JPH07231895A - 超音波治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は焦点の大きさを被治療体に応じ
て変化させることができる超音波治療装置を提供するこ
とである。 【構成】本発明は、超音波を集束させて焦点を形成し、
上記焦点に配置された被治療体を治療する超音波治療装
置において、発生する超音波の周波数を変更できる複数
の超音波発生素子２と、複数の超音波発生素子２から超
音波を発生させるために複数の超音波発生素子２に駆動
信号を供給するパルサ６と、焦点の大きさを変更するた
めにパルサ６の駆動により複数の超音波発生素子２から
発生する超音波の周波数を変更する手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を集束させて、
その焦点にある被治療体を治療する超音波治療装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の超音波治療装置の治療用
アプリケータには、同一の共振周波数を有する複数の圧
電素子が装備されている。図８には、１チャンネルに相
当する１つの圧電素子とそれを駆動するパルスドライバ
が示されている。圧電素子１００の共振周波数は材料特
性が一定であれば超音波の放射方向に沿った厚さｄに依
存する。そして、電気信号から超音波への変換効率を最
適にするために、パルスドライバ１１０は共振周波数に
等しい周波数の駆動信号を圧電素子１００に供給する。
周知のように、超音波の伝播減衰は、波長の長さ、つま
り周波数に大きく依存する。したがって、治療用アプリ
ケータは、それに装備された圧電素子の厚さｄに応じた
一定の大きさで、焦点、つまり一定以上の音圧を示す領
域を形成する。

【０００３】一定の大きさの焦点では、大きさや形状が
症例によって異なり、また同症例においても治療の進行
に応じて大きさや形状が変化する被治療体を、効果的に
治療できず、また被治療体周辺の健常部を破壊してしま
う危険性がある。このため、従来では、厚さの異なる圧
電素子が装備された複数種類の治療用アプリケータが被
治療体の大きさに応じて選択的に使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、焦点の大きさを被治療体に応
じて変化させることができる超音波治療装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、超音波を集束
させて焦点を形成し、前記焦点に配置された被治療体を
治療する超音波治療装置において、発生する超音波の周
波数を変更できる複数の超音波発生素子と、前記複数の
超音波発生素子から超音波を発生させるために前記複数
の超音波発生素子に駆動信号を供給する駆動手段と、前
記焦点の大きさを変更するために前記駆動手段の駆動に
より前記複数の超音波発生素子から発生する超音波の周
波数を変更する手段とを具備することを特徴とする超音
波治療装置である。

【０００６】

【作用】本発明によれば、超音波発生素子から放射され
る超音波の周波数を変化させることができる。したがっ
て、超音波の周波数が変化すると、これに応じて焦点の
大きさが変化される。周波数の変化に伴って焦点の大き
さが変化することは、日刊工業新聞社発行の超音波技術
便覧にも掲載されている。つまり、曲率半径Ａ、開口径
ａの球殻振動子において形成される焦点面音場で、音圧
が所定値（例えば０）以下になる点の音軸からの距離ｄ
は、超音波の波長をλとして、αを定数とすると、 ｄ＝α・λ・Ａ／ａ …（１） で表される。

【０００７】また波長λは周波数ｆ及び音速Ｃに対し
て、 λ＝Ｃ／ｆ …（２） で表されるので、（２）式を（１）式に代入すると、 ｄ＝α・Ｃ・Ａ／ｆ・ａ …（３） の関係が導かれる。したがって、超音波の周波数が高く
なると、これに反比例して焦点が小さくなり、また超音
波の周波数が低くなると、これに反比例して焦点が大き
くなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１には以下順次説明する全実施例に共通する超
音波治療装置の基本構成を示すブロック図である。治療
用アプリケータ１には、複数の超音波発生素子２が傘状
に配置されている。複数の超音波発生素子２から放射さ
れた超音波は、傘の曲率にしたがって集束し、焦点Ｆが
形成される。焦点Ｆに配置された被治療体が治療され
る。ここでいう焦点Ｆとは、点ではなく、一定以上の音
圧を示す領域のことをいう。

【０００９】治療用アプリケータ１の中央部は切り抜か
れ、そこに治療の際の位置確認のためのＢモード用プロ
ーブ３が挿入される。Ｂモード用プローブ３は焦点付近
の断面を超音波ビームで電子的に走査する。患者体内で
反射された反射波はＢモード用プローブ３で受信され
る。この受信信号は超音波診断装置４に取り込まれる。
超音波診断装置４は受信信号を用いて断層像を生成す
る。この断層像は、モニタ５に表示される。

【００１０】複数の超音波発生素子２には個々にパルサ
６が接続される。パルサ６には、ＤＣ電源としての低電
圧源７と高電圧源８がスイッチ９を介して選択的に接続
される。パルサ６は、低電圧源７または高電圧源８の電
圧をコンデンサで充電し、この充電電荷をスイッチング
素子を介して放電し、超音波発生素子２のインダクタン
ス成分を有する共振回路を介して駆動電圧を複数の超音
波発生素子２に一斉に印加する。

【００１１】患者体内で反射された反射波は複数の超音
波発生素子２で受信される。これらの受信信号は受信回
路１０に取り込まれ、そこで加算される。この加算信号
は、表示用出力回路１２に送られ、モニタに表示され
る。また、受信回路１０からの加算信号は、エコーレベ
ル判定回路１１にも供給される。エコーレベル判定回路
１１では、加算信号はその強度（エコーレベル）が、閾
値設定回路１３で設定された閾値と比較される。エコー
レベル判定回路１１は、エコーレベルが閾値に達したと
きに、スイッチ９を低電圧源７側から高電圧源８側に切
り換える。２種の低電圧源７と高電圧源８を設けた理由
は次の通りである。一般に、被治療体は、心臓の拍動や
呼吸態動の影響を受けるので同じ位置に停止していない
で、周期的に焦点Ｆからずれる。被治療体が焦点Ｆに一
致したタイミングで、エネルギーレベルの高い超音波
（治療波）を発生させたい。一般に、被治療体からの反
射波は、他の部分からの反射波より強度が高い。この性
質を利用して、低電圧源７による低エネルギーの超音波
で、焦点Ｆと被治療体との位置関係を監視し、この強度
が一定の閾値に達したタイミング、つまり焦点Ｆに被治
療体が一致したタイミングで高電圧源８により高エネル
ギーの超音波を放射させる。

【００１２】図２には第１実施例による超音波治療装置
の主要部、つまり１チャンネルを構成する所定数（ここ
では１つ）の超音波発生素子２およびパルサ６と、その
周辺部分の構成とが示されている。超音波発生素子２
は、超音波が放射される振動方向（厚さ方向）に沿っ
て、同じ厚さｄ又は異なる厚さの複数、ここでは４つの
圧電素子２１〜２４が積層され、各圧電素子２１〜２４
の背面には正電極層２５〜２８が装着されてなる。ま
た、最も前方の圧電素子２１の表面には、接地された負
電極層２９が装着される。この負電極層２９の表面に
は、図示しない音響整合層がコーティングされている。
なお、これら４つの圧電素子２１〜２４を１つの圧電素
子として見た場合に、４つの圧電素子２１〜２４は、厚
さ方向に同じ向きに背面側で４つに分極された１つの圧
電素子であると換言される。

【００１３】パルサ６は、圧電素子数、換言すると分極
数分（ここでは４つ）のパルスドライバ３１〜３４を有
する。パルスドライバ３１〜３４は、各々異なる正電極
層２５〜２８に接続され、またセレクタ３５を介してス
イッチ９の固定端子に択一的に接続される。つまり、セ
レクタ３５によりパルスドライバ３１〜３４が択一的に
起動され、起動されたパルスドライバに応じて超音波発
生素子２の厚さが実質的に変化する。

【００１４】ところで（４）式のように、超音波発生素
子２（圧電素子）の共振周波数ｆは、厚さｄに対して反
比例の関係にある。 ｆ＝α×（１／ｄ）、ただし、αは定数 …（４） ここで、圧電素子２１〜２４それぞれの厚さを、ｄ21、
ｄ22、ｄ23、ｄ24とする。パルスドライバ３１が起動さ
れた場合、超音波発生素子２の厚さｄは、圧電素子２１
の厚さｄ21に同じであり、またこのときの共振周波数は
ｆ21になる。パルスドライバ３２が起動された場合、超
音波発生素子２の厚さｄは、圧電素子２１と圧電素子２
２との厚さの合計ｄ21＋ｄ22に変化し、これに応じて共
振周波数もｆ22に変化する。パルスドライバ３３が起動
された場合、超音波発生素子２の厚さｄは、圧電素子２
１，２２，２３の厚さの合計ｄ21＋ｄ22＋ｄ23に変化
し、これに応じて共振周波数もｆ23に変化する。パルス
ドライバ３４が起動された場合、超音波発生素子２の厚
さｄは、圧電素子２１，２２，２３，２４の厚さの合計
ｄ21＋ｄ22＋ｄ23＋ｄ24に変化し、これに応じて共振周
波数もｆ24に変化する。

【００１５】このように、セレクタ３５により選択され
るパルスドライバに応じて超音波発生素子２（圧電素
子）の共振周波数ｆがｆ21，ｆ22，ｆ23，ｆ24で段階的
に変化する。パルスドライバ３１〜３４の各駆動周波数
は、各々対応する共振周波数ｆ21，ｆ22，ｆ23，ｆ24に
一致するように決定される。

【００１６】また正電極層２５〜２８各々は、セレクタ
３６を介して受信回路１０に択一的に接続される。セレ
クタ３５とセレクタ３６は、焦点サイズを選択するため
の図示しない焦点サイズ選択入力手段の動きに連動して
いる。オペレータによる焦点サイズ選択入力手段の操作
により、所望する焦点サイズが選択される。焦点の大き
さは、超音波の周波数、つまり共振周波数ｆに依存す
る。圧電素子２１〜２４それぞれの厚さｄ21、ｄ22、ｄ
23、ｄ24は、好ましい複数種類、ここでは４種類の焦点
の大きさにしたがって、個々に設定される。

【００１７】次に本実施例の動作について説明する。焦
点サイズ選択入力手段のオペレータによる操作により所
望の焦点サイズが選択され、これにセレクタ３５が従動
する。これによりパルスドライバ３１〜３４が択一的
に、スイッチ９を介して低電圧源７又は高電圧源８に接
続される。例えばパルスドライバ３３が選択されたとす
ると、パルスドライバ３３は、低電圧源７または高電圧
源８の電圧をコンデンサで充電し、この充電電荷をスイ
ッチング素子を介して放電し、超音波発生素子２のイン
ダクタンス成分を有する共振回路を介してｄ21＋ｄ22＋
ｄ23の厚さに応じた共振周波数ｆ23に一致する駆動周波
数の駆動信号で正電極層２７を印加する。

【００１８】この動作は全てのチャンネルに共通であ
り、全ての超音波発生素子２に一斉に駆動信号が印加さ
れ、全ての超音波発生素子２から一斉に共振周波数ｆ23
に応じた周波数の超音波が放射され、この周波数に応じ
た大きさの焦点が形成される。

【００１９】以上説明したように本実施例では、１つの
超音波アプリケータで異なる大きさの焦点を選択的に形
成することができる。図３には第２実施例による超音波
治療装置の主要部、つまり１チャンネルを構成する所定
数（ここでは１つ）の超音波発生素子２およびパルサ６
と、その周辺部分の構成とが示されている。図２と同じ
部分には同符号を付して説明は省略する。パルスドライ
バ４１および受信回路１０はセレクタ４０を介して正電
極層２５〜２８と択一的に接続される。

【００２０】パルスドライバ４１としては、超音波発生
素子２が取り得る共振周波数ｆ21，ｆ22，ｆ23，ｆ24を
全て含む広い周波数帯域の駆動波形（駆動信号）を出力
するものが採用される。これにより超音波発生素子２の
共振周波数がｆ21，ｆ22，ｆ23とｆ24のいずれに選択さ
れても、パルスドライバ４１からの駆動信号に共振して
超音波を発生することができる。焦点サイズ選択入力手
段のオペレータによる操作により所望の焦点サイズが選
択され、これにしたがって、パルスドライバ４１がセレ
クタ４０を介して正電極層２５〜２８のいずれかと択一
的に接続される。

【００２１】パルスドライバ４１は、低電圧源７または
高電圧源８の電圧をコンデンサで充電し、この充電電荷
をスイッチング素子を介して放電しさらに共振回路を介
して、周波数帯域の広い駆動信号で正電極層２７を印加
する。この動作は全てのチャンネルに共通であり、全て
の超音波発生素子２に一斉に駆動信号が印加され、全て
の超音波発生素子２から一斉に、超音波発生素子２の実
質的な厚さに応じた共振周波数の超音波が放射され、こ
の周波数に応じた大きさの焦点が形成される。

【００２２】以上説明したように本実施例では第１実施
例と同様に、１つの超音波アプリケータで異なる大きさ
の焦点を選択的に形成することができる。本実施例は、
１チャンネルにつき１つのパルスドライバで実現するこ
とができる。

【００２３】図４には第３実施例による超音波治療装置
の主要部、つまり１チャンネルを構成する所定数（ここ
では１つ）の超音波発生素子２およびパルサ６と、その
周辺部分の構成とが示されている。図２と同じ部分には
同符号を付して説明は省略する。

【００２４】本実施例では、超音波発生素子２として共
振帯域が広い圧電素子５０が採用される。共振帯域が広
い圧電素子５０は、圧電素子５０の超音波発生側に装着
されている圧電素子５０と生体間の音響特性を本来的に
整合するための音響整合層を、意図的に圧電素子５０と
生体間の音響特性を非整合にする音響特性の材料で形成
することにより得られる。

【００２５】圧電素子５０の表面には接地された負電極
層５２と、図示しない音響整合層が順番にコーティング
されている。圧電素子５０の背面には正電極層５１が装
着されている。正電極層５１には、異なる駆動周波数を
有する複数、ここでは４つのパルスドライバ３１〜３４
が共通接続されている。パルスドライバ３１〜３４はセ
レクタ３５を介して、低電圧源７又は高電圧源８と択一
的に接続される。

【００２６】パルスドライバ３１〜３４のいずれかで駆
動された圧電素子５０からは、パルスドライバ３１〜３
４のいずれかの駆動周波数に一致する周波数の超音波を
放射する。

【００２７】したがって本実施例でも先の第１実施例と
同様の効果を、単層の圧電素子５０という簡単な構造で
奏することができる。図５には第４実施例による超音波
治療装置の主要部、つまり１チャンネルを構成する所定
数（ここでは１つ）の超音波発生素子２およびパルサ６
と、その周辺部分の構成とが示されている。

【００２８】超音波発生素子２は、超音波が放射される
振動方向（厚さ方向）に沿って、同じ厚さｄ又は異なる
厚さの複数、ここでは２つの圧電素子６０，６１が正電
極層６２を挟んで積層されている、なお、これら２つの
圧電素子６０，６１を１つの圧電素子として見た場合
に、２つの圧電素子６０，６１は、厚さ方向に逆向きに
それぞれ表面、背面で２つに分極された１つの圧電素子
であると換言される。前側の圧電素子６０の表面には接
地された負電極層６３が装着される。この負電極層６０
の表面には、図示しない音響整合層がコーティングされ
ている。また、後側の圧電素子６１の背面には、開閉ス
イッチ６５を介して接地された負電極層６４が装着され
る。

【００２９】パルサ６は、圧電素子数、換言すると分極
数分（ここでは２つ）のパルスドライバ６６，６７を有
する。パルスドライバ６６，６７は、正電極層６２に共
通接続され、またセレクタ６８を介してスイッチ９の固
定端子に択一的に接続される。つまり、セレクタ６８に
よりパルスドライバ６６，６７は選択的に、低電圧源７
又は高電圧源８に接続される。パルスドライバ６６は、
圧電素子６０の厚さに応じた共振周波数に一致する駆動
周波数を有する。パルスドライバ６７は、圧電素子６０
と圧電素子６１の合計厚に応じた共振周波数に一致する
駆動周波数を有する。開閉スイッチ６５とセレクタ６８
は、図示しない焦点サイズ選択手段の操作にしたがって
連動する。開閉スイッチ６５が開状態（オン）のとき、
セレクタ６８はパルスドライバ６６を低電圧源７又は高
電圧源８に接続する。開閉スイッチ６５が閉状態（オ
フ）のとき、セレクタ６８はパルスドライバ６７を低電
圧源７又は高電圧源８に接続する。

【００３０】開閉スイッチ６５が開状態で、パルスドラ
イバ６６が低電圧源７又は高電圧源８に接続されたと
き、圧電素子６０のみ振動し、圧電素子６０の厚さ応じ
た共振周波数でλ／２（λは波長）の超音波が放射され
る。開閉スイッチ６５が閉状態で、パルスドライバ６７
が低電圧源７又は高電圧源８に接続されたとき、圧電素
子６０および圧電素子６１が振動し、圧電素子６０と圧
電素子６１との合計厚に応じた共振周波数でλ／４（λ
は波長）の超音波が放射される。つまり、超音波発生素
子２の厚さが実質的に変化され、それに伴って超音波の
周波数も変化し、結果的に焦点の大きさも変化する。

【００３１】圧電素子６０の厚さがｄ1 、圧電素子６１
の厚さがｄ1 の奇数倍ｄ2 に設定することにより、超音
波発生素子２の共振周波数ｆをｆ1 と、ｆ1 ／２のいず
れかに設定できる。

【００３２】周波数の変化に伴って焦点の大きさが変化
することは、日刊工業新聞社発行の超音波技術便覧にも
掲載されている。つまり、曲率半径Ａ、開口径ａの球殻
振動子において形成される焦点面音場で、音圧が所定値
（例えば０）以下になる点の音軸からの距離ｄは、超音
波の波長をλとして、αを定数とすると、 ｄ＝α・λ・Ａ／ａ …（５） で表される。

【００３３】また波長λは周波数ｆ及び音速Ｃに対し
て、 λ＝Ｃ／ｆ …（６） で表されるので、（６）式を（５）式に代入すると、 ｄ＝α・Ｃ・Ａ／ｆ・ａ …（７） の関係が導かれる。したがって、超音波の周波数が高く
なると、これに反比例して焦点が小さくなり、超音波の
周波数が低くなると、これに反比例して焦点が大きくな
る。

【００３４】したがって焦点の大きさも２種類のうちの
いずれかに選択することができる。このように本実施例
でも先の第１実施例と同様の効果を奏することができ
る。図６には第５実施例による超音波治療装置の治療用
アプリケータを焦点側から見た構造、および１チャンネ
ル分のパルサ６とその周辺部分の構成とが示されてい
る。

【００３５】本実施例では、治療用アプリケータには、
例えば厚さの相違により共振周波数が相違する単層の複
数種類、ここでは２種類の圧電素子７０と斜線で示す圧
電素子７１とがそれぞれ同数ずつ均等に配置される。な
お、圧電素子７０の共振周波数をｆ1 とし、圧電素子７
１の共振周波数をｆ2 として説明する。治療用アプリケ
ータの中心Ｏに関して、同心円状に同じ表面積の圧電素
子７０と圧電素子７１とが交互に配列され、さらにその
外側にやはり同心円状に同じ表面積の圧電素子７０と圧
電素子７１とが交互に配列されている。つまり、圧電素
子７０だけを駆動して形成される焦点と同じ位置に、圧
電素子７１だけの駆動による焦点が形成されるように、
圧電素子７０と圧電素子７１とが交互に配列されてい
る。

【００３６】圧電素子７０各々には圧電素子７０の共振
周波数ｆ1 に等しい駆動周波数に設定されたパルスドラ
イバ７２が接続されている。圧電素子７１各々には圧電
素子７１の共振周波数ｆ2 に等しい駆動周波数に設定い
されたパルスドライバ７３が接続されている。パルスド
ライバ７２とパルスドライバ７３の一方が、セレクタ７
４を介して、低電圧源７又は高電圧源８に選択的に接続
される。また、圧電素子７０，７１の一方が、セレクタ
７５を介して、受信回路１０に選択的に接続される。セ
レクタ７４はセレクタ７５は連動して動作し、超音波を
放射した圧電素子７０又は圧電素子７１を受信回路１０
に接続する。セレクタ７４，７５は、図示しない焦点サ
イズ選択手段のオペレータによる操作に従動して接続関
係を切り換える。

【００３７】焦点サイズ選択手段の操作により、第１の
焦点サイズが選択されたとき、セレクタ７４によりパル
スドライバ７２が低電圧源７又は高電圧源８に接続され
る。パルスドライバ７２は共振周波数ｆ1 に一致する駆
動周波数で圧電素子７０を駆動する。他のチャンネルの
パルスドライバ７２も一斉に圧電素子７０を駆動する。
これにより、全圧電素子７０から放射された共振周波数
ｆ1 の超音波が集束し、共振周波数ｆ1 に応じた大きさ
の第１の焦点が形成される。

【００３８】また、焦点サイズ選択手段の操作により、
第２の焦点サイズが選択されたとき、セレクタ７４によ
りパルスドライバ７３が低電圧源７又は高電圧源８に接
続される。パルスドライバ７３は共振周波数ｆ2 に一致
する駆動周波数で圧電素子７１を駆動する。他のチャン
ネルのパルスドライバ７３も一斉に圧電素子７１を駆動
する。これにより、全圧電素子７１から放射された共振
周波数ｆ2 の超音波が集束し、共振周波数ｆ2 に応じた
第１の焦点と異なる大きさの第２の焦点が形成される。

【００３９】以上説明したように本実施例では第１実施
例と同様の効果を、共振周波数の異なる２種類の単層の
圧電素子を配列するという簡単な構造で奏することがで
きる。ただし、一斉駆動する圧電素子数、つまり表面積
が第１実施例の場合に比べて約１／２に減少するので、
第１実施例と同じ治療効果を期待するためには、電圧源
の出力レベルを高め、パルスドライバの耐圧性を向上さ
せる必要がある。

【００４０】図７は本発明の第６実施例である。本実施
例は、焦点サイズ選択手段で選択された焦点の画像が断
層像に合成されて表示されることを特徴としたものであ
り、上述した全ての実施例に適用される。ここでは第１
実施例に適用した場合を例に説明する。

【００４１】超音波診断装置４に接続されたメモリ８０
には、選択可能な全ての大きさの焦点各々の焦点画像、
つまり描画する焦点の大きさが相違する複数種類の焦点
画像が保持されている。超音波診断装置４からのアドレ
ス信号にしたがってメモリ８０から選択的に読み出され
た１枚の焦点画像は、超音波診断装置４で生成された断
層像に超音波診断装置４で合成され、モニタ５に表示さ
れる。したがって、オペレータは、被治療体に対する焦
点の大きさをモニタ５上で確認しながら、被治療体を治
療するのに最適な大きさの焦点を焦点サイズ選択手段の
操作により選択できる。

【００４２】なお、超音波診断装置４は、セレクタ３５
から入力するセレクト情報、つまりパルスドライバ３１
〜３４の中のいずれが低電圧源７又は高電圧源８に接続
され起動されたかという情報に基づいてアドレス信号を
生成する。勿論、アドレス信号は選択された焦点サイズ
を特定できる他の情報、例えば焦点サイズ選択手段の入
力情報にしたがって生成されてもよい。

【００４３】本発明は上述した実施例に限定されず、種
々変形して実施可能である。例えば上述の説明では、結
石破砕装置を想定して記載したためパルス信号を出力す
るパルスドライバを構成要素としていたが、連続波やバ
ースト波を治療波とする超音波温熱治療装置であれば、
上述のパルスドライバが連続信号やバースト信号を出力
するドライバに置換されることになる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、超音波を集束させて焦点を形
成し、上記焦点に配置された被治療体を治療する超音波
治療装置において、発生する超音波の周波数を変更でき
る複数の超音波発生素子と、上記複数の超音波発生素子
から超音波を発生させるために上記複数の超音波発生素
子に駆動信号を供給する駆動手段と、上記焦点の大きさ
を変更するために上記駆動手段の駆動により上記複数の
超音波発生素子から発生する超音波の周波数を変更する
手段とを具備することを特徴とする超音波治療装置であ
り、このような特徴により超音波発生素子から放射され
る超音波の周波数を変化させ、これにより焦点の大きさ
を変化させることができる。したがって、治療用アプリ
ケータを取り替えることなく焦点の大きさを被治療体に
応じて変化させて最適な治療効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波治療装置の基本構成図。

【図２】本発明に係る第１実施例の主要部の構成図。

【図３】本発明に係る第２実施例の主要部の構成図。

【図４】本発明に係る第３実施例の主要部の構成図。

【図５】本発明に係る第４実施例の主要部の構成図。

【図６】本発明に係る第５実施例の主要部の構成図。

【図７】本発明に係る第６実施例の主要部の構成図。

【図８】従来の超音波治療装置の主要部の構成図。

【符号の説明】

１…治療用アプリケータ、２…超音波発生素子、３…Ｂ
モード用プローブ、４…超音波診断装置、５…モニタ、
６…パルサ、７…低電圧源、８…高電圧源、９…スイッ
チ、１０…受信回路、１１…エコーレベル判定回路、１
２…表示用出力回路、１３…閾値設定回路。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波を集束させて焦点を形成し、前記
   焦点に配置された被治療体を治療する超音波治療装置に
   おいて、 発生する超音波の周波数を変更できる複数の超音波発生
   素子と、 前記複数の超音波発生素子から超音波を発生させるため
   に前記複数の超音波発生素子に駆動信号を供給する駆動
   手段と、 前記焦点の大きさを変更するために前記駆動手段の駆動
   により前記複数の超音波発生素子から発生する超音波の
   周波数を変更する手段とを具備することを特徴とする超
   音波治療装置。
2. 【請求項２】 前記複数の超音波発生素子は圧電素子か
   らなり、発生する超音波の周波数を変更可能なように超
   音波の放射方向に沿った厚さが実質的に変化するもので
   あることを特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。
3. 【請求項３】 前記複数の超音波発生素子は超音波の放
   射側から順番に第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の圧電
   素子が超音波の放射方向に沿って積層されてなり、前記
   第１〜第ｎの圧電素子各々の一面には正電極層が形成さ
   れ、前記第１の圧電素子の他面には接地された負電極層
   が形成されてなり、前記駆動手段は前記第１〜第ｎの圧
   電素子の正電極層各々に接続された第１〜第ｎの駆動要
   素を有し、第ｍ（１以上、ｎ以下の整数）の駆動要素は
   前記第１〜第ｍの圧電素子の合計厚さに応じた共振周波
   数に一致する駆動周波数の駆動信号を出力し、前記設定
   手段は前記第１〜第ｎの駆動要素を択一的に起動させる
   ことを特徴とする請求項２記載の超音波治療装置。
4. 【請求項４】 前記複数の超音波発生素子は超音波の放
   射側から順番に第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の圧電
   素子が超音波の放射方向に沿って積層されてなり、前記
   第１〜第ｎの圧電素子各々の一面には正電極層が形成さ
   れ、前記第１の圧電素子の他面には接地された負電極層
   が形成されてなり、前記駆動手段は前記第１〜第ｍ（１
   以上、ｎ以下の整数）の圧電素子の合計厚さに応じた共
   振周波数の全てを含む広い周波数帯域の駆動信号を出力
   し、前記設定手段は前記駆動手段から出力される駆動信
   号を前記第ｍの圧電素子の正電極層に供給させることを
   特徴とする請求項２記載の超音波治療装置。
5. 【請求項５】 前記複数の超音波発生素子は共振帯域の
   広い圧電素子であって、前記圧電素子の一面には接地さ
   れた負電極層が形成され、前記圧電素子の他面には正電
   極層が形成されてなり、前記駆動手段は前記圧電素子の
   正電極層に接続された第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）
   の駆動要素を有し、前記第１〜第ｎの駆動要素は前記圧
   電素子の共振帯域内にあり且つ異なる駆動周波数の駆動
   信号を出力し、前記設定手段は前記駆動要素を選択的に
   起動することを特徴とする請求項１記載の超音波治療装
   置。
6. 【請求項６】 前記複数の超音波発生素子は第１の圧電
   素子と第２の圧電素子とが正電極層を挟んで超音波の放
   射方向に沿って積層されてなり、前記第１の圧電素子の
   表面には接地された第１の負電極層が形成されてなり、
   前記第２の圧電素子の表面には開閉スイッチを介して接
   地された第２の負電極層が形成されてなり、前記駆動手
   段は前記正電極層に選択的に接続される第１の駆動要素
   と第２の駆動要素を有し、前記第１の駆動要素は前記第
   １の圧電素子の厚さに応じた共振周波数に一致する駆動
   周波数の駆動信号を出力し、前記第２の駆動要素は前記
   第１の圧電素子と前記第２の圧電素子との合計厚さに応
   じた共振周波数に一致する駆動周波数の駆動信号を出力
   し、前記設定手段は前記第１の駆動要素と前記第２の駆
   動要素とを選択的に前記正電極層に接続すると共に前記
   第１の駆動要素が前記正電極層に接続されているときは
   前記開閉スイッチを開放して前記第２の負電極層を非接
   地状態にして前記第１の圧電素子だけを振動させ、前記
   第１の駆動要素が前記正電極層に接続されているときは
   前記開閉スイッチを閉じて前記第２の負電極層を接地状
   態にして前記第１の圧電素子と前記第２の圧電素子を共
   に振動させることを特徴とする請求項２記載の超音波治
   療装置。
7. 【請求項７】 異なる大きさの焦点の焦点画像を保持す
   る手段と、前記焦点付近の組織像を生成して表示すると
   共に、前記変更手段で変更された超音波の周波数に対応
   する焦点画像を選択的に読み出し前記組織像に合成して
   表示する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
   記載の超音波治療装置。
8. 【請求項８】 超音波を集束させて焦点を形成し、前記
   焦点に配置された被治療体を治療する超音波治療装置に
   おいて、 第１の周波数の超音波を発生する複数の第１の超音波発
   生素子と、第１の周波数と異なる第２の周波数の超音波
   を発生する複数の第２の超音波発生素子とが、前記第１
   の超音波発生素子だけから放射される超音波により形成
   される焦点と同じ位置に前記第２の超音波発生素子だけ
   から放射される超音波により焦点が形成されるように配
   置され、 前記第１の周波数に一致する駆動周波数の駆動信号を前
   記第１の超音波発生素子に供給する第１の駆動手段と、
   前記第２の周波数に一致する駆動周波数の駆動信号を前
   記第２の超音波発生素子に供給する第２の駆動手段と、
   前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段を選択的に起
   動する手段とが備えられたことを特徴とする超音波治療
   装置。
9. 【請求項９】 前記第１の超音波発生素子と前記第２の
   超音波発生素子とは同じ表面積を有し、同心円状に交互
   に配置されたことを特徴とする請求項８記載の超音波治
   療装置。
10. 【請求項１０】 異なる大きさの焦点の焦点画像を保持
    する手段と、前記焦点付近の組織像を生成して表示する
    と共に、前記変更手段で変更された共振周波数に対応す
    る焦点画像を選択的に読み出し前記組織像に合成して表
    示する手段をさらに備えることを特徴とする請求項８記
    載の超音波治療装置。