JP2021145784A - Ultrasonic therapeutic device - Google Patents

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Abstract

To provide an ultrasonic therapeutic device which can easily and accurately measure the electromagnetic wave generated from an affected part.SOLUTION: The ultrasonic therapeutic device comprises an ultrasonic wave irradiating part 2 for irradiating an affected part 1 of a patient P with ultrasonic wave, and a measurement part 3 for measuring temperature of the affected part 1 based on the electromagnetic wave induced by the ultrasonic wave. The measurement part 3 is positioned away from the ultrasonic wave irradiating part 2 and the affected part 1 such that the first electromagnetic wave generated by the affected part 1 by the ultrasonic wave and the second electromagnetic wave generated by the measurement part 3 itself by the ultrasonic wave do not interfere with each other, and is configured such that the affected part 1 is positioned between the ultrasonic wave irradiating part 2 and the measurement part 3 on an axial line L between the ultrasonic wave irradiating part 2 and a convergent point m at which the ultrasonic wave converges.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、超音波を体外から体内へ照射して患部を治療するための超音波治療装置に関する。 The present disclosure relates to an ultrasonic therapy device for treating an affected area by irradiating an ultrasonic wave from outside the body to the inside of the body.

骨がん、骨の疼痛部等の患部に、集束した超音波を体外から体内へ照射して、患部を非侵襲で焼灼する装置として、高密度集束超音波(High-Intensity Focused Ultrasound;HIFU)装置が知られている。その従来技術は、例えば、特許文献1,2に記載されている。また、特許文献3の従来技術では、骨への連続的な超音波の照射時に、断続的に超音波を照射し、骨から発生する電磁波強度の変化から、骨の温度を計測している。 High-Intensity Focused Ultrasound (HIFU) is a device that irradiates affected areas such as bone cancer and painful areas of bone with focused ultrasonic waves from outside the body to the inside of the body to non-invasively cauterize the affected areas. The device is known. The prior art is described in, for example, Patent Documents 1 and 2. Further, in the prior art of Patent Document 3, when the bone is continuously irradiated with ultrasonic waves, the ultrasonic waves are intermittently irradiated, and the temperature of the bone is measured from the change in the electromagnetic wave intensity generated from the bone.

特公平7−38858号公報Special Fair 7-38858 Gazette 特許第5429822号公報Japanese Patent No. 5492822 国際公開第2018/097245号International Publication No. 2018/097245

このような装置では、骨の温度の測定精度を向上させることが求められている。 In such a device, it is required to improve the measurement accuracy of the bone temperature.

本開示の超音波治療装置は、患部に、超音波を照射する超音波照射部と、
アンテナを有するとともに、超音波に誘起された電磁波に基づき、前記患部の温度を測定する測定部と、を備え、
前記超音波によって前記患部から発生する第1電磁波による前記測定部の出力と、前記超音波によって前記アンテナ自身から発生する第2電磁波による前記測定部の出力とが時間軸上で区別可能なように、前記アンテナが前記患部および超音波照射部から離れて位置している、ことを特徴とする。
The ultrasonic therapy apparatus of the present disclosure includes an ultrasonic irradiation unit that irradiates an affected area with ultrasonic waves, and an ultrasonic irradiation unit.
It has an antenna and is equipped with a measuring unit that measures the temperature of the affected area based on electromagnetic waves induced by ultrasonic waves.
The output of the measuring unit due to the first electromagnetic wave generated from the affected area by the ultrasonic wave and the output of the measuring unit due to the second electromagnetic wave generated from the antenna itself by the ultrasonic wave can be distinguished on the time axis. The antenna is located away from the affected area and the ultrasonic wave irradiation area.

本開示によれば、骨の温度の測定精度を向上させることができる。 According to the present disclosure, the accuracy of measuring bone temperature can be improved.

本開示の一実施形態の超音波治療装置の概略的構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the ultrasonic therapy apparatus of one Embodiment of this disclosure. 超音波治療装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation of an ultrasonic therapy apparatus. 骨サンプルと測定部3との相対的な位置を変化させたときの誘起電磁波の強度を電圧で示したグラフである。It is a graph which showed the intensity of the induced electromagnetic wave when the relative position of a bone sample and a measuring part 3 was changed by voltage. 骨サンプルと測定部3との相対的な位置を変化させたときの誘起電磁波の強度を電圧で示したグラフである。It is a graph which showed the intensity of the induced electromagnetic wave when the relative position of a bone sample and a measuring part 3 was changed by voltage.

以下、添付図面を参照して、本開示の超音波治療装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the ultrasonic therapy apparatus of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本開示の一実施形態の超音波治療装置の概略的構成を示す図である。本実施形態の超音波治療装置は、患者Pの患部1に、超音波を照射する超音波照射部2と、超音波に誘起された電磁波に基づき、患部1の温度を測定する測定部3と、を備える。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to an embodiment of the present disclosure. The ultrasonic therapy apparatus of the present embodiment includes an ultrasonic irradiation unit 2 that irradiates the affected area 1 of the patient P with ultrasonic waves, and a measurement unit 3 that measures the temperature of the affected area 1 based on the electromagnetic waves induced by the ultrasonic waves. , Equipped with.

測定部3は、電磁波を受信可能なアンテナを有している。アンテナは、電磁波信号を取得可能な導体である。アンテナは、例えば、ループアンテナまたはダイポールアンテナを使用すればよい。本実施形態では、ループアンテナを採用している。すなわち、測定部3が導体でできたループ状のコイルを有しており、コイルが患部1から発生した電磁波を受信することによって、測定部3は患部1の温度を測定することができる。その結果、超音波照射部2から患部1に超音波が照射されたときに圧電体である骨が機械的に振動して電磁波が発生する。この電磁波の強度が骨の温度によって変化するため、コイルによって電磁波を受信し、それに起因する誘導起電力(電圧)を測定することによって、患部1の温度を測定することができる。 The measuring unit 3 has an antenna capable of receiving electromagnetic waves. The antenna is a conductor capable of acquiring an electromagnetic wave signal. As the antenna, for example, a loop antenna or a dipole antenna may be used. In this embodiment, a loop antenna is adopted. That is, the measuring unit 3 has a loop-shaped coil made of a conductor, and the measuring unit 3 can measure the temperature of the affected area 1 by receiving the electromagnetic wave generated from the affected area 1. As a result, when ultrasonic waves are irradiated from the ultrasonic irradiation unit 2 to the affected area 1, the bone, which is a piezoelectric body, mechanically vibrates to generate electromagnetic waves. Since the intensity of this electromagnetic wave changes depending on the temperature of the bone, the temperature of the affected area 1 can be measured by receiving the electromagnetic wave by the coil and measuring the induced electromotive force (voltage) caused by the electromagnetic wave.

また、測定部3のコイルは、超音波によって患部1から発生する第1電磁波と、超音波によって測定部3自身から発生する第2電磁波とが干渉しないように、超音波照射部2および患部1から離れて位置している。すなわち、超音波照射部2の超音波によって前記患部から発生する第1電磁波による測定部3の出力と、超音波照射部2の超音波によってコイル自身から発生する第2電磁波による測定部3の出力が時間軸上で区別可能なように、コイルが患部1および超音波照射部2から離れて位置している。 Further, the coil of the measuring unit 3 is arranged in the ultrasonic irradiation unit 2 and the affected area 1 so that the first electromagnetic wave generated from the affected area 1 by ultrasonic waves and the second electromagnetic wave generated from the measuring unit 3 itself by ultrasonic waves do not interfere with each other. It is located away from. That is, the output of the measurement unit 3 by the first electromagnetic wave generated from the affected area by the ultrasonic wave of the ultrasonic wave irradiation unit 2 and the output of the measurement unit 3 by the second electromagnetic wave generated from the coil itself by the ultrasonic wave of the ultrasonic wave irradiation unit 2. The coil is located away from the affected area 1 and the ultrasonic wave irradiation area 2 so that can be distinguished on the time axis.

ここで、従来のHIFU装置では、骨の温度を測定するために、コイルで骨から発生する電磁波を受信する。また、一方で、骨に向けて照射された超音波がコイルに当たることがある。コイルに超音波が当たった場合に、コイル自身が電磁波を発生することがある。これは、電磁誘導作用などに起因し、コイルに誘導起電力が生じた結果であると考えられている。そのため、測定部3には、骨から発生した電磁波に起因する出力と、コイル自身から発生した電磁波に起因する出力とが重畳して、骨の温度の測定精度が低下することがあった。 Here, in the conventional HIFU device, in order to measure the temperature of the bone, the coil receives the electromagnetic wave generated from the bone. On the other hand, the ultrasonic waves radiated toward the bone may hit the coil. When ultrasonic waves hit the coil, the coil itself may generate electromagnetic waves. It is considered that this is a result of the induced electromotive force generated in the coil due to the electromagnetic induction action or the like. Therefore, the output caused by the electromagnetic wave generated from the bone and the output caused by the electromagnetic wave generated from the coil itself may be superimposed on the measuring unit 3, and the measurement accuracy of the bone temperature may be lowered.

これに対して、本開示に係る超音波治療装置では、測定部3が、上記の通り配置されていることによって、第1電磁波に起因する測定部3の第1出力と、第2電磁波に起因する測定部3の第2出力とが、時間軸上で区別可能であり、第1出力に基づいて患部(骨)の温度を測定することができる。したがって、本発明に係る超音波治療装置では、骨の温度の測定精度を向上させることができる。 On the other hand, in the ultrasonic therapy apparatus according to the present disclosure, the measurement unit 3 is arranged as described above, so that the first output of the measurement unit 3 caused by the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave are caused. The second output of the measuring unit 3 to be measured can be distinguished on the time axis, and the temperature of the affected part (bone) can be measured based on the first output. Therefore, in the ultrasonic therapy apparatus according to the present invention, the accuracy of measuring the bone temperature can be improved.

超音波照射部2および測定部3は、電磁波を遮断するため、電磁遮蔽室(すなわち、シールドルームまたは電磁遮蔽空間)を規定する箱状構造体20に収容されている。 The ultrasonic wave irradiation unit 2 and the measurement unit 3 are housed in a box-shaped structure 20 that defines an electromagnetic wave shielding room (that is, a shield room or an electromagnetic wave shielding space) in order to block electromagnetic waves.

患部1は、超音波照射部2と測定部3との間に位置している。その結果、測定部3は患部1から発生した電磁波を、コイルに超音波があたりそれ自身が発生する電磁波より早い時間で受信することができる。そのため、それぞれの電磁波を重畳せずに区分でき、精度よく患部1の電磁波を受信することができる。 The affected area 1 is located between the ultrasonic wave irradiation unit 2 and the measurement unit 3. As a result, the measuring unit 3 can receive the electromagnetic wave generated from the affected part 1 in a time earlier than the electromagnetic wave generated by the ultrasonic wave hitting the coil. Therefore, each electromagnetic wave can be classified without being superimposed, and the electromagnetic wave of the affected portion 1 can be received with high accuracy.

時間的に区分できる要因は、電磁波の速度は光の速度(3万km/s)で伝播する。一方、超音波の速度は、例えば水中の場合1500m/sで伝播する。そのため、骨およびコイルの距離がそれぞれ異なると、その距離に応じて異なる時間で超音波が当たる。しかし、骨およびコイルに超音波がそれぞれ当たった瞬間に電磁波が発生するため、骨およびコイルのそれぞれの電磁波を時間的に区分できる。 The factor that can be divided in time is that the speed of electromagnetic waves propagates at the speed of light (30,000 km / s). On the other hand, the velocity of ultrasonic waves propagates at 1500 m / s in water, for example. Therefore, if the distances between the bone and the coil are different, ultrasonic waves are applied at different times according to the distances. However, since electromagnetic waves are generated at the moment when ultrasonic waves hit the bone and the coil, the electromagnetic waves of the bone and the coil can be separated in time.

測定部3は、例えば、超音波照射部2と超音波が集束する収束点mとを結ぶ軸線L上に位置している。その結果、測定部3は骨から発生する強い電磁波を受信することができる。 The measuring unit 3 is located, for example, on the axis L connecting the ultrasonic wave irradiation unit 2 and the convergence point m where the ultrasonic waves are focused. As a result, the measuring unit 3 can receive a strong electromagnetic wave generated from the bone.

また、超音波治療装置は、空気よりも誘電率の高い流体が封入された第1導波体4を備えていてもよい。そして、第1導波体4は、超音波照射部2と患部1に接続されている。その結果、超音波を患部に効率良く照射することができ、かつ、第1導波体4に測定部3を設置した場合、骨から発生した電磁波を効率よく受信することができる。なお、第1導波体4は、バルーンとも呼ばれる。第1導波体4は、液体が封入できるように、機械的強度を有する液密な構造体から成る。 Further, the ultrasonic therapy apparatus may include a first waveguide 4 in which a fluid having a dielectric constant higher than that of air is sealed. The first waveguide 4 is connected to the ultrasonic irradiation unit 2 and the affected area 1. As a result, the affected part can be efficiently irradiated with ultrasonic waves, and when the measuring unit 3 is installed in the first waveguide 4, the electromagnetic wave generated from the bone can be efficiently received. The first waveguide 4 is also called a balloon. The first waveguide 4 is made of a liquid-tight structure having mechanical strength so that a liquid can be sealed.

また、超音波治療装置は、空気よりも誘電率の高い流体が封入された第2導波体5を備えていてもよい。測定部3は、第2導波体5内に配されている。そして、第2導波体5は、患部1に接続している。その結果、骨から発生した電磁波を効率よく受信することができる。第2導波体5は、液体が封入できるように、機械的強度を有する液密な構造体から成る。 Further, the ultrasonic therapy apparatus may include a second waveguide 5 in which a fluid having a dielectric constant higher than that of air is sealed. The measuring unit 3 is arranged in the second waveguide 5. Then, the second waveguide 5 is connected to the affected portion 1. As a result, the electromagnetic waves generated from the bone can be efficiently received. The second waveguide 5 is made of a liquid-tight structure having mechanical strength so that a liquid can be sealed.

第1導波体4または第2導波体5内には、空気よりも誘電率の高い流体として、例えば純水が封入されてもよい。その結果、骨から発生した電磁波を効率よく受信することができる。 For example, pure water may be sealed in the first waveguide 4 or the second waveguide 5 as a fluid having a dielectric constant higher than that of air. As a result, the electromagnetic waves generated from the bone can be efficiently received.

本実施形態の超音波治療装置は、例えば、転移骨がん,関節痛等に由来する骨疼痛、すなわち体表からの深度が1mm〜30mm程度の身体の浅い部分で発生する疼痛を緩和するために用いられてもよい。超音波照射部2は、圧電体から成る複数の振動子を備える高密度集束超音波(High-Intensity Focused Ultrasound;HIFU)トランスデューサ6と、HIFUトランスデューサ6が収容される筐体7と、HIFUトランスデューサ6および筐体7を変位可能に保持する駆動装置8とを有する。 The ultrasonic therapy device of the present embodiment is for relieving bone pain caused by metastatic bone cancer, arthralgia, etc., that is, pain generated in a shallow part of the body having a depth of about 1 mm to 30 mm from the body surface. It may be used for. The ultrasonic irradiation unit 2 includes a high-intensity focused ultrasound (HIFU) transducer 6 including a plurality of transducers made of a piezoelectric material, a housing 7 in which the HIFU transducer 6 is housed, and a HIFU transducer 6 It also has a drive device 8 that holds the housing 7 in a displaceable manner.

超音波照射部2の下方には、患者が仰臥または横臥した姿勢で横たわることができる治療用支持台9が設けられ、治療用支持台9の下方には第2導波体5が設けられる。第2導波体5内には、測定部3と、測定部3を変位可能に支持する支持装置10とが収容される。治療用支持台9の中央部に、第2導波体5が患部1と接するように穴を空けても良い。 A therapeutic support 9 on which the patient can lie on his / her back or lying down is provided below the ultrasonic irradiation unit 2, and a second waveguide 5 is provided below the therapeutic support 9. The measurement unit 3 and the support device 10 that supports the measurement unit 3 in a displaceable manner are housed in the second waveguide 5. A hole may be formed in the central portion of the treatment support base 9 so that the second waveguide 5 is in contact with the affected portion 1.

HIFUトランスデューサ6の駆動装置8、治療用支持台9および支持装置10は、超音波を治療用支持台9上の患者の任意の部位に照射可能なように、水平な仮想平面上で直交するX軸およびY軸、ならびにX軸およびY軸に垂直な高さ方向であるZ軸に沿って、相対的に自在に移動させ、超音波照射対象部位を、HIFUトランスデューサ6の直下の適切な位置に位置決めできるように構成されている。 The drive device 8, the treatment support 9 and the support device 10 of the HIFU transducer 6 are X orthogonal to each other on a horizontal virtual plane so that ultrasonic waves can be applied to any part of the patient on the treatment support 9. Move relatively freely along the axes and Y-axis, and the Z-axis, which is the height direction perpendicular to the X-axis and Y-axis, to position the ultrasonic irradiation target site at an appropriate position directly under the HIFU transducer 6. It is configured for positioning.

図1に示す超音波治療装置において、超音波照射部2は、患部1の上に広がる湾曲した円板状のHIFUトランスデューサ6と、患者Pの超音波照射対象部位の冷却用の冷却水を保持するための樹脂フィルム製のバルーンである第1導波体4と、これらを患者Pの身体の上に懸架するとともに、駆動装置8に支持されて移動可能な筐体7と、を主体として構成されている。図1における配管、配線等の各部材間の接続は、図示を省略している。 In the ultrasonic therapy apparatus shown in FIG. 1, the ultrasonic irradiation unit 2 holds a curved disk-shaped HIFU transducer 6 that spreads over the affected area 1 and cooling water for cooling the ultrasonic irradiation target portion of patient P. The first waveguide 4, which is a balloon made of a resin film for the purpose of the ultrasonic wave, and a housing 7 which is suspended on the body of the patient P and which is supported by the driving device 8 and can be moved are mainly configured. Has been done. The connection between each member such as piping and wiring in FIG. 1 is not shown.

HIFUトランスデューサ6は、全体として、患部1の上方に位置し、下方に向かって下方した凹状のパラボラ形状になっている。その凹状の内面には、前述の複数の振動子が整列して配設されている。このHIFUトランスデューサ6の内面は、収束点mに向かって集束する曲率半径を有する湾曲面に形成されているため、各振動子が同時に超音波を発振した場合、発振された超音波は、一点(焦点)に集束してHIFUとなる。 The HIFU transducer 6 is located above the affected area 1 as a whole and has a concave parabolic shape downward downward. The plurality of vibrators described above are arranged and arranged on the concave inner surface. Since the inner surface of the HIFU transducer 6 is formed on a curved surface having a radius of curvature that focuses toward the convergence point m, when each oscillator oscillates ultrasonic waves at the same time, the oscillated ultrasonic waves are at one point ( Focuses on the focus) and becomes HIFU.

なお、HIFUトランスデューサ6(超音波照射部)が、上記のように患部1の上方に広がる円板状等の形状になっているのは、患部1に正対する広い面になるべく多くの振動子を並べ、超音波発信強度を確保するためである。したがって、HIFUトランスデューサ6の形状は、前述の円板状や円盤状に限定されるものではなく、患部1に正対する広い面を確保できる形状であれば、照射部の全体形状は特に限定されるものではない。たとえば、外形が円形もしくは四角形等であってもよく、あるいは平坦な板状であってもよい。 The HIFU transducer 6 (ultrasonic wave irradiation unit) has a disk-like shape that extends above the affected area 1 as described above, so that as many oscillators as possible can be placed on a wide surface facing the affected area 1. This is to ensure the ultrasonic transmission intensity by arranging them side by side. Therefore, the shape of the HIFU transducer 6 is not limited to the above-mentioned disk shape or disc shape, and the overall shape of the irradiated portion is particularly limited as long as a wide surface facing the affected portion 1 can be secured. It's not a thing. For example, the outer shape may be circular or quadrangular, or may be a flat plate.

また、振動子を、超音波の焦点と被写界深度とを変えることのできる、フェィズドアレイタイプのHIFUトランスデューサとすれば、HIFUトランスデューサ6におけるパラボラ形の曲率半径を変更したり、フラットな平板状の照射部を採用したりすることも可能である。 Further, if the transducer is a phased array type HIFU transducer that can change the focal point of ultrasonic waves and the depth of field, the radius of curvature of the parabolic shape in the HIFU transducer 6 can be changed, or a flat flat plate can be used. It is also possible to adopt a shaped irradiation unit.

第1導波体4は、樹脂製の透明または半透明フィルムを用いて構成されており、図示しない冷却水発生部で作製された脱気済み冷水(この場合、水温約18℃)が、冷却水発生部との間で循環することによって、第1導波体4内の水温が一定温度に保たれ、第1導波体4下部(底部)の接する体表面を冷却できるようになっている。 The first waveguide 4 is configured by using a transparent or translucent film made of resin, and degassed cold water (in this case, a water temperature of about 18 ° C.) produced in a cooling water generating portion (not shown) cools the first waveguide 4. By circulating with the water generating portion, the water temperature in the first waveguide 4 is maintained at a constant temperature, and the body surface in contact with the lower part (bottom) of the first waveguide 4 can be cooled. ..

なお、患者Pの体表面(超音波照射対象部位の皮膚面)を第1導波体4で冷却する理由は、超音波照射による体表面および表層の熱傷(火傷)を軽減するためであり、循環させる冷水は、超音波照射による気泡の発生等を抑制するために、脱気された状態で循環する。また、本実施形態における第1導波体4の「透明または半透明」とは、使用している樹脂フィルムの、可視光の波長帯域および紫外線の波長帯域における光の透過率が80%以上であることをいう。 The reason why the body surface of the patient P (the skin surface of the ultrasonic irradiation target site) is cooled by the first waveguide 4 is to reduce burns on the body surface and the surface layer due to the ultrasonic irradiation. The chilled water to be circulated is circulated in a degassed state in order to suppress the generation of bubbles due to ultrasonic irradiation. Further, "transparent or translucent" of the first waveguide 4 in the present embodiment means that the light transmittance of the resin film used in the visible light wavelength band and the ultraviolet light wavelength band is 80% or more. Say something.

さらに超音波治療装置は、超音波を照射するHIFUトランスデューサ6の駆動回路6aおよびパワーアンプ6b、駆動装置8の制御装置13、患部1を診るための超音波診断装置14、超音波を患部1まで照射する経路となる第1導波体4および第2導波体5に純水を供給する装置15、ならびに電磁波を検知するコイル等を備えた測定部3の支持装置10の制御機構である制御装置16を含んで構成される。これらはシステムコントローラ17によって制御され、制御値は入力装置18から入力され、各制御値および測定データ等は画像表示装置19によって画像表示される。システムコントローラ17は、例えばパーソナルコンピュータによって実現されてもよい。入力装置18は、例えばキーボード、タッチパネルなどによって実現されてもよい。画像表示装置19は、例えば液晶表示装置、EL表示装置またはLED表示装置などによって実現されてもよい。 Further, the ultrasonic treatment device includes a drive circuit 6a and a power amplifier 6b of the HIFU transducer 6 that irradiates ultrasonic waves, a control device 13 of the drive device 8, an ultrasonic diagnostic device 14 for diagnosing the affected area 1, and ultrasonic waves to the affected area 1. Control that is a control mechanism of a device 15 that supplies pure water to the first waveguide 4 and the second waveguide 5 that serve as an irradiation path, and a support device 10 of the measurement unit 3 that includes a coil that detects electromagnetic waves and the like. It is configured to include the device 16. These are controlled by the system controller 17, control values are input from the input device 18, and each control value, measurement data, and the like are displayed as images by the image display device 19. The system controller 17 may be realized by, for example, a personal computer. The input device 18 may be realized by, for example, a keyboard, a touch panel, or the like. The image display device 19 may be realized by, for example, a liquid crystal display device, an EL display device, an LED display device, or the like.

本実施形態では、第2導波体5、測定部3および支持装置10は、治療用支持体9の内側に配されている例を記載している。他の実施形態では、第2導波体5、測定部3および支持装置10は、治療用支持体9の外にあってもよい。また、第2導波体5、測定部3および支持装置10は、HIFUトランスデューサ6から離れ、かつ体表に接する位置にあってもよい。 In the present embodiment, an example is described in which the second waveguide 5, the measuring unit 3, and the support device 10 are arranged inside the therapeutic support 9. In other embodiments, the second waveguide 5, the measuring unit 3, and the support device 10 may be outside the therapeutic support 9. Further, the second waveguide 5, the measuring unit 3 and the support device 10 may be located at positions apart from the HIFU transducer 6 and in contact with the body surface.

なお、支持装置10は、HIFUトランスデューサ6から位置制御の代表的な駆動機構として、シリアルリンクとパラレルリンク機構などによって実現されてもよい。このような機構を使用して、X軸、Y軸、Z軸の3次元位置および回転のすべてを制御してもよいが、少なくとも1軸についての位置または回転だけを制御する機構であってもよい。さらに、コイルに超音波が当たらず、不要な電磁波を発していなければ、測定部3の位置を固定してもよい。 The support device 10 may be realized by a serial link, a parallel link mechanism, or the like as a typical drive mechanism for position control from the HIFU transducer 6. Such a mechanism may be used to control all three-dimensional positions and rotations of the X-axis, Y-axis, and Z-axis, but even a mechanism that controls only the position or rotation of at least one axis. good. Further, the position of the measuring unit 3 may be fixed as long as the coil is not exposed to ultrasonic waves and emits unnecessary electromagnetic waves.

図2は超音波治療装置の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ステップS1で、患部1の焼灼位置と温度計測位置を設定し、ステップS2で、患部1の各照射位置に超音波を照射し、その反射波から距離を計測する。位置情報は、HIFUトランスデューサ6の位置制御情報も利用する。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the ultrasonic therapy apparatus. First, in step S1, the cauterizing position and the temperature measurement position of the affected area 1 are set, and in step S2, ultrasonic waves are irradiated to each irradiation position of the affected area 1 and the distance is measured from the reflected wave. The position information also uses the position control information of the HIFU transducer 6.

ステップS3で、測定部3を患部1に設定した位置条件で近づける。照射位置と温度計測位置とが一致する場合は、そのまま温度計測のためのバースト波を照射する。ただし、温度計測位置は照射位置を基準に任意に設定することができる。ステップS4で、バースト波を発生したときの骨サンプルの電磁波強度が十分高ければ、次のステップS5に進む。 In step S3, the measuring unit 3 is brought closer to the affected area 1 under the positional conditions set. If the irradiation position and the temperature measurement position match, the burst wave for temperature measurement is irradiated as it is. However, the temperature measurement position can be arbitrarily set based on the irradiation position. If the electromagnetic wave intensity of the bone sample when the burst wave is generated in step S4 is sufficiently high, the process proceeds to the next step S5.

ステップS4で、バースト波を発生したときの骨サンプルの電磁波強度が低ければ、ステップS8でバースト波の照射強度を高め、高すぎればその逆とする。また、測定部3のコイルの感度を調整してもよい。 If the electromagnetic wave intensity of the bone sample when the burst wave is generated in step S4 is low, the irradiation intensity of the burst wave is increased in step S8, and vice versa if it is too high. Further, the sensitivity of the coil of the measuring unit 3 may be adjusted.

それでも骨サンプルの電磁波強度が低ければ、ステップS9へ移り、HIFUトランスデューサ6を駆動装置8によって移動させ、温度計測位置を調整する。移動距離は、HIFUトランスデューサ6の焦点距離などにもよるが、その焦点距離が100mmの場合、1mm前後移動する。移動する方法には、以下の2つの方法がある。 If the electromagnetic wave intensity of the bone sample is still low, the process proceeds to step S9, the HIFU transducer 6 is moved by the drive device 8, and the temperature measurement position is adjusted. The moving distance depends on the focal length of the HIFU transducer 6 and the like, but when the focal length is 100 mm, it moves about 1 mm. There are the following two methods for moving.

(1)HIFUトランスデューサ6がマルチ圧電素子型HIFUトランスデューサの場合、それぞれの圧電素子への入力信号の位相を制御することによって、HIFU焦点位置を移動する。
(2)HIFUトランスデューサ6自身を駆動装置8による機械的な制御によって移動する。
(1) When the HIFU transducer 6 is a multi-piezoelectric element type HIFU transducer, the HIFU focal position is moved by controlling the phase of the input signal to each piezoelectric element.
(2) The HIFU transducer 6 itself is moved by mechanical control by the drive device 8.

骨サンプルの十分な電磁波強度が得られた後、ステップS3で、測定部3の位置を支持装置10によって移動する。移動距離はHIFUトランスデューサ6の焦点距離などにもよるが、その焦点距離が100mmの場合、±20mm程度の範囲で、1回につき1mm〜2mm程度移動させる。これと同時に、測定部3の角度を1回につき5°程度変更してもよい。 After obtaining sufficient electromagnetic wave intensity of the bone sample, the position of the measuring unit 3 is moved by the support device 10 in step S3. The moving distance depends on the focal length of the HIFU transducer 6 and the like, but when the focal length is 100 mm, it is moved by about 1 mm to 2 mm at a time within a range of about ± 20 mm. At the same time, the angle of the measuring unit 3 may be changed by about 5 ° at a time.

次に、ステップS5に移り、移動した位置で同様にバースト波を発生させ、ステップS6で、測定部3のコイルと骨サンプルの電磁波発生時間とを画像表示装置19の画像等によって確認する。確認の結果、測定部3のコイルと骨サンプルの電磁波発生開始時間とが異なり、骨サンプルの正味の電磁波が独立して検知できていることを確認し、電磁波強度の調整が不要であれば、ステップS7に移る。 Next, the process proceeds to step S5, a burst wave is similarly generated at the moved position, and in step S6, the coil of the measuring unit 3 and the electromagnetic wave generation time of the bone sample are confirmed by an image of the image display device 19 or the like. As a result of the confirmation, it is confirmed that the coil of the measuring unit 3 and the electromagnetic wave generation start time of the bone sample are different, and the net electromagnetic wave of the bone sample can be detected independently. The process proceeds to step S7.

ステップS7では、連続した超音波を骨サンプルに照射し、骨サンプルの温度をモニタリングする。骨サンプルが設定した温度に到達した後、超音波照射を停止する。その後、患部1の焼灼位置と温度計測位置を設定し、所定の回数、このHIFUの連続波による焼灼とバースト波による温度計測および温度計測位置の温度のモニタリングを繰り返す。 In step S7, the bone sample is irradiated with continuous ultrasonic waves to monitor the temperature of the bone sample. After the bone sample reaches the set temperature, the ultrasound irradiation is stopped. After that, the cauterization position and the temperature measurement position of the affected part 1 are set, and the cauterization by the continuous wave of the HIFU, the temperature measurement by the burst wave, and the temperature monitoring of the temperature measurement position are repeated a predetermined number of times.

<実施例>
図3および図4は、骨サンプルと測定部3との相対的な位置を変化させたときの誘起電磁波の強度を電圧で示したグラフである。本件発明者は、測定部3のコイル位置が骨サンプルの正味の電磁波に及ぼす影響について確認した。
<Example>
3 and 4 are graphs showing the intensity of the induced electromagnetic wave when the relative positions of the bone sample and the measuring unit 3 are changed in terms of voltage. The inventor confirmed the effect of the coil position of the measuring unit 3 on the net electromagnetic wave of the bone sample.

具体的には、図3と図4は、バースト波の超音波を骨サンプル(豚の皮質骨)に照射し、そのとき骨から発生した電磁波をコイルで計測し、電圧表示したグラフである。この時、厚さ4.5mmの幅および高さが20mmの板状の豚の皮質骨をサンプルとして使用した。また、その骨サンプルと測定部3を第1導波体4の中に設置した。この時使用したHIFUトランスデューサは100mmの曲率半径を有する凹面型トランスデューサである。HIFUトランスデューサから発生させたバースト波は1MHzの正弦波で、波を繰り返し周波数100Hzで照射した。また、この時の超音波の音圧は3MPaである。 Specifically, FIGS. 3 and 4 are graphs in which a bone sample (pork cortical bone) is irradiated with ultrasonic waves of burst waves, electromagnetic waves generated from the bones at that time are measured by a coil, and a voltage is displayed. At this time, a plate-shaped pig cortical bone having a thickness of 4.5 mm and a height of 20 mm was used as a sample. Further, the bone sample and the measuring unit 3 were installed in the first waveguide 4. The HIFU transducer used at this time is a concave transducer having a radius of curvature of 100 mm. The burst wave generated from the HIFU transducer was a 1 MHz sine wave, and the wave was repeatedly irradiated at a frequency of 100 Hz. The sound pressure of the ultrasonic waves at this time is 3 MPa.

図3および図4に示すとおり、骨サンプルをHIFU焦点位置に固定し(Z=100mm)、測定部3をHIFUトランスデューサ6の照射軸方向に移動した(Z=130mm)。図示した骨サンプルおよび測定部3の電磁波信号は、測定部3が受信する外来のランダムノイズを除去するために平均化処理した値を示した。 As shown in FIGS. 3 and 4, the bone sample was fixed at the HIFU focal position (Z = 100 mm), and the measuring unit 3 was moved in the irradiation axis direction of the HIFU transducer 6 (Z = 130 mm). The illustrated bone sample and the electromagnetic wave signal of the measuring unit 3 show the values averaged to remove the extraneous random noise received by the measuring unit 3.

測定部3の位置がZ=130mmのときは、測定部3と骨サンプルの電磁波信号が独立している(図4)。しかし、Z=100mmのときは、測定部3と骨サンプルとの電磁波信号が重畳し、骨サンプルの正味の電磁波信号が得られない(図3)ことを確認した。 When the position of the measuring unit 3 is Z = 130 mm, the electromagnetic wave signals of the measuring unit 3 and the bone sample are independent (FIG. 4). However, when Z = 100 mm, it was confirmed that the electromagnetic wave signals of the measuring unit 3 and the bone sample were superimposed, and the net electromagnetic wave signal of the bone sample could not be obtained (FIG. 3).

本開示では、測定部3の位置を支持装置10による機械的システムによって適切な位置に設置することができる。 In the present disclosure, the position of the measuring unit 3 can be set at an appropriate position by the mechanical system by the support device 10.

本開示の超音波治療装置によれば、測定部3を超音波照射部および患部に対して適切な位置、すなわち超音波によって患部から発生する第1電磁波と、超音波によって測定部自身から発生する第2電磁波とが干渉しない、超音波照射部および患部から離れた位置に支持装置10によって移動させて位置決めすることができるので、弱圧電体である骨などの患部1に超音波を照射した際に発生する誘起電磁波の強度の高い部位を容易に探索することが可能となり、患部1だけに由来する電磁波の強度変化または温度変化をモニタリングすることができる。 According to the ultrasonic treatment apparatus of the present disclosure, the measuring unit 3 is placed at an appropriate position with respect to the ultrasonic irradiation unit and the affected area, that is, the first electromagnetic wave generated from the affected area by ultrasonic waves and the measuring unit itself by ultrasonic waves. When the affected part 1 such as a bone, which is a weak piezoelectric body, is irradiated with ultrasonic waves, it can be moved and positioned by the support device 10 to a position away from the ultrasonic irradiation part and the affected part so as not to interfere with the second electromagnetic wave. It is possible to easily search for a portion having a high intensity of the induced ultrasonic wave generated in the affected portion 1, and it is possible to monitor a change in the intensity or a temperature change of the electromagnetic wave derived only from the affected portion 1.

以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、また、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various changes, improvements, etc. may be made without departing from the gist of the present disclosure. It is possible. Needless to say, all or a part of each of the above embodiments can be combined as appropriate and within a consistent range.

1 患部
2 超音波照射部
3 測定部
4 第1導波体
5 第2導波体
6 HIFUトランスデューサ
7 筐体
8 駆動装置
9 治療用支持台
10 支持装置
13 制御装置
14 超音波診断装置
15 純水供給装置
16 制御装置
17 システムコントローラ
18 入力装置
19 画像表示装置
20 箱状構造体
m 収束点
L 軸
1 Affected part 2 Ultrasonic irradiation part 3 Measuring part 4 1st waveguide 5 2nd waveguide 6 HIFU transducer 7 Housing 8 Drive device 9 Treatment support 10 Support device 13 Control device 14 Ultrasonic diagnostic device 15 Pure water Supply device 16 Control device 17 System controller 18 Input device 19 Image display device 20 Box-shaped structure m Convergence point L-axis

Claims (6)

患部に、超音波を照射する超音波照射部と、
アンテナを有するとともに、超音波に誘起された電磁波に基づき、前記患部の温度を測定する測定部と、を備え、
前記超音波によって前記患部から発生する第1電磁波による前記測定部の出力と、前記超音波によって前記アンテナ自身から発生する第2電磁波による前記測定部の出力が時間軸上で区別可能なように、前記アンテナが前記患部および前記超音波照射部から離れて位置している、超音波治療装置。
An ultrasonic irradiation part that irradiates the affected area with ultrasonic waves,
It has an antenna and is equipped with a measuring unit that measures the temperature of the affected area based on electromagnetic waves induced by ultrasonic waves.
The output of the measuring unit due to the first electromagnetic wave generated from the affected area by the ultrasonic wave and the output of the measuring unit due to the second electromagnetic wave generated from the antenna itself by the ultrasonic wave can be distinguished on the time axis. An ultrasonic therapy apparatus in which the antenna is located away from the affected area and the ultrasonic wave irradiation area.
請求項1に記載の超音波治療装置であって、
前記患部が、前記超音波照射部と前記測定部との間に位置している、超音波治療装置。
The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1.
An ultrasonic therapy device in which the affected area is located between the ultrasonic wave irradiation unit and the measurement unit.
請求項2に記載の超音波治療装置であって、
前記測定部は、前記超音波照射部と前記超音波が集束する収束点とを結ぶ軸上に位置している、超音波治療装置。
The ultrasonic therapy apparatus according to claim 2.
The measuring unit is an ultrasonic therapy device located on an axis connecting the ultrasonic wave irradiation unit and a convergence point at which the ultrasonic waves are focused.
請求項1〜3のいずれかに記載の超音波治療装置であって、
空気よりも誘電率の高い流体が封入された第1導波体をさらに備え、
前記第1導波体は、前記超音波照射部および前記患部に接続されている、超音波治療装置。
The ultrasonic therapy apparatus according to any one of claims 1 to 3.
Further equipped with a first waveguide in which a fluid having a higher dielectric constant than air is enclosed,
The first waveguide is an ultrasonic therapy apparatus connected to the ultrasonic irradiation portion and the affected portion.
請求項1〜4のいずれかに記載の超音波治療装置であって、
空気よりも誘電率の高い流体が封入された第2導波体をさらに備え、
前記測定部は、第2導波体内に配されており、
前記第2導波体は、前記患部に接続されている、超音波治療装置。
The ultrasonic therapy apparatus according to any one of claims 1 to 4.
Further equipped with a second waveguide in which a fluid having a higher dielectric constant than air is enclosed,
The measuring unit is arranged in the second waveguide.
The second waveguide is an ultrasonic therapy device connected to the affected area.
請求項1〜5のいずれかに記載の超音波治療装置であって、
前記第1導波体または前記第2導波体には、純水が封入されている、超音波治療装置。
The ultrasonic therapy apparatus according to any one of claims 1 to 5.
An ultrasonic therapy apparatus in which pure water is sealed in the first waveguide or the second waveguide.
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