JP2021153965A - Ultrasonic therapy apparatus - Google Patents
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Abstract
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)トランスデューサが知られている。このような従来技術は、例えば特許文献1,2に記載されている。
High-Intensity Focused Ultrasound (HIFU) is a device that irradiates the affected area such as bone cancer and bone pain area with focused ultrasonic waves from outside the body to the inside of the body to non-invasively cauterize the affected area. Transducers are known. Such conventional techniques are described in, for example,
骨などの弱圧電体から発生する電磁波を計測する際、上記のHIFUトランスデューサ自身から発生する不要な電磁波によって、骨の弱い電磁波信号が得られないことである。 When measuring an electromagnetic wave generated from a weak piezoelectric body such as a bone, a weak electromagnetic wave signal of the bone cannot be obtained due to an unnecessary electromagnetic wave generated from the HIFU transducer itself.
このような超音波治療装置では、不要な電磁波の発生を低減することが求められている。 In such an ultrasonic therapy device, it is required to reduce the generation of unnecessary electromagnetic waves.
本開示の超音波治療装置は、主面と、少なくとも前記主面に位置した第1領域と、前記第1領域と異なる第2領域と、を有する筐体と、
前記筐体内において、前記主面の前記第1領域に対向して配された複数の圧電素子と、
前記筐体の前記第1領域および前記第2領域の境界を含んで位置した境界領域に配された超音波減衰体と、を備えていることを特徴とする。
The ultrasonic therapy apparatus of the present disclosure includes a housing having a main surface, a first region located at least on the main surface, and a second region different from the first region.
In the housing, a plurality of piezoelectric elements arranged so as to face the first region of the main surface, and
It is characterized by including an ultrasonic attenuator arranged in a boundary region located including a boundary between the first region and the second region of the housing.
本開示の超音波治療装置によれば、不要な電磁波の発生を低減することができる。 According to the ultrasonic therapy apparatus of the present disclosure, it is possible to reduce the generation of unnecessary electromagnetic waves.
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構成を示す断面図である。本実施形態の超音波治療装置の基本的構成について述べる。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 cross-sectional view showing the configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to an embodiment of the present disclosure. The basic configuration of the ultrasonic therapy apparatus of this embodiment will be described. The ultrasonic therapy apparatus of the present embodiment includes an
測定部3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。例えば、測定部3は、超音波照射部2と超音波が集束する集束点mとを結ぶ軸線L上に位置している。この場合、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。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
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と、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とを備えていてもよい。第1導波体4は、超音波照射部2と患部1との間に配されている。第2導波体5は、測定部3と患部1との間に配されている。測定部3は、第2導波体5内に配されている。これらの第1導波体4および第2導波体5は、バルーンとも呼ばれ、第1導波体4および第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。
Further, the ultrasonic therapy apparatus includes a
第1導波体4および第2導波体5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および第2導波体5内の水温が一定温度に保たれ、第1導波体4および第2導波体5下部(底部)の接する体表面を冷却できようになっている。
The
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および第2導波体5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低減するために、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および第2導波体5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
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数mm〜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、圧電素子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、複数の振動子が収容される筐体7と、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 relieves, for example, bone pain caused by metastatic bone cancer, arthralgia, etc., that is, pain that occurs in a shallow part of the body having a depth of several mm to 30 mm from the body surface. May be used for. The ultrasonic
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
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は、治療用支持台9を支持し、純水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。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。
A
なお、断続的な超音波(バースト波)をHIFUトランスデューサ6から患部1に照射し、そのとき患部1から発生する電磁波を測定部3のコイルで検知する。支持装置10は、測定部3の位置と姿勢を動かし、患部1から発生する電磁波を効率よく受信することを可能にする。電磁波が効率よく測定できれば、測定部3の位置を固定してもよい。
The
HIFUトランスデューサ6の駆動装置8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、HIFUトランスデューサ6を自在に移動させ、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
駆動装置8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をさらに含んで構成される。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。
The
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、振動板および振動板に配された複数の振動子を有している。振動板は、下方に向かって開放した凹状のパラボラ形状になっている。振動板の下面は、主面30ともいう。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。すなわち、振動板の主面30に対向して複数の振動子が配されている。このように構成されていることによって、本実施形態では、複数の振動子が振動することによって、振動板の主面30から超音波が発生させることができる。また、この振動板の主面30は、集束点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(集束点)に集束して高密度(HIFU)となる。
The
なお、振動板の主面30の曲率半径は、例えば1cm以上15cm以下に設定されていればよい。また、振動板の主面30から集束点mまでZ方向の距離は、例えば1cm以上15cm以下に設定されていればよい。
The radius of curvature of the
振動板は、例えば、円形の平面形状を有している。また、振動板は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の材料を有しており、従来周知の方法によって形成することができる。振動板の平面形状の径は、例えば1cm以上15cm以下に設定されていてもよい。振動子は、例えば、圧電素子である。振動子は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料を有しており、従来周知の方法によって形成することができる。振動板は、一つの圧電板でできている場合もあるが、例えば複数の振動子33毎に圧電板を構成されている場合もある。
The diaphragm has, for example, a circular planar shape. Further, the diaphragm has a material such as lead zirconate titanate and can be formed by a conventionally known method. The diameter of the planar shape of the diaphragm may be set to, for example, 1 cm or more and 15 cm or less. The vibrator is, for example, a piezoelectric element. The vibrator has, for example, a piezoelectric material such as lead zirconate titanate, and can be formed by a conventionally known method. The diaphragm may be made of one piezoelectric plate, but may be formed of, for example, a piezoelectric plate for each of a plurality of
筐体7は、容器部と蓋部とを有している。筐体7の容器部は、蓋部を支持するとともに、複数の振動子を収容するものである。容器部は、下方に開口した凹部を有しており、この開口を塞ぐように蓋部が配されている。また、本実施形態では、蓋部は振動板である。したがって、容器部に、振動板(蓋部)が配されたときに、振動板に配された複数の振動子は、凹部内に配されるように位置している。筐体7は、例えば、ポリフェニレンスルファイドまたはポリサルホンなどの材料を有しており、従来周知の方法によって形成されている。
The
なお、HIFUトランスデューサ6(振動板)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て設置し、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、超音波照射部2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、それぞれ超音波照射方向とは逆向きに凹面に開口した形状であってもよく、あるいは平坦な板状であってもよい。
The HIFU transducer 6 (diaphragm) has a disk-like shape that extends above the affected
また、振動子を、超音波の集束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、下面が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 vibrator is a phased array type HIFU that can change the focusing point of ultrasonic waves and the depth of field, the radius of curvature of the parabolic shape in the
ここで、超音波が種々の媒質を伝播する際、反射、透過、屈折、散乱および減衰などの現象が生じる。たとえば、媒質の密度ρと音速cの積で与えられる固有の値は、一般に固有音響インピーダンスと呼ばれてzで表される。このインピーダンスが異なる媒質の境界に音波が入射すると、一部は反射され一部は透過する。 Here, when ultrasonic waves propagate through various media, phenomena such as reflection, transmission, refraction, scattering, and attenuation occur. For example, the unique value given by the product of the density ρ of the medium and the speed of sound c is generally called the natural acoustic impedance and is represented by z. When a sound wave is incident on the boundary between media having different impedances, a part of the sound wave is reflected and a part of the sound wave is transmitted.
また、超音波が媒質を伝播する際、一般に振幅が徐々に小さくなり減衰する。減衰の要因として、吸収、散乱および反射などがある。それぞれの特徴は、吸収は超音波により媒質が振動してエネルギが熱に変換される。散乱は媒質中の微小物体により超音波が散乱され進行方向の超音波が減衰する。反射は超音波が反射で方向を変え進行方向の超音波が減衰する。 Further, when the ultrasonic wave propagates through the medium, the amplitude generally gradually decreases and is attenuated. Factors of attenuation include absorption, scattering and reflection. In each feature, the medium is vibrated by ultrasonic waves for absorption, and energy is converted into heat. As for scattering, ultrasonic waves are scattered by minute objects in the medium and the ultrasonic waves in the traveling direction are attenuated. As for the reflection, the ultrasonic wave changes its direction due to the reflection, and the ultrasonic wave in the traveling direction is attenuated.
本開示において使用した超音波減衰体は超音波を吸収する材料である。しかしながら、超音波減衰体として、超音波を反射、散乱などを有する材料を適宜利用しても良い。超音波を反射する材料としては、例えば、独立気泡を有する発泡ポリプロピレン樹脂などを使用すればよい。また、超音波を散乱する材料としては、例えば炭素繊維強化プラスティック材料、金属ないし無機材の微粉末を添加したシリコーンゴムなどを使用すればよい。ただし、これらの材料を使用する場合、超音波が反射、散乱する方向に圧電体への入射波が発生しないように注意する必要がある。 The ultrasonic attenuator used in the present disclosure is a material that absorbs ultrasonic waves. However, as the ultrasonic attenuator, a material that reflects or scatters ultrasonic waves may be appropriately used. As the material that reflects ultrasonic waves, for example, a foamed polypropylene resin having closed cells may be used. Further, as the material that scatters ultrasonic waves, for example, a carbon fiber reinforced plastic material, silicone rubber to which fine powder of a metal or inorganic material is added, or the like may be used. However, when using these materials, care must be taken not to generate incident waves on the piezoelectric material in the direction in which ultrasonic waves are reflected and scattered.
図2はHIFUトランスデューサ6を示す側面図である。超音波治療装置のHIFUトランスデューサ6は、上述したように主面30を有している。具体的には、HIFUトランスデューサ6は、少なくとも主面30に位置した第1領域31と、第1領域31と異なる第2領域32とを有する筐体7と、筐体7内において主面30の第1領域31に対向して配された複数の圧電素子から成る振動子33と、筐体7において第1領域31および第2領域32の境界を含んだ境界領域に位置した超音波減衰体34(第1の超音波減衰体34)と、を備えている。このように、本開示が、超音波減衰体34を備えることによって、例えば、HIFUトランスデューサ6から発生するエッジ波などの主要な電磁波を低減することができる。なお、エッジ波は、超音波伝搬の際に発生する現象で音圧の急激な変化がある部分で発生する。例えば、振動子面とそれを支持する筐体の接合部などから発生する。
FIG. 2 is a side view showing the
なお、第1領域31とは、第1領域31に対向して配された複数の振動子33によって、直接的に振動する振動領域である。言い換えれば、対向領域に複数の振動子33が設置された領域が、第1領域31である。本実施形態では、筐体7の振動板(蓋部)の主面30は、第1領域31であるとみなすことができる。
The
また、第2領域32とは、第1領域31と比較して振動量が小さい領域である。具体的には、第2領域32は、第1領域31の振動の伝達等によって間接的にわずかに振動する領域、または、全く振動しない領域を指す。言い換えれば、対向領域に複数の振動子33が設置されていない領域が第2領域32であるともいえる。本実施形態では、筐体7の容器部の側面等は第2領域32であるとみなすことができる。
The
また、境界領域とは、第1領域31と第2領域32の境界を含む領域である。すなわち、境界領域とは、直接的に振動する領域と、間接的に振動する領域または振動しない領域との間の領域であり、エッジ波が発生し得る箇所およびエッジ波の影響の大きい箇所を含む領域を指す。本実施形態では、筐体7の容器部と蓋部との接触面およびその接触面を含んだ領域である。
The boundary region is an region including the boundary between the
また、超音波減衰体34は、境界領域の第2領域32側にのみ位置していてもよい。すなわち、超音波減衰体34は、第2領域32に配置されているとともに、第1領域31との境界の近傍に位置していてもよい。なお、この場合、超音波減衰体34の一部は、例えば、第1領域31と第2領域32の境界から、10mm以内に位置している、本実施形態では、超音波減衰体34の一部は、筐体7の容器部と蓋部との境界から5mm以内に位置している。なお、HIFUトランスデューサ6の出力、筐体7および超音波減衰体34の材料などの種々の要素によって、境界領域の大きさは異なり得る。
Further, the
HIFUトランスデューサ6は、さらに、主面30に位置するとともに第1領域31に囲まれた開口35を有し、筐体7を貫通するように配された貫通部36と、貫通部36に配された第2の超音波減衰体37と、を備えている。主面30は、球面の一部によって構成された湾曲した曲面であり、開口35は主面30の中央部に位置している。
The
第1の超音波減衰体34は、主面30から集束点mに向かって先細の円錐台形状であり、第2の超音波減衰体37は、貫通部36の内面に配された円柱形状である。第1の超音波減衰体34が、主面30から突出していることによって、HIFUトランスデューサ6から発生する超音波のサイドローブの影響を低減することができる。すなわち、図2に記載されたHIFUトランスデューサ6を例に考えたときに、紙面左側に位置する部分の超音波のサイドローブが、紙面右側に位置する部分に到達することで、その到達点から不要な電磁波が発生する可能性がある。しかしながら、本開示によれば、第1の超音波減衰体34が主面30から突出していることによって、このサイドローブの到達を低減することができる。不要な電磁波の発生を低減することができる。
The first
また、第1の超音波減衰体34は、複数の振動子によって発生した超音波の集束点mを頂点とし、プローブ挿入孔の開口35よりも集束点m側に配設され、第2の超音波減衰体37は、集束点mを頂点とする円錐面の周縁を底辺とし、円錐面よりも内側(図2では下側)に配設されてもよい。
Further, the first ultrasonic dampening
HIFUトランスデューサ6は、前述の貫通部36の内面によって規定されたプローブ挿入孔に挿入された超音波プローブを備え、この超音波プローブの先端に、前述の第1の超音波減衰体34が設置されている。また、超音波プローブの外周部に前述の第2の超音波減衰体37が設置されている。
The
これらの第1および第2の超音波減衰体34,37によって、HIFUトランスデューサ6のエッジ波由来の不要超音波の発生を低減することができる。これによって、それらの不要超音波によって発生していた電磁波が低減され、患部1の骨の弱い電磁波信号を得ることが可能となる。また、HIFUトランスデューサ6のエッジ波由来の不要超音波が低減されるので、患部1から発せられる本来の超音波によって構成される音場の乱れが無くなり、結果的に集束点の音圧が高まる効果を得ることができる。
These first and second
第1および第2の超音波減衰体34,37の材料としては、ウレタン樹脂またはシリコーン樹脂から作製された超音波吸収材料を用いることができる。また第1および第2の超音波減衰体34,37の様々な外部形状および内部形状の超音波吸収材を用いることができるが、超音波吸収能力が高いものを適切に採用すればよい。例えば、2種類の基材を混合し、これらの任意の適切形状の超音波吸収材を成形することも可能である。第1および第2の超音波減衰体34,37は、例えば水中での超音波の減衰係数が0.5dB/MHz/cm以上30dB/MHz/cm以下の特性を有する。
As the materials of the first and second
HIFUトランスデューサ6は、短集束点型と、フェーズドアレイ型の2種類に大別される。いずれのタイプも振動子33が敷設される第1領域31と、振動子33が敷設されていない筐体7(第2領域32)との間に音圧が急変する境界があるため、その境界部からエッジ波が生じることを低減し、また、第1領域31から発生する超音波のサイドローブが他の第1領域31に入射することを低減し、不要超音波の混在を嫌う電磁波測定において、HIFUトランスデューサ6に前述の第1および第2の超音波減衰体34,37を設置することが有効である。
The
HIFU治療時、診断用に超音波プローブを使用する場合がある。この超音波プローブの先端部に第1、2の超音波減衰体34、37を設置し、HIFUトランスデューサ6のエッジ波の発生を低減し、その不要超音波およびそれ由来の電磁波を低減することもできる。一方、中心部にプローブ挿入孔がないHIFUトランスデューサの中心部には、不連続面が無いため、開口35の周縁部からのエッジ波は生じないが、本実施形態のHIFUトランスデューサ6のように、プローブ挿入孔を有するタイプの超音波減衰体は、不要超音波を低減するために、HIFUトランスデューサ6の表面から突出する第1、2の超音波減衰体34,37を設置する必要がある。
During HIFU treatment, an ultrasonic probe may be used for diagnosis. It is also possible to install first and second
HIFUトランスデューサ6において、凹面状の主面30の中心部に挿入する超音波減衰体である第1の超音波減衰体34の先端形状は、HIFUトランスデューサ6から集束点mに向かって照射される超音波を極力妨げないように、円錐または円錐台が好ましい。また、第1および第2の超音波減衰体34、37は、HIFUトランスデューサ6の第1領域31の内周縁と集束点mとを結んだ仮想領域の内側に位置していてもよい。第1の超音波減衰体34の先端の高さH1は、HIFUトランスデューサ6の第1領域31における主面30の最下点と最上点となる外周縁までの高さH2よりも高い方がよい。したがって第1の超音波減衰体34の先端は、外周縁を含む仮想一平面から突出していることが好ましい。なお、第1の超音波減衰体34の高さH1は、例えば15mm以上30mm以下に設定されていればよい。また、HIFUトランスデューサ6の主面30の高さH2は、例えば10mm以上25mm以下に設定されていればよい。また、第1の超音波減衰体34の側面の傾きθ1は、例えば、60°以上80°以下であればよい。θ1は、例えば、HIFUトランスデューサ6の主面30からの超音波のサイドローブが、第1超音波減衰体34の側面に入射した場合に、その反射波が主面30に戻らないように設定されていればよい。
In the
HIFUトランスデューサ6は、種々の形状がある。例えば、HIFUトランスデューサ6が円筒形でなく、直方体状であるタイプもある。また、HIFUトランスデューサ6の主面30の形状が凹面ではなく、平面であるフェーズドアレイ型のトランスデューサもある。この場合も同様に、照射する超音波を妨げない、それぞれの形状に合わせた適切な超音波減衰体の形状を用いることが望ましい。
The
図3A〜図3Dは第1および第2の超音波減衰体34,37の有無および高さの違いによる電磁波強度の変化を示すグラフである。図3Aは第1および第2の超音波減衰体34,37を設置しない場合の電磁波強度を示し、図3Bは仮想一平面からの突出量(H1)が0mmの第1および第2の超音波減衰体34,37を設置したときの電磁波強度を示し、図3Cは突出量が10mmの第1および第2の超音波減衰体34,37を設置した場合の電磁波強度を示し、図3Dは突出量が20mmの第1および第2の超音波減衰体34,37を設置したときの電磁波強度を示す。
3A to 3D are graphs showing changes in electromagnetic wave intensity due to the presence / absence of the first and second
この計測試験では、エッジ波がHIFUトランスデューサ6の中心にあるプローブ挿入孔の開口35に臨む内周部と、HIFUトランスデューサ6の外周部とに発生し、このとき使用したHIFUトランスデューサ6の幾何学的集束点距離は100mmである。骨サンプルが無い状態で、内径が40mmの測定部3のコイルの中心がHIFUの集束点mで100mmになるように設置した。また、測定部3のコイルとHIFUトランスデューサ6の振動子面とは平行になるように設置した。
In this measurement test, an edge wave is generated at the inner peripheral portion facing the opening 35 of the probe insertion hole at the center of the
水中の音速を1500m/secと仮定すると、HIFUトランスデューサ6から発せられた超音波は、骨サンプルが設置される100mmの位置まで、66.7μsecで到達する。図3A〜図3Dの横軸は時間、縦軸がコイル電圧(1.5mV/div)である。ここで、コイル電圧は、電磁波強度と等価のパラメータとする。図3Aから、骨サンプルを設置する100mmの領域(図中、破線枠で示す。66.7μsec開始)に大きいコイル電圧が生じている。そもそも、装置由来のバックグランドノイズは発生するが、骨サンプルが無い条件において、この領域に大きな電磁波が発生することはない。
Assuming that the speed of sound in water is 1500 m / sec, the ultrasonic waves emitted from the
図3B〜図3Dに示すように、HIFUトランスデューサ6の中心の第1および第2の超音波減衰体34,37の突出量を0mm、10mm、20mmに変化させたとき、コイル電圧は突出量の増加とともに小さくなり、サンプル設置領域のコイル電圧が小さくなることが確認された。
As shown in FIGS. 3B to 3D, when the protrusions of the first and second
図4は第1および第2の超音波減衰体34,37の突出量に対するコイル電圧の変化を示す図であり、計測した骨サンプル設置領域におけるコイル電圧のピーク値を示す。同図から明らかなように、第1および第2の超音波減衰体34,37の突出量の増加にともない、骨サンプル設置領域のコイル電圧が低下することが分かる。このときの外来ノイズが2mV前後であったため、突出量が20mmの第1および第2の超音波減衰体34,37を使用すれば、正味の骨サンプルの電磁波信号が得られることが確認された。
FIG. 4 is a diagram showing changes in the coil voltage with respect to the protrusion amounts of the first and second
図5は本開示の他の実施形態の超音波治療装置の構成を模式的に示す断面図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明は省略する。本実施形態の超音波治療装置は、第3の超音波減衰体40を有していてもよい。本実施形態において、第3の超音波減衰体40は、第2領域32に設けられ、主面30の周縁を含む仮想一平面から突出量H3だけ突出し、HIFUトランスデューサ6の筐体7の外周を底部7aまで外囲する円筒体状に形成されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the ultrasonic therapy apparatus of another embodiment of the present disclosure. The same reference numerals are given to the parts corresponding to the above-described embodiments, and duplicate description will be omitted. The ultrasonic therapy apparatus of this embodiment may have a third
図6は超音波減衰体40の突出量に対するコイル電圧の変化を示す図であり、計測した骨サンプル設置領域におけるコイル電圧のピーク値を示す。本測定例では、HIFUトランスデューサ6の外周部に、高さが異なる超音波吸収材を設置した(突出量:0mm、5mm、10mm)。同図から明らかなように、超音波減衰体40の突出量H3の増加にともない、骨サンプル設置領域のコイル電圧が低下することが分かる。その効果は高々10%であるが、超音波減衰体40を外周に設置しても、骨サンプル設置領域に発生するノイズが低減することが確認された。
FIG. 6 is a diagram showing a change in the coil voltage with respect to the protrusion amount of the
本開示のさらに他の実施形態では、HIFUトランスデューサ6の中心部位のプローブ挿入孔に挿入される、診断用超音波プローブ41の超音波が照射される振動子44の周囲に超音波減衰体34、37を設置することによって、図7に示すように、超音波を患部1に照射した場合においても、不要超音波の発生を抑えることが可能となる。
In yet another embodiment of the present disclosure, the
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
6a 駆動回路
6b パワーアンプ
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
30 主面
31 第1領域
32 第2領域
33 振動子
34 第1の超音波減衰体
35 開口
36 貫通部
37 第2の超音波減衰体
40 第3の超音波減衰体
41 超音波プローブ
43 体表面
44 振動子
m 集束点
L 軸線
P 患者
1
P patient
Claims (7)
前記筐体内において、前記主面の前記第1領域に対向して配された複数の圧電素子と、
前記筐体の前記第1領域および前記第2領域の境界を含んで位置した境界領域に配された超音波減衰体と、を備えている、超音波治療装置。 A housing having a main surface, at least a first region located on the main surface, and a second region different from the first region.
In the housing, a plurality of piezoelectric elements arranged so as to face the first region of the main surface, and
An ultrasonic therapy apparatus comprising an ultrasonic attenuator arranged in a boundary region located including a boundary between the first region and the second region of the housing.
前記超音波減衰体は、前記境界領域の前記第2領域側にのみ位置している、超音波治療装置。 The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1.
The ultrasonic therapy apparatus, wherein the ultrasonic attenuator is located only on the second region side of the boundary region.
前記主面に位置するとともに前記第1領域に囲まれた開口を有し、前記筐体を貫通するように配された貫通部と、
前記貫通部に配された超音波減衰体と、を備えている、超音波治療装置。 The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1 or 2.
A penetrating portion located on the main surface and having an opening surrounded by the first region and arranged so as to penetrate the housing.
An ultrasonic therapy apparatus comprising an ultrasonic attenuator arranged in the penetrating portion.
前記主面は、湾曲しており、
前記開口は、前記主面の中央部に位置している、超音波治療装置。 The ultrasonic therapy apparatus according to claim 3.
The main surface is curved
The opening is an ultrasonic therapy device located at the center of the main surface.
前記超音波減衰体は、前記主面の周縁を含む仮想一平面から突出している、超音波治療装置。 The ultrasonic therapy apparatus according to claim 4.
An ultrasonic therapy device in which the ultrasonic attenuator projects from a virtual plane including a peripheral edge of the main surface.
前記超音波減衰体は、前記複数の圧電素子によって発生した超音波の集束点を頂点とし、前記貫通部の開口の周縁を底辺とする円錐面よりも内側に配設されている、超音波治療装置。 The ultrasonic therapy apparatus according to claim 4 or 5.
The ultrasonic damping body is arranged inside a conical surface having a focusing point of ultrasonic waves generated by the plurality of piezoelectric elements as an apex and a peripheral edge of an opening of the penetrating portion as a base. Device.
前記主面の周縁から超音波の照射方向に突出した環状の第2の超音波減衰体を、さらに備えている、超音波治療装置。 The ultrasonic therapy apparatus according to any one of claims 4 to 6.
An ultrasonic therapy apparatus further comprising an annular second ultrasonic attenuator projecting from the peripheral edge of the main surface in the ultrasonic irradiation direction.
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