JP2535050B2 - 超音波治療装置 - Google Patents
超音波治療装置Info
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- JP2535050B2 JP2535050B2 JP63079281A JP7928188A JP2535050B2 JP 2535050 B2 JP2535050 B2 JP 2535050B2 JP 63079281 A JP63079281 A JP 63079281A JP 7928188 A JP7928188 A JP 7928188A JP 2535050 B2 JP2535050 B2 JP 2535050B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は結石を破砕等するための治療用超音波を発生
する超音波振動子と、温度分布測定用超音波振動子とを
設けた超音波治療装置に関する。
する超音波振動子と、温度分布測定用超音波振動子とを
設けた超音波治療装置に関する。
［従来の技術］ 従来、超音波による衝撃波を体外で発生させ、これを
体内に生じた結石に集束させて同結石を破壊するように
した超音波治療装置は、特開昭60−145131号広報等によ
って既に周知である。
体内に生じた結石に集束させて同結石を破壊するように
した超音波治療装置は、特開昭60−145131号広報等によ
って既に周知である。
この種の超音波治療装置は、一般に圧電素子からなる
超音波振動子を多数、球面状にモザイク状に並べて配設
して形成された超音波衝撃波発生体を、水等の超音波伝
播液が充填されたウォータバッグを介して人体表面に接
触させ、腎臓、肝臓、胆嚢、肝管内等に生じた結石に向
けて超音波衝撃波を集束させて、これを破砕するように
構成されている。上記超音波衝撃波は、超音波振動子に
パルス状電圧を印加することにより発生されるようにな
っており、また、結石の位置は超音波観測装置で確認さ
れるようになっている。
超音波振動子を多数、球面状にモザイク状に並べて配設
して形成された超音波衝撃波発生体を、水等の超音波伝
播液が充填されたウォータバッグを介して人体表面に接
触させ、腎臓、肝臓、胆嚢、肝管内等に生じた結石に向
けて超音波衝撃波を集束させて、これを破砕するように
構成されている。上記超音波衝撃波は、超音波振動子に
パルス状電圧を印加することにより発生されるようにな
っており、また、結石の位置は超音波観測装置で確認さ
れるようになっている。
上記多数の超音波振動子により、送出される各超音波
を集束させる場合、各超音波振動子を駆動するパルスの
印加タイミングを調整し、各超音波振動子から送出され
た超音波が同時刻に目的部位、つまり結石の位置に達す
るように制御される。各超音波振動子と、目的部位まで
の距離が異る場合には、その距離を音速で除した値だ
け、ずらしたタイミングで駆動されることになる。
を集束させる場合、各超音波振動子を駆動するパルスの
印加タイミングを調整し、各超音波振動子から送出され
た超音波が同時刻に目的部位、つまり結石の位置に達す
るように制御される。各超音波振動子と、目的部位まで
の距離が異る場合には、その距離を音速で除した値だ
け、ずらしたタイミングで駆動されることになる。
上記音速は温度に大きく依存して異る。このため、使
用時にはその体内の温度分布を知ることができることが
望ましい。
用時にはその体内の温度分布を知ることができることが
望ましい。
体内の温度を測定する従来例として、例えば特開昭61
−280533号がある。
−280533号がある。
生体内を伝搬する超音波は減衰し、一般にその減衰定
数が周波数に比例することとが知られているが、この従
来例はその比例係数がある値の温度係数を持って、温度
と共に直線的に変化するという知見を利用したものであ
る。このため、広い範囲の周波数成分を持つ超音波パル
スを生体に送出し、目的部位からの反射波を受波し、受
信信号の周波数スペクトルを解析部で解析することによ
り生体内の目的部位における温度を検出するものであ
る。
数が周波数に比例することとが知られているが、この従
来例はその比例係数がある値の温度係数を持って、温度
と共に直線的に変化するという知見を利用したものであ
る。このため、広い範囲の周波数成分を持つ超音波パル
スを生体に送出し、目的部位からの反射波を受波し、受
信信号の周波数スペクトルを解析部で解析することによ
り生体内の目的部位における温度を検出するものであ
る。
又、特開昭61−209657号には加温用超音波トランスデ
ューサの中心部に測温用超音波トランスデューサを配置
して、生体内の温度分布を検出する従来例が開示されて
いる。
ューサの中心部に測温用超音波トランスデューサを配置
して、生体内の温度分布を検出する従来例が開示されて
いる。
［発明が解決しようとする問題点］ 前者及び後者の従来例ともに温度検出のための計測用
超音波振動子は、１点で受信した受信信号に基づいて行
われるため、この計測用超音波振動子にて生体の温度分
布を算出することが難しい。
超音波振動子は、１点で受信した受信信号に基づいて行
われるため、この計測用超音波振動子にて生体の温度分
布を算出することが難しい。
例えば、この超音波振動子の受信面に入射される方向
と垂直な方向に沿って温度分布があると、その分布を検
出することが難しい。また、２次元的あるいは３次元的
に温度分布がある場合、位置をずらしての測定を繰り返
し行わなければならず、温度分布の検出に時間がかかる
という欠点がある。
と垂直な方向に沿って温度分布があると、その分布を検
出することが難しい。また、２次元的あるいは３次元的
に温度分布がある場合、位置をずらしての測定を繰り返
し行わなければならず、温度分布の検出に時間がかかる
という欠点がある。
なお、特開昭62−211046号にてクロスモード法により
精度良く音速測定をおこなう超音波診断装置が開示され
ている。しかし、この従来例は音速測定のみで、温度分
布を検出するためのものでない。
精度良く音速測定をおこなう超音波診断装置が開示され
ている。しかし、この従来例は音速測定のみで、温度分
布を検出するためのものでない。
本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、２
次元的あるいは３次元的に温度分布がある場合でも、短
時間で温度分布を検出できる超音波治療装置を提供する
ことを目的とする。
次元的あるいは３次元的に温度分布がある場合でも、短
時間で温度分布を検出できる超音波治療装置を提供する
ことを目的とする。
［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明では複数の治療用超音波振動子と複数の測定用
超音波振動子と、前記測定用超音波振動子に駆動パルス
を印加する駆動パルスの発生手段と、前記測定用超音波
振動子で受波した信号を信号処理する手段とを設け、前
記測定用超音波振動子を用いて送波し、受波した信号か
ら温度分布又は音速分布を算出できるようにしている。
超音波振動子と、前記測定用超音波振動子に駆動パルス
を印加する駆動パルスの発生手段と、前記測定用超音波
振動子で受波した信号を信号処理する手段とを設け、前
記測定用超音波振動子を用いて送波し、受波した信号か
ら温度分布又は音速分布を算出できるようにしている。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。
第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第
１図は第１実施例における超音波振動子部及びその駆動
手段を示す構成図、第２図は第１実施例の全体的構成
図、第３図は温度及び周波数に依存して超音波減衰係数
が変化することを示す特性図である。
１図は第１実施例における超音波振動子部及びその駆動
手段を示す構成図、第２図は第１実施例の全体的構成
図、第３図は温度及び周波数に依存して超音波減衰係数
が変化することを示す特性図である。
第２図に示すように第１実施例の超音波治療装置１は
生体２の体表面に密着可能な液体バッグ３を介して超音
波を送出する超音波振動子部４と、この超音波振動子部
４に設けた位置検出用超音波振動子５を用いて生体２内
の結石６の位置を検出する位置決め装置７と、この位置
決め装置７を形成する位置決め信号発生回路８から出力
される位置決め信号により、前記超音波振動子部４を移
動し、この超音波振動子部４から送出された超音波が前
記結石６の位置が集束点となるように移動する焦点移動
部９と、前記超音波振動子部４を形成する治療用超音波
振動子11a,11b,…を駆動する駆動部13と、温度または音
速測定用超音波振動子12a,12b,…を駆動するとともに信
号処理する駆動・信号処理部14と、この出力信号によ
り、温度及び音速分布を表示する温度・音速分布表示部
15とから構成される。
生体２の体表面に密着可能な液体バッグ３を介して超音
波を送出する超音波振動子部４と、この超音波振動子部
４に設けた位置検出用超音波振動子５を用いて生体２内
の結石６の位置を検出する位置決め装置７と、この位置
決め装置７を形成する位置決め信号発生回路８から出力
される位置決め信号により、前記超音波振動子部４を移
動し、この超音波振動子部４から送出された超音波が前
記結石６の位置が集束点となるように移動する焦点移動
部９と、前記超音波振動子部４を形成する治療用超音波
振動子11a,11b,…を駆動する駆動部13と、温度または音
速測定用超音波振動子12a,12b,…を駆動するとともに信
号処理する駆動・信号処理部14と、この出力信号によ
り、温度及び音速分布を表示する温度・音速分布表示部
15とから構成される。
上記位置決め信号発生回路８は、上記位置検出用（超
音波）振動子５の送信及び受信機能と、受信した信号を
信号処理する信号処理機能とを有し、信号処理して生成
した超音波断層信号をディスプレイ装置16に出力し、超
音波断層像を表示する。又、この位置決め信号発生回路
８は、上記ディスプレイ装置16の画面上における位置を
指定する位置指定手段を有し、ライトペンとかキーボー
ドのカーソルキーとかマウス，ジョイスティック等を操
作することにより、画面上の指示マーカの任意位置を指
定することが可能である。しかして、指定マーカの位置
をディスプレイ画面上に表示された結石６′の位置に設
定することにより、その指定位置の水平及び垂直位置が
検出され、この検出に基づいて現在の超音波集束点の位
置をどれだけ移動したら良いかの位置決め信号が生成さ
れ、この位置決め信号が焦点移動部９に入力されること
により、この焦点移動部９は図示しない数値制御ロボッ
ト又は移動用モータ等を駆動して、（超音波）振動子部
４を移動する。この移動により、治療用振動子11a,11b,
…により送出される超音波の集束点が結石６の位置と一
致できる様にしてある。
音波）振動子５の送信及び受信機能と、受信した信号を
信号処理する信号処理機能とを有し、信号処理して生成
した超音波断層信号をディスプレイ装置16に出力し、超
音波断層像を表示する。又、この位置決め信号発生回路
８は、上記ディスプレイ装置16の画面上における位置を
指定する位置指定手段を有し、ライトペンとかキーボー
ドのカーソルキーとかマウス，ジョイスティック等を操
作することにより、画面上の指示マーカの任意位置を指
定することが可能である。しかして、指定マーカの位置
をディスプレイ画面上に表示された結石６′の位置に設
定することにより、その指定位置の水平及び垂直位置が
検出され、この検出に基づいて現在の超音波集束点の位
置をどれだけ移動したら良いかの位置決め信号が生成さ
れ、この位置決め信号が焦点移動部９に入力されること
により、この焦点移動部９は図示しない数値制御ロボッ
ト又は移動用モータ等を駆動して、（超音波）振動子部
４を移動する。この移動により、治療用振動子11a,11b,
…により送出される超音波の集束点が結石６の位置と一
致できる様にしてある。
第１図に示すように上記振動子部４は、凹球面形状の
基板21に治療用振動子11a,11b,…と測定用振動子12a,12
b,…とが例えば交互に配置され各裏面側を固着した構造
にしてある。これら振動子11a,11b,…12a,12b,…の送出
面は超音波を通し、可撓性の部材で形成した液体バッグ
３と密着させてあり、この液体バッグ３内には超音波を
伝達する水等の液体22が充満させてある。従って、この
液体バッグ３を生体２の外表面に密着させた状態にする
と、振動子11i又は12i（ｉ＝a,b,…）から送出された超
音波を、この液体バッグ３に密着した生体２側に送出す
ることができる。
基板21に治療用振動子11a,11b,…と測定用振動子12a,12
b,…とが例えば交互に配置され各裏面側を固着した構造
にしてある。これら振動子11a,11b,…12a,12b,…の送出
面は超音波を通し、可撓性の部材で形成した液体バッグ
３と密着させてあり、この液体バッグ３内には超音波を
伝達する水等の液体22が充満させてある。従って、この
液体バッグ３を生体２の外表面に密着させた状態にする
と、振動子11i又は12i（ｉ＝a,b,…）から送出された超
音波を、この液体バッグ３に密着した生体２側に送出す
ることができる。
尚、上記各振動子11i,12iを取付けた基板21の外表面
には、液体バッグ３内の液体22を一定の温度に保持する
ための加熱体23が取付けられ（加熱体23を液体バック３
の液体22内に設けるようにしても良い。）、この加熱体
23は温度制御部24により温度が制御される。尚、この加
熱体23の外表面は断熱体25で覆われている。
には、液体バッグ３内の液体22を一定の温度に保持する
ための加熱体23が取付けられ（加熱体23を液体バック３
の液体22内に設けるようにしても良い。）、この加熱体
23は温度制御部24により温度が制御される。尚、この加
熱体23の外表面は断熱体25で覆われている。
上記治療用振動子11a,11b,…を駆動する駆動部13で
は、トリガパルス発生器26のトリガパルスによりそれぞ
れタイミング調整器27a,27b,…を経てタイミングが調整
されたトリガパルスにより、パルス発生器28a,28b,…は
位相の異る高周波駆動パルスが生成され、これらの駆動
パルスにより治療用振動子11a,11b,…は超音波を送出す
る。上記駆動パルスはそれぞれタイミング調整器27a,27
b,…により、所定の集束点にて集束する超音波ビームに
なる。尚、各タイミング調整器27a,27b,…は例えばタッ
プ付き遅延線とか、抵抗値で遅延量を変えることのでき
るワンショットマルチバイブレータ等にて形成され、そ
の遅延量は、CPU29によりI/Oポート31を介して調整可能
にしてある。従って、例えば温度が異る生体に対して
も、遅延量を変えることによって、送出された超音波を
１点に集束させることができる。
は、トリガパルス発生器26のトリガパルスによりそれぞ
れタイミング調整器27a,27b,…を経てタイミングが調整
されたトリガパルスにより、パルス発生器28a,28b,…は
位相の異る高周波駆動パルスが生成され、これらの駆動
パルスにより治療用振動子11a,11b,…は超音波を送出す
る。上記駆動パルスはそれぞれタイミング調整器27a,27
b,…により、所定の集束点にて集束する超音波ビームに
なる。尚、各タイミング調整器27a,27b,…は例えばタッ
プ付き遅延線とか、抵抗値で遅延量を変えることのでき
るワンショットマルチバイブレータ等にて形成され、そ
の遅延量は、CPU29によりI/Oポート31を介して調整可能
にしてある。従って、例えば温度が異る生体に対して
も、遅延量を変えることによって、送出された超音波を
１点に集束させることができる。
一方、測定用振動子12a,12b,…にはパルス発生器33か
ら出力される駆動パルスをマルチプレクサ34を介して印
加できるようにしてある。また、送出された超音波は、
生体２内を伝搬した際音響インピーダンスの不連続部分
にて反射され、その反射波は振動子12a,12b,…で受波さ
れる。この受波された超音波は振動子12a,12bで電気信
号に変換され、高速度で切換えられるマルチチャンネル
化のためのマルチプレクサ35を経てアンプ36で増幅さ
れ、A/Dコンバータ37でディジタル信号に変換された
後、メモリ38に記憶される。上記メモリ38に記憶された
データは同一チャンネルのものが時系列的に読み出さ
れ、FFT（高速フーリエ変換）回路39でスペクトル分析
され、例えばメモリ38の空き領域にスペクトル分析デー
タが記憶される。
ら出力される駆動パルスをマルチプレクサ34を介して印
加できるようにしてある。また、送出された超音波は、
生体２内を伝搬した際音響インピーダンスの不連続部分
にて反射され、その反射波は振動子12a,12b,…で受波さ
れる。この受波された超音波は振動子12a,12bで電気信
号に変換され、高速度で切換えられるマルチチャンネル
化のためのマルチプレクサ35を経てアンプ36で増幅さ
れ、A/Dコンバータ37でディジタル信号に変換された
後、メモリ38に記憶される。上記メモリ38に記憶された
データは同一チャンネルのものが時系列的に読み出さ
れ、FFT（高速フーリエ変換）回路39でスペクトル分析
され、例えばメモリ38の空き領域にスペクトル分析デー
タが記憶される。
この分析データは演算回路41で超音波の減衰係数αの
周波数変化率Δα／Δｆの演算が行われ、その演算によ
り求められた温度分布及びその温度分布を音速に変換し
た速度分布のデータがメモリ42に記憶される。しかし
て、このメモリ42に記憶された温度分布及び音速分布は
温度・音速分布表示部15にて表示される。尚、パルス発
生器33、マルチプレクサ34,35、FFT回路39はコントロー
ラ43で制御される。
周波数変化率Δα／Δｆの演算が行われ、その演算によ
り求められた温度分布及びその温度分布を音速に変換し
た速度分布のデータがメモリ42に記憶される。しかし
て、このメモリ42に記憶された温度分布及び音速分布は
温度・音速分布表示部15にて表示される。尚、パルス発
生器33、マルチプレクサ34,35、FFT回路39はコントロー
ラ43で制御される。
又、上記メモリ42のデータは駆動部13を形成するCPU2
9に入力され、このデータに基づいて収束のためのタイ
ミング調整器27a,27b,…の補正を行う。この補正によっ
て、生体２内に温度分布が存在する場合にも、超音波ビ
ームのフォーカシングを十分に行うことができるように
している。
9に入力され、このデータに基づいて収束のためのタイ
ミング調整器27a,27b,…の補正を行う。この補正によっ
て、生体２内に温度分布が存在する場合にも、超音波ビ
ームのフォーカシングを十分に行うことができるように
している。
この第１実施例では、結石破砕による治療用振動子11
a,11b,…の他に、測定用振動子12a,12b,…を設け、この
測定用振動子12a,12b,…を用いて生体２における温度分
布及び音速分布を検出する手段を形成してあることが特
徴になっている。
a,11b,…の他に、測定用振動子12a,12b,…を設け、この
測定用振動子12a,12b,…を用いて生体２における温度分
布及び音速分布を検出する手段を形成してあることが特
徴になっている。
このように構成された第１実施例の動作を以下に説明
する。
する。
結石破砕の前に、測定用振動子12a,12b,…を用いて温
度分布及び音速分布の検出を行う。コントローラ43によ
り、マルチプレクサ34は第１の振動子12aがオンするよ
うに設定され、パルス発生器33にトリガパルスを出力す
る。このトリガパルスによって、パルス発生器33は駆動
パルスを出力し、この駆動パルスが印加された第１の振
動子12aはバースト状に超音波を出力する。この超音波
は音響インピーダンスの不連続部、例えば液体バッグ３
と生体２の境界面Pa、臓器の表面Pb,Pc、結石６の表面
等で反射される。この反射波は、振動子12a,12b,…で受
波され、電気信号に変換される。これらの電気信号は、
コントローラ43により、高速度で順次切換えられるマル
チプレクサ35を経て、アンプ36で増幅され、A/Dコンバ
ータ37でディジタル信号に変換され、メモリ38に記憶さ
れる。次に、マルチプレクサ34は第２の振動子12bがパ
ルス発生器33とオンする状態に設定され、この振動子12
bから送出された超音波が各振動子12a,12b,…で受波さ
れ、メモリ38に記憶される。このようにして、第３の振
動子12c以降でも同様の動作を行う。しかして、上記メ
モリ38に書き込まれたデータは同一振動子12iで受信し
た時系列データ毎にFFT回路39によりフーリエ変換さ
れ、スペクトル分析され、そのスペクトル分析データが
メモリ38に記憶される。
度分布及び音速分布の検出を行う。コントローラ43によ
り、マルチプレクサ34は第１の振動子12aがオンするよ
うに設定され、パルス発生器33にトリガパルスを出力す
る。このトリガパルスによって、パルス発生器33は駆動
パルスを出力し、この駆動パルスが印加された第１の振
動子12aはバースト状に超音波を出力する。この超音波
は音響インピーダンスの不連続部、例えば液体バッグ３
と生体２の境界面Pa、臓器の表面Pb,Pc、結石６の表面
等で反射される。この反射波は、振動子12a,12b,…で受
波され、電気信号に変換される。これらの電気信号は、
コントローラ43により、高速度で順次切換えられるマル
チプレクサ35を経て、アンプ36で増幅され、A/Dコンバ
ータ37でディジタル信号に変換され、メモリ38に記憶さ
れる。次に、マルチプレクサ34は第２の振動子12bがパ
ルス発生器33とオンする状態に設定され、この振動子12
bから送出された超音波が各振動子12a,12b,…で受波さ
れ、メモリ38に記憶される。このようにして、第３の振
動子12c以降でも同様の動作を行う。しかして、上記メ
モリ38に書き込まれたデータは同一振動子12iで受信し
た時系列データ毎にFFT回路39によりフーリエ変換さ
れ、スペクトル分析され、そのスペクトル分析データが
メモリ38に記憶される。
このスペクトル分析されたデータは演算回路41に入力
され、温度算出の演算が行われ、その結果求められた温
度分析データがメモリ42に記憶される。
され、温度算出の演算が行われ、その結果求められた温
度分析データがメモリ42に記憶される。
上記温度分布の演算は、例えば第１の振動子12aによ
って、Pa,Pbで反射された信号の周波数分析により、周
波数軸上での反射波の受信信号Ra1（ｆ）,Ra2（ｆ）と
すると、一般に |Ra2（ｆ）|2 ≒|Ra1（ｆ）|2exp｛−４・ΔＺ・（ｆ）｝ …
（１） となる。但し、ΔＺは２点Pa,Pb間の距離、（ｆ）はP
a,Pbを含む領域での平均減衰係数を表わす。従って、 （ｆ）≒｛1/（４・ΔＺ）｝｛ln|Ra2（ｆ）|2 −ln|Rb2（ｆ）|2｝ …（２） となる。通常、減衰係数は周波数に比例するので、
（ｆ）＝βｆと仮定すると、Δ／Δｆ＝βとなり、定
数として求められる。
って、Pa,Pbで反射された信号の周波数分析により、周
波数軸上での反射波の受信信号Ra1（ｆ）,Ra2（ｆ）と
すると、一般に |Ra2（ｆ）|2 ≒|Ra1（ｆ）|2exp｛−４・ΔＺ・（ｆ）｝ …
（１） となる。但し、ΔＺは２点Pa,Pb間の距離、（ｆ）はP
a,Pbを含む領域での平均減衰係数を表わす。従って、 （ｆ）≒｛1/（４・ΔＺ）｝｛ln|Ra2（ｆ）|2 −ln|Rb2（ｆ）|2｝ …（２） となる。通常、減衰係数は周波数に比例するので、
（ｆ）＝βｆと仮定すると、Δ／Δｆ＝βとなり、定
数として求められる。
ところで、一般に物体中を伝搬する超音波に対し超音
波減衰係数αの周波数、温度依存性は、第３図に示すよ
うに変化する。ここで、上記βはデータの傾きを示すこ
とになり、温度Ｔにより変化することが分る。従って、
このβの温度に対する変化率Δβ／ΔＴを予め生体に対
して求めておけば、βの変化分から温度の変化分が求め
られる。尚、例えば体表面又は液体22の温度を測定して
おけば、絶対温度を求めることができる。
波減衰係数αの周波数、温度依存性は、第３図に示すよ
うに変化する。ここで、上記βはデータの傾きを示すこ
とになり、温度Ｔにより変化することが分る。従って、
このβの温度に対する変化率Δβ／ΔＴを予め生体に対
して求めておけば、βの変化分から温度の変化分が求め
られる。尚、例えば体表面又は液体22の温度を測定して
おけば、絶対温度を求めることができる。
以上の説明は、第１の振動子12aのみで、この振動子1
2aによる送出方向に対する２点Pa,PbB間平均の温度分布
（温度勾配）を求めることができることを説明したが、
Pa,Pbに対し他の振動子12b,12cを用いることにより、よ
り詳しい温度分布を求めることができる。又、温度分布
と共に、生体２における温度に対する速度依存性の関係
を予め求めておき、その関係から速度分布を知ることも
できる。
2aによる送出方向に対する２点Pa,PbB間平均の温度分布
（温度勾配）を求めることができることを説明したが、
Pa,Pbに対し他の振動子12b,12cを用いることにより、よ
り詳しい温度分布を求めることができる。又、温度分布
と共に、生体２における温度に対する速度依存性の関係
を予め求めておき、その関係から速度分布を知ることも
できる。
又、各測定用振動知12iを用いて結石６からの反射波
を受波することにより、送出から反射して戻るまでの時
間が求められる。この時間を知ることにより、実際の破
砕を行う際のタイミング調整器27a,27b,…のタイミング
量を調整すると、温度分布が存在し、その温度分布より
音速が変化してしまう場合でも、結石６で収束するよう
に補正できる。
を受波することにより、送出から反射して戻るまでの時
間が求められる。この時間を知ることにより、実際の破
砕を行う際のタイミング調整器27a,27b,…のタイミング
量を調整すると、温度分布が存在し、その温度分布より
音速が変化してしまう場合でも、結石６で収束するよう
に補正できる。
つまり、集束を十分に行うことができるので、超音波
のパワーを上げることなく破砕を行うことができるし、
対象物（結石６）以外の部位を損傷を与える危険性も減
らすことができ、安全性の高い装置を実現できる。
のパワーを上げることなく破砕を行うことができるし、
対象物（結石６）以外の部位を損傷を与える危険性も減
らすことができ、安全性の高い装置を実現できる。
又、この第１実施例によれば、生体２内の温度分布を
生体外から求めることができるので、超音波を用いて結
石を破砕するのに限らず、超音波で目的部位を加温治療
することもできる。
生体外から求めることができるので、超音波を用いて結
石を破砕するのに限らず、超音波で目的部位を加温治療
することもできる。
第４図は本発明の第２実施例の主要部を示す。
この第２実施例は、特開昭62−211046号公報に開示さ
れているクロスモード（又はビーム交差法）音速計測法
を基本に用いた音速検出部51と、この音速検出部51で求
めた音速分布から温度分布を求める温度分布算出部52と
からなる。この音速検出部51を用いた音速の測定は次の
ようにして行われる。尚、振動子部４′は第１実施例と
同様の構成であるが、以下、測定用振動子は12a,12b,12
c,12dとする。
れているクロスモード（又はビーム交差法）音速計測法
を基本に用いた音速検出部51と、この音速検出部51で求
めた音速分布から温度分布を求める温度分布算出部52と
からなる。この音速検出部51を用いた音速の測定は次の
ようにして行われる。尚、振動子部４′は第１実施例と
同様の構成であるが、以下、測定用振動子は12a,12b,12
c,12dとする。
測定用振動子12a,12b,…を用いて、近距離側境界での
反射点P11,P12、遠距離側境界での反射点P00において、
超音波ビームの送受経路（ルート）を（１）Ａ→P00→
Ｂ、（２）Ａ→P11→Ｃ、（３）Ｂ→P00→Ａ、（４）Ｂ
→P12→Ｄの４ルートをとるようにする。つまり、振動
子部４′におけるＡ及びＢの位置各々を超音波ビーム送
波位置にすると共に、受波位置にして用いる。しかし
て、Ａの位置より送波し、P00で反射したものをＢ位置
で受信し、次にＡ位置より送波し、P11で反射したもの
をＣ位置で受波し、次にＢ位置より送波し、P00で反射
したものをＡ位置で受信し、次にＢ位置より送波し、P1
2で反射したものをＤ位置で受波するという具合に送受
を切換える。このようにして超音波ビームの送受方向の
指向方向をθなる同一角度にする。
反射点P11,P12、遠距離側境界での反射点P00において、
超音波ビームの送受経路（ルート）を（１）Ａ→P00→
Ｂ、（２）Ａ→P11→Ｃ、（３）Ｂ→P00→Ａ、（４）Ｂ
→P12→Ｄの４ルートをとるようにする。つまり、振動
子部４′におけるＡ及びＢの位置各々を超音波ビーム送
波位置にすると共に、受波位置にして用いる。しかし
て、Ａの位置より送波し、P00で反射したものをＢ位置
で受信し、次にＡ位置より送波し、P11で反射したもの
をＣ位置で受波し、次にＢ位置より送波し、P00で反射
したものをＡ位置で受信し、次にＢ位置より送波し、P1
2で反射したものをＤ位置で受波するという具合に送受
を切換える。このようにして超音波ビームの送受方向の
指向方向をθなる同一角度にする。
このようにして、一経路当り、少くとも往路と複路の
往復２回の検出測定を行うので、対称測定となり、この
検出測定により得た情報をもとに、平均の超音波伝搬速
度を求める。
往復２回の検出測定を行うので、対称測定となり、この
検出測定により得た情報をもとに、平均の超音波伝搬速
度を求める。
このようにして、４つのルートでの平均の音速V1,V2,
V3,V4が求められる。
V3,V4が求められる。
以上による音速の算出は上記公報に開示されている。
一方、この実施例では超音波の送出に用いた振動子12i
でも受信して音速を求めるようにしている。このため、
第４図にしめす４つのルートのほかに、（５）Ａ→P11
→Ａ、（６）Ａ→P00→Ａ、（７）Ｃ→P11→Ｃ、などに
対する測定が行なわれ、平均の音速V5、V6、V7などが求
められる。
一方、この実施例では超音波の送出に用いた振動子12i
でも受信して音速を求めるようにしている。このため、
第４図にしめす４つのルートのほかに、（５）Ａ→P11
→Ａ、（６）Ａ→P00→Ａ、（７）Ｃ→P11→Ｃ、などに
対する測定が行なわれ、平均の音速V5、V6、V7などが求
められる。
このようにすることにより、例えばＡとP11との間で
はルート（５）の測定により平均の音速V5が直接求ま
り、P11とP00との間で平均の音速はルート（５）、
（６）の測定結果を用いて求める事が出来る。
はルート（５）の測定により平均の音速V5が直接求ま
り、P11とP00との間で平均の音速はルート（５）、
（６）の測定結果を用いて求める事が出来る。
このようにして、他の短い距離部分に対しても平均の
音速が求められる。
音速が求められる。
上記振動子12a,…,12dの数を多くし、ルートの数を多
くすれば、より詳しい音速分布を求めることができる。
しかして、予め温度に対する音速の関係を書き込んだRO
M53を参照して温度分布算出部52によって温度分布が算
出される。
くすれば、より詳しい音速分布を求めることができる。
しかして、予め温度に対する音速の関係を書き込んだRO
M53を参照して温度分布算出部52によって温度分布が算
出される。
上記音速検出部51は、例えば第５図に示す構成であ
る。この音速検出部51は第１図に示す駆動・信号処理部
14において、FFT回路39を設けないで、演算回路41は、
音速算出の計算を行い、その結果をメモリ42に記憶す
る。その他は同様である。又、上記メモリ42に記憶され
た各部の平均の音速データは、温度分布算出部52にて、
あらかじめ各温度で求めた音速分布データ収納ROM53と
のデータの比較が行なわれ、そのずれ量から温度分布が
求められる。この実施例によれば温度分布及び速度分布
を求める事が出来る。
る。この音速検出部51は第１図に示す駆動・信号処理部
14において、FFT回路39を設けないで、演算回路41は、
音速算出の計算を行い、その結果をメモリ42に記憶す
る。その他は同様である。又、上記メモリ42に記憶され
た各部の平均の音速データは、温度分布算出部52にて、
あらかじめ各温度で求めた音速分布データ収納ROM53と
のデータの比較が行なわれ、そのずれ量から温度分布が
求められる。この実施例によれば温度分布及び速度分布
を求める事が出来る。
第６図は本発明の第３実施例を示す。
第６図に示すように治療部位71に経内視鏡的にバブル
部材72を挿入し、このバブル部材72の泡の径の温度変化
により、その治療部位71の温度分布を検出するものであ
る。
部材72を挿入し、このバブル部材72の泡の径の温度変化
により、その治療部位71の温度分布を検出するものであ
る。
位置検出用超音波振動子５に、スイープ発振器73から
周波数的に変えた駆動パルスを印加し、治療部位71から
の反射波を受波する。しかして、受波し、受信部74で増
幅した信号における泡の共振周波数に対応したピーク又
はディップ等の極値を極値検出部75で求め、予め泡の共
振周波数と泡の径（又は温度）との関係を求めた関係式
をテーブル化したROM76を参照して治療部位71の温度を
求める。
周波数的に変えた駆動パルスを印加し、治療部位71から
の反射波を受波する。しかして、受波し、受信部74で増
幅した信号における泡の共振周波数に対応したピーク又
はディップ等の極値を極値検出部75で求め、予め泡の共
振周波数と泡の径（又は温度）との関係を求めた関係式
をテーブル化したROM76を参照して治療部位71の温度を
求める。
尚、この実施例では、振動子部77は、治療用振動子11
a,11b,…と観測用振動子５とを有するものであれば良
い。従って、第１実施例の振動子部４を用いることがで
きる。
a,11b,…と観測用振動子５とを有するものであれば良
い。従って、第１実施例の振動子部４を用いることがで
きる。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、治療用超音波振動
子と測定用超音波振動子とを複数設けてあるので、測定
用超音波振動子で送受波した超音波により温度分布又は
音速分布を詳しく求めることができる。
子と測定用超音波振動子とを複数設けてあるので、測定
用超音波振動子で送受波した超音波により温度分布又は
音速分布を詳しく求めることができる。
第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例における超音波振動子部及びその駆動手
段を示す構成図、第２図は第１実施例の全体的構成図、
第３図は温度及び周波数に依存して超音波減衰係数が変
化することを示す特性図、第４図は本発明の第２実施例
における音速測定法の概略を示す説明図、第５図は本発
明の第２実施例における音速検出部を示す構成図、第６
図は本発明の第３実施例における主要部の構成図であ
る。 １……超音波治療装置、２……生体 ３……液体バッグ、４……超音波振動子部 ５……（位置検出用）超音波振動子 ６……結石、７……位置決め装置 ８……位置決め信号発生回路 ９……焦点移動部 11……（治療用）超音波振動子 12……（測定用）超音波振動子 13……駆動部、14……駆動・信号処理部 15……温度・音速分布表示部 16……ディスプレイ装置
図は第１実施例における超音波振動子部及びその駆動手
段を示す構成図、第２図は第１実施例の全体的構成図、
第３図は温度及び周波数に依存して超音波減衰係数が変
化することを示す特性図、第４図は本発明の第２実施例
における音速測定法の概略を示す説明図、第５図は本発
明の第２実施例における音速検出部を示す構成図、第６
図は本発明の第３実施例における主要部の構成図であ
る。 １……超音波治療装置、２……生体 ３……液体バッグ、４……超音波振動子部 ５……（位置検出用）超音波振動子 ６……結石、７……位置決め装置 ８……位置決め信号発生回路 ９……焦点移動部 11……（治療用）超音波振動子 12……（測定用）超音波振動子 13……駆動部、14……駆動・信号処理部 15……温度・音速分布表示部 16……ディスプレイ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 康一郎 東京都渋谷区幡ケ谷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 五反田 正一 東京都渋谷区幡ケ谷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 窪田 哲丸 東京都渋谷区幡ケ谷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 内山 直樹 東京都渋谷区幡ケ谷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 上 邦彰 東京都渋谷区幡ケ谷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 村田 晃 東京都渋谷区幡ケ谷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 林 正明 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】治療用の超音波を発生する治療用超音波振
動子と、音速測定用の超音波を送波及び受波する測定用
超音波振動子とを複数設け、前記測定用超音波振動子で
受波した信号から対象物に対する温度分布の検出手段を
形成した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 |
|---|---|---|---|
| JP63079281A JP2535050B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 超音波治療装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079281A JP2535050B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 超音波治療装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01250243A JPH01250243A (ja) | 1989-10-05 |
| JP2535050B2 true JP2535050B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=13685481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63079281A Expired - Fee Related JP2535050B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 超音波治療装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2535050B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0822288B2 (ja) * | 1989-07-10 | 1996-03-06 | 株式会社東芝 | 衝撃波破砕治療装置および連続波温熱治療装置 |
| JPH11276497A (ja) * | 1998-01-28 | 1999-10-12 | Sekisui Chem Co Ltd | 超音波治療装置及び超音波治療方法 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63079281A patent/JP2535050B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01250243A (ja) | 1989-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |