JPH0712362B2 - 超音波治療装置 - Google Patents
超音波治療装置Info
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- JPH0712362B2 JPH0712362B2 JP1038054A JP3805489A JPH0712362B2 JP H0712362 B2 JPH0712362 B2 JP H0712362B2 JP 1038054 A JP1038054 A JP 1038054A JP 3805489 A JP3805489 A JP 3805489A JP H0712362 B2 JPH0712362 B2 JP H0712362B2
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- ultrasonic
- treatment
- ultrasonic transducer
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- transducer
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N2007/0073—Ultrasound therapy using multiple frequencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波治療装置、更に詳しくは単一の超音波振
動子を有する超音波発生体によって、体外で発生させた
超音波を体内の腫瘍，結石等の治療対象物に向けて集束
させて加温治療または結石の溶解治療あるいは薬剤反応
の促進等を施す超音波治療装置に関する。
動子を有する超音波発生体によって、体外で発生させた
超音波を体内の腫瘍，結石等の治療対象物に向けて集束
させて加温治療または結石の溶解治療あるいは薬剤反応
の促進等を施す超音波治療装置に関する。
［従来の技術］ 従来、超音波を照射して体内の腫瘍等の治療部を加温し
て治療する超音波治療装置は、特開昭62−78819号公報
や特開昭63−242250号公報等に示されるように公知であ
る。
て治療する超音波治療装置は、特開昭62−78819号公報
や特開昭63−242250号公報等に示されるように公知であ
る。
この種の超音波治療装置は、例えば圧電素子からなる超
音波振動子で形成した超音波発生体を、音響整合層ある
いは水等の超音波伝搬媒質を充填したウォータバッグを
介して、治療部位に相対する人体表面に接触させ、体内
に存在する腫瘍、若しくは胆嚢や胆管等に生じた結石
に、上記超音波振動子からの超音波を集束させ、これに
よって加温や結石溶解剤の反応促進等の治療を行なうよ
うにしたものである。
音波振動子で形成した超音波発生体を、音響整合層ある
いは水等の超音波伝搬媒質を充填したウォータバッグを
介して、治療部位に相対する人体表面に接触させ、体内
に存在する腫瘍、若しくは胆嚢や胆管等に生じた結石
に、上記超音波振動子からの超音波を集束させ、これに
よって加温や結石溶解剤の反応促進等の治療を行なうよ
うにしたものである。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来のこの種の超音波振動子を用いた治療用
超音波送波手段においては、超音波を目的とする一点に
集束させるために、超音波振動子に音響レンズを設け
る、球殻体内面に複数の超音波振動子を取り付ける、あ
るいは平面上に取り付けた複数の超音波振動子を位相駆
動する等の集束手段が用いられていた。
超音波送波手段においては、超音波を目的とする一点に
集束させるために、超音波振動子に音響レンズを設け
る、球殻体内面に複数の超音波振動子を取り付ける、あ
るいは平面上に取り付けた複数の超音波振動子を位相駆
動する等の集束手段が用いられていた。
ところが、このような超音波送波手段では、超音波を目
的とする一点に集束させるため、局部的な治療しかでき
ず、超音波を実際的な加温治療もしくは薬剤反応促進等
に即した、或る程度拡散した集束状態にして、広い治療
領域を得ることは困難であった。
的とする一点に集束させるため、局部的な治療しかでき
ず、超音波を実際的な加温治療もしくは薬剤反応促進等
に即した、或る程度拡散した集束状態にして、広い治療
領域を得ることは困難であった。
また、複数の超音波振動子を移相駆動する際の移相量を
変化させて、治療領域を制御するようにしたものもある
が、その手段およびその装置が極めて複雑で大がかりな
ものとなってしまう。そこで、単一の超音波振動子によ
って広い治療領域の制御を行なう場合には、超音波振動
子を機械的に揺動させたり、回転させたりして超音波ビ
ームを走査させる手段等が採られていたが、この場合
も、その装置が大がかりものとなってしまうという問題
点を有していた。
変化させて、治療領域を制御するようにしたものもある
が、その手段およびその装置が極めて複雑で大がかりな
ものとなってしまう。そこで、単一の超音波振動子によ
って広い治療領域の制御を行なう場合には、超音波振動
子を機械的に揺動させたり、回転させたりして超音波ビ
ームを走査させる手段等が採られていたが、この場合
も、その装置が大がかりものとなってしまうという問題
点を有していた。
本発明は、上述したような従来の超音波治療装置におけ
る問題点に着目してなされたものであって、その目的と
する所は単一の超音波振動子を用いた場合でも、これを
機械的に移動させる手段は全く不要で、簡便に超音波集
束状態、即ち治療領域を好適に制御できる、小型で治療
効率の勝れた超音波治療装置を提供するにある。
る問題点に着目してなされたものであって、その目的と
する所は単一の超音波振動子を用いた場合でも、これを
機械的に移動させる手段は全く不要で、簡便に超音波集
束状態、即ち治療領域を好適に制御できる、小型で治療
効率の勝れた超音波治療装置を提供するにある。
［課題を解決するための手段および作用］ 本発明は、上記目的を達成するために、超音波振動子を
有する超音波発生体によって、発生させた超音波を治療
部位に向けて照射して治療する超音波治療装置におい
て、超音波放射面が略円形凹面形状に形成され、半径方
向に厚みが異なるように形成された超音波振動子を具備
したことを特徴とするものである。
有する超音波発生体によって、発生させた超音波を治療
部位に向けて照射して治療する超音波治療装置におい
て、超音波放射面が略円形凹面形状に形成され、半径方
向に厚みが異なるように形成された超音波振動子を具備
したことを特徴とするものである。
［実 施 例］ 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第１図は、本発明の第１実施例を示す超音波治療装置に
おける超音波発生体を形成する超音波振動子の断面図で
ある。この超音波振動子１は、圧電素子からなり図示の
ように、中心より円周方向に向けて厚さが連続的に増加
する円形凹面形状に形成されている。そして、上記超音
波振動子１には、任意の信号を発生する関数発生器３か
らの信号が広帯域電力増幅器２によって増幅されて印加
されるようになっており、上記関数発生器３は、その作
動がデータバス５を介してCPU4によって制御されるよう
になっている。また、本実施例における超音波発生体で
ある超音波振動子１には、図示されないがバッキング材
が設けられており、水等の超音波伝搬媒体を満たしたウ
ォータバッグを介して超音波を人体の治療部位に照射す
るようになっている。なお、第１図において符号６は円
形凹面形状超音波振動子１の幾何学的焦点を示してい
る。
おける超音波発生体を形成する超音波振動子の断面図で
ある。この超音波振動子１は、圧電素子からなり図示の
ように、中心より円周方向に向けて厚さが連続的に増加
する円形凹面形状に形成されている。そして、上記超音
波振動子１には、任意の信号を発生する関数発生器３か
らの信号が広帯域電力増幅器２によって増幅されて印加
されるようになっており、上記関数発生器３は、その作
動がデータバス５を介してCPU4によって制御されるよう
になっている。また、本実施例における超音波発生体で
ある超音波振動子１には、図示されないがバッキング材
が設けられており、水等の超音波伝搬媒体を満たしたウ
ォータバッグを介して超音波を人体の治療部位に照射す
るようになっている。なお、第１図において符号６は円
形凹面形状超音波振動子１の幾何学的焦点を示してい
る。
このように構成された本実施例における超音波発生体に
おいては、超音波振動子１の振動振幅の分布は、その厚
さが一定でなく、中央部が薄く周辺に行くにつれて連続
して厚くなっているので、関数発生器３によって生成さ
れる駆動信号の周波数に依存して、音響放射面の振動振
幅値と最大振幅を示す位置が変化する。即ち、第２図
（Ａ）に示すように、超音波振動子１の中心部付近の厚
みt1に応じた高い周波数の信号９を関数発生器３によっ
て生成し、同超音波振動子１を駆動すると、その音響放
射面は中心部で最大となるような振動振幅分布10をもっ
て振動し、中心部分より高い周波数の超音波を放射す
る。
おいては、超音波振動子１の振動振幅の分布は、その厚
さが一定でなく、中央部が薄く周辺に行くにつれて連続
して厚くなっているので、関数発生器３によって生成さ
れる駆動信号の周波数に依存して、音響放射面の振動振
幅値と最大振幅を示す位置が変化する。即ち、第２図
（Ａ）に示すように、超音波振動子１の中心部付近の厚
みt1に応じた高い周波数の信号９を関数発生器３によっ
て生成し、同超音波振動子１を駆動すると、その音響放
射面は中心部で最大となるような振動振幅分布10をもっ
て振動し、中心部分より高い周波数の超音波を放射す
る。
一方、第２図（Ｂ）に示すように、超音波振動子１の円
周部に近い所の厚みt2に応じた低い周波数の信号11をも
って超音波振動子１を駆動すると、その音響放射面は周
辺部が最大になる振動振幅分布12をもって振動し、周辺
より低い周波数の超音波を放射する。また、同一曲率の
放射面から放射される超音波は、その周波数が高い程良
く集束し、周波数が低い程、緩やかに集束状態となる。
周部に近い所の厚みt2に応じた低い周波数の信号11をも
って超音波振動子１を駆動すると、その音響放射面は周
辺部が最大になる振動振幅分布12をもって振動し、周辺
より低い周波数の超音波を放射する。また、同一曲率の
放射面から放射される超音波は、その周波数が高い程良
く集束し、周波数が低い程、緩やかに集束状態となる。
従って、超音波振動子１に印加する駆動信号周波数を変
化させることによって、超音波振動子放射面において、
第１図における破線7,8で示すように、超音波放射位置
と共にその超音波の集束度も変化することになる。
化させることによって、超音波振動子放射面において、
第１図における破線7,8で示すように、超音波放射位置
と共にその超音波の集束度も変化することになる。
このように、本実施例における超音波治療装置によれ
ば、関数発生器３の信号周波数を適宜に変えることによ
って、超音波集束領域、即ち治療領域を好適に制御する
ことができ、狭い範囲から広い範囲まで、治療領域に応
じた極めて効率的な治療を行なうことができる。また、
腫瘍に対する加温治療等においては、従来の技術では超
音波振動子をトーンバースト駆動して、その波形パラメ
ータを制御するか駆動電圧を制御する等して治療部位を
目的とする温度に一定に保っていたが、本実施例の超音
波治療装置によれば、超音波振動子の駆動信号の周波数
を変えるだけで治療領域と共に治療態様の制御も同時に
行なうことができる等、極めて効率的な治療を行なうこ
とができる。
ば、関数発生器３の信号周波数を適宜に変えることによ
って、超音波集束領域、即ち治療領域を好適に制御する
ことができ、狭い範囲から広い範囲まで、治療領域に応
じた極めて効率的な治療を行なうことができる。また、
腫瘍に対する加温治療等においては、従来の技術では超
音波振動子をトーンバースト駆動して、その波形パラメ
ータを制御するか駆動電圧を制御する等して治療部位を
目的とする温度に一定に保っていたが、本実施例の超音
波治療装置によれば、超音波振動子の駆動信号の周波数
を変えるだけで治療領域と共に治療態様の制御も同時に
行なうことができる等、極めて効率的な治療を行なうこ
とができる。
第３図は、本発明の第２実施例を示す超音波治療装置に
おける超音波発生体を構成する超音波振動子の断面図で
ある。上記第１実施例においては、超音波振動子１が比
較的広範囲の治療領域と治療状態の場合に好適なもので
あったが、治療対象によっては、比較的狭い範囲での治
療領域制御と柔軟な治療状態の制御が求められる場合も
生ずる。
おける超音波発生体を構成する超音波振動子の断面図で
ある。上記第１実施例においては、超音波振動子１が比
較的広範囲の治療領域と治療状態の場合に好適なもので
あったが、治療対象によっては、比較的狭い範囲での治
療領域制御と柔軟な治療状態の制御が求められる場合も
生ずる。
本実施例の超音波治療装置は、このような場合に適した
もので、超音波発生体を構成する超音波振動子13は、上
記第１図の超音波振動子１とは逆に中央部が厚く円周方
向にゆくにつれて薄くなるように形成されている。
もので、超音波発生体を構成する超音波振動子13は、上
記第１図の超音波振動子１とは逆に中央部が厚く円周方
向にゆくにつれて薄くなるように形成されている。
このように形成された超音波振動子13に、上記第１実施
例の場合と同様に関数発生器３より、広帯域電力増幅器
２を介して高い周波数の駆動信号を印加すると、円周部
に近い円環状の振動面から超音波14が放射されることに
なり、大きな放射面、大きな超音波ビーム交叉角となる
と共に、周波数に伴なう高集束率と相俟って小範囲に放
射エネルギーが集中する。また、同超音波振動子13には
低い周波数の駆動信号を印加すると中央部に集束度の小
さい超音波15が放射される。
例の場合と同様に関数発生器３より、広帯域電力増幅器
２を介して高い周波数の駆動信号を印加すると、円周部
に近い円環状の振動面から超音波14が放射されることに
なり、大きな放射面、大きな超音波ビーム交叉角となる
と共に、周波数に伴なう高集束率と相俟って小範囲に放
射エネルギーが集中する。また、同超音波振動子13には
低い周波数の駆動信号を印加すると中央部に集束度の小
さい超音波15が放射される。
従って、本実施例における超音波治療装置によれば、超
音波振動子13を駆動する信号周波数を変えることによっ
て、比較的狭い範囲の治療領域を好適に制御できると共
に、極めて高度の治療効率のもとで治療状態を制御する
ことが可能となるという効果を得ることができる。
音波振動子13を駆動する信号周波数を変えることによっ
て、比較的狭い範囲の治療領域を好適に制御できると共
に、極めて高度の治療効率のもとで治療状態を制御する
ことが可能となるという効果を得ることができる。
また、上記両実施例における超音波治療装置において
は、何れも超音波振動1,13に印加する駆動信号周波数を
段階的に変化させることによって、治療領域および治療
状態を制御するようにしたものであるが、上記超音波振
動子に印加する駆動信号周波数を連続的に変化させるこ
とも、あるいは複数の周波数成分を持つ信号によって駆
動することも可能で、同様の効果を得ることができる。
は、何れも超音波振動1,13に印加する駆動信号周波数を
段階的に変化させることによって、治療領域および治療
状態を制御するようにしたものであるが、上記超音波振
動子に印加する駆動信号周波数を連続的に変化させるこ
とも、あるいは複数の周波数成分を持つ信号によって駆
動することも可能で、同様の効果を得ることができる。
第４図（Ａ）は、上述したような超音波振動子に印加す
る駆動信号周波数を連続的に変化させる例を示したもの
で、例えば、FM変調波を上記超音波振動子1,13（第1,第
３図参照）に印加すると、放射される超音波が形成する
ビームは時間と共に連続的に変化する。即ち、周波数掃
引幅によって治療領域を好適に制御することができる。
また、第４図（Ｂ）に示すように、バーストが繰り返さ
れる度に、その信号周波数が変化するようなトーンバー
スト信号による駆動によっても同様な作用，効果を得る
ことができる。また、何れの場合にも、その必要に応じ
て信号振幅を独立に変化させてやることにより、治療状
態を独自に制御することも可能となる。
る駆動信号周波数を連続的に変化させる例を示したもの
で、例えば、FM変調波を上記超音波振動子1,13（第1,第
３図参照）に印加すると、放射される超音波が形成する
ビームは時間と共に連続的に変化する。即ち、周波数掃
引幅によって治療領域を好適に制御することができる。
また、第４図（Ｂ）に示すように、バーストが繰り返さ
れる度に、その信号周波数が変化するようなトーンバー
スト信号による駆動によっても同様な作用，効果を得る
ことができる。また、何れの場合にも、その必要に応じ
て信号振幅を独立に変化させてやることにより、治療状
態を独自に制御することも可能となる。
更にまた、上述した超音波振動子1,13は複数の共振を示
すため、複数の周波数成分を有する信号による駆動も可
能である。第４図（Ｃ），（Ｄ）は、このような駆動信
号の例を示すものである。これらの２周波信号の積、若
しくは和となる信号で上述した超音波振動子1,13を駆動
すると、複数の超音波ビームが同一の超音波振動子によ
って得られる。即ち２周波信号の振幅および周波数を独
立に変化させてやることにより、広範囲の治療を高能率
で行なうことができる。また、FM変調された２つの信号
の積や和によって駆動すると、その周波数掃引幅の選択
により、更に柔軟な治療領域制御と治療状態制御を行な
うことが可能となる。
すため、複数の周波数成分を有する信号による駆動も可
能である。第４図（Ｃ），（Ｄ）は、このような駆動信
号の例を示すものである。これらの２周波信号の積、若
しくは和となる信号で上述した超音波振動子1,13を駆動
すると、複数の超音波ビームが同一の超音波振動子によ
って得られる。即ち２周波信号の振幅および周波数を独
立に変化させてやることにより、広範囲の治療を高能率
で行なうことができる。また、FM変調された２つの信号
の積や和によって駆動すると、その周波数掃引幅の選択
により、更に柔軟な治療領域制御と治療状態制御を行な
うことが可能となる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、単一の超音波振動
子を用いた場合でも、これを機械的に移動させる手段は
何等必要なく、駆動信号により容易に治療領域と治療状
態を制御することができ、治療対象に応じた効率的な治
療が可能となると共に、装置の小型化およびコストの低
減を図ることができる等の顕著な効果を有する超音波治
療装置を提供することができる。
子を用いた場合でも、これを機械的に移動させる手段は
何等必要なく、駆動信号により容易に治療領域と治療状
態を制御することができ、治療対象に応じた効率的な治
療が可能となると共に、装置の小型化およびコストの低
減を図ることができる等の顕著な効果を有する超音波治
療装置を提供することができる。
第１図は、本発明の第１実施例を示す超音波治療装置に
おける超音波振動子の断面図、 第２図（Ａ），（Ｂ）は、上記第１図の超音波振動子の
高周波および低周波印加時の音響放射面上の振動分布を
それぞれ示す図、 第３図は、本発明の第２実施例を示す超音波治療装置に
おける超音波振動子の断面図、 第４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、本発明の超
音波治療装置における超音波振動子を駆動する駆動信号
の例をそれぞれ示す図である。 1,13……超音波振動子（超音波発生体） ２……広帯域電力増幅器（超音波振動子駆動手段） ３……関数発生器（超音波振動子駆動手段）
おける超音波振動子の断面図、 第２図（Ａ），（Ｂ）は、上記第１図の超音波振動子の
高周波および低周波印加時の音響放射面上の振動分布を
それぞれ示す図、 第３図は、本発明の第２実施例を示す超音波治療装置に
おける超音波振動子の断面図、 第４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、本発明の超
音波治療装置における超音波振動子を駆動する駆動信号
の例をそれぞれ示す図である。 1,13……超音波振動子（超音波発生体） ２……広帯域電力増幅器（超音波振動子駆動手段） ３……関数発生器（超音波振動子駆動手段）
Claims (2)
- 【請求項１】超音波振動子を有する超音波発生体によっ
て発生させた超音波を治療部位に向けて照射して治療す
る超音波治療装置において、 超音波放射面が略円形凹面形状に形成され、半径方向に
厚みが異なるように形成された超音波振動子を具備した
ことを特徴とする超音波治療装置。 - 【請求項２】前記超音波振動子は、複数の周波数もしく
は広帯域信号で駆動することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の超音波治療装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1038054A JPH0712362B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 超音波治療装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1038054A JPH0712362B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 超音波治療装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02215453A JPH02215453A (ja) | 1990-08-28 |
| JPH0712362B2 true JPH0712362B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=12514804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1038054A Expired - Fee Related JPH0712362B2 (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 超音波治療装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712362B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012239791A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Yuuman Network:Kk | 集束式音波治療装置 |
| JP2015522444A (ja) * | 2012-05-15 | 2015-08-06 | アイノビア，インコーポレイティド | エジェクタ装置，並びにその方法，ドライバ，及び回路 |
| US12029682B2 (en) | 2012-04-10 | 2024-07-09 | Eyenovia, Inc. | Spray ejector mechanisms and devices providing charge isolation and controllable droplet charge, and low dosage volume ophthalmic administration |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7530958B2 (en) * | 2004-09-24 | 2009-05-12 | Guided Therapy Systems, Inc. | Method and system for combined ultrasound treatment |
| JP5541946B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2014-07-09 | オリンパス株式会社 | 超音波治療装置 |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP1038054A patent/JPH0712362B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012239791A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Yuuman Network:Kk | 集束式音波治療装置 |
| US12029682B2 (en) | 2012-04-10 | 2024-07-09 | Eyenovia, Inc. | Spray ejector mechanisms and devices providing charge isolation and controllable droplet charge, and low dosage volume ophthalmic administration |
| JP2015522444A (ja) * | 2012-05-15 | 2015-08-06 | アイノビア，インコーポレイティド | エジェクタ装置，並びにその方法，ドライバ，及び回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02215453A (ja) | 1990-08-28 |
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