JP2020036709A - Treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、超音波を照射して治療を行う治療装置に関する。 The present disclosure relates to a treatment apparatus that performs treatment by irradiating ultrasonic waves.
特許文献１には、ロボットアームの先端に超音波診断用の診断プローブと収束超音波照射用の照射部を有する治療ヘッドとを取り付け、診断プローブを用いて患者の患部を観察し、照射部を用いて患部に収束超音波を照射して治療する治療装置が記載されている。このように収束超音波を照射する治療装置では、収束超音波を患者に伝達するために、音響伝達液で満たされた水袋が、照射部と患者との間に配置される。 In Patent Document 1, a diagnostic probe for ultrasonic diagnosis and a treatment head having an irradiating unit for irradiating convergent ultrasonic waves are attached to the tip of a robot arm, and the affected part of a patient is observed using the diagnostic probe. A therapeutic device for irradiating an affected part with convergent ultrasonic waves to treat the affected part is described. In the treatment apparatus that irradiates the focused ultrasound in this way, a water bag filled with the acoustic transmission liquid is disposed between the irradiation unit and the patient in order to transmit the focused ultrasound to the patient.
特許文献１に記載の治療装置では、音響伝達液で満たされた水袋が破れるのを抑制するために、水袋が多層構造で形成されている。しかし、このように水袋を多層構造で形成することにより、水袋の構造が複雑になって製造コストが高くなったり、水袋の材料が多層構造に適した材料に限定されてしまったりするという問題があった。 In the treatment device described in Patent Literature 1, the water bag is formed in a multilayer structure in order to prevent the water bag filled with the acoustic transfer liquid from being broken. However, by forming the water bag with a multilayer structure in this way, the structure of the water bag becomes complicated and the manufacturing cost increases, or the material of the water bag is limited to a material suitable for the multilayer structure. There was a problem.
本開示は、水袋を耐圧構造にすることなく水袋の破損を抑制することを目的とする。 An object of the present disclosure is to suppress breakage of a water bag without making the water bag a pressure-resistant structure.
本開示の一態様は、ロボットアーム（２）と、治療ヘッド（３）と、アーム制御部（５１）と、水袋（３３）と、供給制御部（５）とを備える治療装置（１）である。
ロボットアームは、複数のリンクが関節により連結されて形成される。治療ヘッドは、ロボットアームの先端に設けられ、収束超音波を照射するように構成された照射部（３１）を有する。アーム制御部は、ロボットアームの動作を制御することで治療ヘッドの位置および姿勢を変化させるように構成される。
One aspect of the present disclosure is a treatment device (1) including a robot arm (2), a treatment head (3), an arm control unit (51), a water bag (33), and a supply control unit (5). It is.
The robot arm is formed by connecting a plurality of links by joints. The treatment head has an irradiator (31) provided at the distal end of the robot arm and configured to irradiate convergent ultrasonic waves. The arm control unit is configured to change the position and posture of the treatment head by controlling the operation of the robot arm.
水袋は、音響インピーダンスが１．０×１０６〜２．０×１０６Ｎｓ／ｍ３である材料で袋状に形成されて照射部を覆うようにして治療ヘッドに取り付けられ、且つ、治療時において内部に音響伝達液を収容した状態で治療対象に接触する接触部位の厚さが０．１〜２ｍｍとなるように形成される。供給制御部は、接触部位に掛かる圧力が１５ｋＰａ以下となるように、水袋への音響伝達液の供給を制御するように構成される。 The water bag is formed in a bag shape with a material having an acoustic impedance of 1.0 × 10 6 to 2.0 × 10 6 Ns / m 3 , is attached to the treatment head so as to cover the irradiation part, and is treated. In some cases, the thickness is 0.1 to 2 mm at the contact portion that comes into contact with the treatment target while the acoustic transmission liquid is contained inside. The supply control unit is configured to control the supply of the acoustic transfer liquid to the water bag such that the pressure applied to the contact site is equal to or less than 15 kPa.
このように構成された本開示の治療装置は、音響インピーダンスが１．０×１０６〜２．０×１０６Ｎｓ／ｍ３である材料で袋状に形成されて、且つ、接触部位の厚さが０．１〜２ｍｍとなるように形成された水袋であれば、接触部位に掛かる圧力が１５ｋＰａ以下となるようにすることにより、音響伝達液を供給しているときの圧力により水袋が破損しないようにすることができる。すなわち、本開示の治療装置は、上記の材料で上記の厚さとなるように形成された水袋が破れてしまう圧力が水袋に掛からないように、水袋への音響伝達液の供給を制御する。このため、本開示の治療装置は、水袋を耐圧構造にすることなく水袋の破損を抑制することができる。 The therapeutic device of the present disclosure thus configured is formed in a bag shape from a material having an acoustic impedance of 1.0 × 10 6 to 2.0 × 10 6 Ns / m 3 , and has a thickness of the contact portion. In the case of a water bag formed so as to have a thickness of 0.1 to 2 mm, the pressure applied to the contact portion is set to 15 kPa or less, so that the water bag is supplied by the pressure when the acoustic transfer liquid is supplied. Can be prevented from being damaged. That is, the treatment device of the present disclosure controls the supply of the acoustic transmission liquid to the water bag so that the water bag formed with the above-described material and having the above-described thickness and having the above-described thickness is not subjected to pressure that would break the water bag. I do. For this reason, the treatment device of the present disclosure can suppress breakage of the water bag without making the water bag a pressure-resistant structure.
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。 Note that the reference numerals in parentheses described in this column and in the claims indicate a correspondence relationship with specific means described in the embodiment described below as one aspect, and the technical scope of the present disclosure will be described. It is not limited.
（第１実施形態）
以下に本開示の第１実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の治療装置１は、図１に示すように、ロボットアーム２と、治療ヘッド３と、超音波診断装置４と、制御部５と、遠隔操作部６とを備える。
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the treatment apparatus 1 of the present embodiment includes a robot arm 2, a treatment head 3, an ultrasonic diagnostic apparatus 4, a control unit 5, and a remote operation unit 6.
治療ヘッド３は、患者等の治療対象１０１に対して、治療用の超音波である収束超音波（以下、ＨＩＦＵ）と、ＨＩＦＵとは異なる超音波である診断用超音波とを照射する機器である。ＨＩＦＵは、High Intensity Focused Ultrasoundの略である。 The treatment head 3 is a device that irradiates a treatment object 101 such as a patient with a focused ultrasound (hereinafter, referred to as HIFU) that is a treatment ultrasound and a diagnostic ultrasound that is different from the HIFU. is there. HIFU is an abbreviation for High Intensity Focused Ultrasound.
治療ヘッド３は、支持板３０と、照射部３１と、診断プローブ３２と、水袋３３と、プローブ駆動部３４とを備える。
支持板３０は、板状に形成されており、照射部３１、診断プローブ３２および水袋３３が取り付けられる。
The treatment head 3 includes a support plate 30, an irradiation unit 31, a diagnostic probe 32, a water bag 33, and a probe driving unit.
The support plate 30 is formed in a plate shape, and has an irradiation unit 31, a diagnostic probe 32, and a water bag 33 attached thereto.
照射部３１は、凹面に形成された照射面を有し、焦点となる１点に向けてＨＩＦＵを照射する。照射部３１から焦点までの距離は一定である。照射部３１は、照射面が下方を向くようにして、支持板３０の下面に設置される。 The irradiating unit 31 has an irradiating surface formed in a concave surface, and irradiates the HIFU toward one point serving as a focal point. The distance from the irradiation unit 31 to the focal point is constant. The irradiation unit 31 is installed on the lower surface of the support plate 30 so that the irradiation surface faces downward.
診断プローブ３２は、照射部３１の照射面の中心から、ＨＩＦＵの照射方向に向けて突出した軸状の部材である。診断プローブ３２は、その先端にて診断用超音波を送受信する。診断プローブ３２は、その中心軸（以下、プローブ軸）を延長した方向（すなわち、照射部３１に対する突出方向）を中心とする予め設定された角度範囲に向けて診断用超音波を照射し、その反射波を受信する。診断プローブ３２は、支持板３０の下面から突出するように設置される。 The diagnostic probe 32 is a shaft-shaped member that protrudes from the center of the irradiation surface of the irradiation unit 31 toward the irradiation direction of the HIFU. The diagnostic probe 32 transmits and receives diagnostic ultrasonic waves at its tip. The diagnostic probe 32 irradiates diagnostic ultrasonic waves toward a preset angle range centered on a direction extending its central axis (hereinafter, probe axis) (that is, a protruding direction with respect to the irradiation unit 31). Receives reflected waves. The diagnostic probe 32 is installed so as to protrude from the lower surface of the support plate 30.
水袋３３は、照射部３１および診断プローブ３２を覆う水密の袋である。水袋３３は、照射部３１から照射されるＨＩＦＵの減衰を抑制するために、ＨＩＦＵの伝達媒体となる水で満たされる。また、治療対象１０１に対する診察および治療は、治療ヘッド３の水袋３３を治療対象１０１に接触させた状態で行われる。水袋３３は、通常、診断プローブ３２の先端が内側から接触する部位、または、プローブ軸上に位置する部位で治療対象１０１に接触する。水袋３３は、照射部３１および診断プローブ３２を覆うようにして、支持板３０の下面に設置される。 The water bag 33 is a watertight bag that covers the irradiation unit 31 and the diagnostic probe 32. The water bag 33 is filled with water as a transmission medium of the HIFU in order to suppress attenuation of the HIFU irradiated from the irradiation unit 31. The examination and treatment of the treatment target 101 are performed in a state where the water bag 33 of the treatment head 3 is in contact with the treatment target 101. The water bladder 33 normally comes into contact with the treatment target 101 at a portion where the tip of the diagnostic probe 32 contacts from the inside or a portion located on the probe axis. The water bag 33 is installed on the lower surface of the support plate 30 so as to cover the irradiation unit 31 and the diagnostic probe 32.
水袋３３は、音響インピーダンスが生体に近い材料で形成されている。水袋３３の材料の音響インピーダンスが生体に近いと、水袋３３と治療対象１０１との境界面で屈折が起こり難くなるためである。音響インピーダンスは、超音波の通り難さを示し、（材料の密度）×（材料固有の音速）で算出される。具体的には、水袋３３は、音響インピーダンスが１．０×１０６〜２．０×１０６［Ｎｓ／ｍ３］である材料で形成される。本実施形態では、水袋３３は、シリコンゴムで形成されている。シリコンゴムの音響インピーダンスは、１．２×１０６［Ｎｓ／ｍ３］である。 The water bag 33 is formed of a material whose acoustic impedance is close to that of a living body. This is because if the acoustic impedance of the material of the water bag 33 is close to that of a living body, refraction is unlikely to occur at the interface between the water bag 33 and the treatment target 101. The acoustic impedance indicates the difficulty of passing ultrasonic waves and is calculated by (material density) × (material-specific sound speed). Specifically, the water bag 33 is formed of a material having an acoustic impedance of 1.0 × 10 6 to 2.0 × 10 6 [Ns / m 3 ]. In the present embodiment, the water bag 33 is formed of silicone rubber. The acoustic impedance of silicon rubber is 1.2 × 10 6 [Ns / m 3 ].
水袋３３において治療対象１０１に接触させる部位（以下、接触部位）の厚さは、０．１〜２［ｍｍ］である。なお、本実施形態における接触部位は、水袋３３の表面において、図２の領域Ｒ１内に含まれる部分である。 The thickness of the portion of the water bag 33 that comes into contact with the treatment target 101 (hereinafter, the contact portion) is 0.1 to 2 [mm]. The contact portion in the present embodiment is a portion included in the region R1 in FIG. 2 on the surface of the water bag 33.
なお、水袋３３は、人の肌に直接接触するため、生体に適合する材料で形成される必要がある。また水袋３３は、人体との密着性が良好な材料で形成される必要がある。水袋３３の表面と人体との間に隙間が生じると、超音波が反射したり屈折したりして、超音波のエネルギーの伝達ロスが発生したり、皮膚に熱傷が生じたりするためである。 In addition, since the water bag 33 comes into direct contact with human skin, it needs to be formed of a material compatible with a living body. Further, the water bag 33 needs to be formed of a material having good adhesion to the human body. If a gap is formed between the surface of the water bag 33 and the human body, the ultrasonic waves are reflected or refracted, causing transmission loss of ultrasonic energy or causing burns on the skin. .
また、水袋３３の厚さを超音波の波長の２分の１以下とすることで、超音波の伝達を阻害し難くすることができることが知られている。例えば１ＭＨｚの超音波を使用した場合には、水中での波長は約１．５ｍｍである。このため、水袋に適した厚さは、約０．７５ｍｍ以下である。また、境界面で物質の比重が異なると、超音波が反射したり屈折したりするため、水袋３３の材料の比重は、人体の比重および音響伝達液の比重に近いことが望ましい。 It is also known that the transmission of ultrasonic waves can be made difficult to inhibit by making the thickness of the water bag 33 equal to or less than half the wavelength of the ultrasonic waves. For example, when 1 MHz ultrasonic waves are used, the wavelength in water is about 1.5 mm. Therefore, the thickness suitable for the water bag is about 0.75 mm or less. If the specific gravity of the substance is different at the boundary surface, the ultrasonic wave is reflected or refracted. Therefore, it is desirable that the specific gravity of the material of the water bag 33 be close to the specific gravity of the human body and the specific gravity of the acoustic transfer liquid.
プローブ駆動部３４は、診断プローブ３２を、プローブ軸に沿って移動させるアクチュエータである。プローブ駆動部３４は、照射部３１に対する診断プローブ３２の突出量（以下、プローブ位置）、すなわち、照射部３１と診断プローブ３２の先端との相対的な位置関係を変化させる。 The probe driving unit 34 is an actuator that moves the diagnostic probe 32 along the probe axis. The probe drive unit 34 changes the amount of protrusion of the diagnostic probe 32 with respect to the irradiation unit 31 (hereinafter, probe position), that is, the relative positional relationship between the irradiation unit 31 and the tip of the diagnostic probe 32.
ロボットアーム２は、その先端に治療ヘッド３が取り付けられ、治療ヘッド３の位置および姿勢の制御に使用される。ロボットアーム２は、多関節アーム２１と、アーム駆動部２２と、力覚センサ２３と、ダイレクト操作部２４とを備える。 The treatment head 3 is attached to the distal end of the robot arm 2, and is used for controlling the position and posture of the treatment head 3. The robot arm 2 includes an articulated arm 21, an arm driving unit 22, a force sensor 23, and a direct operation unit 24.
多関節アーム２１は、複数の関節で連結された複数のリンクを有し、６自由度での動きを実現する。アーム駆動部２２は、多関節アーム２１の各関節に設置された複数のモータを有する。アーム駆動部２２は、制御部５からの指示により多関節アーム２１の形状を変化させる。 The articulated arm 21 has a plurality of links connected by a plurality of joints, and realizes movement with six degrees of freedom. The arm drive unit 22 has a plurality of motors installed at each joint of the articulated arm 21. The arm drive unit 22 changes the shape of the articulated arm 21 according to an instruction from the control unit 5.
力覚センサ２３は、多関節アーム２１の先端に設けられる。つまり、治療ヘッド３は、力覚センサ２３を介して多関節アーム２１の先端（すなわち、ロボットアーム２の先端）に取り付けられる。力覚センサ２３は、治療ヘッド３を介してロボットアーム２に伝わる力の大きさと方向とを検出して、検出結果を示す検出信号を制御部５へ出力する。 The force sensor 23 is provided at the tip of the articulated arm 21. That is, the treatment head 3 is attached to the tip of the articulated arm 21 (that is, the tip of the robot arm 2) via the force sensor 23. The force sensor 23 detects the magnitude and direction of the force transmitted to the robot arm 2 via the treatment head 3 and outputs a detection signal indicating the detection result to the control unit 5.
ダイレクト操作部２４は、ロボットアーム２の先端付近に設けられる。そしてダイレクト操作部２４は、ロボットアーム２を手動操作する際に、作業者１０２によって把持される。またダイレクト操作部２４は、制御部５に対する指示を入力するための複数のスイッチを備える。 The direct operation unit 24 is provided near the tip of the robot arm 2. The direct operation unit 24 is gripped by the operator 102 when the robot arm 2 is manually operated. Further, the direct operation unit 24 includes a plurality of switches for inputting an instruction to the control unit 5.
複数のスイッチには、図３に示すように、操作切替スイッチＳ１と、制御切替スイッチＳ２と、調整指示スイッチＳ３と、退避指示スイッチＳ４とが含まれる。
操作切替スイッチＳ１は、ロボットアーム２の操作モードを、手動モードおよび遠隔モードのいずれかに切り替える場合に操作される。手動モードは、ロボットアーム２を手動操作する際に設定される。遠隔モードは、ロボットアーム２を、遠隔操作部６を介して遠隔操作する際に設定される。
As shown in FIG. 3, the plurality of switches include an operation changeover switch S1, a control changeover switch S2, an adjustment instruction switch S3, and an evacuation instruction switch S4.
The operation changeover switch S1 is operated when the operation mode of the robot arm 2 is switched between a manual mode and a remote mode. The manual mode is set when the robot arm 2 is manually operated. The remote mode is set when the robot arm 2 is remotely controlled via the remote control unit 6.
制御切替スイッチＳ２は、ロボットアーム２の制御モードを、フリーモード、平面限定モードおよび回動限定モードのいずれかに切り替える場合に操作される。フリーモードは、治療ヘッド３の位置および姿勢を任意に変化させることが可能な制御モードである。平面限定モードは、治療ヘッド３の動きを、基点を含むように設定された指定平面での移動に制限する制御モードである。回動限定モードは、治療ヘッド３の動きを、基点を中心とする回動動作に制限する制御モードである。なお、基点は、制御モードが平面限定モードまたは回動限定モードに切り替わった時点で、診断プローブ３２の先端が位置する地点である。 The control changeover switch S2 is operated when the control mode of the robot arm 2 is switched to any one of the free mode, the plane limited mode, and the rotation limited mode. The free mode is a control mode in which the position and posture of the treatment head 3 can be arbitrarily changed. The plane limited mode is a control mode in which the movement of the treatment head 3 is limited to movement on a specified plane set to include the base point. The rotation limited mode is a control mode in which the movement of the treatment head 3 is limited to a rotation operation around a base point. The base point is a point where the tip of the diagnostic probe 32 is located when the control mode is switched to the plane-only mode or the rotation-only mode.
調整指示スイッチＳ３は、ＨＩＦＵの焦点の調整を行う場合に、調整指示を入力するために操作される。退避指示スイッチＳ４は、診断プローブ３２によるＨＩＦＵの遮りが抑制される退避位置まで、診断プローブを移動させる場合に、退避指示を入力するために操作される。 The adjustment instruction switch S3 is operated to input an adjustment instruction when adjusting the focus of the HIFU. The evacuation instruction switch S4 is operated to input an evacuation instruction when the diagnostic probe is moved to the evacuation position where the interruption of the HIFU by the diagnostic probe 32 is suppressed.
遠隔操作部６は、治療装置１の遠隔制御に必要な機能を有し、図１に示すように、オペレータ１０３によって操作される。具体的には、遠隔操作部６は、少なくとも、ダイレクト操作部２４が有する複数のスイッチＳ１〜Ｓ４と同等の指示入力を受け付ける機能と、治療ヘッド３の動きに関する指示入力を受け付ける機能とを有する。 The remote operation unit 6 has a function necessary for remote control of the treatment apparatus 1 and is operated by an operator 103 as shown in FIG. Specifically, the remote operation unit 6 has at least a function of receiving an instruction input equivalent to the plurality of switches S1 to S4 of the direct operation unit 24 and a function of receiving an instruction input related to the movement of the treatment head 3.
遠隔操作部６は、専用の機器であってもよいし、例えば、汎用のパーソナルコンピュータに、治療装置１の遠隔制御に必要なアプリケーションがインストールされたものであってもよい。 The remote operation unit 6 may be a dedicated device or, for example, a general-purpose personal computer in which an application necessary for remote control of the treatment apparatus 1 may be installed.
超音波診断装置４は、診断制御部４１と、モニタ４２とを備える。診断制御部４１は、制御部５からの指示に従って、診断プローブ３２に診断用超音波を照射させる。そして診断制御部４１は、診断プローブ３２が受信する反射波を画像処理することで、治療対象１０１の内部の状態を表す２次元の画像データを生成する。診断制御部４１は、画像データに基づく診断画像をモニタ４２に表示させるとともに、画像データを制御部５へ供給する。 The ultrasonic diagnostic apparatus 4 includes a diagnostic control unit 41 and a monitor 42. The diagnostic control unit 41 irradiates the diagnostic probe 32 with diagnostic ultrasonic waves in accordance with an instruction from the control unit 5. Then, the diagnostic control unit 41 generates two-dimensional image data representing the internal state of the treatment target 101 by performing image processing on the reflected waves received by the diagnostic probe 32. The diagnostic control unit 41 displays a diagnostic image based on the image data on the monitor 42 and supplies the image data to the control unit 5.
また治療装置１は、図２に示すように、音響伝達液供給装置７を備える。
音響伝達液供給装置７は、水槽６１、排水管６２、電磁バルブ６３、冷却装置６４、脱気装置６５、電磁バルブ６６、ポンプ６７、流量センサ６８、圧力センサ６９、圧力センサ７０、流量センサ７１、ポンプ７２、排水管７３および溶存酸素計７４を備える。
Further, the treatment device 1 includes an acoustic transmission liquid supply device 7 as shown in FIG.
The acoustic transmission liquid supply device 7 includes a water tank 61, a drain pipe 62, an electromagnetic valve 63, a cooling device 64, a deaerator 65, an electromagnetic valve 66, a pump 67, a flow sensor 68, a pressure sensor 69, a pressure sensor 70, and a flow sensor 71. , A pump 72, a drain pipe 73, and a dissolved oxygen meter 74.
さらに音響伝達液供給装置７は、配管８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，９０，９１，９２，９３，９４を備える。
水槽６１は、内部に水を貯える容器である。排水管６２は、管状に形成されている。そして排水管６２は、一端が水槽６１の内部に、他端が水槽６１の外部に配置されるようにして水槽６１の下側に取り付けられる。これにより、排水管６２は、水槽６１の内部に貯えられている水を水槽６１の外部へ排出することができる。
Further, the acoustic transfer liquid supply device 7 includes pipes 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, and 94.
The water tank 61 is a container for storing water inside. The drain pipe 62 is formed in a tubular shape. The drain pipe 62 is attached to the lower side of the water tank 61 such that one end is disposed inside the water tank 61 and the other end is disposed outside the water tank 61. Thereby, the drain pipe 62 can discharge the water stored inside the water tank 61 to the outside of the water tank 61.
電磁バルブ６３，６６は、流入口、第１排出口および第２排出口を備える。そして電磁バルブ６３，６６は、流入口から流入した水が第１排出口から排出される第１状態と、流入口から流入した水が第２排出口から排出される第２状態との何れか一方の状態になるように駆動される。 The electromagnetic valves 63 and 66 include an inlet, a first outlet, and a second outlet. The electromagnetic valves 63 and 66 are provided in one of a first state in which the water flowing from the inflow port is discharged from the first discharge port and a second state in which the water flowing from the flow port is discharged from the second discharge port. It is driven to be in one state.
冷却装置６４は、流入口および排出口を備える。そして冷却装置６４は、流入口から流入した水を冷却し、冷却された水を排出口から排出する。
脱気装置６５は、流入口および排出口を備える。そして脱気装置６５は、流入口から流入した水から溶存酸素を除去し、溶存酸素が除去された水を排出口から排出する。
The cooling device 64 has an inlet and an outlet. Then, the cooling device 64 cools the water flowing from the inflow port and discharges the cooled water from the discharge port.
The deaerator 65 has an inlet and an outlet. The deaerator 65 removes dissolved oxygen from the water flowing from the inlet, and discharges the water from which the dissolved oxygen has been removed from the outlet.
ポンプ６７，７２は、流入口および排出口を備える。そしてポンプ６７，７２は、流入口から水を内部に吸入し、吸入した水を排出口から排出する。
流量センサ６８，７１は、流入口および排出口を備える。そして流量センサ６８，７１は、流入口から流入して排出口から排出される水の流量を検出する。流量センサ６８の流入口はポンプ６７の排出口に接続される。流量センサ７１の排出口はポンプ７２の流入口に接続される。
The pumps 67 and 72 have an inlet and an outlet. Then, the pumps 67 and 72 draw water into the inside from the inflow port and discharge the drawn water from the discharge port.
The flow sensors 68 and 71 have an inlet and an outlet. Then, the flow sensors 68 and 71 detect the flow rate of the water flowing in from the inlet and discharged from the outlet. An inlet of the flow sensor 68 is connected to an outlet of the pump 67. The outlet of the flow sensor 71 is connected to the inlet of the pump 72.
圧力センサ６９，７０は、流入口および排出口を備える。そして圧力センサ６９，７０は、流入口から流入して排出口から排出される水の圧力を検出する。
排水管７３は、管状に形成されている。そして排水管７３は、一端が水槽６１の内部に、他端が水槽６１の外部に配置されるようにして水槽６１の上側に取り付けられる。これにより、排水管７３は、水槽６１の外部から内部へ水を流入させることができる。
Each of the pressure sensors 69 and 70 has an inlet and an outlet. Then, the pressure sensors 69, 70 detect the pressure of water flowing in from the inflow port and discharged from the outflow port.
The drain pipe 73 is formed in a tubular shape. The drain pipe 73 is attached to the upper side of the water tank 61 such that one end is disposed inside the water tank 61 and the other end is disposed outside the water tank 61. Thereby, the drain pipe 73 can make water flow from the outside of the water tank 61 to the inside.
溶存酸素計７４は、水槽６１に貯えられている水の溶存酸素量を検出する。
配管８１は、一端が排水管６２の他端に接続され、他端が電磁バルブ６３の流入口に接続される。配管８２は、一端が電磁バルブ６３の第１排出口に接続され、他端が冷却装置６４の流入口に接続される。配管８３は、一端が冷却装置６４の排出口に接続され、他端が脱気装置６５の流入口に接続される。
The dissolved oxygen meter 74 detects the amount of dissolved oxygen in the water stored in the water tank 61.
One end of the pipe 81 is connected to the other end of the drain pipe 62, and the other end is connected to the inflow port of the electromagnetic valve 63. One end of the pipe 82 is connected to the first outlet of the electromagnetic valve 63, and the other end is connected to the inlet of the cooling device 64. One end of the pipe 83 is connected to the outlet of the cooling device 64, and the other end is connected to the inlet of the deaerator 65.
配管８４は、一端が脱気装置６５の排出口に接続され、他端が電磁バルブ６６の流入口に接続される。配管８５は、一端が電磁バルブ６６の第１排出口に接続され、他端が配管８８の一端に接続される。配管８６は、一端が電磁バルブ６６の第２排出口に接続され、他端が配管９２の一端に接続される。 One end of the pipe 84 is connected to the outlet of the deaerator 65, and the other end is connected to the inlet of the electromagnetic valve 66. One end of the pipe 85 is connected to the first outlet of the electromagnetic valve 66, and the other end is connected to one end of the pipe 88. One end of the pipe 86 is connected to the second outlet of the electromagnetic valve 66, and the other end is connected to one end of the pipe 92.
配管８７は、一端が電磁バルブ６３の第２排出口に接続され、他端が配管８８の一端に接続される。配管８８は、一端が配管８５，８７の他端に接続され、他端がポンプ６７の流入口に接続される。配管８９は、一端が流量センサ６８の排出口に接続され、他端が圧力センサ６９の流入口に接続される。 One end of the pipe 87 is connected to the second outlet of the electromagnetic valve 63, and the other end is connected to one end of the pipe 88. The pipe 88 has one end connected to the other ends of the pipes 85 and 87, and the other end connected to the inflow port of the pump 67. One end of the pipe 89 is connected to the outlet of the flow sensor 68, and the other end is connected to the inlet of the pressure sensor 69.
配管９０は、一端が圧力センサ６９の排出口に接続され、他端が治療ヘッド３の流路３６に接続される。流路３６は、水袋３３の内部に水を供給するための通路であり、支持板３０を貫通するように形成される。配管９０は、多関節アーム２１の内部を通って流路３６に至るように設置される。 One end of the pipe 90 is connected to the outlet of the pressure sensor 69, and the other end is connected to the flow path 36 of the treatment head 3. The flow path 36 is a path for supplying water to the inside of the water bag 33, and is formed to penetrate the support plate 30. The pipe 90 is installed so as to reach the flow path 36 through the inside of the articulated arm 21.
配管９１は、一端が治療ヘッド３の流路３７に接続され、他端が配管９２の一端に接続される。流路３７は、水袋３３の内部から水を排出するための通路であり、支持板３０を貫通するように形成される。配管９１は、多関節アーム２１の内部を通って流路３７に至るように設置される。 One end of the pipe 91 is connected to the flow path 37 of the treatment head 3, and the other end is connected to one end of the pipe 92. The flow path 37 is a path for discharging water from the inside of the water bag 33, and is formed to penetrate the support plate 30. The pipe 91 is installed so as to reach the flow path 37 through the inside of the articulated arm 21.
配管９２は、一端が配管８６，９１の他端に接続され、他端が圧力センサ７０の流入口に接続される。配管９３は、一端が圧力センサ７０の排出口に接続され、他端が流量センサ７１の流入口に接続される。配管９４は、一端がポンプ７２の排出口に接続され、他端が排水管７３の他端に接続される。 The pipe 92 has one end connected to the other ends of the pipes 86 and 91, and the other end connected to the inlet of the pressure sensor 70. One end of the pipe 93 is connected to the outlet of the pressure sensor 70, and the other end is connected to the inlet of the flow sensor 71. One end of the pipe 94 is connected to the outlet of the pump 72, and the other end is connected to the other end of the drain pipe 73.
また治療ヘッド３は、レベルセンサ３８と、圧力センサ３９とを備える。レベルセンサ３８および圧力センサ３９は、支持板３０の下面から突出するように設置される。レベルセンサ３８は、水袋３３内に含まれる水の水位を検出する。圧力センサ３９は、水袋３３内に含まれる水の圧力を検出する。 The treatment head 3 includes a level sensor 38 and a pressure sensor 39. The level sensor 38 and the pressure sensor 39 are installed so as to protrude from the lower surface of the support plate 30. The level sensor 38 detects the level of water contained in the water bag 33. The pressure sensor 39 detects the pressure of water contained in the water bag 33.
音響伝達液供給装置７は、水袋３３の内部に水を供給する前に、水槽６１に貯えられている水の脱気を行う。具体的には、まず、電磁バルブ６３が第１状態となるように駆動され、電磁バルブ６６が第２状態となるように駆動される。これにより、水槽６１から排出された水が、配管８１，８２，８３，８４，８６，９２，９３，９４を経由して、再び水槽６１の内部に至る経路が形成される。その後、冷却装置６４、脱気装置６５およびポンプ７２の動作が開始される。これにより、水槽６１から排出された水は冷却装置６４および脱気装置６５を経由することによって脱気され、脱気された水が水槽６１内に回収される。 The sound transmission liquid supply device 7 deaerates the water stored in the water tank 61 before supplying water into the water bag 33. Specifically, first, the electromagnetic valve 63 is driven to be in the first state, and the electromagnetic valve 66 is driven to be in the second state. Accordingly, a path is formed in which the water discharged from the water tank 61 reaches the inside of the water tank 61 again via the pipes 81, 82, 83, 84, 86, 92, 93, 94. Thereafter, the operations of the cooling device 64, the degassing device 65, and the pump 72 are started. Thereby, the water discharged from the water tank 61 is deaerated by passing through the cooling device 64 and the deaerator 65, and the deaerated water is collected in the water tank 61.
そして、水槽６１内の水の溶存酸素量が予め設定された脱気終了判定値以下となると、冷却装置６４、脱気装置６５およびポンプ７２の動作が停止される。さらに、電磁バルブ６３が第２状態となるように駆動され、電磁バルブ６６が第１状態となるように駆動される。これにより、水槽６１から排出された水が、配管８１，８７，８８，８９，９０を経由して、水袋３３の内部に至る経路が形成される。その後、ポンプ６７，７２の動作が開始される。これにより、水槽６１から排出された水が、水袋３３の内部に供給される。 Then, when the dissolved oxygen amount of water in the water tank 61 becomes equal to or less than a preset deaeration end determination value, the operations of the cooling device 64, the deaeration device 65, and the pump 72 are stopped. Further, the electromagnetic valve 63 is driven to be in the second state, and the electromagnetic valve 66 is driven to be in the first state. Accordingly, a path is formed in which the water discharged from the water tank 61 reaches the inside of the water bag 33 via the pipes 81, 87, 88, 89, and 90. Thereafter, the operations of the pumps 67 and 72 are started. Thereby, the water discharged from the water tank 61 is supplied into the water bag 33.
そして、水袋３３が水で満たされ、且つ、配管９４の内部が水で満たされると、ポンプ６７，７２の動作が停止される。これにより、治療ヘッド３からＨＩＦＵを照射して治療を行うことができる状態となる。 When the water bag 33 is filled with water and the inside of the pipe 94 is filled with water, the operations of the pumps 67 and 72 are stopped. Thus, the treatment head 3 is irradiated with the HIFU to perform treatment.
なお、治療中に照射部３１と治療対象１０１との位置関係を変える場合、または、治療対象１０１に圧力をかけて治療対象１０１を押さえる場合には、ポンプ６７，７２を動作させて、水袋３３の内部に含まれる水の量を増減させる必要がある。 In addition, when changing the positional relationship between the irradiation unit 31 and the treatment target 101 during treatment, or when pressing the treatment target 101 by applying pressure to the treatment target 101, the pumps 67 and 72 are operated to operate the water bag. It is necessary to increase or decrease the amount of water contained inside 33.
制御部５は、図３に示すように、ＣＰＵ５ａと、例えばＲＡＭおよびＲＯＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ）５ｂとを有するマイクロコンピュータを備える。制御部５の各機能は、ＣＰＵ５ａが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ５ｂが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部５は、１つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。 As shown in FIG. 3, the control unit 5 includes a microcomputer having a CPU 5a and a semiconductor memory (hereinafter, memory) 5b such as a RAM and a ROM. Each function of the control unit 5 is realized by the CPU 5a executing a program stored in a non-transitional substantial recording medium. In this example, the memory 5b corresponds to a non-transitional substantial recording medium storing a program. When this program is executed, a method corresponding to the program is executed. The control unit 5 may include one microcomputer or a plurality of microcomputers.
制御部５は、機能単位のブロックとして、アームコントローラ５１と、ＨＩＦＵコントローラ５２と、システムコントローラ５３とを備える。制御部５に含まれる各部の機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部または全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は、デジタル回路またはアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現されてもよい。 The control unit 5 includes an arm controller 51, a HIFU controller 52, and a system controller 53 as blocks in functional units. The method of realizing the functions of each unit included in the control unit 5 is not limited to software, and a part or all of the functions may be realized using one or a plurality of hardware. For example, when the above function is implemented by an electronic circuit that is hardware, the electronic circuit may be implemented by a digital circuit or an analog circuit, or a combination thereof.
アームコントローラ５１は、力覚センサ２３の検出結果と、システムコントローラ５３からの指示とに従ってアーム駆動部２２を駆動し、多関節アーム２１の形状を変化させることで、治療ヘッド３の位置および姿勢を制御する。またアームコントローラ５１は、ロボットアーム２の状態（以下、アーム状態）をシステムコントローラ５３へ通知する。なお、アームコントローラ５１は、システムコントローラ５３からの指示として、操作モードおよび制御モードの設定と、調整指示および退避指示の有無と、治療ヘッド３の移動指示とが与えられる。 The arm controller 51 drives the arm drive unit 22 according to the detection result of the force sensor 23 and an instruction from the system controller 53 to change the shape of the articulated arm 21 to change the position and posture of the treatment head 3. Control. Further, the arm controller 51 notifies the system controller 53 of the state of the robot arm 2 (hereinafter, arm state). The arm controller 51 receives, as instructions from the system controller 53, the setting of an operation mode and a control mode, the presence or absence of an adjustment instruction and an evacuation instruction, and an instruction to move the treatment head 3.
アームコントローラ５１は、操作モードが手動モードである場合、作業者１０２がロボットアーム２に加える作用力の大きさと方向とを、力覚センサ２３によって検出し、その検出結果から治療ヘッド３の移動指示を生成し、この移動指示に従って、アーム駆動部２２に属する各モータの制御量を算出して、各モータを駆動する。またアームコントローラ５１は、操作モードが遠隔モードである場合、遠隔操作部６から入力されシステムコントローラ５３を介して通知される治療ヘッド３の移動指示、または予め設定されたプログラムに従って算出される治療ヘッド３の移動指示を取得し、その移動指示に従って、アーム駆動部２２に属する各モータの制御量を算出して、各モータを駆動する。 When the operation mode is the manual mode, the arm controller 51 detects the magnitude and direction of the acting force applied by the worker 102 to the robot arm 2 by the force sensor 23, and instructs the movement of the treatment head 3 from the detection result. Is generated, the control amount of each motor belonging to the arm drive unit 22 is calculated in accordance with the movement instruction, and each motor is driven. When the operation mode is the remote mode, the arm controller 51 issues a movement instruction of the treatment head 3 input from the remote operation unit 6 and notified via the system controller 53, or a treatment head calculated according to a preset program. 3 is obtained, the control amount of each motor belonging to the arm drive unit 22 is calculated in accordance with the movement instruction, and each motor is driven.
なお、治療ヘッド３の移動指示は、プローブ座標系を用いて、移動方向および移動量を示す。プローブ座標系は、診断プローブ３２の先端（すなわち、診断用超音波の送受信点）を原点とし、プローブ軸に沿った方向をＺ軸方向、Ｚ軸に直交する平面をＸ−Ｙ平面とする三次元直交座標系である。なお、Ｘ軸およびＹ軸は、モニタ４２にＸ―Ｚ平面の画像が表示されるように設定される。 The movement instruction of the treatment head 3 indicates a moving direction and a moving amount using a probe coordinate system. The probe coordinate system has a tip of the diagnostic probe 32 (that is, a transmission / reception point of a diagnostic ultrasonic wave) as an origin, a direction along the probe axis as a Z-axis direction, and a plane orthogonal to the Z-axis as an XY plane. Original orthogonal coordinate system. The X axis and the Y axis are set so that an image on the XZ plane is displayed on the monitor 42.
ＨＩＦＵコントローラ５２は、システムコントローラ５３からの指示に従い、照射部３１によるＨＩＦＵの照射を制御する。またＨＩＦＵコントローラ５２は、システムコントローラ５３からの指示に従い、プローブ駆動部３４を駆動して、プローブ位置を変化させる。さらにＨＩＦＵコントローラ５２は、プローブ位置をシステムコントローラ５３へ通知する。 The HIFU controller 52 controls the irradiation of the HIFU by the irradiation unit 31 according to an instruction from the system controller 53. The HIFU controller 52 drives the probe driving unit 34 according to an instruction from the system controller 53 to change the probe position. Further, the HIFU controller 52 notifies the system controller 53 of the probe position.
システムコントローラ５３は、遠隔操作部６からの入力またはダイレクト操作部２４のスイッチ群Ｓ１〜Ｓ４からの入力と、アームコントローラ５１からのアーム状態と、ＨＩＦＵコントローラ５２からのプローブ位置と、診断制御部４１からの画像データとに従って、アームコントローラ５１およびＨＩＦＵコントローラ５２の動作、並びにモニタ４２の表示を制御する。 The system controller 53 includes an input from the remote operation unit 6 or an input from the switches S1 to S4 of the direct operation unit 24, an arm state from the arm controller 51, a probe position from the HIFU controller 52, and a diagnosis control unit 41. The operation of the arm controller 51 and the HIFU controller 52 and the display on the monitor 42 are controlled in accordance with the image data from.
またシステムコントローラ５３は、音響伝達液供給装置７を制御する。具体的には、システムコントローラ５３は、流量センサ６８，７１、圧力センサ６９，７０、存酸素計７４、レベルセンサ３８および圧力センサ３９からの検出信号に従って、電磁バルブ６３，６６、冷却装置６４、脱気装置６５、ポンプ６７，７２を制御する。 The system controller 53 controls the acoustic transmission liquid supply device 7. Specifically, the system controller 53 controls the electromagnetic valves 63, 66, the cooling device 64, according to detection signals from the flow sensors 68, 71, the pressure sensors 69, 70, the oxygen sensor 74, the level sensor 38, and the pressure sensor 39. The deaerator 65 and the pumps 67 and 72 are controlled.
次に、制御部５が実行する圧力制御処理の手順を説明する。圧力制御処理は、制御部５の動作中において繰り返し実行される処理である。
圧力制御処理が実行されると、制御部５は、図４に示すように、まずＳ１０にて、音響伝達液供給装置７が水袋３３へ水を供給している最中であるか否かを判断する。具体的には、ポンプ６７およびポンプ７２の両方が動作中である場合に、音響伝達液供給装置７が水袋３３へ水を供給している最中であると判断する。
Next, the procedure of the pressure control process performed by the control unit 5 will be described. The pressure control process is a process that is repeatedly executed during the operation of the control unit 5.
When the pressure control process is executed, the control unit 5 first determines whether or not the acoustic transmission liquid supply device 7 is supplying water to the water bag 33 in S10 as shown in FIG. Judge. Specifically, when both the pump 67 and the pump 72 are operating, it is determined that the acoustic transmission liquid supply device 7 is supplying water to the water bag 33.
ここで、音響伝達液供給装置７が水袋３３へ水を供給していない場合には、圧力制御処理を一旦終了する。一方、音響伝達液供給装置７が水袋３３へ水を供給している最中である場合には、Ｓ２０にて、治療ヘッド３の圧力センサ３９から検出信号を取得する。 Here, when the acoustic transfer liquid supply device 7 does not supply water to the water bag 33, the pressure control process is temporarily ended. On the other hand, when the acoustic transmission liquid supply device 7 is supplying water to the water bag 33, a detection signal is obtained from the pressure sensor 39 of the treatment head 3 in S20.
そしてＳ３０にて、Ｓ２０で取得した検出信号が示す圧力が、予め設定された許容判定範囲内であるか否かを判断する。なお、この許容判定範囲は、水袋３３の上記接触部位にかかる圧力が−１５〜１５［ｋＰａ］となるように設定されている。 Then, in S30, it is determined whether or not the pressure indicated by the detection signal acquired in S20 is within a preset allowable determination range. The allowable determination range is set so that the pressure applied to the contact portion of the water bag 33 is -15 to 15 [kPa].
ここで、圧力が許容判定範囲内である場合には、圧力制御処理を一旦終了する。一方、圧力が許容判定範囲外である場合には、Ｓ４０にて、圧力センサ３９からの検出信号が示す圧力が許容判定範囲内となるように、ポンプ６７およびポンプ７２を制御して、圧力制御処理を一旦終了する。具体的には、ポンプ６７の回転数と、ポンプ７２の比例電磁弁の開度との少なくとも一方を制御することにより、圧力が許容判定範囲内となるようにする。 Here, when the pressure is within the allowable determination range, the pressure control process is temporarily terminated. On the other hand, if the pressure is out of the allowable determination range, the pump 67 and the pump 72 are controlled in S40 such that the pressure indicated by the detection signal from the pressure sensor 39 falls within the allowable determination range. The process ends once. Specifically, by controlling at least one of the rotation speed of the pump 67 and the opening degree of the proportional solenoid valve of the pump 72, the pressure is made to be within the allowable determination range.
このように構成された治療装置１は、ロボットアーム２と、治療ヘッド３と、アームコントローラ５１と、水袋３３と、制御部５とを備える。
ロボットアーム２は、複数のリンクが関節により連結されて形成される。治療ヘッド３は、ロボットアーム２の先端に設けられ、収束超音波を照射するように構成された照射部３１を有する。アームコントローラ５１は、ロボットアーム２の動作を制御することで治療ヘッド３の位置および姿勢を変化させる。
The treatment apparatus 1 thus configured includes the robot arm 2, the treatment head 3, the arm controller 51, the water bag 33, and the control unit 5.
The robot arm 2 is formed by connecting a plurality of links by joints. The treatment head 3 has an irradiation unit 31 provided at the tip of the robot arm 2 and configured to irradiate convergent ultrasonic waves. The arm controller 51 changes the position and posture of the treatment head 3 by controlling the operation of the robot arm 2.
水袋３３は、音響インピーダンスが１．０×１０６〜２．０×１０６Ｎｓ／ｍ３である材料で袋状に形成されて照射部３１を覆うようにして治療ヘッド３に取り付けられ、且つ、治療時において内部に水を収容した状態で治療対象に接触する接触部位の厚さが０．１〜２ｍｍとなるように形成される。制御部５は、接触部位に掛かる圧力が−１５〜１５ｋＰａとなるように、水袋３３への水の供給を制御する。 Water bag 33, the acoustic impedance is mounted on 1.0 × 10 6 ~2.0 × 10 6 Ns / m 3 and a material as is formed into a bag shape covering the irradiation portion 31 treatment head 3, Further, at the time of treatment, it is formed so that the thickness of the contact portion that contacts the treatment target with water contained therein is 0.1 to 2 mm. The control unit 5 controls the supply of water to the water bag 33 so that the pressure applied to the contact portion becomes −15 to 15 kPa.
また治療装置１は、配管８１，８７，８８，８９，９０と、配管９１，９２，９３，９４と、圧力センサ３９とを備える。配管８１，８７，８８，８９，９０は、水袋３３へ水を送出するために水袋３３に接続される。配管９１，９２，９３，９４は、水袋３３から水を排出するために水袋３３に接続される。圧力センサ３９は、水袋３３の内部に収容されている水の圧力を検出する。 The treatment apparatus 1 includes pipes 81, 87, 88, 89, 90, pipes 91, 92, 93, 94, and a pressure sensor 39. The pipes 81, 87, 88, 89, 90 are connected to the water bag 33 to send water to the water bag 33. The pipes 91, 92, 93, 94 are connected to the water bag 33 for discharging water from the water bag 33. The pressure sensor 39 detects the pressure of water contained in the water bag 33.
そして制御部５は、圧力センサ３９による検出結果に基づいて、ポンプ６７およびポンプ７２を制御することによって、接触部位に掛かる圧力が−１５〜１５ｋＰａとなるように制御する。ポンプ６７は、水袋３３へ水を送出するために配管８１，８７，８８，８９，９０に接続される。ポンプ７２は、水袋３３から水を排出するために配管９１，９２，９３，９４に接続される。 And the control part 5 controls the pump 67 and the pump 72 based on the detection result by the pressure sensor 39, and controls so that the pressure applied to a contact part may be set to -15 to 15 kPa. The pump 67 is connected to pipes 81, 87, 88, 89, 90 for sending water to the water bag 33. The pump 72 is connected to pipes 91, 92, 93, 94 for discharging water from the water bag 33.
このように治療装置１は、音響インピーダンスが１．０×１０６〜２．０×１０６Ｎｓ／ｍ３である材料で袋状に形成されて、且つ、接触部位の厚さが０．１〜２ｍｍとなるように形成された水袋３３であれば、接触部位に掛かる圧力が−１５〜１５ｋＰａとなるようにすることにより、水を供給しているときの圧力により水袋３３が破損しないようにすることができる。すなわち、治療装置１は、上記の材料で上記の厚さとなるように形成された水袋３３が破れてしまう圧力が水袋に掛からないように、水袋３３への水の供給を制御する。このため、治療装置１は、水袋３３を耐圧構造にすることなく水袋３３の破損を抑制することができる。 As described above, the treatment device 1 is formed in a bag shape from a material having an acoustic impedance of 1.0 × 10 6 to 2.0 × 10 6 Ns / m 3 , and has a contact portion having a thickness of 0.1. In the case of the water bag 33 formed so as to have a thickness of up to 2 mm, the water bag 33 is not damaged by the pressure when water is supplied by setting the pressure applied to the contact site to be -15 to 15 kPa. You can do so. That is, the treatment apparatus 1 controls the supply of water to the water bag 33 so that the water bag 33 is not subjected to pressure that would break the water bag 33 formed of the above-described material to have the above-described thickness. For this reason, the treatment device 1 can suppress the breakage of the water bag 33 without making the water bag 33 have a pressure-resistant structure.
以上説明した実施形態において、アームコントローラ５１はアーム制御部に相当し、水は音響伝達液に相当し、制御部５は供給制御部に相当する。
また、配管８１，８７，８８，８９，９０は送出配管に相当し、配管９１，９２，９３，９４は排出配管に相当し、圧力センサ３９は水袋圧力検出部に相当し、ポンプ６７は送出ポンプに相当し、ポンプ７２は排出ポンプに相当する。
In the embodiment described above, the arm controller 51 corresponds to an arm control unit, water corresponds to an acoustic transmission liquid, and the control unit 5 corresponds to a supply control unit.
In addition, pipes 81, 87, 88, 89, and 90 correspond to delivery pipes, pipes 91, 92, 93, and 94 correspond to discharge pipes, pressure sensor 39 corresponds to a water bag pressure detecting unit, and pump 67 corresponds to The pump 72 corresponds to a delivery pump, and the pump 72 corresponds to a discharge pump.
（第２実施形態）
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
(2nd Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, portions different from the first embodiment will be described. The same reference numerals are given to common components.
第２実施形態の治療装置１は、圧力制御処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態の圧力制御処理が実行されると、制御部５は、図５に示すように、まずＳ１１０にて、Ｓ１０と同様に、音響伝達液供給装置７が水袋３３へ水を供給している最中であるか否かを判断する。ここで、音響伝達液供給装置７が水袋３３へ水を供給していない場合には、圧力制御処理を一旦終了する。一方、音響伝達液供給装置７が水袋３３へ水を供給している最中である場合には、Ｓ１２０にて、圧力センサ６９，７０から検出信号を取得する。
The treatment apparatus 1 according to the second embodiment differs from the first embodiment in that the pressure control process is changed.
When the pressure control process according to the second embodiment is executed, the control unit 5 first supplies water to the water bag 33 at S110, as in S10, as shown in FIG. It is determined whether it is in the process of being performed. Here, when the acoustic transfer liquid supply device 7 does not supply water to the water bag 33, the pressure control process is temporarily ended. On the other hand, when the acoustic transmission liquid supply device 7 is supplying water to the water bag 33, detection signals are obtained from the pressure sensors 69 and 70 in S120.
そしてＳ１３０にて、圧力センサ６９からの検出信号が示す圧力と、圧力センサ７０からの検出信号が示す圧力との圧力差を算出し、この圧力差に基づいて、水袋の接触部位における圧力を推定する。具体的には、例えば、圧力差と、接触部位における圧力との対応関係を示すマップを参照して、接触部位における圧力を算出する。 Then, in S130, a pressure difference between the pressure indicated by the detection signal from pressure sensor 69 and the pressure indicated by the detection signal from pressure sensor 70 is calculated, and based on this pressure difference, the pressure at the contact portion of the water bag is calculated. presume. Specifically, for example, the pressure at the contact part is calculated with reference to a map showing the correspondence between the pressure difference and the pressure at the contact part.
さらにＳ１４０にて、Ｓ１３０で推定された圧力（以下、推定圧力）が予め設定された許容判定範囲内であるか否かを判断する。なお、この許容判定範囲は、−１５〜１５ｋＰａに含まれるように設定されている。 Further, in S140, it is determined whether or not the pressure estimated in S130 (hereinafter, estimated pressure) is within a preset allowable determination range. Note that this allowable determination range is set to be included in the range of -15 to 15 kPa.
ここで、推定圧力が許容判定範囲内である場合には、圧力制御処理を一旦終了する。一方、推定圧力が許容判定範囲外である場合には、Ｓ１５０にて、推定圧力が許容判定範囲内となるように、ポンプ６７およびポンプ７２を制御して、圧力制御処理を一旦終了する。具体的には、ポンプ６７の回転数と、ポンプ７２の比例電磁弁の開度との少なくとも一方を制御することにより、推定圧力が許容判定範囲内となるようにする。 Here, if the estimated pressure is within the allowable determination range, the pressure control process is temporarily terminated. On the other hand, if the estimated pressure is out of the allowable determination range, in S150, the pump 67 and the pump 72 are controlled such that the estimated pressure is in the allowable determination range, and the pressure control process is temporarily ended. Specifically, by controlling at least one of the rotation speed of the pump 67 and the opening degree of the proportional solenoid valve of the pump 72, the estimated pressure is made to be within the allowable determination range.
このように構成された治療装置１は、配管８１，８７，８８，８９，９０と、配管９１，９２，９３，９４と、圧力センサ６９と、圧力センサ７０とを備える。圧力センサ６９は、配管８１，８７，８８，８９，９０内を流れる水の圧力を検出する。圧力センサ７０は、配管９１，９２，９３，９４内を流れる水の圧力を検出する。 The treatment apparatus 1 configured as described above includes pipes 81, 87, 88, 89, 90, pipes 91, 92, 93, 94, a pressure sensor 69, and a pressure sensor 70. The pressure sensor 69 detects the pressure of water flowing in the pipes 81, 87, 88, 89, 90. The pressure sensor 70 detects the pressure of water flowing in the pipes 91, 92, 93, 94.
そして制御部５は、圧力センサ６９，７０による検出結果に基づいて、接触部位に掛かる圧力を推定し、推定した圧力が−１５〜１５ｋＰａとなるように、ポンプ６７およびポンプ７２を制御する。 And the control part 5 estimates the pressure applied to a contact part based on the detection result by the pressure sensors 69 and 70, and controls the pump 67 and the pump 72 so that the estimated pressure may be set to -15 to 15 kPa.
これにより、第２実施形態の治療装置１は、第１実施形態の治療装置１と同様に、水袋３３を耐圧構造にすることなく水袋３３の破損を抑制することができる。
以上説明した実施形態において、圧力センサ６９は送出圧力検出部に相当し、圧力センサ７０は排出圧力検出部に相当する。
Thereby, similarly to the treatment device 1 of the first embodiment, the treatment device 1 of the second embodiment can suppress breakage of the water bag 33 without making the water bag 33 a pressure-resistant structure.
In the embodiment described above, the pressure sensor 69 corresponds to a delivery pressure detection unit, and the pressure sensor 70 corresponds to a discharge pressure detection unit.
（第３実施形態）
以下に本開示の第３実施形態を図面とともに説明する。なお第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the third embodiment, portions different from the first embodiment will be described. The same reference numerals are given to common components.
第３実施形態の治療装置１は、圧力制御処理を実行しない点が第１実施形態と異なる。また、第３実施形態の治療装置１は、図６に示すように、治療ヘッド３が空気抜き弁９６を備える点と、圧力制御処理を実行しない点とが第１実施形態と異なる。 The treatment apparatus 1 of the third embodiment is different from the first embodiment in that the pressure control process is not performed. Further, the treatment apparatus 1 of the third embodiment differs from the first embodiment in that the treatment head 3 is provided with an air vent valve 96 and that the pressure control process is not executed, as shown in FIG.
空気抜き弁９６は、支持板３０に取り付けられている。空気抜き弁９６には、水袋３３内の空気を抜くために支持板３０の上面から下面に向かって貫通する空気抜き孔が形成されている。そして、空気抜き孔の内部には、水に浮くフロートが収納されている。空気抜き孔は、支持板３０の上面側に配置された第１通路と、支持板３０の中央部に配置された第２通路と、支持板３０の下面側に配置された第３通路とにより形成されている。第１通路および第３通路は、フロートが通過できないように形成されている。第２通路は、内部にフロートを収納することができるように形成されている。 The air release valve 96 is attached to the support plate 30. The air vent valve 96 has an air vent hole that penetrates from the upper surface to the lower surface of the support plate 30 in order to release air in the water bag 33. The float floating in the water is housed inside the air vent hole. The air vent hole is formed by a first passage arranged on the upper surface side of the support plate 30, a second passage arranged at the center of the support plate 30, and a third passage arranged on the lower surface side of the support plate 30. Have been. The first passage and the third passage are formed so that the float cannot pass through. The 2nd passage is formed so that a float can be stored inside.
このため、水袋３３が水に満たされて、更に空気抜き孔の第２通路および第３通路が水に満たされるまでは、空気抜き孔から空気を抜くことができる。そして、第２通路まで水に満たされると、フロートが第１通路における下側の開口部を塞ぐ。これにより、水袋３３内の水が空気抜き弁９６から漏れ出るのを抑えることができる。 For this reason, the air can be extracted from the air vent hole until the water bag 33 is filled with water and the second passage and the third passage of the air vent hole are further filled with water. When the water is filled up to the second passage, the float closes the lower opening in the first passage. Thus, it is possible to prevent the water in the water bag 33 from leaking from the air vent valve 96.
また、第３実施形態の治療装置１は、配管９１，９２，９３，９４の代わりに、配管９７を備える点が第１実施形態と異なる。配管９７は、水袋３３から水を排出することができる排出状態と、水袋３３へ水を送出することができる送出状態との何れか一方に切り換えることができるように構成されている。 The treatment apparatus 1 according to the third embodiment is different from the first embodiment in that a pipe 97 is provided instead of the pipes 91, 92, 93, and 94. The pipe 97 is configured to be able to switch between a discharge state in which water can be discharged from the water bag 33 and a discharge state in which water can be discharged to the water bag 33.
そして制御部５は、治療ヘッド３からＨＩＦＵを照射して治療を行う前に水袋３３を水で満たすために、配管８１，８７，８８，８９，９０および流路３６を介して水袋３３の内部に水を供給するとともに、配管９７および流路３７を介して水袋３３の内部に水を供給する。このときに、水面より上に存在する空気は、水袋３３内に含まれる水の水面が高くなるにつれて、空気抜き弁９６から排出される。その後、制御部５は、水袋３３内に含まれる水の水面の高さが所定値以上になると、水袋３３への水の供給を停止する。これにより、水袋３３における最も低い箇所から水面までの高さを、支持板３０の下面までの高さＨ１以下とすることができる。すなわち、接触部位に掛かる水圧を、高さＨ１に対応する水圧以下とすることができる。 The control unit 5 irradiates the water bag 33 via the pipes 81, 87, 88, 89, 90 and the flow path 36 to fill the water bag 33 with water before performing treatment by irradiating the HIFU from the treatment head 3. Is supplied to the inside of the water bag 33 via the pipe 97 and the flow path 37. At this time, the air existing above the water surface is discharged from the air release valve 96 as the water surface of the water contained in the water bag 33 increases. Thereafter, when the level of the water contained in the water bag 33 becomes equal to or higher than a predetermined value, the control unit 5 stops supplying water to the water bag 33. Thereby, the height from the lowest point in the water bag 33 to the water surface can be made equal to or less than the height H1 from the lower surface of the support plate 30 to the lower surface. That is, the water pressure applied to the contact portion can be equal to or lower than the water pressure corresponding to the height H1.
一方、配管８１，８７，８８，８９，９０を介して水袋３３の内部に水を供給し、更に、配管９１，９２，９３，９４を介して水袋３３から水を排出する場合には、水袋３３における最も低い箇所から水面までの高さの最大値は、配管９１における最も高い箇所までの高さＨ２となる。なお、図６では、配管９１における最も高い箇所と、配管９７における最も高い箇所とを一致させている。このため、配管９７における最も高い箇所までの高さをＨ２としている。 On the other hand, when water is supplied to the inside of the water bag 33 through the pipes 81, 87, 88, 89, and 90, and when water is discharged from the water bag 33 through the pipes 91, 92, 93, and 94, The maximum value of the height from the lowest point in the water bag 33 to the water surface is the height H2 from the lowest point in the pipe 91 to the highest point. In FIG. 6, the highest point in the pipe 91 and the highest point in the pipe 97 are matched. Therefore, the height up to the highest point in the pipe 97 is set to H2.
第３実施形態の治療装置１は、このようにして、接触部位に掛かる水圧を低減することにより、接触部位に掛かる圧力が０〜１５ｋＰａとなるようしている。
このように構成された治療装置１は、空気抜き弁９６と、配管８１，８７，８８，８９，９０と、配管９７とを備える。空気抜き弁９６は、水袋３３内に収容されている空気を水袋３３の外部へ排出することができるように構成されている。配管９７は、水袋３３に接続されて、水袋３３から水を排出することができる排出可能状態と、水袋３３へ水を送出することができる送出可能状態との何れか一方の状態に切り換え可能に構成される。
The treatment device 1 of the third embodiment reduces the water pressure applied to the contact site in this way so that the pressure applied to the contact site becomes 0 to 15 kPa.
The treatment apparatus 1 configured as described above includes an air vent valve 96, pipes 81, 87, 88, 89, 90, and a pipe 97. The air release valve 96 is configured so that air contained in the water bag 33 can be discharged to the outside of the water bag 33. The pipe 97 is connected to the water bag 33 and is in one of a dischargeable state in which water can be discharged from the water bag 33 and a dischargeable state in which water can be sent to the water bag 33. It is configured to be switchable.
そして制御部５は、配管８１，８７，８８，８９，９０と、送出可能状態に切り換えられた配管９７とを用いて、水袋３３へ水を供給することにより、接触部位に掛かる圧力が０〜１５ｋＰａとなるように制御する。 The control unit 5 supplies water to the water bag 33 by using the pipes 81, 87, 88, 89, and 90 and the pipe 97 switched to the delivery enabled state, so that the pressure applied to the contact portion is reduced to zero. It is controlled so as to be 15 kPa.
これにより、第３実施形態の治療装置１は、第１実施形態の治療装置１と同様に、水袋３３を耐圧構造にすることなく水袋３３の破損を抑制することができる。
以上説明した実施形態において、配管９７は切換配管に相当する。
Thereby, similarly to the treatment device 1 of the first embodiment, the treatment device 1 of the third embodiment can suppress the breakage of the water bag 33 without making the water bag 33 a pressure-resistant structure.
In the embodiment described above, the pipe 97 corresponds to a switching pipe.
（第４実施形態）
以下に本開示の第４実施形態を図面とともに説明する。なお第４実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that in the fourth embodiment, parts different from the first embodiment will be described. The same reference numerals are given to common components.
第４実施形態の治療装置１は、圧力制御処理を実行しない点が第１実施形態と異なる。また、第４実施形態の治療装置１は、図７に示すように、治療ヘッド３の支持板３０の内部に流路９８が形成されている点と、圧力制御処理を実行しない点とが第１実施形態と異なる。 The treatment apparatus 1 of the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the pressure control process is not performed. Further, the treatment apparatus 1 according to the fourth embodiment has the following two points: the flow path 98 is formed inside the support plate 30 of the treatment head 3; and the pressure control process is not executed, as shown in FIG. Different from the first embodiment.
流路９８は、流路３６と流路３７との間に配置され、流路３６から流路３７へ水が流れるように形成される。
また、第４実施形態の治療装置１は、治療ヘッド３からＨＩＦＵを照射して治療を行う前に水袋３３を水で満たす方法が第１実施形態と異なる。
The flow path 98 is disposed between the flow path 36 and the flow path 37, and is formed so that water flows from the flow path 36 to the flow path 37.
Further, the treatment apparatus 1 of the fourth embodiment is different from the first embodiment in a method of filling the water bag 33 with water before performing treatment by irradiating the HIFU from the treatment head 3.
まず、制御部５は、ポンプ６７，７２を動作させる。ポンプ６７の動作により、水槽６１から排出された水が配管９０を通って流路３６に至る。このとき、ポンプ７２の動作により配管９１の内部が負圧になっているため、水袋３３は縮み、流路３６に至った水は、水袋３３の内部に供給されず、流路９８と流路３７とを経由して配管９１へ排出される。 First, the control unit 5 operates the pumps 67 and 72. By the operation of the pump 67, the water discharged from the water tank 61 reaches the flow path 36 through the pipe 90. At this time, since the inside of the pipe 91 is at a negative pressure due to the operation of the pump 72, the water bag 33 contracts, and the water reaching the flow path 36 is not supplied to the inside of the water bag 33, and the flow path 98 The gas is discharged to the pipe 91 via the flow path 37.
そして、配管９１へ排出された水が配管９２，９３，９４を通って排水管７３の付近に至ると、制御部５は、ポンプ７２の回転数を低下させる。例えば、流量センサ７１からの検出信号が示す圧力が０より大きくなってから所定時間が経過した場合に、配管９１へ排出された水が排水管７３の付近に至ったと判断する。 When the water discharged to the pipe 91 reaches the vicinity of the drain pipe 73 through the pipes 92, 93, 94, the control unit 5 reduces the rotation speed of the pump 72. For example, when a predetermined time has elapsed after the pressure indicated by the detection signal from the flow sensor 71 has become greater than 0, it is determined that the water discharged to the pipe 91 has reached the vicinity of the drain pipe 73.
そして、ポンプ７２の回転数が低下することにより、配管９１の内部の負圧の大きさが小さくなる。これにより、配管９０を通って流路３６に至った水は、流路９８を通ることなく、水袋３３の内部に供給される。 Then, as the rotation speed of the pump 72 decreases, the magnitude of the negative pressure inside the pipe 91 decreases. As a result, the water that has reached the flow path 36 through the pipe 90 is supplied to the inside of the water bag 33 without passing through the flow path 98.
このため、水袋３３の内部の水を配管９１から排出しているときにおいて、水袋３３における最も低い箇所から水面までの高さを、排水管７３までの高さとすることができる。従って、排水管７３を、配管９１における最も高い箇所より低い位置に配置することにより、第４実施形態の治療装置１は、接触部位に掛かる水圧を、水袋３３における最も低い箇所から配管９１における最も高い箇所までの高さＨ３に対応する水圧以下とすることができる。 Therefore, when the water inside the water bag 33 is being discharged from the pipe 91, the height from the lowest point in the water bag 33 to the water surface can be set to the height to the drain pipe 73. Therefore, by arranging the drain pipe 73 at a position lower than the highest point in the pipe 91, the treatment device 1 of the fourth embodiment reduces the water pressure applied to the contact part from the lowest point in the water bag 33 to the pipe 91. It can be equal to or lower than the water pressure corresponding to the height H3 up to the highest point.
第４実施形態の治療装置１は、このようにして、接触部位に掛かる水圧を低減することにより、接触部位に掛かる圧力が−１５〜１５ｋＰａとなるようしている。
このように構成された治療装置１は、配管８１，８７，８８，８９，９０から配管９１，９２，９３，９４へ水が流通可能となるように配置される流路９８を備える。配管８１，８７，８８，８９，９０は、水を貯える水槽６１から排出される水を水袋３３へ送出するように構成される。配管９１，９２，９３，９４は、水袋３３から排出された水を内部に流通させて、排水管７３から水槽６１へ排出するように構成される。
The treatment device 1 of the fourth embodiment reduces the water pressure applied to the contact site in this way, so that the pressure applied to the contact site becomes -15 to 15 kPa.
The treatment apparatus 1 configured as described above includes a flow path 98 arranged so that water can flow from the pipes 81, 87, 88, 89, 90 to the pipes 91, 92, 93, 94. The pipes 81, 87, 88, 89, and 90 are configured to send water discharged from the water tank 61 for storing water to the water bag 33. The pipes 91, 92, 93, and 94 are configured to allow the water discharged from the water bag 33 to flow inside and discharge the water from the drain pipe 73 to the water tank 61.
そして制御部５は、排水管７３の付近まで配管９１，９２，９３，９４の内部が水で満たされるまでは、配管９１，９２，９３，９４の内部を負圧にして、配管９１，９２，９３，９４内を流通する水を流路９８に流通させて配管９１，９２，９３，９４へ送出する。また制御部５は、排水管７３の付近まで配管９１，９２，９３，９４の内部が水で満たされた後には、配管９１，９２，９３，９４の内部の圧力および流量を調整して水を水袋３３へ供給する。これにより、制御部５は、接触部位に掛かる圧力が−１５〜１５ｋＰａとなるように制御する。 The control unit 5 sets the pressure in the pipes 91, 92, 93, and 94 to a negative pressure until the pipes 91, 92, 93, and 94 are filled with water up to the vicinity of the drain pipe 73, and , 93, and 94 are circulated through a flow path 98 and sent out to pipes 91, 92, 93, and 94. After the inside of the pipes 91, 92, 93, 94 is filled with water up to the vicinity of the drain pipe 73, the control unit 5 adjusts the pressure and flow rate inside the pipes 91, 92, 93, 94 to supply water. Is supplied to the water bag 33. Thereby, the control unit 5 controls so that the pressure applied to the contact portion becomes −15 to 15 kPa.
このようにして、第４実施形態の治療装置１は、第１実施形態の治療装置１と同様に、水袋３３を耐圧構造にすることなく水袋３３の破損を抑制することができる。
以上説明した実施形態において、排水管７３は排出口に相当する。
In this way, the treatment device 1 of the fourth embodiment can suppress breakage of the water bag 33 without having the water bag 33 have a pressure-resistant structure, similarly to the treatment device 1 of the first embodiment.
In the embodiment described above, the drain pipe 73 corresponds to a discharge port.
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
［変形例１］
例えば上記実施形態では、ポンプ６７およびポンプ７２を制御することによって、接触部位に掛かる圧力が−１５〜１５ｋＰａとなるように制御する形態を示した。しかし、ポンプ６７およびポンプ７２の何れか一方を制御するようにしてもよい。また、配管８１，８７，８８，８９，９０内を流れる音響伝達液の流量または圧力を制御可能な送出バルブ、および、配管９１，９２，９３，９４内を流れる音響伝達液の流量または圧力を制御可能な排出バルブの少なくとも１つを制御することによって、接触部位に掛かる圧力が−１５〜１５ｋＰａとなるように制御するようにしてもよい。また、ポンプ６７、ポンプ７２、送出バルブおよび排出バルブの少なくとも１つを制御するようにしてもよい。
As described above, one embodiment of the present disclosure has been described, but the present disclosure is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
[Modification 1]
For example, in the above embodiment, the form in which the pressure applied to the contact portion is controlled to be −15 to 15 kPa by controlling the pump 67 and the pump 72 has been described. However, one of the pump 67 and the pump 72 may be controlled. Further, a delivery valve capable of controlling the flow rate or pressure of the acoustic transmission liquid flowing through the pipes 81, 87, 88, 89, 90 and the flow rate or pressure of the acoustic transmission liquid flowing through the pipes 91, 92, 93, 94. By controlling at least one of the controllable discharge valves, the pressure applied to the contact site may be controlled to be −15 to 15 kPa. Further, at least one of the pump 67, the pump 72, the delivery valve, and the discharge valve may be controlled.
［変形例２］
上記実施形態では、圧力センサ３９による検出結果に基づいて、ポンプ６７およびポンプ７２を制御する形態を示した。しかし、圧力センサ６９、流量センサ６８、レベルセンサ３８、力覚センサ２３、圧力センサ７０、および、流量センサ７１の少なくとも１つの検出結果に基づいて、水袋３３内部の圧力を推定し、ポンプ６７、ポンプ７２、送出バルブおよび排出バルブの少なくとも１つを制御するようにしてもよい。流量センサ６８は、配管８１，８７，８８，８９，９０内を流れる水の流量を検出する。レベルセンサ３８は、水袋３３に収容されている水の液面の高さを検出する。力覚センサ２３は、治療ヘッド３に加わる力を検出する。流量センサ７１は、配管９１，９２，９３，９４内を流れる水の流量を検出する。これにより、治療装置１は、水袋３３を耐圧構造にすることなく水袋３３の破損を抑制することができる。
[Modification 2]
In the above embodiment, the mode in which the pump 67 and the pump 72 are controlled based on the detection result of the pressure sensor 39 has been described. However, based on at least one detection result of the pressure sensor 69, the flow sensor 68, the level sensor 38, the force sensor 23, the pressure sensor 70, and the flow sensor 71, the pressure inside the water bag 33 is estimated, and the pump 67 , Pump 72, and at least one of the delivery valve and the discharge valve. The flow rate sensor 68 detects the flow rate of water flowing in the pipes 81, 87, 88, 89, 90. The level sensor 38 detects the height of the liquid level of the water contained in the water bag 33. The force sensor 23 detects a force applied to the treatment head 3. The flow rate sensor 71 detects the flow rate of water flowing in the pipes 91, 92, 93, 94. Thereby, the treatment device 1 can suppress the breakage of the water bag 33 without making the water bag 33 have a pressure-resistant structure.
なお、流量センサ６８は送出流量検出部に相当し、レベルセンサ３８はレベル検出部に相当し、力覚センサ２３は力検出部に相当し、流量センサ７１は排出流量検出部に相当する。 Note that the flow sensor 68 corresponds to a delivery flow detection unit, the level sensor 38 corresponds to a level detection unit, the force sensor 23 corresponds to a force detection unit, and the flow sensor 71 corresponds to a discharge flow detection unit.
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 Further, the functions of one component in the above-described embodiment may be assigned to a plurality of components, or the functions of the plurality of components may be exhibited by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced with the configuration of another above-described embodiment. Note that all aspects included in the technical idea specified by the language described in the claims are embodiments of the present disclosure.
上述した治療装置１の他、当該治療装置１を構成要素とするシステム、当該治療装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、治療装置制御方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。 In addition to the treatment device 1 described above, the present invention can be implemented in various forms such as a system including the treatment device 1 as a component, a program for causing a computer to function as the treatment device 1, a medium storing the program, a treatment device control method, and the like. Disclosure can also be achieved.
１…治療装置、２…ロボットアーム、３…治療ヘッド、５…制御部、３１…照射部、３３…水袋、５１…アームコントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... treatment apparatus, 2 ... robot arm, 3 ... treatment head, 5 ... control part, 31 ... irradiation part, 33 ... water bag, 51 ... arm controller
Claims (6)
前記ロボットアームの先端に設けられ、収束超音波を照射するように構成された照射部（３１）を有する治療ヘッド（３）と、
前記ロボットアームの動作を制御することで前記治療ヘッドの位置および姿勢を変化させるように構成されたアーム制御部（５１）と、
音響インピーダンスが１．０×１０６〜２．０×１０６Ｎｓ／ｍ３である材料で袋状に形成されて前記照射部を覆うようにして前記治療ヘッドに取り付けられ、且つ、治療時において内部に音響伝達液を収容した状態で治療対象に接触する接触部位の厚さが０．１〜２ｍｍとなるように形成された水袋（３３）と、
前記接触部位に掛かる圧力が１５ｋＰａ以下となるように、前記水袋への前記音響伝達液の供給を制御するように構成された供給制御部（５）と
を備える治療装置（１）。 A robot arm (2) formed by connecting a plurality of links by joints;
A treatment head (3) provided at a tip of the robot arm and having an irradiation unit (31) configured to irradiate convergent ultrasonic waves;
An arm control unit (51) configured to change a position and a posture of the treatment head by controlling an operation of the robot arm;
It is formed in a bag shape with a material having an acoustic impedance of 1.0 × 10 6 to 2.0 × 10 6 Ns / m 3 and is attached to the treatment head so as to cover the irradiation section, and at the time of treatment. A water bag (33) formed so that the thickness of the contact portion that contacts the treatment target in a state where the acoustic transfer liquid is contained therein is 0.1 to 2 mm;
A supply control unit (5) configured to control the supply of the acoustic transfer liquid to the water bag so that the pressure applied to the contact site is equal to or less than 15 kPa.
前記水袋へ前記音響伝達液を送出するために前記水袋に接続された送出配管（８１，８７，８８，８９，９０）と、
前記水袋から前記音響伝達液を排出するために前記水袋に接続された排出配管（９１，９２，９３，９４）と、
前記水袋の内部に収容されている前記音響伝達液の圧力を検出するように構成された水袋圧力検出部（３９）とを備え、
前記供給制御部は、前記水袋圧力検出部による検出結果に基づいて、前記水袋へ前記音響伝達液を送出するために前記送出配管に接続された送出ポンプ（６７）、前記水袋から前記音響伝達液を排出するために前記排出配管に接続された排出ポンプ（７２）、前記送出配管内を流れる前記音響伝達液の流量または圧力を制御可能な送出バルブ、および、前記排出配管内を流れる前記音響伝達液の流量または圧力を制御可能な排出バルブの少なくとも１つを制御することによって、前記接触部位に掛かる圧力が１５ｋＰａ以下となるように制御する治療装置。 The treatment device according to claim 1,
A delivery pipe (81, 87, 88, 89, 90) connected to the water bag for delivering the acoustic transfer liquid to the water bag;
Drain pipes (91, 92, 93, 94) connected to the water bag for discharging the acoustic transfer liquid from the water bag;
A water bag pressure detection unit (39) configured to detect a pressure of the acoustic transmission liquid housed inside the water bag,
A supply pump connected to the delivery pipe for delivering the acoustic transfer liquid to the water bag based on a detection result obtained by the water bag pressure detection unit; A discharge pump (72) connected to the discharge pipe for discharging the sound transfer liquid, a discharge valve capable of controlling the flow rate or pressure of the sound transfer liquid flowing in the discharge pipe, and flowing in the discharge pipe; A treatment device that controls at least one of a discharge valve that can control a flow rate or a pressure of the acoustic transfer liquid so that a pressure applied to the contact portion is equal to or less than 15 kPa.
前記水袋へ前記音響伝達液を送出するために前記水袋に接続された送出配管と、
前記水袋から前記音響伝達液を排出するために前記水袋に接続された排出配管と、
前記送出配管内を流れる前記音響伝達液の圧力を検出するように構成された送出圧力検出部（６９）と、
前記排出配管内を流れる前記音響伝達液の圧力を検出するように構成された排出圧力検出部（７０）とを備え、
前記供給制御部は、前記送出圧力検出部および前記排出圧力検出部による検出結果に基づいて、前記接触部位に掛かる圧力を推定し、推定した圧力が１５ｋＰａ以下となるように、前記水袋へ前記音響伝達液を送出するために前記送出配管に接続された送出ポンプ、前記水袋から前記音響伝達液を排出するために前記排出配管に接続された排出ポンプ、前記送出配管内を流れる前記音響伝達液の流量または圧力を制御可能な送出バルブ、および、前記排出配管内を流れる前記音響伝達液の流量または圧力を制御可能な排出バルブの少なくとも１つを制御する治療装置。 The treatment device according to claim 1,
A delivery pipe connected to the water bag to deliver the acoustic transfer liquid to the water bag;
A drain pipe connected to the water bag to discharge the acoustic transfer liquid from the water bag;
A delivery pressure detector (69) configured to detect a pressure of the acoustic transfer liquid flowing in the delivery pipe;
A discharge pressure detector (70) configured to detect a pressure of the acoustic transfer liquid flowing in the discharge pipe,
The supply control unit estimates the pressure applied to the contact site based on the detection results by the delivery pressure detection unit and the discharge pressure detection unit, so that the estimated pressure becomes 15 kPa or less. A delivery pump connected to the delivery pipe for delivering the sound transfer liquid, a discharge pump connected to the discharge pipe for discharging the sound transfer liquid from the water bag, and the acoustic transmission flowing through the delivery pipe. A treatment device for controlling at least one of a delivery valve capable of controlling a flow rate or a pressure of a liquid and a discharge valve capable of controlling a flow rate or a pressure of the acoustic transmission liquid flowing in the discharge pipe.
前記水袋へ前記音響伝達液を送出するために前記水袋に接続された送出配管と、
前記水袋から前記音響伝達液を排出するために前記水袋に接続された排出配管とを備え、
前記供給制御部は、
前記送出配管内を流れる前記音響伝達液の圧力を検出するように構成された送出圧力検出部、前記送出配管内を流れる前記音響伝達液の流量を検出するように構成された送出流量検出部（６８）、前記水袋に収容されている前記音響伝達液の液面の高さを検出するように構成されたレベル検出部（３８）、前記治療ヘッドに加わる力を検出するように構成された力検出部（２３）、前記排出配管内を流れる前記音響伝達液の圧力を検出するように構成された排出圧力検出部、および、前記排出配管内を流れる前記音響伝達液の流量を検出するように構成された排出流量検出部（７１）の少なくとも１つの検出結果に基づいて、前記水袋内部の圧力を推定し、この推定結果に基づいて、前記水袋へ前記音響伝達液を送出するために前記送出配管に接続された送出ポンプ、前記水袋から前記音響伝達液を排出するために前記排出配管に接続された排出ポンプ、前記送出配管内を流れる前記音響伝達液の流量または圧力を制御可能な送出バルブ、および、前記排出配管内を流れる前記音響伝達液の流量または圧力を制御可能な排出バルブの少なくとも１つを制御することによって、前記接触部位に掛かる圧力が１５ｋＰａ以下となるように制御する治療装置。 The treatment device according to claim 1,
A delivery pipe connected to the water bag to deliver the acoustic transfer liquid to the water bag;
A discharge pipe connected to the water bag to discharge the acoustic transfer liquid from the water bag,
The supply control unit includes:
A delivery pressure detection unit configured to detect a pressure of the acoustic transmission liquid flowing in the delivery pipe, and a delivery flow rate detection unit configured to detect a flow rate of the acoustic transmission liquid flowing in the delivery pipe ( 68), a level detecting section (38) configured to detect a level of the acoustic transmission liquid contained in the water bag, and configured to detect a force applied to the treatment head. A force detection unit (23), a discharge pressure detection unit configured to detect a pressure of the acoustic transmission liquid flowing in the discharge pipe, and a flow rate of the acoustic transmission liquid flowing in the discharge pipe. Estimating the pressure inside the water bag based on at least one detection result of the discharge flow rate detection section (71) configured to send the acoustic transfer liquid to the water bag based on the estimation result. To the delivery pipe A connected delivery pump, a delivery pump connected to the discharge pipe for discharging the acoustic transmission liquid from the water bag, a delivery valve capable of controlling a flow rate or pressure of the acoustic transmission liquid flowing in the delivery pipe, And a treatment device that controls at least one of discharge valves capable of controlling a flow rate or a pressure of the acoustic transmission liquid flowing in the discharge pipe so that a pressure applied to the contact portion is equal to or less than 15 kPa.
前記水袋内に収容されている空気を前記水袋の外部へ排出することができるように構成された空気抜き弁（９６）と、
前記水袋へ前記音響伝達液を送出するために前記水袋に接続された送出配管と、
前記水袋に接続されて、前記水袋から前記音響伝達液を排出することができる排出可能状態と、前記水袋へ前記音響伝達液を送出することができる送出可能状態との何れか一方の状態に切り換え可能に構成された切換配管（９７）とを備え、
前記供給制御部は、前記送出配管と、前記送出可能状態に切り換えられた前記切換配管とを用いて、前記水袋へ前記音響伝達液を供給することにより、前記接触部位に掛かる圧力が１５ｋＰａ以下となるように制御する治療装置。 The treatment device according to claim 1,
An air release valve (96) configured to discharge air contained in the water bag to the outside of the water bag;
A delivery pipe connected to the water bag to deliver the acoustic transfer liquid to the water bag;
Connected to the water bag, one of a dischargeable state in which the acoustic transmission liquid can be discharged from the water bag and a dischargeable state in which the acoustic transmission liquid can be discharged to the water bag. A switching pipe (97) configured to be switchable to a state,
The supply control unit supplies the acoustic transfer liquid to the water bag using the delivery pipe and the switching pipe switched to the delivery enabled state, so that a pressure applied to the contact portion is 15 kPa or less. Therapeutic device that controls to become.
前記送出配管から前記排出配管へ前記音響伝達液が流通可能となるように配置される流路（９８）を備え、
前記送出配管は、前記音響伝達液を貯える水槽から排出される前記音響伝達液を前記水袋へ送出するように構成され、
前記排出配管は、前記水袋から排出された前記音響伝達液を内部に流通させて、排出口（７３）から前記水槽へ排出するように構成され、
前記供給制御部は、
前記排出口の付近まで前記排出配管の内部が前記音響伝達液で満たされるまでは、前記排出配管の内部を負圧にして、前記送出配管内を流通する前記音響伝達液を前記流路に流通させて前記排出配管へ送出し、前記排出口の付近まで前記排出配管の内部が前記音響伝達液で満たされた後には、前記排出配管の内部の圧力および流量の少なくとも一方を調整して前記音響伝達液を前記水袋へ供給することにより、前記接触部位に掛かる圧力が１５ｋＰａ以下となるように制御する治療装置。 The treatment device according to claim 1,
A flow path (98) arranged so that the acoustic transfer liquid can flow from the delivery pipe to the discharge pipe;
The delivery pipe is configured to deliver the acoustic transmission liquid discharged from a water tank storing the acoustic transmission liquid to the water bag,
The discharge pipe is configured to allow the acoustic transmission liquid discharged from the water bag to flow inside and discharge the sound transmission liquid from the discharge port (73) to the water tank,
The supply control unit includes:
Until the inside of the discharge pipe is filled with the acoustic transfer liquid up to the vicinity of the discharge port, the inside of the discharge pipe is maintained at a negative pressure, and the acoustic transfer liquid flowing through the delivery pipe flows through the flow path. And after the inside of the discharge pipe is filled with the acoustic transfer liquid up to the vicinity of the discharge port, the pressure and / or flow rate of the inside of the discharge pipe is adjusted to adjust the sound. A treatment device that controls a pressure applied to the contact site to be 15 kPa or less by supplying a transmission fluid to the water bag.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018164591A JP2020036709A (en) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | Treatment device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2018164591A JP2020036709A (en) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | Treatment device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020036709A true JP2020036709A (en) | 2020-03-12 |
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ID=69737037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2018164591A Pending JP2020036709A (en) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | Treatment device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2020036709A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023199947A1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-19 | 平田機工株式会社 | Ultrasonic therapy device, fluid operation device, and fluid circuit set |
| JP7453655B1 (en) | 2022-09-29 | 2024-03-21 | 平田機工株式会社 | Ultrasonic head device and ultrasonic treatment system |
-
2018
- 2018-09-03 JP JP2018164591A patent/JP2020036709A/en active Pending
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