置の動きを以下に記述する。まず、発信超音波の周波数を周波数決定手段17により決定し、その周波数下での判別条件を決定する。たとえば、発信用トランスデューサ4より発信する超音波の周波数を150kHz以下に設定して、周波数を数通りに変化させて発信し、各周波数fnにおける受信信号の強度Inより算出される減衰係数αnを評価することで判別する方法(A)を用いる場合、判別条件をfに対するα/fの傾きとする。発信用トランスデューサ4より発信する超音波の周波数を500kHz以上に設定して、受信信号に含まれる周波数成分を評価することで判別する方法(B)を用いる場合、判別条件を受信信号に含まれる周波数成分とする。
The actual device movement is described below. First, the frequency of the transmitted ultrasonic wave is determined by the
次に、電力供給手段16から電力を供給された制御手段15は、発信回路13に駆動信号を送る。駆動信号を受信した発信回路13はケーブル8を介して発信用トランスデューサ4に信号を送り、発信用トランスデューサ4は超音波を発信する。このとき受信側は、制御手段15が発信回路13に駆動信号を送る、あるいは停止するタイミングでトリガ信号を受信回路14に送り、信号検知を開始する、あるいは、受信回路にある一定以上の電圧値を検知した時に受信回路14の信号検知を開始する。ここで、電力供給手段16は、具体的には、内蔵電源あるいは外部電源等が挙げられる。
Next, the
受信用トランスデューサ5より受信した超音波は電気信号に変換され、ケーブル9を介して受信回路14に送られる。検知した信号は記録手段18により記録され、発信超音波の周波数から決定された判別情報を基に、判別手段19を用いて判別される。その結果は表示部20により表示され、骨に照射されているか否かの判別が可能となる。ここで、記録手段18は、具体的には、半導体メモリ等が挙げられる。また表示部20は、具体的には、結果を文字で表示するLCDや点灯で表示するLED等が挙げられる。
The ultrasonic wave received from the receiving
治療前の使用時で正しい照射位置であると判断した場合、検査装置本体6で治療用又は診断用超音波の発信が可能であるときは、発信回路13は検査用の信号から治療用又は診断用の信号に切り替えて、治療又は診断を開始する。検査装置本体6が検査用の超音波のみ発信が可能であるときは、治療又は診断用の装置に切り替えて、治療又は診断を開始する。
When it is determined that the irradiation position is correct at the time of use before treatment, when the
(適用例2)
本発明の超音波の発信と受信の機構を二つの装置で実現した例を、図3に示す。
発信機構21は、発信用トランスデューサ4を介して検査用超音波のみ、又は検査用超音波並びに治療用超音波及び/もしくは診断用超音波を発信可能であり、受信機構22は受信用トランスデューサ5を介して受信した超音波を電気信号に変換し、あらかじめ入力されている判別条件を元に、照射位置の適否を判定する。本形態では、各装置の小型化、発信機構21からのノイズ除去によるS/Nの向上を図ることができる。
(Application example 2)
FIG. 3 shows an example in which the transmission and reception mechanisms of ultrasonic waves according to the present invention are realized by two devices.
The
(装置の構成2)
発信機構21と受信機構22を二つの装置で実現した場合の、発信機構の一例を図4に、受信機構の一例を図5に示す。
発信機構21は、発信回路13、制御手段15、電力供給手段16、発信用トランスデューサ4、及びケーブル8を備える。受信機構22は、受信回路14、制御手段15、電力供給手段16、周波数決定手段17、記録手段18、判別手段19、表示部20、受信用トランスデューサ5、及びケーブル9を備える。
(Device configuration 2)
FIG. 4 shows an example of the transmission mechanism and FIG. 5 shows an example of the reception mechanism when the
The
それぞれの構成要素の作用などは、上述した実施例と同様で構成してもよい。この場合、受信側は、制御手段15が発信回路13に駆動信号を送る、あるいは停止するタイミングでトリガ信号をケーブル(図示せず)もしくは無線(図示せず)等により受信回路14に送ることで、受信回路14の信号検知を開始する、あるいは、受信回路にある一定以上の電圧値を検知した時に受信回路14の信号検知を開始することで、受信タイミングを容易に調製できる。また、治療前の使用時で正しい照射位置であると判断した場合、前記ケーブルもしくは無線等により発信機構へ信号を送り、発信用トランスデューサの検査用超音波を治療又は診断用超音波へ切り替えることができる。
You may comprise the effect | action of each component, etc. similarly to the Example mentioned above. In this case, the receiving side sends a trigger signal to the
(照射条件)
治療用超音波には、骨折治療に適切な条件の超音波を用いる。例えば適切な超音波条件の一つとして、1.5MHzの周波数、200μsのバースト幅、1kHzの繰り返し周波数、超音波出力の時間平均と空間平均が30mW/cm2の超音波が好ましい。
検査用超音波に関しては、上述のとおりである。出力に関しては、さらに、超音波診断装置として生体に安全な範囲で使用するため、MI(Mechanical Index)が1.0以下となるような生体への安全性を保てる範囲の出力で使用する。MIとは、負音圧の最大値を周波数の平方根で割った式で定義される値で、負音圧により発生した空洞が消失する際の生体への影響の可能性を示す機械的指標である。
(Irradiation conditions)
As the therapeutic ultrasonic waves, ultrasonic waves having conditions suitable for fracture treatment are used. For example, as one of suitable ultrasonic conditions, a 1.5 MHz frequency, a 200 μs burst width, a 1 kHz repetition frequency, an ultrasonic wave with a time average and a spatial average of 30 mW / cm 2 are preferable.
The inspection ultrasonic waves are as described above. Further, since the ultrasonic diagnostic apparatus is used within a safe range for the living body, the output is used within the range where the safety to the living body can be maintained such that MI (Mechanical Index) is 1.0 or less. MI is a value defined by an expression obtained by dividing the maximum value of negative sound pressure by the square root of the frequency, and is a mechanical index indicating the possibility of an influence on a living body when a cavity generated by negative sound pressure disappears. is there.
(超音波照射位置の確認方法)
発信用トランスデューサの超音波照射位置を確認する例を述べる。正しく照射位置へ発信用トランスデューサ4が設置されている場合、超音波が骨折部位3に照射される。骨折部位3に照射された超音波は大腿骨2の長軸方向に伝わり、骨を伝搬した超音波を、受信用トランスデューサ5を用いて受信する。
(Confirmation method of ultrasonic irradiation position)
An example of confirming the ultrasonic irradiation position of the transmitting transducer will be described. When the transmitting
判別手段19には、周波数を数通り変化させて発信し、各周波数fnにおける受信信号の強度Inより算出される減衰係数αnを評価することで判別する方法(A)、あるいは受信信号に含まれる周波数成分で判別する方法(B)の二つの手段が考えられる。二つの手段のうち片方を用いても、両方を組み合わせて用いてもよい。両方を組み合わせて用いる場合は、どちらか一方の手段により判別する場合よりも骨への照射の検出精度は高くなる。 The determination means 19 transmits by changing a few streets frequency, how to determine by evaluating the attenuation coefficient alpha n calculated from the intensity I n of the received signal at each frequency f n (A), or the received signal Two means of the method (B) for discriminating by the frequency component contained in the above are conceivable. One of the two means may be used, or both may be used in combination. When both are used in combination, the accuracy of detection of irradiation to the bone is higher than when discrimination is made by either means.
周波数を数通り変化させて発信し、各周波数fnにおける受信信号の強度Inより算出される減衰係数αnを評価することで判別する場合の、判別手段19による判別方法の例を図6に示す。発信用トランスデューサ4から周波数f1、f2、f3の超音波を発信したときに、それぞれの超音波に対して受信用トランスデューサ5で受信した伝搬波の強度より算出される減衰係数をα1、α2、α3とする。伝搬波の強度より減衰係数を算出する際は、以下の式を用いる。発信超音波の出力をI0と表記している。
α ∝ −log(In/I0)
縦軸にα1/f1、α2/f2、α3/f3、横軸にf1、f2、f3をとり描いたグラフにおいて、α/fがfに対して傾きを持った場合(図6a)、発信用トランスデューサ4が正しく照射位置へ設置されていると判断し、その結果が情報として表示部20に示されることから、超音波が骨折部位3に照射されていることが分かる。受信信号が二つ以上ある場合、それぞれにおいて、fに対するα/fの傾きを評価し、1つでも傾きを持つ受信信号があれば、発信用トランスデューサ4が正しく照射位置へ設置されていると判断する。一方、縦軸にα1/f1、α2/f2、α3/f3、横軸にf1、f2、f3をとって描いたグラフにおいて、α/fがfに対して傾きをほぼ持たず一定となった場合(図6b)、発信用トランスデューサ4が正しく照射位置へ設置されていないと判断し、その結果が情報として表示部20に示されることから、超音波が骨折部位3に照射されていないことが分かる。受信信号が二つ以上ある場合、それぞれにおいて、fに対するα/fの傾きを評価し、すべての受信信号が傾きを持たなければ、発信用トランスデューサ4が正しく照射位置へ設置されていないと判断する。この場合は、発信用トランスデューサの設置位置や向きを変えて、α/fがfに対して傾きを持ったグラフを描くようになるまで、操作を繰り返す。
When determining by originating by changing a few streets frequency, to evaluate the attenuation coefficient alpha n calculated from the intensity I n of the received signal at each frequency f n, the example of determining method by the discrimination means 19 6 Shown in When ultrasonic waves having frequencies f1, f2, and f3 are transmitted from the transmitting
α ∝ -log (I n / I 0 )
In the graph with α1 / f1, α2 / f2, α3 / f3 on the vertical axis and f1, f2, and f3 on the horizontal axis, α / f has an inclination with respect to f (FIG. 6a). Since it is determined that the
受信信号に含まれる周波数成分で判別する場合(B)の、判別手段19による判別方法の例を図7から図10に示す。発信用トランスデューサ4から周波数fHzの超音波を発信したときに、受信用トランスデューサ5で受信される伝搬波において、fHz以外の周波数成分を含み複数の周波数の波が重ね合い乱れた正弦波を検知(図7)、あるいは受信信号が複数あるうち一つでもfHzより低い周波数の受信信号を検知(図8)、あるいはFFT解析後fHzより低い周波数領域に最も大きいピークが検知された場合(図9)、発信用トランスデューサ4が正しく照射位置へ設置されていると判断し、その結果が情報として表示部20に示されることから、超音波が骨折部位3に照射されていることが分かる。一方、発信用トランスデューサ4から周波数fHzの超音波を発信したときに、受信用トランスデューサ5で受信される伝搬波において、周波数fHzの正弦波を一つ(図10)、受信信号が複数ある場合は全てにおいて周波数fHzの正弦波を検知(図11)、あるいはFFT解析後fHzに最も大きいピークが検知された場合(図12)、発信用トランスデューサ4が正しく照射位置へ設置されていないと判断し、その結果が情報として表示部20に示されることから、超音波が骨折部位3に照射されていないことが分かる。この場合は、発信用トランスデューサの設置位置や向きを変えて、乱れた正弦波を検知あるいはFFT解析後複数のピークが検知されるまで、操作を繰り返す。
FIGS. 7 to 10 show examples of the discrimination method by the discrimination means 19 when discriminating by the frequency component included in the received signal (B). When an ultrasonic wave having a frequency of fHz is transmitted from the transmitting
骨折位置への正確な照射を確認するタイミングが治療又は診断前であれば、正しい照射位置であると判断した場合、発信用トランスデューサ4から照射する超音波を検査用超音波から治療用又は診断用超音波に変更あるいは検査用装置から治療又は診断用超音波用装置に変更し、治療又は診断を開始する。
If the timing for confirming accurate irradiation to the fracture position is before treatment or diagnosis, if it is determined that the irradiation position is correct, the ultrasonic wave emitted from the transmitting
骨折位置への正確な照射を確認するタイミングが治療中であれば、治療用超音波を照射しながら、1kHzの繰り返し周波数即ち繰り返し周期1msのうち、治療目的の超音波を照射しない800μsの時間に、所定の間隔で検査用超音波を照射することで判別することもできる。治療又は診断中に行う場合、発信用トランスデューサ4の位置が正しくないときに、表示部20により患者に治療用トランスデューサの設置が正しくないことを常時伝えることができ、発信用トランスデューサ4の位置を正すことにより、治療効果の向上が期待できる。
If the timing for confirming the accurate irradiation to the fracture position is under treatment, the therapeutic ultrasonic wave is irradiated, and the repetition frequency of 1 kHz, that is, the repetition period of 1 ms, is at a time of 800 μs where the ultrasonic wave for treatment is not irradiated. It can also be determined by irradiating the inspection ultrasonic wave at a predetermined interval. When performing the treatment or diagnosis, when the position of the transmitting
治療中に位置の確認を行う場合について、本実施例を用いた例を具体的に述べる。発信用トランスデューサ4を駆動する電気信号を図13に示す。まず200μs幅の治療又は診断用超音波を発信し、その後400s後にバースト幅Tの検査用超音波を発信する。次の治療又は診断用超音波を送る前の残りの時間に、骨経由の超音波伝搬時間遅れを考慮した判別区間を設けて、受信用トランスデューサ5で骨を伝搬した検査用超音波を検知し、発信用トランスデューサの位置の適否を判別する。検査用超音波は、治療又は診断用超音波を10回送るごとに1回送る方法も可能である。他の方式として、治療又は診断目的の超音波を照射しない前記800μsの間に例えば200μsの間隔で3回だけ検査用超音波を照射することもできる。
An example using the present embodiment will be specifically described in the case of confirming the position during treatment. An electric signal for driving the transmitting
1. 軟部組織
2. 大腿骨
3. 骨折部位
4. 発信用トランスデューサ
5. 受信用トランスデューサ
6. 検査装置本体
7. 超音波伝搬物質
8. 発信用ケーブル
9. 受信用ケーブル
10.固定手段
11.固定手段
12.体表
13.発信回路
14.受信回路
15.制御手段
16.電力供給手段
17.周波数決定手段
18.記録手段
19.判別手段
20.表示部
21.発信機構
22.受信機構
1. 1.
Claims (8)
前記発信用トランスデューサは、2種類以上の周波数を有する超音波を発信し、
前記判別手段は、前記発信用トランスデューサから発信した超音波の各周波数と各周波数における受信信号の強度情報を取得し、前記強度情報から算出される減衰係数/周波数が周波数ごとに異なる数値を示す場合には、超音波照射対象骨の目的とする位置に前記発信用トランスデューサが超音波を照射していると判別することを特徴とする超音波検査装置。 A transmitting transducer for transmitting ultrasonic waves, a receiving transducer for receiving ultrasonic waves propagated in the longitudinal direction of the bone to be irradiated with ultrasonic waves, and a transmitting transducer for irradiating ultrasonic waves to the target position of the bone to be irradiated with ultrasonic waves Having a determining means for determining whether or not
The transmitting transducer transmits ultrasonic waves having two or more frequencies,
The discrimination means acquires each frequency of the ultrasonic wave transmitted from the transmitting transducer and the intensity information of the received signal at each frequency, and the attenuation coefficient / frequency calculated from the intensity information indicates a different numerical value for each frequency In the ultrasonic inspection apparatus, it is determined that the transmitting transducer is irradiating ultrasonic waves at a target position of an ultrasonic irradiation target bone.
前記発信用トランスデューサは、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数より低い周波数となり、かつ、軟部組織からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波を発信し、
前記判別手段は、受信信号に含まれる周波数成分を取得し、発信した超音波の周波数より低い周波数成分を前記受信信号が有している場合は、超音波照射対象骨の目的とする位置に前記発信用トランスデューサが超音波を照射していると判別することを特徴とする超音波検査装置。 A transmitting transducer for transmitting ultrasonic waves, a receiving transducer for receiving ultrasonic waves propagated in the longitudinal direction of the bone to be irradiated with ultrasonic waves, and a transmitting transducer for irradiating ultrasonic waves to the target position of the bone to be irradiated with ultrasonic waves Having a determining means for determining whether or not
In the transmitting transducer, the propagation wave from the bone has a frequency lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, and the propagation wave from the soft tissue has an ultrasonic frequency in the frequency region that is the same as the frequency of the transmitted ultrasonic wave. Outgoing,
The discriminating means obtains a frequency component included in the received signal, and when the received signal has a frequency component lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, An ultrasonic inspection apparatus characterized by discriminating that a transmitting transducer emits ultrasonic waves.
発信用トランスデューサを超音波照射対象骨の照射位置付近の体表に設置して、2種類以上の周波数を有する超音波を別々に発信する工程、
前記超音波照射対象骨付近の体表に設置された受信用トランスデューサで、前記発信用トランスデューサから発信された各超音波の超音波照射対象骨の長軸方向又は軟部組織を伝搬した超音波を受信する工程、
超音波照射対象骨の目的とする位置に発信用トランスデューサが超音波を照射しているかを判別する判別手段で、前記発信用トランスデューサから発信した超音波の各周波数と各周波数における前記受信用トランスデューサで受信した受信信号の強度情報を取得し、強度情報から算出される減衰係数/周波数が周波数ごとに異なる数値を示す場合には、超音波照射対象骨の目的とする位置に前記発信用トランスデューサが超音波を照射していると判別する工程とを有する、超音波照射位置検査方法。 In the ultrasonic irradiation position inspection method for the ultrasonic irradiation target bone,
A step of separately transmitting ultrasonic waves having two or more types of frequencies by installing a transmitting transducer on the body surface near the irradiation position of the bone to be irradiated with ultrasonic waves;
The receiving transducer installed on the body surface near the ultrasonic irradiation target bone receives the ultrasonic wave transmitted from the transmitting transducer and transmitted through the long axis direction of the ultrasonic irradiation target bone or the soft tissue. The process of
A discriminating means for discriminating whether or not the transmitting transducer irradiates ultrasonic waves at a target position of the bone to be irradiated with ultrasonic waves. Each frequency of ultrasonic waves transmitted from the transmitting transducer and the receiving transducer at each frequency. When the intensity information of the received signal is acquired and the attenuation coefficient / frequency calculated from the intensity information indicates a different value for each frequency, the transmitting transducer is placed at a target position on the ultrasonic irradiation target bone. An ultrasonic irradiation position inspection method comprising: a step of determining that a sound wave is applied.
発信用トランスデューサを超音波照射対象骨の照射位置付近の体表に設置して、骨からの伝搬波は発信した超音波の周波数より低い周波数となり、かつ、軟部組織からの伝搬波は発信した超音波の周波数と同一の周波数となる周波数領域の超音波を発信する工程、
前記超音波照射対象骨付近の体表に設置された受信用トランスデューサで、前記発信用トランスデューサから発信された超音波の超音波照射対象骨の長軸方向又は軟部組織を伝搬した超音波を受信する工程、
超音波照射対象骨の目的とする位置に発信用トランスデューサが超音波を照射しているかを判別する判別手段で、前記発信用トランスデューサから発信した超音波の周波数と前記受信用トランスデューサで得られた受信信号に含まれる周波数成分を取得し、受信信号が発信した超音波の周波数より低い周波数成分を有している場合には、超音波照射対象骨の目的とする位置に前記発信用トランスデューサが超音波を照射していると判別する工程とを有する、超音波照射位置検査方法。 In the ultrasonic irradiation position inspection method for the ultrasonic irradiation target bone,
A transmitting transducer is installed on the body surface near the irradiation position of the target bone for ultrasonic irradiation, so that the propagation wave from the bone is lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, and the propagation wave from the soft tissue is transmitted. A step of transmitting an ultrasonic wave in a frequency region having the same frequency as the sound wave,
The receiving transducer installed on the body surface near the ultrasonic irradiation target bone receives ultrasonic waves transmitted from the transmitting transducer in the long axis direction of the ultrasonic irradiation target bone or the soft tissue. Process,
It is a discriminating means for discriminating whether or not the transmitting transducer is radiating ultrasonic waves to the target position of the bone to be irradiated with ultrasonic waves, and the frequency obtained from the transmitting transducer and the reception obtained by the receiving transducer. When the frequency component included in the signal is acquired and the received signal has a frequency component lower than the frequency of the transmitted ultrasonic wave, the transmitting transducer transmits the ultrasonic wave at the target position of the ultrasonic irradiation target bone. And a step of discriminating that the irradiation is performed.
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EP2462873A1 (en) * | 2009-08-05 | 2012-06-13 | Teijin Pharma Limited | Ultrasonic detection device having function of confirming application position, and method therefor |
EP2462873A4 (en) * | 2009-08-05 | 2013-01-30 | Teijin Pharma Ltd | Ultrasonic detection device having function of confirming application position, and method therefor |
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JP2013505040A (en) * | 2009-09-17 | 2013-02-14 | エコセンス | Method for measuring at least one characteristic of biological tissue |
JP2014521452A (en) * | 2011-08-03 | 2014-08-28 | エコセンス | Method for determining in real time the probability that a biological tissue of interest is facing an ultrasonic transducer |
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