JP2509945B2 - 超音波治療装置 - Google Patents
超音波治療装置Info
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- JP2509945B2 JP2509945B2 JP62203896A JP20389687A JP2509945B2 JP 2509945 B2 JP2509945 B2 JP 2509945B2 JP 62203896 A JP62203896 A JP 62203896A JP 20389687 A JP20389687 A JP 20389687A JP 2509945 B2 JP2509945 B2 JP 2509945B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば尿管や腎臓等の体腔内に形成され
た結石等を超音波振動により治療する超音波治療器にお
ける超音波プローブの駆動装置に関する。
た結石等を超音波振動により治療する超音波治療器にお
ける超音波プローブの駆動装置に関する。
従来の超音波プローブは特開昭61−259653号公報に記
載のように、ホーンにボルトを固定し、このボルトに圧
電素子、電極板および金属ブロックを順次重ね、これら
をナットで圧縮固定してなるものである。そして、ホー
ンの先端には超音波振動を破砕対象物まで伝達する中空
のパイプ状の伝達部材が連結されている。また、この伝
達部材の中空部分は破砕した結石等の吸引路となり、こ
の吸引路はホーン及びボルトの内部に形成された吸引路
に連通している。そして、ボルトの後端には口金を介し
て吸引ポンプに連通する吸引チューブに接続されてい
る。
載のように、ホーンにボルトを固定し、このボルトに圧
電素子、電極板および金属ブロックを順次重ね、これら
をナットで圧縮固定してなるものである。そして、ホー
ンの先端には超音波振動を破砕対象物まで伝達する中空
のパイプ状の伝達部材が連結されている。また、この伝
達部材の中空部分は破砕した結石等の吸引路となり、こ
の吸引路はホーン及びボルトの内部に形成された吸引路
に連通している。そして、ボルトの後端には口金を介し
て吸引ポンプに連通する吸引チューブに接続されてい
る。
そして、処置の際には、あらかじめ体腔内に導入した
シースに光学視管とこの超音波プローブの伝達部材とを
挿通して体腔内に導き、シース内の送水路を通じて生理
食塩水を送りながら、シース内に設けられた吸引路およ
び伝達部材の吸引路を介して吸引して視野を確保する。
そして、伝達部材の先端を結石に当てて超音波振動を発
生させることにより、結石を破砕し、破砕された結石の
破片は伝達部材の吸引路を通じて吸引するものである。
シースに光学視管とこの超音波プローブの伝達部材とを
挿通して体腔内に導き、シース内の送水路を通じて生理
食塩水を送りながら、シース内に設けられた吸引路およ
び伝達部材の吸引路を介して吸引して視野を確保する。
そして、伝達部材の先端を結石に当てて超音波振動を発
生させることにより、結石を破砕し、破砕された結石の
破片は伝達部材の吸引路を通じて吸引するものである。
一般に、超音波振動には縦振動と横振動が存在する
が、従来は縦振動の共振点で超音波プローブを駆動して
いた。そして、超音波振動は伝達部材の軸方向に振動す
る縦振動であり、伝達部材の先端とホーンの基端とを振
動の腹とする定在波であった。
が、従来は縦振動の共振点で超音波プローブを駆動して
いた。そして、超音波振動は伝達部材の軸方向に振動す
る縦振動であり、伝達部材の先端とホーンの基端とを振
動の腹とする定在波であった。
このように従来の超音波振動はその伝達部材の軸方向
に振動する縦振動のみであったため、比較的破砕効率が
低かった。さらに、その超音波振動の腹は伝達部材の先
端にあり、この先端における集中的な破砕作用があるの
で、伝達部材の先端部内にテーパ部を形成しても、破砕
効率が悪かった。
に振動する縦振動のみであったため、比較的破砕効率が
低かった。さらに、その超音波振動の腹は伝達部材の先
端にあり、この先端における集中的な破砕作用があるの
で、伝達部材の先端部内にテーパ部を形成しても、破砕
効率が悪かった。
この発明は上述した事情に対処すべくなされたもの
で、その目的は伝達部材を介して伝達される超音波振動
を横振動として、破砕効率を向上することができる超音
波治療装置を提供することである。
で、その目的は伝達部材を介して伝達される超音波振動
を横振動として、破砕効率を向上することができる超音
波治療装置を提供することである。
この発明による超音波治療装置は、超音波プローブ10
への駆動信号の周波数を掃引する電圧制御発振器34と、
超音波プローブ10へ供給される駆動信号の電流値との位
相差が０になる時、または電流値あるいは電力値が所定
の値になった時に電圧制御発振器34の発振周波数をロッ
クするフィードバック回路40と、電圧制御発振器34の発
振（掃引）周波数を超音波プローブの横振動の共振周波
数付近に限定するロックレンジ制限回路32とを具備す
る。
への駆動信号の周波数を掃引する電圧制御発振器34と、
超音波プローブ10へ供給される駆動信号の電流値との位
相差が０になる時、または電流値あるいは電力値が所定
の値になった時に電圧制御発振器34の発振周波数をロッ
クするフィードバック回路40と、電圧制御発振器34の発
振（掃引）周波数を超音波プローブの横振動の共振周波
数付近に限定するロックレンジ制限回路32とを具備す
る。
この発明による超音波治療装置によれば、超音波プロ
ーブを横振動の共振周波数で駆動できるので、破砕効率
を向上できる。
ーブを横振動の共振周波数で駆動できるので、破砕効率
を向上できる。
以下図面を参照してこの発明による超音波治療装置の
一実施例を説明する。第１図はこの実施例に用いられる
超音波プローブ10の構造を示す図、第２図はこの超音波
プローブ10の位相、インピーダンス特性示すグラフ、第
３図はこの実施例による駆動回路30のブロック図であ
る。
一実施例を説明する。第１図はこの実施例に用いられる
超音波プローブ10の構造を示す図、第２図はこの超音波
プローブ10の位相、インピーダンス特性示すグラフ、第
３図はこの実施例による駆動回路30のブロック図であ
る。
超音波プローブ10把持部を構成する本体部12と、挿入
部を構成する中空の直管状の超音波伝達部材14とからな
る。本体部12の内部に振動子（圧電素子）16が内臓され
ている。振動子16は振動耐力を増すために、ボルト17と
ナット18によりホーン20の後面に圧接してバイアス応力
が加えられる。
部を構成する中空の直管状の超音波伝達部材14とからな
る。本体部12の内部に振動子（圧電素子）16が内臓され
ている。振動子16は振動耐力を増すために、ボルト17と
ナット18によりホーン20の後面に圧接してバイアス応力
が加えられる。
ホーン20は振動子16で発生した超音波を増幅するため
のもので、その先端には超音波伝達部材14が連結されて
いる。伝達部材14、ホーン22、ボルト17の軸中心部には
破砕した結石の破片等を体腔内より排出するための吸引
孔が形成されている。吸引孔はボルト17の端部に設けら
れたパイプ状の口金に連通しており、口金には吸引装置
と接続した吸引チューブ（図示せず）が装着されるよう
になっている。振動子16には駆動回路30から駆動信号が
印加される。
のもので、その先端には超音波伝達部材14が連結されて
いる。伝達部材14、ホーン22、ボルト17の軸中心部には
破砕した結石の破片等を体腔内より排出するための吸引
孔が形成されている。吸引孔はボルト17の端部に設けら
れたパイプ状の口金に連通しており、口金には吸引装置
と接続した吸引チューブ（図示せず）が装着されるよう
になっている。振動子16には駆動回路30から駆動信号が
印加される。
ここで用いられる超音波プローブ10の位相（θ）特性
（駆動信号の入力端における電圧値と電流値との位相
差）は第２図に示すように縦振動の共振周波数f1で０゜
になるとともに、横振動の共振周波数f2でも０゜にな
る。同様に、超音波プローブ10のインピーダンス（|Z
|）特性は縦振動の共振周波数f1、および横振動の共振
周波数f2で最小になる。そのため、超音波プローブ10を
横振動の共振周波数f2で駆動することにより、破砕効率
を向上できる。
（駆動信号の入力端における電圧値と電流値との位相
差）は第２図に示すように縦振動の共振周波数f1で０゜
になるとともに、横振動の共振周波数f2でも０゜にな
る。同様に、超音波プローブ10のインピーダンス（|Z
|）特性は縦振動の共振周波数f1、および横振動の共振
周波数f2で最小になる。そのため、超音波プローブ10を
横振動の共振周波数f2で駆動することにより、破砕効率
を向上できる。
第３図は駆動回路30のブロック図である。ロックレン
ジ設定回路（電圧制限回路）32の出力が電圧制御発振器
（VCO）34の制御入力端子に供給される。ロックレンジ
設定回路32はVCO34への制御電圧を制御してVCO34の発振
周波数を掃引する回路である。ここで、この制御電圧は
発振周波数が第２図に示した横振動の共振周波数f2付近
の一定範囲（しかし、縦振動の共振周波数f1は含まな
い）になるように制限されている。この一定範囲は、各
超音波プローブに対して駆動信号の周波数を変えなが
ら、位相差およびインピーダンスを予め測定しておくこ
とにより求められる。
ジ設定回路（電圧制限回路）32の出力が電圧制御発振器
（VCO）34の制御入力端子に供給される。ロックレンジ
設定回路32はVCO34への制御電圧を制御してVCO34の発振
周波数を掃引する回路である。ここで、この制御電圧は
発振周波数が第２図に示した横振動の共振周波数f2付近
の一定範囲（しかし、縦振動の共振周波数f1は含まな
い）になるように制限されている。この一定範囲は、各
超音波プローブに対して駆動信号の周波数を変えなが
ら、位相差およびインピーダンスを予め測定しておくこ
とにより求められる。
ロックレンジ設定回路32によるVCO34の発振周波数の
掃引方向は片方向と両方向のいずれでもよい。片方向掃
引の場合は、掃引開始時のVCO34の制御電圧を決めてか
ら、VCO34への制御電圧を変化させ、制御電圧が掃引限
界点に対応する電圧まで達すると、一度掃引にリセット
をかけて掃引開始点から再度掃引する。両方向掃引の場
合は、掃引限界点が両側（周波数の高い方および低い
方）に存在する形である。
掃引方向は片方向と両方向のいずれでもよい。片方向掃
引の場合は、掃引開始時のVCO34の制御電圧を決めてか
ら、VCO34への制御電圧を変化させ、制御電圧が掃引限
界点に対応する電圧まで達すると、一度掃引にリセット
をかけて掃引開始点から再度掃引する。両方向掃引の場
合は、掃引限界点が両側（周波数の高い方および低い
方）に存在する形である。
VCO34の発振信号が増幅器36で増幅され、その電力信
号が超音波プローブ10の圧電素子16に供給される。増幅
決36にはセンサ38が取付けられていて、センサ38の出力
がフィードバック回路40を介してロックレンジ設定回路
32に供給される。センサ38は増幅器34の出力端での電流
値、電力値、または電流値と電圧値との位相差を検出す
る。フィードバック回路40はこの電流値が所定の電流値
になる、この電力値が所定の電力値になる、または位相
差が０゜になると、ロックレンジ設定回路32によるVCO3
4の発振周波数の掃引を停止し、発振周波数をロックす
る。すなわち、超音波プローブの駆動が開始されると、
ロックレンジ設定回路32は上述の一定範囲の中でのみVC
O34への制御電圧を変化させ、VCO34の発振周波数を掃引
する。そして、センサ38が電流値が所定の電流値にな
る、電力値が所定の電力値になる、または位相差が０゜
になることを検出するまで掃引が行われ、この結果、VC
O34の発振周波数が横振動の共振周波数とされる。な
お、駆動回路30には電源、および上位のコントローラか
らの制御信号も供給されている。
号が超音波プローブ10の圧電素子16に供給される。増幅
決36にはセンサ38が取付けられていて、センサ38の出力
がフィードバック回路40を介してロックレンジ設定回路
32に供給される。センサ38は増幅器34の出力端での電流
値、電力値、または電流値と電圧値との位相差を検出す
る。フィードバック回路40はこの電流値が所定の電流値
になる、この電力値が所定の電力値になる、または位相
差が０゜になると、ロックレンジ設定回路32によるVCO3
4の発振周波数の掃引を停止し、発振周波数をロックす
る。すなわち、超音波プローブの駆動が開始されると、
ロックレンジ設定回路32は上述の一定範囲の中でのみVC
O34への制御電圧を変化させ、VCO34の発振周波数を掃引
する。そして、センサ38が電流値が所定の電流値にな
る、電力値が所定の電力値になる、または位相差が０゜
になることを検出するまで掃引が行われ、この結果、VC
O34の発振周波数が横振動の共振周波数とされる。な
お、駆動回路30には電源、および上位のコントローラか
らの制御信号も供給されている。
以上説明したように、この実施例によれば、超音波プ
ローブ10の駆動周波数を掃引するVCO34への制御電圧を
制限し、掃引周波数を超音波プローブの横振動の共振周
波数付近の一定範囲に限定するロックレンジ制御回路32
と、駆動信号の位相差が０になる周波数で発振周波数を
ロックするフィードバック回路40を設けることにより、
超音波プローブを横振動の共振周波数で駆動することが
できる。
ローブ10の駆動周波数を掃引するVCO34への制御電圧を
制限し、掃引周波数を超音波プローブの横振動の共振周
波数付近の一定範囲に限定するロックレンジ制御回路32
と、駆動信号の位相差が０になる周波数で発振周波数を
ロックするフィードバック回路40を設けることにより、
超音波プローブを横振動の共振周波数で駆動することが
できる。
なお、この発明は上述した実施例に限定されず、発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例え
ば、センサ38の接続箇所は増幅器36の出力端に限らず、
第４図に示すように、超音波プローブ10（圧電素子16）
に接続してもよい。また、第２図では、縦振動の共振周
波数f1よりも横振動の共振周波数f2の方が高いとした
が、２つの共振周波数の関係がこの逆の超音波プローブ
や、縦振動、横振動の各振動の共振周波数が複数ある超
音波プローブを用いてもよい。要は、どの場合でも、超
音波プローブの横振動の共振点を見付けて、この共振点
で駆動すればよい。このように、超音波プローブを横振
動の共振周波数で駆動することにより、大きな結石でも
破砕することができ、結石より軟い組織では微細に破砕
して乳化することができる。
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例え
ば、センサ38の接続箇所は増幅器36の出力端に限らず、
第４図に示すように、超音波プローブ10（圧電素子16）
に接続してもよい。また、第２図では、縦振動の共振周
波数f1よりも横振動の共振周波数f2の方が高いとした
が、２つの共振周波数の関係がこの逆の超音波プローブ
や、縦振動、横振動の各振動の共振周波数が複数ある超
音波プローブを用いてもよい。要は、どの場合でも、超
音波プローブの横振動の共振点を見付けて、この共振点
で駆動すればよい。このように、超音波プローブを横振
動の共振周波数で駆動することにより、大きな結石でも
破砕することができ、結石より軟い組織では微細に破砕
して乳化することができる。
以上説明したようにこの発明によれば、超音波プロー
ブをその横振動の共振周波数で駆動することにより、破
砕効率を向上できる超音波治療装置が提供される。
ブをその横振動の共振周波数で駆動することにより、破
砕効率を向上できる超音波治療装置が提供される。
第１図はこの発明による超音波治療装置の一実施例にお
ける超音波プローブの構成を示すブロック図、第２図は
この超音波プローブの位相、インピーダンス特性を示す
グラフ、第３図はこの発明による超音波治療装置の一実
施例のブロック図、第４図は第３図の実施例の変形例の
ブロック図である。 10……超音波プローブ、32……ロックレンジ設定回路、
34……電圧制御発振器、36……増幅器、38……センサ、
40……フィードバック回路。
ける超音波プローブの構成を示すブロック図、第２図は
この超音波プローブの位相、インピーダンス特性を示す
グラフ、第３図はこの発明による超音波治療装置の一実
施例のブロック図、第４図は第３図の実施例の変形例の
ブロック図である。 10……超音波プローブ、32……ロックレンジ設定回路、
34……電圧制御発振器、36……増幅器、38……センサ、
40……フィードバック回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 窪田 哲丸 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 唐沢 均 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 佐々木 寛 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 久保田 達也 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中村 剛明 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−27548（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−27549（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−27550（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−309249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−305856（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−17707（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】超音波振動子と、 前記超音波振動子の振動を治療対象部位へ伝達する伝達
部材と、 前記超音波振動子へ駆動信号を与える駆動手段と、 前記駆動信号、または前記超音波振動子の振動を検出し
た信号がフィードバックされ、これらの信号に基づいて
前記超音波振動子が横振動の共振点で発振するように前
記駆動手段を制御する制御手段とを具備することを特徴
とする超音波治療装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62203896A JP2509945B2 (ja) | 1987-08-17 | 1987-08-17 | 超音波治療装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62203896A JP2509945B2 (ja) | 1987-08-17 | 1987-08-17 | 超音波治療装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6446445A JPS6446445A (en) | 1989-02-20 |
| JP2509945B2 true JP2509945B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=16481509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62203896A Expired - Fee Related JP2509945B2 (ja) | 1987-08-17 | 1987-08-17 | 超音波治療装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2509945B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4016882A (en) * | 1975-03-05 | 1977-04-12 | Cavitron Corporation | Neurosonic aspirator and method |
-
1987
- 1987-08-17 JP JP62203896A patent/JP2509945B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6446445A (en) | 1989-02-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |