JPH05184586A - Impact wave treating device - Google Patents

Impact wave treating device

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Publication number
JPH05184586A
JPH05184586A JP4006786A JP678692A JPH05184586A JP H05184586 A JPH05184586 A JP H05184586A JP 4006786 A JP4006786 A JP 4006786A JP 678692 A JP678692 A JP 678692A JP H05184586 A JPH05184586 A JP H05184586A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shock wave
probe
axis
moving
impact wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP4006786A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoko Fujii
直穂子 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4006786A priority Critical patent/JPH05184586A/en
Publication of JPH05184586A publication Critical patent/JPH05184586A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To diminish shafts for controlling speeds to reduce the size over the entire part of the device and to change the impact wave irradiation direction of an impact wave oscillating section along the same plane as a probe screen. CONSTITUTION:This device has the impact wave oscillating section 1 including the probe for obtaining the tomographic image of a testee body, a moving mechanism 2 for moving the impact wave oscillating section by having at least three shafts in a translation direction and two shafts in a rotating direction and a movement control means 20 for moving the impact wave oscillating section along the same plane direction as the plane direction of the tomographic image obtd. by the probe by emitting a position instruction to the respective shafts of the translation direction and the rotating direction of this mechanism and emitting a speed instruction and position instruction to the two shafts in the rotating direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は衝撃波治療装置に関す
る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a shock wave therapy device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は衝撃波治療装置の構成図である。
この装置は衝撃波発振部1及び移動機構2から成ってい
る。移動機構2は、支持台3に上下移動軸4が立設さ
れ、この上下移動軸4にアーム5を介してL字アーム6
が連結され、このL字アーム6の先端に衝撃波発振部1
が連結されている。このうち、L字アーム6はアーム5
に対してα方向に回転自在に設けられ、かつ衝撃波発振
部1はL字アーム6に対してβ及びγ方向にそれぞれ回
転自在に設けられている。従って、移動機構2はXYZ
の並進3自由度を有するとともにαβγの回転3自由度
を有する構成となっている。又、この移動機構2は4方
向のジョイスティックの操作に従って図示しない制御装
置により動作される。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram of a shock wave treatment device.
This device comprises a shock wave oscillator 1 and a moving mechanism 2. In the moving mechanism 2, a vertical moving shaft 4 is erected on a support base 3, and an L-shaped arm 6 is provided on the vertical moving shaft 4 via an arm 5.
Is connected to the tip of the L-shaped arm 6 and the shock wave oscillating portion 1
Are connected. Of these, the L-shaped arm 6 is the arm 5
Is provided so as to be rotatable in the α direction, and the shock wave oscillating portion 1 is provided so as to be rotatable in the β and γ directions with respect to the L-shaped arm 6. Therefore, the moving mechanism 2 is XYZ.
And 3 rotation degrees of freedom of αβγ. The moving mechanism 2 is operated by a controller (not shown) in accordance with the operation of the joystick in four directions.

【0003】一方、衝撃波発振部5は衝撃波を発振する
もので、Pはその焦点位置である。又、衝撃波発振部5
には超音波診断プローブ(以下、プローブと省略する)
が内蔵されており、このプローブは被検体の断面像を得
るものである。
On the other hand, the shock wave oscillating section 5 oscillates a shock wave, and P is its focal position. Also, the shock wave oscillator 5
Ultrasonic diagnostic probe (hereinafter abbreviated as probe)
Is built in, and this probe is for obtaining a cross-sectional image of the subject.

【0004】かかる装置で治療を行う場合、ジョイステ
ィックの操作により移動機構2が動作して衝撃波発振部
1が被検体に接触する。この状態にプローブは被検体の
断面像を得る。図4はモニタテレビジョンに映された断
面像であって、例えば腎臓の結石7が画面の左側に映し
出されている。次にジョイスティックの操作により図5
に示すように結石7がモニタテレビジョン画面の中央に
移動される。この場合、断面像の移動は、この断面像と
同一平面方向、つまり断面像のスライス方向に沿って回
転される。
When the treatment is performed by such a device, the moving mechanism 2 is operated by the operation of the joystick and the shock wave oscillating section 1 comes into contact with the subject. In this state, the probe obtains a cross-sectional image of the subject. FIG. 4 is a cross-sectional image displayed on the monitor television. For example, a stone 7 of the kidney is displayed on the left side of the screen. Next, by operating the joystick,
The calculus 7 is moved to the center of the monitor television screen as shown in FIG. In this case, the movement of the sectional image is rotated in the same plane direction as the sectional image, that is, along the slice direction of the sectional image.

【0005】ここで、断面像を移動するときの各軸の速
度を図6を参照して説明する。同図は移動機構2の座標
系を模式的に示したものである。なお、Qはプローブ画
面である。Σ1は絶対座標系、Σ2〜Σ4は各関節のと
ともに回転する座標系である。
The speed of each axis when moving the cross-sectional image will be described with reference to FIG. The figure schematically shows the coordinate system of the moving mechanism 2. In addition, Q is a probe screen. Σ1 is an absolute coordinate system, and Σ2 to Σ4 are coordinate systems that rotate with each joint.

【0006】[0006]

【数1】 プローブ画面Qに沿って衝撃波発振部1を移動させるた
めには、Σ4座標系で入力された移動速度ベクトルを各
関節軸の移動、回転、速度ベクトルに変換する。
[Equation 1] In order to move the shock wave oscillating unit 1 along the probe screen Q, the moving velocity vector input in the Σ4 coordinate system is converted into the moving, rotating, and velocity vectors of each joint axis.

【0007】並進速度に関しては図7に示すようにΣ4
座標系で与えられる速度ベクトル(Vxp、Vyp、Vzp)
をΣ1座標系に変換すればよい。よって、
Regarding the translation speed, as shown in FIG. 7, Σ4
Velocity vector given in coordinate system (Vxp, Vyp, Vzp)
Should be converted to the Σ1 coordinate system. Therefore,

【数2】 となる。[Equation 2] Becomes

【0008】次に各関節の回転速度の関しては、各関節
の回転速度ベクトルの和がΣ4座標系における回転速度
ベクトルに等しくなればよい。よって、
Next, regarding the rotational speed of each joint, the sum of the rotational speed vectors of each joint should be equal to the rotational speed vector in the Σ4 coordinate system. Therefore,

【数3】 となる。[Equation 3] Becomes

【0009】しかし、回転速度(ωαp、ωβp、ω
γpはΣ4座標系であるため焦点回りの回転ではな
い。これを焦点回りの回転とするためには並進軸を移動
する。
However, the rotational speeds (ω αp , ω βp , ω
.gamma.p) T is not a focal point around the rotation since it is Σ4 coordinate system. The translation axis is moved in order to make this rotation around the focal point.

【0010】[0010]

【数4】 よって、プローブ画面に沿った移動を行うためには並進
方向の3軸及び回転方向の3軸の計6軸を制御すること
になる。
[Equation 4] Therefore, in order to move along the probe screen, a total of 6 axes of 3 axes in translation and 3 axes in rotation are to be controlled.

【0011】例えばプローブ画面Qと同一平面上に沿っ
て回転させる場合、 Vxp=Vyp=Vzp=ωαp=ωγp=0 であるから、
For example, when rotating along the same plane as the probe screen Q, Vxp = Vyp = Vzp = ω αp = ω γp = 0

【数5】 の計6軸の速度制御が必要となる。[Equation 5] It is necessary to control the speed of a total of 6 axes.

【0012】このため、衝撃波発振部1が大型化すると
ともに装置全体が大きくなり、被検体である患者に対し
て威圧感を与える。
For this reason, the shock wave oscillating section 1 becomes large and the apparatus becomes large as a whole, which gives a patient as a subject an intimidating feeling.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】以上のように衝撃波発
振部1をプローブ画面Qと同一平面上に沿って移動させ
る場合、6軸の速度制御が必要となる。
When the shock wave oscillator 1 is moved along the same plane as the probe screen Q as described above, 6-axis speed control is required.

【0014】そこで本発明は、速度制御する軸を減少さ
せて小形化を図り、プローブ画面と同一平面上に沿って
衝撃波発振部の衝撃波照射方向を変更できる衝撃波治療
装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a shock wave treatment apparatus capable of changing the shock wave irradiation direction of the shock wave oscillator along the same plane as the probe screen by reducing the size of the axis for speed control. To do.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、被検体の断面
像を得るプローブを内蔵した衝撃波発振部と、少なくと
も並進方向の3軸及び回転方向の2軸を有して衝撃波発
振部を移動させる移動機構と、この移動機構に対して並
進方向の各軸に対して位置指令を発するとともに回転方
向の2軸に対して速度指令及び位置指令を発して衝撃波
発振部をプローブにより得られる断面像と同一平面方向
に沿って移動させる移動制御手段とを備えて上記目的を
達成しようとする衝撃波治療装置である。
According to the present invention, a shock wave oscillator having a built-in probe for obtaining a cross-sectional image of a subject and a shock wave oscillator having at least three translational axes and two rotational axes are moved. A cross-sectional image obtained by a probe for the shock wave oscillating unit by issuing a position command for each axis in the translational direction to the moving mechanism And a movement control means for moving the same along the same plane direction, which is intended to achieve the above object.

【0016】[0016]

【作用】このような手段を備えたことにより、被検体の
断面像を得るプローブを内蔵した衝撃波発振部は、移動
制御手段から移動機構に対して発せられる各指令、つま
り並進方向の各軸に対する位置指令、回転方向の2軸に
対する速度指令及び位置指令によりプローブにより得ら
れる断面像と同一平面方向に沿って移動する。
By providing such means, the shock wave oscillating section incorporating the probe for obtaining the cross-sectional image of the object is provided for each command issued from the movement control means to the moving mechanism, that is, for each axis in the translational direction. It moves along the same plane direction as the cross-sectional image obtained by the probe by the position command, the speed command for two axes of the rotation direction, and the position command.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、図6と同一部分には同一符号
を付してその詳しい説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0018】図1は衝撃波治療装置の構成図である。移
動制御装置20はジョイスティック21からの回転速度
信号を入力してα軸及びβ軸の各速度指令ωα,ωβ
各位置指令Δα,Δβ及びXYZ軸の各位置指令Δx、
Δy、Δzを移動機構2に対して送出する機能を有して
いる。なお、ジョイスティック21は2方向a、bの回
転速度信号を送出するもので、これら方向a、bがプロ
ーブ画面Qのと同一平面上の方向となる。
FIG. 1 is a block diagram of a shock wave treatment device. The movement control device 20 inputs the rotation speed signal from the joystick 21, and receives the respective speed commands ω α , ω β for the α axis and β axis,
Each position command Δα, Δβ and each position command Δx on the XYZ axes,
It has a function of sending Δy and Δz to the moving mechanism 2. The joystick 21 outputs rotational speed signals in two directions a and b, and these directions a and b are on the same plane as the probe screen Q.

【0019】次にこれら速度指令ωα,ωβ、各位置指
令Δα,Δβ及び位置指令Δx、Δy、Δzの算出につ
いて説明する。任意の時刻t=t0 の時の各移動回転軸
の変位を X=X0 、Y=Y0 、Z=Z0 、α=α0 、β=β0 、
γ=γ0 とする。このとき、プローブ画面Qと同一平面上の断面
に沿って角速度ωβpで回転させようとすると、α軸及
びβ軸をそれぞれ
Next, the calculation of the speed commands ω α , ω β , the position commands Δα, Δβ and the position commands Δx, Δy, Δz will be described. The displacement of each moving rotary axis at an arbitrary time t = t0 is X = X0, Y = Y0, Z = Z0, α = α0, β = β0,
Let γ = γ0. At this time, when it is attempted to rotate at the angular velocity ω βp along the cross section on the same plane as the probe screen Q, the α axis and the β axis are respectively rotated.

【数6】 で回転させる。[Equation 6] Rotate with.

【0020】このとき、γ軸を回転させないことにより
微小時間後のt=t0 +Δtのとき、γ軸方向に誤差、
At this time, by not rotating the γ-axis, when t = t 0 + Δt after a short time, an error in the γ-axis direction,

【数7】 が生じる。[Equation 7] Occurs.

【0021】この誤差をα軸及びβ軸により解消する。This error is eliminated by the α axis and the β axis.

【0022】時刻t=t0 のとき、プローブ画面Qの法
線ベクトルはΣ4座標系(プローブ座標系)で表すと、
When the time t = t0, the normal vector of the probe screen Q is represented by the Σ4 coordinate system (probe coordinate system),

【数8】 となる。これをΣ1座標系に変換すると、[Equation 8] Becomes Converting this to the Σ1 coordinate system,

【数9】 となる。[Equation 9] Becomes

【0023】よって、時刻t=t0 +Δtのときに法線
ベクトルUを変化させないためには、α軸及びβ軸を微
少量Δα、Δβだけ回転させ、以下の3式が同時に成立
すればよい。
Therefore, in order not to change the normal vector U at the time t = t0 + Δt, it is sufficient to rotate the α-axis and the β-axis by the minute amounts Δα and Δβ, and the following three expressions are simultaneously established.

【0024】[0024]

【数10】 一方、並進方向の補正について説明すると、時刻t=t
0 のときの焦点位置Pの絶対座標系の表示は、 Xf =X0 −fsinβ0 Yf =Y0 +fsinβ0 ・cos β0 Zf =Z0 −fcosα0 ・cos β0 となる。
[Equation 10] On the other hand, when the correction in the translational direction is described, time t = t
When the focus position P is 0, the absolute coordinate system is displayed as Xf = X0-fsinβ0 Yf = Y0 + fsinβ0.cosβ0 Zf = Z0-fcosα0.cosβ0.

【0025】法線ベクトルの補正により時刻t=t0 +
Δtのとき、α軸及びβ軸はそれぞれ α=α0 +Δα β=β0 +Δβ となる。このとき、焦点位置Pが移動しないためには並
進軸をそれぞれΔX、ΔY、ΔZだけ移動させて以下の
3式が同時に成立すればよい。
By correcting the normal vector, time t = t0 +
At Δt, the α axis and the β axis are α = α 0 + Δα β = β 0 + Δβ, respectively. At this time, in order that the focal position P does not move, the translation axes may be moved by ΔX, ΔY, and ΔZ, respectively, and the following three expressions may be simultaneously established.

【0026】[0026]

【数11】 かかる構成であれば、ジョイスティックから回転速度信
号ωβが制御装置20に入力すると、この制御装置20
は上記第(19)式〜第(20)式に示す各位置指令Δα、Δβ
及び上記第(22)式〜第(24)式に示すXYZ軸の各位置指
令Δx、Δy、Δzを移動機構2に対して送出する。こ
れにより、図2に示すように移動機構2におけるα軸及
びβ軸の各モータがそれぞれ位置指令Δα、Δβに従っ
て駆動し、これとともにXYZ軸の各モータがそれぞれ
位置指令Δx、Δy、Δzに従って駆動する。この結
果、衝撃波発振部1は、プローブ画面と同一平面上に沿
って衝撃波の照射方向を変える。
[Equation 11] With this configuration, when the rotation speed signal ω β is input to the control device 20 from the joystick, the control device 20
Are the position commands Δα and Δβ shown in the equations (19) to (20).
Also, the position commands Δx, Δy, Δz on the XYZ axes shown in the expressions (22) to (24) are sent to the moving mechanism 2. As a result, as shown in FIG. 2, the α-axis and β-axis motors of the moving mechanism 2 are driven according to the position commands Δα and Δβ, respectively, and at the same time, the XYZ-axis motors are driven according to the position commands Δx, Δy and Δz, respectively. To do. As a result, the shock wave oscillator 1 changes the irradiation direction of the shock wave along the same plane as the probe screen.

【0027】このように上記一実施例においては、被検
体の断面像を得るプローブを内蔵した衝撃波発振部を制
御装置20から移動機構2に対して回転方向の2軸に対
する速度指令ωα、ωβ及びγ軸を移動させないことを
補正する並進方向の各軸に対する位置指令Δα、Δβ、
Δx、Δy、Δz、を発するようにしたので、衝撃波発
振部1をプローブにより得られる断面像と同一平面方向
に沿って移動させることができる。これにより、回転方
向に対する位置指令Δα、Δβ、速度指令ωα、ωβ
2軸でよく、γ軸に対するアクチュエータ等をなくすこ
とができる。従って、衝撃波発振部1の重量を減少でき
て装置を小型化でき、この小形化により患者に対する威
圧感をなくすことができる。
As described above, in the above-described embodiment, the shock wave oscillating unit incorporating the probe for obtaining the cross-sectional image of the subject is controlled by the control device 20 with respect to the moving mechanism 2 by the speed commands ω α , ω. Position commands Δα, Δβ for each axis in the translation direction that corrects the fact that the β and γ axes are not moved.
Since Δx, Δy, and Δz are emitted, the shock wave oscillator 1 can be moved along the same plane direction as the cross-sectional image obtained by the probe. Accordingly, the position commands Δα and Δβ and the speed commands ω α and ω β for the rotation direction may be biaxial, and actuators or the like for the γ axis can be eliminated. Therefore, the weight of the shock wave oscillating unit 1 can be reduced and the apparatus can be downsized, and the downsizing can eliminate the intimidating feeling to the patient.

【0028】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned one embodiment and may be modified within the scope of the invention.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、プ
ローブの速度制御する軸を減少させて装置全体を小形化
し、プローブ画面と同一平面上に沿って衝撃波発振部の
衝撃波照射方向を変更できる衝撃波治療装置を提供でき
る。
As described above in detail, according to the present invention, the axis for controlling the speed of the probe is reduced to miniaturize the entire apparatus, and the shock wave irradiating direction of the shock wave oscillating unit is aligned along the same plane as the probe screen. A shock wave therapy device that can be changed can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る衝撃波治療装置の一実施例を示す
構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a shock wave treatment device according to the present invention.

【図2】同装置の各指令を示す図。FIG. 2 is a diagram showing each command of the apparatus.

【図3】衝撃波治療装置の外観図。FIG. 3 is an external view of a shock wave treatment device.

【図4】超音波診断プローブの断面図FIG. 4 is a sectional view of the ultrasonic diagnostic probe.

【図5】超音波診断プローブの断面図FIG. 5 is a sectional view of the ultrasonic diagnostic probe.

【図6】衝撃波治療装置における移動機構の座標系を示
す図。
FIG. 6 is a diagram showing a coordinate system of a moving mechanism in the shock wave therapy device.

【図7】同移動機構のプローブ座標系を示す図。FIG. 7 is a view showing a probe coordinate system of the moving mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プローブ、2…移動機構、3…支持台、4…上下移
動軸、5…アーム、6…L字アーム、20…移動制御装
置、21…ジョイスティック。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Probe, 2 ... Movement mechanism, 3 ... Support stand, 4 ... Vertical movement axis, 5 ... Arm, 6 ... L-arm, 20 ... Movement control device, 21 ... Joystick.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検体の断面像を得るプローブを内蔵し
た衝撃波発振部と、少なくとも並進方向の3軸及び回転
方向の2軸を有して前記衝撃波発振部を移動させる移動
機構と、この移動機構に対して前記並進方向の各軸に対
して位置指令を発するとともに前記回転方向の2軸に対
して速度指令及び位置指令を発して前記衝撃波発振部の
衝撃波照射方向を前記プローブにより得られる断面像と
同一平面方向に沿って移動させる移動制御手段とを具備
したことを特徴とする衝撃波治療装置。
1. A shock wave oscillator having a built-in probe for obtaining a cross-sectional image of a subject, a moving mechanism having at least three axes in a translation direction and two axes in a rotation direction, and a moving mechanism for moving the shock wave oscillator. A cross section obtained by issuing a position command for each axis of the translation direction to the mechanism and a speed command and a position command for two axes of the rotation direction to obtain the shock wave irradiation direction of the shock wave oscillator by the probe. A shock wave treatment device comprising: a movement control means for moving the image along the same plane direction.
JP4006786A 1992-01-17 1992-01-17 Impact wave treating device Pending JPH05184586A (en)

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