JP4744666B2 - 超音波治療装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば超音波加温装置、超音波焼灼装置、超音波結石破砕装置、放射線治療装置等の超音波治療装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、医療の分野では、患者の術後生活の質(Quality of Life:以下、QOL)の向上が重要視され、最小侵襲治療(Minimally Invasive Treatment:以下、MIT)と呼ばれる治療法が注目を集めている。これらの治療法は、外科的な手術と比較して患者への侵襲度が少ない手法として期待されている。
【0003】
例えば、泌尿器科領域においては、強力超音波パルスを集束させて結石に照射し、粉砕治療を行う体外衝撃波結石粉砕術が開発されており、結石治療の第一選択となっている。また、超音波を腫瘍細胞に照射して治療するハイパーサーミア技術や、強力超音波を腫瘍細胞に集束して高温に加熱し熱変性壊死させる高温加熱治療技術も開発され、脚光を浴びている。
【0004】
上述した高温加熱治療には、強力超音波を発生させる超音波振動子を内蔵するアプリケータが必要である。一般に、このアプリケータには、サイズが比較的小さい浅部用とサイズが比較的大きい深部用とがあり、その治療対象によって使用が区別される。アプリケータが浅部用である場合は、術者が手に持って任意の位置に設置し強力超音波を照射する。また、アプリケータが大きく深部用であり、深部まで焼灼出来るような場合は、機械的な制御アームに連結され、所定の位置・方向から強力超音波を照射するように制御され、オペレータがパネル操作や外部入力操作によって、所望の位置・方向へ発生源を動かす等して使用される。
【0005】
一方、アプリケータによっては、ある程度複数の治療対象に対応できるものもあり、一のアプリケータによって種々の対象に治療を行なう場合もある。この様な一のアプリケータによる超音波照射においては、照射パラメータを治療対象ごとに適切な範囲で設定しなければならない。照射パラメータとは、超音波照射強度と超音波照射時間である。これらは臓器やターゲットの種類、深さ、状態等によって決まる。オペレータは、治療毎に照射パラメータを治療対象に適した値にマニュアル設定している。
【0006】
また、アプリケータが内蔵する超音波振動子は、強力超音波を発生させる特性上、照射回数によって故障が起こるかどうかが確率的に決まっている。従って、適切な治療を可能とするため、装置(特にアプリケータ)のステイタス情報を常に把握する必要がある。従来では、サービスマンが現地でエラー情報を取得する、或いはオペレータがエラー情報をサービスマンに知らせる等して、修理の方針や交換部品手配をすることで、アプリケータ等の適切な状態を維持している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同一のアプリケータによって異なる複数の対象を治療する場合、照射に関するパラメータの許容範囲が治療対象ごとに異なるため、その都度調べる等してパラメータのマニュアル設定を行わなければならず、オペレータには多大な負担かけていた。また、同一のアプリケータで治療可能にも関らず、他のアプリケータに変更することも、オペレータにとっては作業的負担となる。
【0008】
また、常に適切な治療を可能とするために、適切な時期に部品交換等のメンテナンスが必要である。そのため、オペレータやサービスマンは、頻繁に装置のステイタス情報を収集しなければならない。この場合においても、オペレータやサービスマンに多大な負担をかけることになる。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、オペレータやサービスマンに係る負担をできる限り軽減することで作業性を向上させ、適切な超音波治療を可能とする超音波治療装置を提供することを目的とし、以下の特徴を具備するものである。
【0010】
請求項1記載の発明は、治療用超音波を治療対象に照射するためのアプリケータと、治療用超音波の照射強度の範囲を、治療対象ごとに記憶する第1の記憶手段と、治療対象を指定する指定手段と、前記アプリケータが前記指定手段によって指定された治療対象に使用可能か否かを前記照射強度の範囲に基づいて判別する判別手段と、前記判別手段が使用可能と判別した場合には、前記指定手段によって指定された治療対象に前記第1の記憶手段上で対応する前記照射強度の範囲内で治療用超音波を照射し、前記判別手段が使用不可能と判別した場合には、治療用超音波を照射しない制御手段と、を具備することを特徴とする。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態及び第2実施形態を図面に従って説明する。
【0037】
図1は、第1実施形態に係る超音波治療装置の概略構成を示している。
【0038】
図1において、超音波治療装置10は、アプリケータ14、水回路16、ドライバ増幅部18、コントロール部20、操作パネル22、表示パネル24を具備している。なお、ドライバ増幅部18、コントロール部20は、超音波治療装置本体12中に格納されている。
【0039】
同図において、治療用超音波アプリケータ14は、発生超音波の波面が進行方向に対して凹面をなすように球面上に配置された複数の圧電素子群と、この圧電素子群の中心に挿入配置されたイメージング用超音波プローブとを具備している。アプリケータ14中の圧電素子群は、それぞれインピーダンス整合を行うための図示していない整合部を介してドライバ増幅部18に接続されている。ドライバ増幅部18は発振器を有しており、当該発振器から所定の周波数の発振信号を増幅し、駆動信号を発生する。この駆動信号は、図示していないインピーダンス整合部を介して、アプリケータ14中の圧電素子群に対して超音波発生に必要な電力をとして供給される。イメージング用超音波プローブからは、監視用超音波が所望する治療対象を含む生体内領域に照射される。
【0040】
水回路16は、アプリケータ14で発生された治療用超音波を少ない減衰で、患者の体表面まで導くために、可撓性の水袋に封入された超音波の伝播媒質、例えばよく脱気された水が封入された回路である。水回路16内の温度は、後述するコントロール部20によって管理されている。
【0041】
コントロール部20は、後述するようなアプリケータの種類と治療対象とに応じた照射パラメータ範囲等の制御や、オペレータの操作パネル22からの入力指示に基き、アプリケータ14から照射する超音波の照射強度、照射時間等を制御する制御部である。また、コントロール部20は、表示パネル24及び操作パネル22の表示制御や、アプリケータ14のID情報、内部温度情報等の収集に関する制御を行う。また、コントロール部20は、第2の実施形態で述べるように、通信LANを通じた修理に関する情報通信に関する制御を行う。
【0042】
さらに、コントロール部20は、判別部201とアプリケータ情報記憶部203とを有している。
【0043】
判別部201は、後述する照射強度範囲設定処理等において、指定された治療対象に対して接続されているアプリケータ14が使用可能か否か(適切か否か)を判別する。
【0044】
アプリケータ情報記憶部203には、後述するアプリケータ14の種類ごとのアプリケータ情報(周波数、インピーダンス、最大出力強度、焦点深さ、拡大音揚対応、照射パラメータ等)を格納している(図4参照)。上記判別部201が行なう判断処理は、アプリケータ情報記憶部203に格納されているアプリケータ情報に基いて実行される。
【0045】
操作パネル22は、超音波治療装置に関する操作を行うためのインターフェースである。操作パネル22は、後述するように超音波の照射強度、照射時間を設定する設定ボタンを有している。当該ボタンからの入力指示により、コントロール部20は、入力指示に応じた照射強度範囲や照射時間範囲の設定を行う。
【0046】
図2は、操作パネル22の一例を示している。
【0047】
同図において、照射強度ボタン220、照射時間ボタン221は、それぞれ照射強度と照射時間の設定を行うための設定ボタンである。治療対象選択ボタン223は、治療する対象ごとに設けられたボタンであり、各ボタンには肝臓、乳房等治療する臓器や対象領域の名称が書かれている。後述するように、治療前の治療パラメータ設定時において当該ボタンを押すことで、各治療対象ごとに設定された適切な照射強度範囲と照射時間に自動的に設定される。なお、治療対象選択ボタン223は、図3に示すように各治療対象を図等により模式的に示したものであってもよい。
【0048】
超音波の照射開始、照射終了は、それぞれ照射ボタン225と停止ボタン226とによって制御される。228は運転状態を示すパイロットボタン、229はパワーボタンである。
【0049】
表示パネル24は、超音波治療のためにモニタリングされる超音波画像等を表示する表示画面である。また、表示パネル24には、第2の実施形態で述べるサービスコール機能を実行する場合に、サービスコール画面が表示される。
【0050】
次に、図4、図5、図6を参照しながら、本発明に係る超音波治療装置10によって、治療対象領域や治療対象の深さに応じて照射パラメータを設定し、治療する場合の動作説明を行う。以下、術中肝臓を治療対象とした例を説明する。
【0051】
図4は、アプリケータ14の種類ごと(同図ではアプリケータを4種類とし、アプリケータ番号をAP1〜AP4として区別している。)のアプリケータ情報(周波数、インピーダンス、最大出力強度、焦点深さ、拡大音揚対応、照射パラメータ等)を模式的に示した図である。同図に示した各アプリケータ情報は、コントロール部20が有するアプリケータ情報記憶部203に記憶されており、コントロール部20が連結したアプリケータID情報を読み込むことによって当該コントロール部20中のワーキング記憶領域に設定される。
【0052】
図5は、コントロール部20が行なう照射強度範囲設定処理を説明するための図であり、AP1〜AP4の各アプリケータごとに、各治療対象に対して最大照射強度設定値、最大照射時間設定値、各臓器に使用可能か否か、を表している。なお、同図では、使用可能な場合を○、使用不可能な場合を×で示している。また、各アプリケータが各治療対象について使用可能であるか否かは、アプリケータ情報と図6に示す治療適用範囲テーブルに基いて決定される。
【0053】
図6は、照射強度適用範囲を治療対象ごとに示した治療適用範囲テーブルを示している。この治療適用範囲テーブルは、コントロール部20が有するアプリケータ情報記憶部203に記憶されている。
【0054】
まず、オペレータは、接続されたアプリケータ14内に設置してある、超音波を照射するための音源(圧電素子)とイメージングするためのプローブによって治療対象領域を探索し、治療可能な位置にアプリケータ14の位置決めを行う。
【0055】
次に、オペレータは、所望する治療対象選択ボタン223を選択する。今の場合、体外肝臓が治療対象であるから、操作パネル22の「肝臓」のボタンが押されることになる。コントロール部20は、この治療対象選択ボタン223からの入力指示に基づき、以下に述べる照射強度範囲設定処理を行う。
【0056】
仮に、アプリケータ14にAP1が装着されているとする。この場合、判別部201は、「肝臓」の治療対象選択ボタン223が押されたこと、図4に示すのアプリケータ情報30からAP1の「術中肝臓」の最大照射強度が500Wであること(図5参照)、さらに図6に示すように術中肝臓の治療適用範囲が50W〜500Wであることから、図5に示すようにAP1が肝臓治療に使用可能であると判別する。そして、コントロール部10は、照射強度設定範囲を50W〜500Wに設定する。また、仮に、AP2を用いて術中肝臓にて起用する場合であれば、図4に示すようにアプリケータの最大照射強度が300Wであること、また、術中肝臓への治療適用範囲が50W〜500Wであることから、照射強度設定範囲は50W〜300Wで規定される。
【0057】
なお、例えば、接続されたアプリケータ14がAP4である場合には、コントロール部20は、図5に示すように当該術中肝臓の治療については使用できないことを判別し、表示パネル24へのメッセージ表示、操作パネル22の点滅表示、音声による警告等、オペレータに使用不可能であることを知らせる構成となっている。
【0058】
次に、照射時間範囲設定処理を行う。当該処理は、上述した照射強度範囲設定処理と同様の構成により実現できるので説明は省略する。
【0059】
そして、オペレータは、上述した照射強度範囲内、照射時間範囲内で、照射強度や照射時間を操作パネル22上にある上下ボタンで任意の値に設定することができる。なお、実際に使用する焦点深さに応じても、照射強度設定範囲や照射時間設定範囲が変化可能であることが好ましい。これは、アプリケータ情報30を追加することで、各焦点深さに応じた照射強度設定範囲や照射時間設定範囲の設定を実現できる。
【0060】
オペレータによって設定された照射設定値は、コントロール部20へ伝送される。コントロール部20は、設定された照射パラメータに応じてドライバ増幅部18へコントロール信号を伝送する。伝送されたコントロール信号に基づいて、ドライバ増幅部18は所望の電圧を出力し、アプリケータ14内に設置されている音源(圧電素子)にその電圧を印加させることで、所望の超音波を出力する。
【0061】
そして、実際の照射中の照射強度や照射時間などの治療状況や治療中の画像診断像が、表示パネル部24に表示される。従って、オペレータは、適切な照射条件で所定の治療を施すことができる。
【0062】
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
【0063】
治療対象選択ボタン223によって指定された治療対象と、接続されたアプリケータの特性等とに応じて当該アプリケータが使用可能か否かを判別するので、使用するアプリケータの過誤を無くすことができる。
【0064】
接続されたアプリケータが使用可能である場合、治療対象選択ボタン223によって指定された治療対象に応じた適切な照射強度範囲、照射時間範囲が自動的に設定されるので、適切な治療を実行することができる。また、治療深さを変更した場合であっても、当該治療対象について適切な照射強度範囲、照射時間範囲が自動的に設定されるので、適切な治療を実行することができる。さらに、適切な照射強度範囲、照射時間範囲内でマニュアル設定可能であるから、アプリケータ、治療対象、治療深さ等が変更された場合であっても、適切な設定値範囲等からはみ出すことなく適切な治療を実行することができる。
【0065】
また、アプリケータ14と治療対象との組み合わせが不適切な場合には、警告等を行う構成であるから、オペレータは容易にアプリケータ14の選択過誤に気付くことができる。
【0066】
以上、本発明を第1実施形態に基いて説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下に示すように、その要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。
【0067】
上記説明において、図5に示した治療適用範囲テーブルに基いて照射パラメータを設定する例を説明した。これに加えて、治療適用範囲テーブルに関係なく、オペレータのマニュアル操作により照射パラメータを設定可能であってもよい。
【0068】
この様な構成によれば、臨時で照射強度等を変更したい場合等においても、対処することが可能である。
【0069】
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、超音波治療システムについて説明する。この超音波治療システムは、通信ネットワークを利用して他の画像診断装置等から治療に必要な画像データを受信したり、メンテナンスに必要なアプリケータ14のステイタス情報をサービスマンに必要な時に提供することができ、常に適切な治療を可能とするものである。
【0070】
図7は、第2実施形態に係る超音波治療システム70の概略構成である。図1と同一の構成要素には、同符号を付してその説明は省略する。
【0071】
図7において、超音波治療システム70は、超音波治療システム70のステイタス情報データファイル(図10参照)が記憶されている通信用データ記憶部205と、通信インタフェース32を具備する構成となっており、通信LAN34に接続されている。
【0072】
次に、上記構成の超音波治療システム70を病院内の通信LANに接続して、他の画像診断装置とを組み合わせて治療を行う場合について説明する。
【0073】
図8は、超音波治療システム70が接続された病院内ネットワークを模式的に示した図である。
【0074】
病院内LANには、治療システム70、X線CTスキャン装置72(以下CT72)、磁気共鳴イメージング装置74(MRI74)、超音波画像診断装置76、サービス用サーバ78が接続されている。サービス用サーバ78は、後述する遠隔操作によるメンテナンスサービスのため外部と通信するための専用サーバである。
【0075】
例えば、超音波画像診断装置76から画像情報を得て、超音波治療装置10により治療を行う場合には、ネットワークを介して選られた超音波画像情報の上に、治療のためのマーカや治療状況などの情報を重畳表示させる必要がある。図8に示す様に病院内の通信ネットワークに治療システム70を連結すれば、当該ネットワークを介して画像情報をリアルタイムで収集(すなわち、治療と同時進行で超音波画像診断装置76によるモニタリングを行い、超音波画像情報を収集)できるので、治療ガイドなどの重畳情報を簡便に診断画像上に張り合わせることができる。また、MRIから画像情報を得る場合でも、MRI画像収集位置の情報と超音波治療装置10の治療用アプリケータ14の焦点位置情報とが分かった上で、寝台などの位置移動情報などをネットワークから収集できる。従ってオペレータは、アプリケータ14の適切な治療位置への位置合わせを簡単に実行することができる。
【0076】
また、図9に図7で示した超音波治療システム70の変形例を示す。図9は通信端末を無線端末34にしており、病院内LANがない場所に持っていても、無線を介してネットワークに連結可能な構成となっている。
【0077】
従って、この様な構成によれば、他の画像診断装置と超音波治療システム70とを容易に組み合わせて使用することが可能である。その結果、さらに適切な超音波治療を施すことができる。
【0078】
次に、図8に示したサービス用サーバ78を介してメンテナンスサービス拠点に接続し、超音波治療システム70に関するサービスを受ける場合について説明する。
【0079】
図10は、コントロール部20の通信用データ記憶部205に記憶される、超音波治療システム70のステイタス情報データファイルの一例を示している。
【0080】
例えば、あるアプリケータ14を用いた超音波治療において、超音波照射ができない等の不具合がある場合を考える。この場合オペレータは、サービス用サーバ78を介して、ステイタス情報データファイルをサービスマンに転送することができる。また、サービスマン自身が、遠隔操作により、サービス用サーバ78を介して、通信用データ記憶部125に記憶されているステイタス情報データファイルを取得することができる構成であってもよい。
【0081】
図10に示すように、ステイタス情報データファイルには、現在使用しているアプリケータが使用不可能となった原因を示すエラー情報、当該アプリケータの延べ照射回数照射カウント数情報、どの治療対象選択ボタン223か押されたかを示す治療対象情報、水回路16の温度情報等が含まれている。なお、これらの各情報は適宜更新されており、また、ネットワークを介さず超音波治療システム70のから直接得ることもできる。
【0082】
この様な構成によれば、サービスマンは、超音波治療装置本体12に接続されているアプリケータ14について、現在までの照射回数、メンテナンスが必要な照射回数までの残り照射回数等の情報をネットワーク経由で得ることができる。また、アプリケータ14に限らず、システム70自身が突然のエラーで復帰不能になった場合、このエラーの要因を解析するためのエラー情報を得ることができる。特に、図10に示したように、アプリケータ冷却に必要な水回路水温やアプリケータ内部温度を得ることで、システムの状態を知ることが出来る。
【0083】
さらに、このようなエラーが発生した場合、冷却が必要であれば、外部からコントロールして、水の冷却温度下げるように遠隔操作したり、アプリケータ内部温度を下げるような何らかの対処をオペレータに教授できる構成であることが好ましい。この様な構成によれば、サービスマンは、設定された照射強度や照射時間などの設定値が妥当であるか、使用方法が間違っているのか、装置が故障しているのか等総合的な観点から的確なアドバイスをオペレータに対してリアルタイムで行うことができる。
【0084】
次に、超音波治療システム70が有するサービスコール機能について説明する。
【0085】
オペレータが行う超音波治療に関する操作は、一般に複雑なものである。従って、当該通信に関する操作は迅速かつ容易に行えることが好ましい。かかる観点から、超音波治療システム70は、ネットワークによるサービスマンとの通信を迅速かつ容易に行うことができるサービスコール機能を有している。
【0086】
図11は、サービスコール機能を立ち上げた時において、表示パネル24に表示されるサービスコール画面40を示す。
【0087】
本システムでは、実際にサービスコールする際には、図11に示したサービスコール画面40内のcallボタン401を押すことで、モニター内にサービスマンの顔が現れるウィンドウ403が表示される。オペレータは、ウィンドウ403中のサービスマンが行うアドバイス、装置への対処方法、メンテナンス訪問の日時等の情報を、モニター内のサービスマンからリアルタイムで得ることができる。
【0088】
なお、第2の実施形態で述べた超音波治療システム70は、第1の実施形態で説明した超音波治療装置10に限らず、全ての超音波治療装置に対して適用可能である。
【0089】
このような構成によれば、電話でのサービス情報伝達やサービスマンの訪問によるサービスが主であった従来に比して、通信ネットワークを介して迅速かつ容易に治療に必要な情報を適切に得ることができる。
【0090】
【発明の効果】
以上本発明によれば、所定の治療対象に適合しないなアプリケータの使用を防止することができる。その結果、診断作業における過誤を防止することが可能である。また、オペレータやサービスマンに係る負担をできる限り軽減することで作業性を向上させることができる。その結果、適切な超音波治療を可能とする超音波治療装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、第1の実施形態で示した超音波治療装置10の概略構成図。
【図2】 図2は、第1の実施形態で示した超音波治療装置10が有する操作パネル22の一例を示す図。
【図3】 図3は、第1の実施形態で示した超音波治療装置10が有する操作パネル22の他の例を示す図。
【図4】 図4は、アプリケータ14の種類ごとのアプリケータ情報を模式的に示した図。
【図5】 図5は、コントローブ部20が行なう照射強度範囲設定処理を説明するための図。
【図6】 図6は、照射強度適用範囲を治療対象ごとに示した治療適用範囲テーブルを示す図。
【図7】 図7は、第2実施形態に係る超音波治療システム70の概略構成を示す図。
【図8】 図8は、超音波治療システム70が接続された病院内ネットワークを模式的に示した図。
【図9】 図9は、第2実施形態に係る超音波治療システム70の概略構成の他の例を示す図。
【図10】 図10は、超音波治療システム70のステイタス情報データファイルの一例を示した図。
【図11】 図11は、表示パネル24に表示されるサービスコール画面40を示す図。
【符号の説明】
10…超音波治療装置
12…超音波治療装置本体
14…アプリケータ
16…水回路
18…ドライバ増幅部
20…コントロール部
22…操作パネル
24…表示パネル
30…アプリケータ情報
32…通信インタフェース
40…サービスコール画面
70…超音波治療システム
72…スキャン装置
74…磁気共鳴イメージング装置
76…超音波画像診断装置
78…サービス用サーバ
220…照射強度ボタン
221…照射時間ボタン
223…治療対象選択ボタン
225…照射ボタン
226…停止ボタン
401…ボタン
403…ウィンドウ
Claims (5)
- 治療用超音波を治療対象に照射するためのアプリケータと、
治療用超音波の照射強度の範囲を、治療対象ごとに記憶する第1の記憶手段と、
治療対象を指定する指定手段と、
前記アプリケータが前記指定手段によって指定された治療対象に使用可能か否かを前記照射強度の範囲に基づいて判別する判別手段と、
前記判別手段が使用可能と判別した場合には、前記指定手段によって指定された治療対象に前記第1の記憶手段上で対応する前記照射強度の範囲内で治療用超音波を照射し、前記判別手段が使用不可能と判別した場合には、治療用超音波を照射しない制御手段と、を具備すること、を特徴とする超音波治療装置。 - 前記超音波治療装置において、
前記第1の記憶手段は、さらにアプリケータの種類ごとのアプリケータの周波数、インピーダンス、最大出力強度、焦点深さ、拡大音場対応、照射パラメータのうちの少なくとも1つの情報を記憶し、
前記判別手段は、前記アプリケータが前記指定手段によって指定された治療対象に使用可能か否かを前記照射強度の範囲と前記情報とに基づいて判別する、ことを特徴する請求項1記載の超音波治療装置。 - 前記超音波治療装置において、前記指定手段は、文字、記号、図のうちの少なくともいずれか一つによって治療対象を示したボタンであること、を特徴とする請求項1記載の超音波治療装置。
- 前記超音波治療装置は、前記判別手段が使用不可と判別した場合、使用不可である旨を警告する警告手段をさらに具備すること、を特徴とする請求項1記載の超音波治療装置。
- 前記超音波治療装置は、照射強度の範囲をマニュアル設定する設定手段をさらに具備し、
前記制御手段は、前記設定手段によって新たに照射強度の範囲がマニュアル設定された場合には、前記判別手段の判別結果に関わらず当該新たな照射強度の範囲内において治療用超音波を照射すること、を特徴とする請求項1記載の超音波治療装置。
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JP2001258897A (ja) | 2001-09-25 |
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