JPH10201768A - Ultrasonic treatment device - Google Patents
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- JPH10201768A JPH10201768A JP9010961A JP1096197A JPH10201768A JP H10201768 A JPH10201768 A JP H10201768A JP 9010961 A JP9010961 A JP 9010961A JP 1096197 A JP1096197 A JP 1096197A JP H10201768 A JPH10201768 A JP H10201768A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を体内の結
石や腫瘍等の病変部に照射して破壊治療を行う超音波治
療装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic treatment apparatus for performing destructive treatment by irradiating an ultrasonic wave to a lesion such as a calculus or a tumor in a body.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電磁変換方式,スパークギャップ
方式,圧電変換方式,微小爆破方式等の超音波発生源に
より、体外から超音波を照射し、体内の結石や悪性腫瘍
等の治療部位に集束させて、開腹することなく無侵襲的
に治療部位を治療する超音波治療装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, ultrasonic waves are radiated from outside the body using an ultrasonic generator such as an electromagnetic conversion method, a spark gap method, a piezoelectric conversion method, and a micro blast method, and focused on a treatment site such as a calculus or a malignant tumor in the body. There is known an ultrasonic treatment apparatus for treating a treatment site noninvasively without opening the abdomen.
【0003】具体的には、電磁変換方式の超音波治療装
置は、電磁変換器により金属膜を振動させて超音波を発
生させるものであり、スパークギャップ方式の超音波治
療装置は、電極を水中でスパークさせて超音波を発生さ
せるものである。また、圧電変換方式の超音波治療装置
は、圧電素子を発振させて超音波を発生させるものであ
り、微小爆破方式の超音波治療装置は、微小爆薬を水中
で爆発させて超音波を発生させるものである。[0003] More specifically, an ultrasonic treatment apparatus of the electromagnetic conversion type generates an ultrasonic wave by vibrating a metal film by an electromagnetic transducer. To generate ultrasonic waves. In addition, a piezoelectric conversion type ultrasonic treatment device generates ultrasonic waves by oscillating a piezoelectric element, and a micro blast type ultrasonic treatment device generates an ultrasonic wave by exploding a micro explosive in water. Things.
【0004】そして、いずれの方式の超音波治療装置に
おいても、短時間で振幅の大きな振動波(超音波)を複
数回発生し、これを人体等の伝搬媒質の治療対象物に向
けて複数回にわたって照射することで治療部位の治療を
行うようになっている。[0004] In any type of ultrasonic therapy apparatus, a large-amplitude vibration wave (ultrasonic wave) is generated a plurality of times in a short time, and this is directed a plurality of times toward a treatment object such as a human body, which is a propagation medium. Irradiation is performed over the treatment site.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような各方式の超
音波治療装置では、主に各回に発生される第1波目の超
音波の正圧波により結石等の破壊治療を行うのが望まし
い。しかしながら、実際は、超音波の照射から次の超音
波の照射を行うまでの間、超音波発生源が第1波目の正
圧波の発生後も余振を続けるため、第1波目の正圧波だ
けではなく、それ以降の圧力波、例えば第1波目の負圧
波及び第2波目の圧力波を含む超音波を各回に照射して
いた。そのため、体内の伝搬媒質に伝搬した超音波が正
圧波から負圧波に移行する際に、人体内等の伝搬媒質内
に気泡(キャビテーション)が発生し、このキャビテー
ションにより、以後照射された超音波の伝搬が阻害され
治療効果が低減する問題があった。In such an ultrasonic treatment apparatus of each type, it is desirable to perform a destructive treatment such as a calculus mainly by the positive pressure wave of the first ultrasonic wave generated each time. However, in practice, the ultrasonic wave source continues the aftershoot after the generation of the first positive pressure wave from the irradiation of the ultrasonic wave to the irradiation of the next ultrasonic wave. In addition, ultrasonic waves including the subsequent pressure waves, for example, the first negative pressure wave and the second pressure wave, are applied each time. Therefore, when the ultrasonic wave propagated to the propagation medium in the body shifts from the positive pressure wave to the negative pressure wave, bubbles (cavitation) are generated in the propagation medium such as the human body, and the cavitation causes the ultrasonic wave which is subsequently irradiated to be transmitted. There is a problem that the propagation is inhibited and the therapeutic effect is reduced.
【0006】一方、振幅が大きな超音波を用いると治療
効果が向上するため、超音波発生源を高電圧駆動する場
合がある。しかし、この高電圧駆動を続けると、超音波
発生源の負担が大きくなり、該超音波発生源の寿命が短
くなる問題がある。On the other hand, if an ultrasonic wave having a large amplitude is used, the therapeutic effect is improved, and the ultrasonic wave generating source may be driven at a high voltage. However, if the high-voltage driving is continued, there is a problem that the load on the ultrasonic generation source is increased and the life of the ultrasonic generation source is shortened.
【0007】さらに、最適な治療を行うためには、その
治療対象物の大きさ等に応じて周波数を変化させて所望
の集束超音波の圧力分布を形成することが好ましいが、
これを可能とするために、従来は発生源において固有の
振動数が決まっているので、振動数の異なる複数種類の
超音波発生源を設けなければ適当な音圧分布を選択でき
ず、構成複雑及びコスト高となる問題がある。Further, in order to perform optimal treatment, it is preferable to form a desired focused ultrasonic pressure distribution by changing the frequency in accordance with the size of the object to be treated.
In order to make this possible, a unique frequency is conventionally determined at the source, so unless a plurality of types of ultrasonic sources having different frequencies are provided, an appropriate sound pressure distribution cannot be selected, and the configuration is complicated. In addition, there is a problem that the cost increases.
【0008】本発明は上述の課題に鑑みてなされたもの
であり、伝搬媒質内のキャビテーションの発生を防止す
ることができ、超音波発生源を高電圧駆動することなく
振幅の大きな超音波を得ることができ、また、安価かつ
簡単な構成で複数種類の周波数の超音波を選択すること
ができるような超音波治療装置の提供を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and can prevent the occurrence of cavitation in a propagation medium, and can obtain an ultrasonic wave having a large amplitude without driving an ultrasonic wave source at a high voltage. It is another object of the present invention to provide an ultrasonic treatment apparatus capable of selecting ultrasonic waves of a plurality of types of frequencies with an inexpensive and simple configuration.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波治療
装置は、上述の課題を解決するために被検体の所望部位
に超音波を集束させて治療を行う超音波治療装置におい
て、超音波を発生する超音波発生源と、前記超音波発生
源が発生する超音波のうち、正圧波のみ発生するように
前記超音波発生源を駆動制御する駆動制御手段とを有す
る構成とする。SUMMARY OF THE INVENTION An ultrasonic therapy apparatus according to the present invention is directed to an ultrasonic therapy apparatus which focuses an ultrasonic wave on a desired portion of a subject to perform a treatment in order to solve the above-mentioned problems. And a drive control means for driving and controlling the ultrasonic generation source so as to generate only a positive pressure wave among the ultrasonic waves generated by the ultrasonic generation source.
【0010】伝搬媒質内のキャビテーションは、超音波
が正圧波から負圧波に移行する際に発生する。このた
め、駆動制御手段が、超音波発生源が発生する超音波の
うち、正圧波のみ発生するように超音波発生源を駆動制
御することにより、超音波の照射から次の超音波の照射
を行うまでの間に発生する圧力波のうち正圧波のみを伝
搬媒質に伝搬することができる。従って、伝搬媒質等に
キャビテーションが発生するのを防止することができ、
第2回目以降の超音波を伝搬媒質に有効に伝搬させて治
療効果の向上を図ることができる。[0010] Cavitation in the propagation medium occurs when the ultrasonic wave transitions from a positive pressure wave to a negative pressure wave. For this reason, the drive control means drives and controls the ultrasonic generation source so that only the positive pressure wave is generated among the ultrasonic waves generated by the ultrasonic generation source, so that the irradiation of the next ultrasonic wave is performed from the irradiation of the ultrasonic wave. Only the positive pressure wave among the pressure waves generated before the operation can be propagated to the propagation medium. Therefore, it is possible to prevent cavitation from occurring in the propagation medium and the like,
The second and subsequent ultrasonic waves can be effectively propagated to the propagation medium to improve the therapeutic effect.
【0011】次に、本発明に係る超音波治療装置は、上
述の課題を解決するために同じ周波数の超音波を発生す
る複数の振動子により、各振動子からの各超音波の幾何
学的焦点位置が一致するように形成された超音波発生源
と、超音波を発生する際に、前記各振動子を略同時に駆
動制御する駆動制御手段とで構成する。Next, in order to solve the above-mentioned problems, an ultrasonic therapy apparatus according to the present invention uses a plurality of transducers for generating ultrasonic waves of the same frequency, thereby geometrically transforming each ultrasonic wave from each transducer. It comprises an ultrasonic wave generating source formed so that the focal positions coincide with each other, and a drive control means for driving and controlling the respective vibrators substantially simultaneously when generating ultrasonic waves.
【0012】これにより、同じ駆動電圧で複数倍の超音
波を発生することができるため(振動子が2つの場合は
略2倍の振幅、振動子が3つの場合は略3倍の振幅とな
る。)、無理に高電圧駆動することなく振幅の大きな超
音波を得ることができる。このため、超音波発生源の長
寿命化を図ることができるうえ、治療効果の向上を図る
ことができる。This makes it possible to generate a plurality of times of ultrasonic waves with the same drive voltage (the amplitude is approximately twice when there are two vibrators, and approximately three times when there are three vibrators). .), It is possible to obtain ultrasonic waves having a large amplitude without forcibly driving at a high voltage. Therefore, the life of the ultrasonic wave source can be extended, and the therapeutic effect can be improved.
【0013】次に、本発明に係る超音波治療装置は、上
述の課題を解決するためにそれぞれ異なる周波数の超音
波を発生する複数の振動子により、各振動子からの各超
音波の幾何学的焦点位置が一致するように形成された超
音波発生源と、超音波を発生する際に、所望の周波数に
対応する振動子を駆動制御する駆動制御手段とを有する
構成とする。これにより、構成簡単かつ安価に、複数種
類の周波数の超音波を選択可能とすることができる。Next, in order to solve the above-mentioned problems, the ultrasonic therapy apparatus according to the present invention employs a plurality of transducers each generating an ultrasonic wave having a different frequency. An ultrasonic generating source formed so that the focal points coincide with each other, and drive control means for driving and controlling a vibrator corresponding to a desired frequency when generating ultrasonic waves. This makes it possible to select ultrasonic waves of a plurality of types of frequencies with a simple configuration and at low cost.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る超音波治療装
置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら
詳細に説明する。まず、本発明の第1の実施の形態に係
る超音波治療装置は、図1に示すように第1の振動子1
及び第2の振動子2を幾何学的焦点がほぼ一致するよう
に並列に張り合わせることにより形成された球殻形状の
超音波発生源3と、各振動子1,2を駆動制御するパル
スコントローラ4と、このパルスコントローラ4からの
駆動パルスに応じて各振動子1,2を駆動する第1,第
2のドライバ6,7を有する発生源駆動部5とで構成さ
れている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an ultrasonic therapy apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, the ultrasonic therapy apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a first transducer 1 as shown in FIG.
And a spherical-shell-shaped ultrasonic generating source 3 formed by bonding the second vibrator 2 in parallel so that the geometrical focal points substantially coincide with each other, and a pulse controller for driving and controlling each of the vibrators 1 and 2 4 and a source driving unit 5 having first and second drivers 6 and 7 for driving the vibrators 1 and 2 according to the driving pulse from the pulse controller 4.
【0015】超音波発生源3の第1の振動子1及び第2
の振動子2は、例えばジルコン酸・チタン酸鉛や、この
ジルコン酸・チタン酸鉛とポリフッ化ビニリデンを混合
して形成された圧電セラミクス等の圧電振動部材で形成
されている。圧電振動部材の固有振動数(共振周波数)
は「部材の厚み」で決定されるようになっており、この
場合、各振動子1,2は略々同じ厚さとなるように形成
されている。The first transducer 1 and the second transducer 1 of the ultrasonic wave source 3
The vibrator 2 is made of, for example, a piezoelectric vibrating member such as zirconate / lead titanate or a piezoelectric ceramic formed by mixing the zirconate / lead titanate with polyvinylidene fluoride. Natural frequency (resonance frequency) of piezoelectric vibration member
Is determined by the “thickness of the member”. In this case, the vibrators 1 and 2 are formed to have substantially the same thickness.
【0016】すなわち、第1の振動子1と第2の振動子
2との共振周波数を同じにすることにより、両振動子
1,2を同一条件で駆動することができ、システムを容
易にすることができる。また、第1の振動子1と第2の
振動子2とを焦点が一致するように並列に接合すること
により、焦点付近での負圧波の発生を抑える効果を生ず
る。That is, by setting the resonance frequencies of the first vibrator 1 and the second vibrator 2 to be the same, both vibrators 1 and 2 can be driven under the same conditions, and the system can be simplified. be able to. Further, by joining the first vibrator 1 and the second vibrator 2 in parallel so that the focal points coincide, an effect of suppressing the generation of a negative pressure wave near the focal point is produced.
【0017】尚、各振動子1,2は、一方の振動子の動
きに他方の振動子の動きを連動させるために両者を密着
させ直接張り合わせるようにしたが、この条件を満足す
るのであれば、例えば非圧縮性の部材を介して両者を張
り合わせる等、設計や仕様等に応じて変更可能である。Each of the vibrators 1 and 2 is brought into close contact with each other so that the movement of one vibrator is linked to the movement of the other vibrator. However, the condition is satisfied. For example, it can be changed according to design, specifications, etc., such as laminating both via an incompressible member.
【0018】次に、このような構成を有する第1の実施
の形態に係る超音波治療装置の動作説明をする。この超
音波治療装置は、結石破砕治療時となると、パルスコン
トローラ4が、第1のドライバ6を介して第1の振動子
1を駆動制御すると共に、図2に斜線で示すように第1
波目の負圧波及び第2波目以降の余波を打ち消すように
第2のドライバ7を介して第2の振動子2を駆動制御す
る。Next, the operation of the ultrasonic therapy apparatus according to the first embodiment having such a configuration will be described. In the ultrasonic therapy apparatus, when the calculus crushing treatment is performed, the pulse controller 4 controls the driving of the first vibrator 1 via the first driver 6 and, as shown by the oblique lines in FIG.
The driving of the second vibrator 2 is controlled via the second driver 7 so as to cancel the negative pressure wave of the wave and the after wave of the second wave and thereafter.
【0019】図2は、第1の振動子1の余振をなくすに
あたり、各振動子1,2の動きの推移を示した図であ
り、具体的には次のように動作する。まず、図2のst
ep1は、パルスコントローラ4から第1のドライバ6
へ駆動パルスが出力されていない状態である。この状態
から、第1のドライバ6へパルスコントローラ4からの
駆動パルスが供給されると、第1のドライバ6は第1の
振動子1に電圧を供給する。第1の振動子1は、電圧が
得られると拡張し、正圧の超音波を発生する(step
2)。つづいて、第1の振動子1は収縮を開始する(s
tep3)。FIG. 2 is a diagram showing the transition of the motion of each of the vibrators 1 and 2 in eliminating the after-vibration of the first vibrator 1, and specifically operates as follows. First, st in FIG.
ep1 is a signal from the pulse controller 4 to the first driver 6
In this state, no drive pulse is output. In this state, when a driving pulse from the pulse controller 4 is supplied to the first driver 6, the first driver 6 supplies a voltage to the first vibrator 1. The first vibrator 1 expands when a voltage is obtained, and generates a positive pressure ultrasonic wave (step).
2). Subsequently, the first vibrator 1 starts contracting (s
step3).
【0020】ここで、第1の振動子1は、電圧が供給さ
れる以前の厚さよりも収縮すると負圧の超音波を発生す
るので、第1の振動子1の厚さが電圧供給前の厚さにな
るタイミングで第2の振動子2を駆動させる。第2の振
動子2の駆動は、第2のドライバ7から電圧が供給され
ることにより行われる。第2の振動子2は、電圧供給が
あると、第1の振動子1が電圧供給前より収縮する量だ
け拡張(正圧側に振動)する(step4)。このよう
に第1の振動子1の焦点側の面を電圧供給前に比して収
縮しないようにする(step5)。Here, the first vibrator 1 generates a negative pressure ultrasonic wave when contracted from the thickness before the voltage is supplied, so that the thickness of the first vibrator 1 before the voltage is supplied is reduced. The second vibrator 2 is driven at the timing when the thickness becomes thick. The driving of the second vibrator 2 is performed by supplying a voltage from the second driver 7. When the voltage is supplied, the second vibrator 2 expands (vibrates to the positive pressure side) by an amount that the first vibrator 1 contracts before the voltage is supplied (step 4). In this manner, the surface on the focal point side of the first vibrator 1 is prevented from contracting as compared to before the voltage is supplied (step 5).
【0021】尚、第1の振動子1の余振を抑えた後、第
2の振動子2は収縮することになるが、この時第1の振
動子1を拡張させれば(step6)、第1の振動子1
と第2の振動子2との変位度が第1の振動子1に最初に
電圧をかける前より小さくすることがなくなる。After suppressing the after vibration of the first vibrator 1, the second vibrator 2 contracts. At this time, if the first vibrator 1 is expanded (step 6), First vibrator 1
The degree of displacement between the first vibrator 1 and the second vibrator 2 does not become smaller than before the voltage is first applied to the first vibrator 1.
【0022】これにより、第1の振動子1の余振(収
縮)による負圧波の発生を抑えることができる。この動
作を図3を用いて説明する。図3は、第2波目以降の余
波を打ち消すための原理を説明した図である。図3
(a)は、第2の振動子2を駆動しない場合に第1の振
動子1から発生する超音波を示した図であり、図3
(b)は第2の振動子2のみを駆動し第2の振動子2か
ら発生する超音波を示した図であり、図3(c)は第1
の振動子1の駆動後、第2の振動子2を所定のタイミン
グで駆動したときの第1の振動子1から発生する超音波
を示す図である。Thus, the generation of a negative pressure wave due to the after vibration (shrinkage) of the first vibrator 1 can be suppressed. This operation will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the principle for canceling the after wave after the second wave. FIG.
FIG. 3A is a diagram illustrating an ultrasonic wave generated from the first vibrator 1 when the second vibrator 2 is not driven, and FIG.
FIG. 3B is a diagram showing ultrasonic waves generated from the second vibrator 2 by driving only the second vibrator 2, and FIG.
FIG. 5 is a diagram showing ultrasonic waves generated from the first vibrator 1 when the second vibrator 2 is driven at a predetermined timing after the driving of the vibrator 1.
【0023】まず、第1の振動子1を駆動すると、図3
(a)に示すように第1波目の正圧波及び負圧波に続い
て第1の振動子1の余振により第2波目以降の圧力波が
発生するようになる。このため、パルスコントローラ4
は、図3(b)に示すように第1波目の負圧波が発生す
るタイミングでこれと同じ振幅の正圧波を発生するよう
に第2の振動子2を駆動制御する。また、第1の振動子
1の余振による第2波目の正圧波及び負圧波が発生する
タイミングで、これと同じ振幅の負圧波及び正圧波を発
生するように第2の振動子2を駆動制御する。First, when the first vibrator 1 is driven, FIG.
As shown in (a), the second and subsequent pressure waves are generated by the after vibration of the first vibrator 1 following the first positive and negative pressure waves. Therefore, the pulse controller 4
Controls the driving of the second vibrator 2 so as to generate a positive pressure wave having the same amplitude as the first negative pressure wave as shown in FIG. 3B. Further, at the timing when the second positive pressure wave and the negative pressure wave due to the overshoot of the first vibrator 1 are generated, the second vibrator 2 is caused to generate the negative pressure wave and the positive pressure wave having the same amplitude. Drive control.
【0024】尚、第2の振動子2の駆動タイミングは、
実験結果に基づいて決定され、パルスコントローラに記
憶される。これにより、第1の振動子1を駆動した際に
発生するはずの、第1波目の負圧波及び第2波目以降の
余波を全て発生しないようにすることができ、図3
(c)に示すように第1波目の正圧波のみを結石に照射
することができる。The driving timing of the second vibrator 2 is as follows.
Determined based on experimental results and stored in the pulse controller. As a result, it is possible to prevent generation of all of the first negative pressure wave and the second and subsequent after-waves that would be generated when the first vibrator 1 is driven.
As shown in (c), only the first positive pressure wave can be applied to the calculus.
【0025】このため、超音波が正圧波から負圧波に移
行する際のキャビテーションの発生を防止することがで
き、超音波の連続的な照射を行ってもキャビテーション
により伝搬が妨害されることなく各照射毎の第1波目の
正圧波のみを結石に照射することができる。従って、結
石破砕治療の効果の向上を図ることができる。For this reason, it is possible to prevent the occurrence of cavitation when the ultrasonic wave transitions from the positive pressure wave to the negative pressure wave, and to prevent the propagation of the ultrasonic wave from being hindered by the cavitation even if the ultrasonic wave is continuously irradiated. Only the first positive pressure wave of each irradiation can be applied to the calculus. Therefore, the effect of the calculus crushing treatment can be improved.
【0026】次に、上述の第1の実施の形態の説明で
は、第1波目の負圧波及び第2波目以降の余波を全て打
ち消すこととしたが、第1波目の正圧波に続き、第2波
目以降の正圧波のみを発生させてもよい。Next, in the above description of the first embodiment, all of the first negative pressure wave and the second and subsequent residual waves are cancelled. Alternatively, only the second and subsequent positive pressure waves may be generated.
【0027】上述のようにキャビテーションは、超音波
が正圧波から負圧波に移行する際に発生するが、この変
形例に係る超音波治療装置は、パルスコントローラ4
が、第1の振動子1を駆動した際に、図3(a)に示し
た超音波のうち負圧波が発生するタイミングで同じ振幅
の正圧波を発生するように第2の振動子2を駆動する。As described above, the cavitation is generated when the ultrasonic wave changes from the positive pressure wave to the negative pressure wave.
However, when the first vibrator 1 is driven, the second vibrator 2 is generated such that a positive pressure wave having the same amplitude is generated at a timing when a negative pressure wave is generated among the ultrasonic waves shown in FIG. Drive.
【0028】尚、第2の振動子2の駆動タイミングは、
実験により第1の振動子1の変位の推移により予め計算
する。これにより、第1波目の正圧波を含め、第2波目
以降の正圧波が伝搬することとなるが、この超音波は負
圧波に移行することがないため、キャビテーションの発
生を防止することができ、上述の第1の実施の形態に係
る超音波治療装置と同じ効果を得ることができる。The driving timing of the second vibrator 2 is as follows.
It is preliminarily calculated by an experiment based on the transition of the displacement of the first vibrator 1. As a result, the second and subsequent positive pressure waves including the first positive pressure wave are propagated. However, since this ultrasonic wave does not shift to a negative pressure wave, it is necessary to prevent the occurrence of cavitation. Thus, the same effects as those of the ultrasonic therapy apparatus according to the first embodiment can be obtained.
【0029】次に、本発明の第2の実施の形態に係る超
音波治療装置の説明をする。尚、この第2の実施の形態
に係る超音波治療装置は、以下に説明する超音波発生の
際の各振動子1,2の駆動制御以外は、上述の第1の実
施の形態に係る超音波治療装置と同じであるため、この
第2の実施の形態に係る超音波治療装置の説明において
は、この点のみに言及することとし、他の部分の詳細な
説明は省略する。Next, an ultrasonic therapy apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. The ultrasonic therapy apparatus according to the second embodiment is the same as the ultrasonic therapy apparatus according to the first embodiment except for the drive control of each of the vibrators 1 and 2 at the time of generating an ultrasonic wave described below. Since the ultrasonic therapy apparatus is the same as the ultrasound therapy apparatus, only this point will be described in the description of the ultrasonic therapy apparatus according to the second embodiment, and detailed description of other parts will be omitted.
【0030】まず、図4はこの第2の実施の形態に係る
超音波治療装置において、第1の振動子1及び第2の振
動子2を同時に駆動したときの各振動子1,2の動きの
推移を示した図であり、図5は、各振動子1,2を同時
に駆動した際に発生する超音波を示す図である。First, FIG. 4 shows the movement of each of the oscillators 1 and 2 when the first oscillator 1 and the second oscillator 2 are simultaneously driven in the ultrasonic therapy apparatus according to the second embodiment. FIG. 5 is a diagram showing ultrasonic waves generated when the transducers 1 and 2 are simultaneously driven.
【0031】図4のstep11は、第1のドライバ6
及び第2のドライバ7から各振動子1,2へ電圧が供給
されていない状態である。パルスコントローラ4は、こ
の状態から第1のドライバ6及び第2のドライバ7に略
々同時に駆動パルスを供給する。Step 11 in FIG. 4 is the first driver 6
And a state in which no voltage is supplied from the second driver 7 to each of the vibrators 1 and 2. From this state, the pulse controller 4 supplies drive pulses to the first driver 6 and the second driver 7 substantially simultaneously.
【0032】第1のドライバ6及び第2のドライバ7
は、前記駆動パルスが供給されると、それぞれ各振動子
1,2に電圧を供給する。これにより、各振動子1,2
に対して略々同時に電圧が供給されることとなる。First driver 6 and second driver 7
Supplies a voltage to each of the vibrators 1 and 2 when the drive pulse is supplied. Thereby, each of the vibrators 1 and 2
Are supplied almost simultaneously.
【0033】各振動子1,2は、電圧が供給されると拡
張し、正圧の超音波を発生する(step12)。つづ
いて、各振動子1,2は収縮を開始する(step1
3)。そして、各振動子1,2は収縮しきると(ste
p14)、余振として再度拡張,収縮を繰り返し(st
ep15,16)、徐々に電圧が供給されていない状態
に収束する(step17)。Each of the vibrators 1 and 2 expands when a voltage is supplied, and generates ultrasonic waves of positive pressure (step 12). Subsequently, each of the vibrators 1 and 2 starts contracting (step 1).
3). When each of the vibrators 1 and 2 is completely contracted (ste)
p14), expansion and contraction are repeated again as aftershocks (st
ep15, 16), and gradually converges to a state where no voltage is supplied (step 17).
【0034】各振動子1,2は、同じ固有振動数を有し
ている。このため、各振動子1,2を同時に駆動するこ
とにより、一つの振動子を駆動する電圧を用いたにも拘
らず、図5に示すように超音波発生源3全体として2倍
の振幅の超音波を発生することができる。Each of the vibrators 1 and 2 has the same natural frequency. For this reason, by driving each of the transducers 1 and 2 at the same time, as shown in FIG. 5, the ultrasonic generator 3 as a whole has twice the amplitude, despite the use of a voltage for driving one transducer. Ultrasonic waves can be generated.
【0035】従って、超音波発生源3を高電圧駆動する
ことなく、照射する超音波の振幅を大きくすることがで
き、これにより超音波発生源3に過度の負担を掛けるこ
となく治療効果の向上を図ることができる。Therefore, the amplitude of the ultrasonic wave to be irradiated can be increased without driving the ultrasonic wave source 3 at a high voltage, thereby improving the therapeutic effect without imposing an excessive burden on the ultrasonic wave source 3. Can be achieved.
【0036】尚、この場合、パルスコントローラ4は、
各振動子1,2を略同時に駆動した後に、上述の第1の
実施の形態に係る超音波治療装置と同様に、正圧波のみ
を発生するように、或いは第1波目の正圧波のみ発生す
るように第2の振動子2を駆動制御するようにしてもよ
い。これにより、キャビテーションの発生を防止するこ
とができる等、上述の第1の実施の形態に係る超音波治
療装置と同じ効果を得ることができる。In this case, the pulse controller 4
After driving the transducers 1 and 2 at substantially the same time, only the positive pressure wave is generated, or only the first positive pressure wave is generated, similarly to the ultrasonic therapy apparatus according to the above-described first embodiment. The driving control of the second vibrator 2 may be performed in such a manner. Thus, the same effects as those of the ultrasonic therapy apparatus according to the above-described first embodiment can be obtained, such as the occurrence of cavitation can be prevented.
【0037】次に、本発明の第3の実施の形態に係る超
音波治療装置の説明をする。上述の第1,第2の実施の
形態に係る超音波治療装置では、各振動子1,2として
同じ固有振動数のものを設けることとしたが、この第3
の実施の形態に係る超音波治療装置は、異なる固有振動
数の2つの振動子により超音波発生源3を形成し、得た
い周波数の超音波に応じて各振動子をそれぞれ独立して
駆動するようにしたものである。Next, an ultrasonic therapy apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. In the ultrasonic therapy apparatuses according to the first and second embodiments, the vibrators 1 and 2 have the same natural frequency, but the third and fourth vibrators have the same natural frequency.
In the ultrasonic therapy apparatus according to the embodiment, the ultrasonic generator 3 is formed by two vibrators having different natural frequencies, and each vibrator is independently driven according to the ultrasonic wave having a desired frequency. It is like that.
【0038】尚、この第3の実施の形態に係る超音波治
療装置は、これ以外は上述の各実施の形態に係る超音波
治療装置と同じ構成であるため、上述の各実施の形態に
係る超音波治療装置と同じ動作を示す箇所には、同じ符
号を付し、その詳細な説明は省略する。The ultrasonic therapy apparatus according to the third embodiment has the same configuration as the ultrasonic therapy apparatus according to each of the above-described embodiments except for the above. The same reference numerals are given to the portions showing the same operation as the ultrasonic therapy apparatus, and the detailed description thereof will be omitted.
【0039】まず、図6は、第3の実施の形態に係る超
音波治療装置の構成を示すブロック図である。この図6
において、第3の実施の形態に係る超音波治療装置は、
超音波発生源3を、高周波の超音波発生用の第1の振動
子31と、この第1の振動子31に対して異なる固有振
動数を有する低周波の超音波発生用の第2の振動子32
とを幾何学的焦点が略々一致するように並列に張り合わ
せて形成されており、パルスコントローラ4が、オペレ
ータにより指定された超音波の周波数に応じて第1の振
動子31或いは第2の振動子32を駆動制御するように
なっている。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to the third embodiment. This figure 6
In the ultrasonic therapy apparatus according to the third embodiment,
The ultrasonic generator 3 includes a first vibrator 31 for generating a high-frequency ultrasonic wave and a second vibrator for generating a low-frequency ultrasonic wave having a different natural frequency with respect to the first vibrator 31. Child 32
Are formed in parallel with each other so that the geometrical focal points substantially coincide with each other, and the pulse controller 4 operates the first vibrator 31 or the second vibrator according to the ultrasonic frequency specified by the operator. The drive of the child 32 is controlled.
【0040】尚、振動子から発生される超音波の周波数
は、振動子の厚さ,セラミクス素材,振動子の半径等に
よって決定されるようになっている。図7(a)は、低
周波の超音波を発生する場合の各振動子31,32の動
きの推移を示した図である。The frequency of the ultrasonic wave generated from the vibrator is determined by the thickness of the vibrator, the ceramic material, the radius of the vibrator, and the like. FIG. 7A is a diagram showing a transition of the movement of each of the transducers 31 and 32 when a low-frequency ultrasonic wave is generated.
【0041】図7(a)のstep21は、第1のドラ
イバ6及び第2のドライバ7から各振動子31,32へ
電圧が供給されていない状態である。オペレータにより
低周波の超音波の発生が選択された場合、パルスコント
ローラ4は、第2のドライバ7に駆動パルスを供給す
る。Step 21 in FIG. 7A is a state in which no voltage is supplied from the first driver 6 and the second driver 7 to each of the oscillators 31 and 32. When generation of low-frequency ultrasonic waves is selected by the operator, the pulse controller 4 supplies a driving pulse to the second driver 7.
【0042】第2のドライバ7は、この駆動パルスが供
給されると、低周波の超音波発生用の振動子である第2
の振動子32に電圧を供給する。第2の振動子32は、
電圧が供給されると拡張し、正圧の低周波の超音波を発
生する(step22)。つづいて、第2の振動子32
は収縮を開始する(step23)。そして、第2の振
動子32は収縮しきると(step24)、余振として
再度拡張,収縮を繰り返し(step25,26)、徐
々に電圧が供給されていない状態に収束する(step
27)。これにより、低周波の超音波を発生することが
できる。When supplied with the drive pulse, the second driver 7 is a second oscillator, which is a vibrator for generating low-frequency ultrasonic waves.
Is supplied to the vibrator 32. The second vibrator 32
When a voltage is supplied, it expands to generate a positive pressure low frequency ultrasonic wave (step 22). Subsequently, the second vibrator 32
Starts contraction (step 23). When the second vibrator 32 has completely contracted (step 24), expansion and contraction are repeated again as aftershocks (steps 25 and 26), and the state gradually converges to a state where no voltage is supplied (step 24).
27). Thereby, a low frequency ultrasonic wave can be generated.
【0043】尚、この場合、電圧が供給されない第1の
振動子31は、拡張及び収縮を行うことはなく、第2の
振動子32の拡張及び収縮に連れて振動する。次に、図
7(b)は、高周波の超音波を発生する場合の各振動子
31,32の動きの推移を示した図である。In this case, the first vibrator 31 to which no voltage is supplied does not expand and contract, but vibrates as the second vibrator 32 expands and contracts. Next, FIG. 7B is a diagram showing a transition of the movement of each of the transducers 31 and 32 when generating a high-frequency ultrasonic wave.
【0044】図7(b)のstep31は、第1のドラ
イバ6及び第2のドライバ7から各振動子31,32へ
電圧が供給されていない状態である。オペレータにより
高周波の超音波の発生が選択された場合、パルスコント
ローラ4は、第1のドライバ6に駆動パルスを供給す
る。Step 31 in FIG. 7B is a state in which no voltage is supplied from the first driver 6 and the second driver 7 to each of the vibrators 31 and 32. When generation of high-frequency ultrasonic waves is selected by the operator, the pulse controller 4 supplies a driving pulse to the first driver 6.
【0045】第1のドライバ6は、この駆動パルスが供
給されると、高周波の超音波発生用の振動子である第1
の振動子31に電圧を供給する。第1の振動子31は、
電圧が供給されると拡張し、正圧の低周波の超音波を発
生する(step32)。つづいて、第1の振動子31
は収縮を開始する(step33)。そして、第1の振
動子31は収縮しきると(step34)、余振として
再度拡張,収縮を繰り返し(step35,36)、徐
々に電圧が供給されていない状態に収束する(step
37)。When this driving pulse is supplied, the first driver 6 is a first driver, which is a vibrator for generating high-frequency ultrasonic waves.
Is supplied to the vibrator 31. The first vibrator 31
When the voltage is supplied, it expands and generates a positive pressure low frequency ultrasonic wave (step 32). Subsequently, the first vibrator 31
Starts contraction (step 33). When the first oscillator 31 has completely contracted (step 34), expansion and contraction are repeated again as aftershocks (steps 35 and 36), and the voltage gradually converges to a state where no voltage is supplied (step 34).
37).
【0046】尚、この場合、電圧が供給されない第2の
振動子32は、拡張及び収縮を行うことはなく、第1の
振動子31の拡張及び収縮に連れて振動する。このよう
に第3の実施の形態に係る超音波治療装置は、高周波発
生用の第1の振動子31及び低周波発生用の第2の振動
子32を設け、得たい周波数に応じていづれかの振動子
31,32を駆動することにより、構成簡単かつ安価
に、所望の周波数の超音波を発生させることができ、結
石の大きさ等に応じて最適な破砕治療を行うことができ
る。In this case, the second vibrator 32 to which no voltage is supplied does not expand and contract, but vibrates as the first vibrator 31 expands and contracts. As described above, the ultrasonic therapy apparatus according to the third embodiment includes the first vibrator 31 for high frequency generation and the second vibrator 32 for low frequency generation. By driving the vibrators 31 and 32, an ultrasonic wave having a desired frequency can be generated with a simple configuration and at low cost, and optimal crushing treatment can be performed according to the size of a calculus or the like.
【0047】尚、この場合において、パルスコントロー
ラ4が、所望の周波数の振動子31,32を駆動した後
に、上述のように負圧波が発生しないように、或いは負
圧波と共に第2波目以降の正圧波も発生しないように他
の振動子を駆動制御するようにしてもよい。これによ
り、キャビテーションの発生を防止することができる
等、上述の第1の実施の形態に係る超音波治療装置と同
じ効果を得ることができる。In this case, after the pulse controller 4 drives the oscillators 31 and 32 having the desired frequency, the negative pressure wave is prevented from being generated as described above, or the second and subsequent waves are generated together with the negative pressure wave. The driving of another vibrator may be controlled so as not to generate a positive pressure wave. Thus, the same effects as those of the ultrasonic therapy apparatus according to the above-described first embodiment can be obtained, such as the occurrence of cavitation can be prevented.
【0048】また、この第3の実施の形態の説明では、
それぞれ固有振動数の異なる2種類の振動子31,32
により超音波発生源3を形成することとしたが、これ
は、それぞれ固有振動数の異なる3種類或いは4種類等
の各振動子により形成するようにしてもよい。これによ
り、3種類或いは4種類等の周波数の超音波を選択可能
とすることができ、より最適な破砕治療を可能とするこ
とができる。In the description of the third embodiment,
Two types of vibrators 31, 32 having different natural frequencies
Is used to form the ultrasonic generating source 3, but it may be formed by three or four types of vibrators having different natural frequencies. Thereby, three or four types of ultrasonic waves can be selected, and more optimal crushing treatment can be performed.
【0049】次に、上述の第1〜第3の実施の形態に係
る超音波治療装置の変形例の説明をする。すなわち、上
述の第1〜第3の実施の形態に係る超音波治療装置にお
いては、球殻状の単一の第1,第2の振動子1,2(3
1,32)を用いることとしたが、この変形例に係る超
音波治療装置は、図8に示すように長方形の板状或いは
円板形状等の平面の第1の振動子1(31)及び第2の
振動子2(32)をそれぞれ並列に張り合わせ、全体と
して球殻状の支持板33の内側に複数配置したものであ
る。Next, a modified example of the ultrasonic therapy apparatus according to the first to third embodiments will be described. That is, in the ultrasonic therapy apparatuses according to the above-described first to third embodiments, the single spherical and shell-shaped first and second transducers 1 and 2 (3
1, 32) is used, but the ultrasonic therapy apparatus according to this modified example has a first vibrator 1 (31) and a flat plate-like or rectangular disk-shaped vibrator 1 (31) as shown in FIG. The second vibrators 2 (32) are bonded in parallel, and a plurality of the second vibrators 2 (32) are arranged inside a support plate 33 having a spherical shell shape as a whole.
【0050】この場合、パルスコントローラ4は、超音
波の発生或いは負圧波の打ち消し等の目的に応じて上述
のように各振動子1,2(31,32)を駆動制御す
る。これにより、上述の第1〜第3の実施の形態に係る
超音波治療装置と同じ効果を得ることができる。In this case, the pulse controller 4 drives and controls the vibrators 1 and 2 (31, 32) as described above in accordance with the purpose of generating an ultrasonic wave or canceling a negative pressure wave. Thereby, the same effects as those of the ultrasonic therapy apparatuses according to the above-described first to third embodiments can be obtained.
【0051】また、複数の圧電振動部材により、全体と
して凹面形状にすることにより、振動子の厚さを所望の
厚さに形成し易くすることができるため、精度よく振動
子を形成することができ、製造歩留まりの向上を図るこ
とができる。In addition, by forming a plurality of piezoelectric vibrating members into a concave shape as a whole, the thickness of the vibrator can be easily formed to a desired thickness, so that the vibrator can be formed with high accuracy. As a result, the production yield can be improved.
【0052】尚、この変形例における各振動子1,2
(31,32)の形状は、長方形の板状或いは円板形状
以外でも、設計等に応じた所望の形状で形成可能なこと
は勿論である。Each of the vibrators 1 and 2 in this modification example
Needless to say, the shape of (31, 32) can be formed in a desired shape according to the design, etc., other than the rectangular plate shape or the disc shape.
【0053】次に、本発明の第4の実施の形態に係る超
音波治療装置の説明をする。上述の各実施の形態に係る
超音波治療装置は、圧電変換方式の超音波治療装置であ
ったが、この第4の実施の形態に係る超音波治療装置及
び後に説明する第5の実施の形態に係る超音波治療装置
は、圧電変換方式により超音波を発生し、この余波は金
属膜により打ち消すようにしたものである。Next, an ultrasonic treatment apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The ultrasonic therapy apparatus according to each of the above embodiments is a piezoelectric conversion type ultrasound therapy apparatus. However, the ultrasonic therapy apparatus according to the fourth embodiment and a fifth embodiment to be described later. The ultrasonic therapy apparatus according to the above is configured to generate ultrasonic waves by a piezoelectric conversion method, and to cancel the after-effects by a metal film.
【0054】尚、この第4の実施の形態に係る超音波治
療装置は、超音波発生源3の構成に特徴があり、他の部
分の構成は上述の各実施の形態に係る超音波治療装置と
同様であるため、この説明においては超音波発生源3の
構成及び動作に言及し、他の部分の説明は省略するもの
とする。The ultrasonic therapy apparatus according to the fourth embodiment is characterized by the configuration of the ultrasonic wave generating source 3, and the configuration of the other parts is the same as the ultrasonic therapy apparatus according to each of the above-described embodiments. Therefore, in this description, the configuration and operation of the ultrasonic wave generating source 3 will be referred to, and the description of the other parts will be omitted.
【0055】すなわち、この第4の実施の形態に係る超
音波治療装置に設けられている超音波発生源3は、図9
に示すように支持板35と、この支持板35により支持
されたコイル36と、圧電セラミクスで形成された超音
波発生用の第1の振動子37と、絶縁膜38と、金属膜
で形成された余波打ち消し用の第2の振動子39とを順
次積層して構成されている。That is, the ultrasonic generating source 3 provided in the ultrasonic therapy apparatus according to the fourth embodiment has the configuration shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a support plate 35, a coil 36 supported by the support plate 35, a first vibrator 37 for generating ultrasonic waves formed by piezoelectric ceramics, an insulating film 38, and a metal film are formed. And a second vibrator 39 for canceling the after-wash.
【0056】尚、この図9では、説明の都合上、支持板
35〜第2の振動子39をそれぞれ離間させて示してい
るが、実際には支持板35〜第2の振動子39はそれぞ
れ接合され超音波発生源3が形成されている。In FIG. 9, the support plate 35 to the second vibrator 39 are shown separated from each other for convenience of explanation, but actually the support plate 35 to the second vibrator 39 are The ultrasonic sources 3 are formed by bonding.
【0057】また、このような超音波発生源3は、発生
する超音波を一点に集束可能なように、その全体が球殻
形状に形成されている。また、第1の振動子37は発生
源駆動部5内の第1のドライバ6に接続されており、コ
イル36は第2のドライバ7に接続されている。そし
て、以下に説明するように、第1の振動子37を駆動し
て超音波を発生した際に、コイル36に所定電圧のエネ
ルギを放電し、これにより第2の振動子39を間接的に
駆動することにより第1の振動子37を駆動することに
よる余波を打ち消すようになっている。The whole of the ultrasonic generator 3 is formed in a spherical shell shape so that the generated ultrasonic waves can be focused at one point. Further, the first vibrator 37 is connected to the first driver 6 in the source driving unit 5, and the coil 36 is connected to the second driver 7. Then, as described below, when the first vibrator 37 is driven to generate ultrasonic waves, energy of a predetermined voltage is discharged to the coil 36, thereby indirectly connecting the second vibrator 39. By driving, the residual wave caused by driving the first vibrator 37 is canceled.
【0058】具体的には、このような第4の実施の形態
に係る超音波治療装置により超音波を発生する場合、パ
ルスコントローラ4が第1のドライバ6を介して圧電セ
ラミクスである第1の振動子37に所定の電圧を印加す
る。これにより、第1の振動子37が駆動され超音波が
発生する。この超音波は、絶縁膜38及び第2の振動子
39を介して結石に照射される。これにより、人体内の
結石を破砕することができる。More specifically, when an ultrasonic wave is generated by the ultrasonic treatment apparatus according to the fourth embodiment, the pulse controller 4 is connected to the first driver 6 via the first driver 6 to form a first piezoelectric ceramic. A predetermined voltage is applied to the vibrator 37. Thereby, the first vibrator 37 is driven to generate an ultrasonic wave. This ultrasonic wave is applied to the calculus via the insulating film 38 and the second vibrator 39. Thereby, the calculus in the human body can be crushed.
【0059】一方、パルスコントローラ4は、このよう
に第1の振動子37を駆動した際、図2を用いて説明し
たように超音波の第1波目の負圧波が発生するタイミン
グでこれと同じ振幅の正圧波を発生するように、第1波
目の負圧波に応じた電圧のエネルギをコイル36に放電
する。また、第1の振動子37の余振による第2波目の
正圧波及び負圧波が発生するタイミングで、これと同じ
振幅の負圧波及び正圧波を発生するように、コイル36
に余波に応じた電圧のエネルギを放電する。そして、こ
のような動作を第1の振動子37を駆動することで発生
する余波の分だけ繰り返し行う。On the other hand, when the first vibrator 37 is driven in this manner, the pulse controller 4 generates the first negative pressure wave of the ultrasonic wave at the timing when the first negative pressure wave is generated as described with reference to FIG. Energy of a voltage corresponding to the first negative pressure wave is discharged to the coil 36 so as to generate a positive pressure wave having the same amplitude. Also, at the timing when the second positive pressure wave and negative pressure wave due to the after vibration of the first vibrator 37 are generated, the coils 36 are generated so as to generate negative pressure waves and positive pressure waves having the same amplitude as these.
The energy of the voltage corresponding to the aftermath is discharged. Then, such an operation is repeatedly performed by the amount of the residual wave generated by driving the first vibrator 37.
【0060】コイル36に、余波等に応じた電圧のエネ
ルギが放電されると、このエネルギに応じた磁界が発生
し、この磁界により絶縁膜38を介して設けられた金属
膜である第2の振動子39上にうず電流が誘導される。
このうず電流により生ずる磁界の向きは、コイル36で
発生される磁界の向きと反対であるため、コイル36と
金属膜(第2の振動子39)との間に斥力が発生し、金
属膜が瞬間的に変位する。When energy of a voltage corresponding to the after wave or the like is discharged to the coil 36, a magnetic field corresponding to the energy is generated, and the magnetic field causes the second metal film, which is a metal film provided via the insulating film 38, to be formed. An eddy current is induced on the vibrator 39.
Since the direction of the magnetic field generated by the eddy current is opposite to the direction of the magnetic field generated by the coil 36, a repulsive force is generated between the coil 36 and the metal film (second vibrator 39), and the metal film is Displaces momentarily.
【0061】パルスコントローラ4は、この金属膜の変
位により、超音波の第1波目の負圧波及び第2波目以降
の余波を打ち消すように、余波に応じた電圧のエネルギ
をコイル36に放電する。The pulse controller 4 discharges the energy of the voltage corresponding to the after-wave to the coil 36 so that the displacement of the metal film cancels out the negative wave of the first ultrasonic wave and the after-wave of the second and subsequent waves. I do.
【0062】これにより、第1の振動子37を駆動した
際に発生するはずの、第1波目の負圧波及び第2波目以
降の余波を全て打ち消すことができ、上述の第1の実施
の形態に係る超音波治療装置と同様に、キャビテーショ
ンの発生を防止して結石破砕治療の効果の向上を図るこ
とができる。As a result, all of the first negative pressure wave and the second and subsequent after waves, which would be generated when the first vibrator 37 is driven, can be canceled out. As in the ultrasonic treatment device according to the embodiment, the occurrence of cavitation can be prevented, and the effect of the calculus crushing treatment can be improved.
【0063】尚、パルスコントローラ4は、第1波目の
負圧波及び第2波目以降の余波を全て打ち消すように、
所定電圧のエネルギをコイル36に放電制御することと
したが、これは、第1波目及び第2波目以降の負圧波の
みを打ち消すように所定電圧のエネルギをコイル36に
放電制御するようにしてもよい。このようにしても、キ
ャビテーションの発生を防止することができ、結石破砕
治療の効果の向上を図ることができる。The pulse controller 4 cancels all the negative pressure wave of the first wave and the after wave of the second wave.
The discharge control of the energy of the predetermined voltage to the coil 36 is performed. However, the discharge control of the energy of the predetermined voltage to the coil 36 is performed so as to cancel only the negative pressure waves after the first wave and the second wave. You may. Even in this case, the occurrence of cavitation can be prevented, and the effect of the calculus crushing treatment can be improved.
【0064】また、本実施形態では、第1の振動子37
と第2の振動子39の少なくとも一方を圧電セラミクス
ではなく金属膜で構成しているため、耐久性の向上を図
ることができる。In this embodiment, the first vibrator 37
Since at least one of the second vibrator 39 and the second vibrator 39 is made of a metal film instead of piezoelectric ceramics, the durability can be improved.
【0065】次に、本発明の第5の実施の形態に係る超
音波治療装置の説明をする。上述の第4の実施の形態に
係る超音波治療装置は、超音波発生源3全体を球殻状に
形成したものであったが、この第5の実施の形態に係る
超音波治療装置は、各部を平板状に形成し、発生した超
音波を音響レンズを用いて集束するようにしたものであ
る。Next, an ultrasonic therapy apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described. The ultrasonic treatment apparatus according to the above-described fourth embodiment has the entire ultrasonic generation source 3 formed in a spherical shell shape. However, the ultrasonic treatment apparatus according to the fifth embodiment has Each part is formed in a flat plate shape, and the generated ultrasonic waves are focused using an acoustic lens.
【0066】尚、この第5の実施の形態に係る超音波治
療装置は、これ以外は上述の第4の実施の形態に係る超
音波治療装置と同様であるため、この説明においては超
音波発生源3の構成及び動作に言及し、他の部分の説明
は省略するものとする。Since the ultrasonic therapy apparatus according to the fifth embodiment is otherwise the same as the ultrasonic therapy apparatus according to the fourth embodiment, the description of the ultrasonic therapy apparatus will be omitted in this description. The configuration and operation of the source 3 will be referred to, and the description of the other parts will be omitted.
【0067】すなわち、この第5の実施の形態に係る超
音波治療装置に設けられている超音波発生源3は、図1
0に示すように平板状の支持板41と、これにより支持
されたコイル42と、圧電セラミクスで形成された超音
波発生用の第1の振動子43と、絶縁膜44と、金属膜
で形成された余波打ち消し用の第2の振動子45とを順
次積層すると共に、超音波の発生側にこの超音波を集束
するための音響レンズ46を設けて構成されている。That is, the ultrasonic generating source 3 provided in the ultrasonic therapy apparatus according to the fifth embodiment has the configuration shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a flat support plate 41, a coil 42 supported thereby, a first vibrator 43 for generating ultrasonic waves formed by piezoelectric ceramics, an insulating film 44, and a metal film are formed. And a second vibrator 45 for canceling the residual wave, and an acoustic lens 46 for converging the ultrasonic wave is provided on the ultrasonic wave generation side.
【0068】第1の振動子43は発生源駆動部5内の第
1のドライバ6に、また、コイル42は第2のドライバ
7にそれぞれ接続されており、第1の振動子43を駆動
して超音波を発生した際に、コイル42に所定電圧のエ
ネルギを放電し、これによるうず電流により第2の振動
子45を間接的に駆動し、第1の振動子43を駆動する
ことにより余波を打ち消すようになっている。The first vibrator 43 is connected to the first driver 6 in the source driving unit 5, and the coil 42 is connected to the second driver 7, and drives the first vibrator 43. When an ultrasonic wave is generated, the energy of a predetermined voltage is discharged to the coil 42, the eddy current causes the second vibrator 45 to be indirectly driven, and the first vibrator 43 is driven to generate an after-wave. Is to be canceled.
【0069】具体的には、このような第5の実施の形態
に係る超音波治療装置により超音波を発生する場合、パ
ルスコントローラ4が第1のドライバ6を介して圧電セ
ラミクスである第1の振動子43に所定の電圧を印加す
る。これにより、第1の振動子43が駆動され超音波が
発生する。この超音波は、絶縁膜44及び第2の振動子
45を介して音響レンズ46により集束され結石に照射
される。これにより、人体内の結石を破砕することがで
きる。Specifically, when an ultrasonic wave is generated by the ultrasonic therapy apparatus according to the fifth embodiment, the pulse controller 4 is connected to the first driver 6 via the first driver 6 to perform the first operation. A predetermined voltage is applied to the vibrator 43. Thereby, the first vibrator 43 is driven to generate an ultrasonic wave. The ultrasonic waves are focused by the acoustic lens 46 via the insulating film 44 and the second vibrator 45 and are applied to the calculus. Thereby, the calculus in the human body can be crushed.
【0070】一方、パルスコントローラ4は、このよう
に第1の振動子43を駆動した際、超音波の第1波目の
負圧波及び第2波目以降の余波を打ち消すようにコイル
36に所定電圧のエネルギを放電制御する。On the other hand, when the first vibrator 43 is driven in this way, the pulse controller 4 controls the coil 36 so as to cancel the negative pressure wave of the first ultrasonic wave and the after wave of the second ultrasonic wave. Discharge control of voltage energy.
【0071】これにより、上述の第4の実施の形態に係
る超音波治療装置と同様にキャビテーションの発生を防
止することができ、結石破砕治療の効果の向上を図るこ
とができる。As a result, cavitation can be prevented as in the case of the ultrasonic treatment apparatus according to the fourth embodiment, and the effect of the calculus crushing treatment can be improved.
【0072】また、本実施の形態では、第1の振動子4
3等を平板状で形成することにより、超音波発生源3等
の製作が容易となる。最後に、上述の各実施の形態の説
明は、本発明の一例であり、この他、本発明に係る技術
的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々
の変更が可能であることは勿論である。In this embodiment, the first vibrator 4
Forming the 3 and the like in a plate shape facilitates the manufacture of the ultrasonic wave source 3 and the like. Lastly, the description of each of the above embodiments is an example of the present invention, and various changes can be made according to the design and the like without departing from the technical idea according to the present invention. Of course.
【0073】例えば、第4,第5の実施の形態の説明で
は、第1の振動子37,43及び第2の振動子39,4
5のいずれか一方を金属膜にする例を説明したが、これ
は両方の振動子を37,39,43,45を金属膜で形
成するようにしてもよい。For example, in the description of the fourth and fifth embodiments, the first vibrators 37 and 43 and the second vibrators 39 and 4
Although an example has been described in which one of the elements 5 is formed of a metal film, both the vibrators 37, 39, 43, and 45 may be formed of a metal film.
【0074】また、第4,第5の実施の形態の説明で
は、コイル36,42、圧電セラミクス37,43、絶
縁膜38,44及び金属膜39,45の順に積層して超
音波発生源3を形成することとしたが、これは、絶縁膜
38,44を挟んで2種の振動子が位置していればよい
ため、例えばコイル36,42、金属膜39,45、絶
縁膜38,44及び圧電セラミクス37,43の順に積
層してもよい。In the description of the fourth and fifth embodiments, the coils 36 and 42, the piezoelectric ceramics 37 and 43, the insulating films 38 and 44, and the metal films 39 and 45 are laminated in this order to form the ultrasonic wave source 3 However, since it is sufficient that two types of vibrators are located with the insulating films 38 and 44 interposed therebetween, for example, the coils 36 and 42, the metal films 39 and 45, and the insulating films 38 and 44 And the piezoelectric ceramics 37 and 43 may be laminated in this order.
【0075】[0075]
【発明の効果】本発明に係る超音波治療装置は、伝搬媒
質内のキャビテーションの発生を防止して、第2回目照
射以降の超音波を伝搬媒質に有効に伝搬させ治療効果の
向上を図ることができる。The ultrasonic treatment apparatus according to the present invention prevents the occurrence of cavitation in the propagation medium and effectively propagates the ultrasonic waves after the second irradiation to the propagation medium to improve the treatment effect. Can be.
【0076】また、超音波発生源を高電圧駆動すること
なく振幅の大きな超音波を得ることができる。このた
め、超音波発生源の長寿命化を図ることができる。さら
に、安価かつ簡単な構成で複数種類の周波数の超音波を
発生することができる。このため、治療対象物の大きさ
等に応じた超音波の周波数を選択可能とすることができ
る。Also, an ultrasonic wave having a large amplitude can be obtained without driving the ultrasonic wave source at a high voltage. For this reason, it is possible to extend the life of the ultrasonic generation source. Further, it is possible to generate ultrasonic waves of a plurality of kinds of frequencies with an inexpensive and simple configuration. Therefore, it is possible to select the frequency of the ultrasonic wave according to the size of the treatment target.
【図1】本発明に係る超音波治療装置を適用した第1の
実施の形態に係る超音波治療装置の要部の構成を示す図
である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of an ultrasonic treatment apparatus according to a first embodiment to which an ultrasonic treatment apparatus according to the present invention is applied.
【図2】前記第1の実施の形態に係る超音波治療装置に
おける余波の打ち消し駆動を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a drive for canceling aftermath in the ultrasonic therapy apparatus according to the first embodiment.
【図3】前記第1の実施の形態に係る超音波治療装置に
おいて、余波が打ち消される様子を説明するための図で
ある。FIG. 3 is a diagram for explaining how the aftermath is canceled out in the ultrasonic therapy apparatus according to the first embodiment.
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る超音波治療装
置において、各振動子を同時に駆動した様子を示す図で
ある。FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which respective transducers are simultaneously driven in an ultrasonic therapy apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図5】前記各振動子を同時に駆動することにより発生
する衝撃波を示す図である。FIG. 5 is a view showing a shock wave generated by simultaneously driving the respective vibrators.
【図6】本発明に係る超音波治療装置を適用した第3の
実施の形態に係る超音波治療装置の要部の構成を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a main part of an ultrasonic treatment apparatus according to a third embodiment to which the ultrasonic treatment apparatus according to the present invention is applied.
【図7】前記第3の実施の形態に係る超音波治療装置に
設けられている各振動子を、得たい音圧に応じてそれぞ
れ別々に駆動した様子を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a state in which respective transducers provided in the ultrasonic therapy apparatus according to the third embodiment are separately driven in accordance with a desired sound pressure.
【図8】前記第1〜第3の実施の形態に係る超音波治療
装置の要部の変形例を説明するための図である。FIG. 8 is a view for explaining a modification of the main part of the ultrasonic therapy apparatus according to the first to third embodiments.
【図9】本発明に係る超音波治療装置を適用した第4の
実施の形態に係る超音波治療装置の要部の構成を示す図
である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a main part of an ultrasonic treatment apparatus according to a fourth embodiment to which the ultrasonic treatment apparatus according to the present invention is applied.
【図10】本発明に係る超音波治療装置を適用した第5
の実施の形態に係る超音波治療装置の要部の構成を示す
図である。FIG. 10 shows a fifth embodiment to which the ultrasonic therapy apparatus according to the present invention is applied.
It is a figure showing composition of an important section of an ultrasonic therapy device concerning an embodiment.
1…第1の振動子,2…第2の振動子,3…超音波発生
源 4…パルスコントローラ,5…発生源駆動部,6…第1
のドライバ 7…第2のドライバ,11…アプリケータ,12…超音
波プローブDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st vibrator, 2 ... 2nd vibrator, 3 ... Ultrasonic wave generator 4 ... Pulse controller, 5 ... Generator drive part, 6 ... 1st
Driver 7: Second driver, 11: Applicator, 12: Ultrasonic probe
Claims (7)
治療を行う超音波治療装置において、 超音波を発生する超音波発生源と、 前記超音波発生源が発生する超音波のうち、正圧波のみ
発生するように前記超音波発生源を駆動制御する駆動制
御手段とを有する超音波治療装置。1. An ultrasonic treatment apparatus for performing treatment by focusing ultrasonic waves on a desired site of a subject, comprising: an ultrasonic generator for generating ultrasonic waves; and an ultrasonic wave generated by the ultrasonic generator. And a drive control means for controlling the drive of the ultrasonic generation source so as to generate only a positive pressure wave.
超音波の幾何学的焦点が一致するように形成された第1
の振動子及び第2の振動子で構成されており、 前記駆動制御手段は、超音波を発生するように前記第1
の振動子を駆動制御した際に、第1の振動子が負圧波を
発生するタイミングで正圧波を発生するように前記第2
の振動子を駆動制御することを特徴とする請求項1記載
の超音波治療装置。2. The ultrasonic wave source according to claim 1, wherein said ultrasonic waves are generated so that geometrical focal points of generated ultrasonic waves coincide with each other.
And the second vibrator, and the drive control means is configured to generate the ultrasonic wave by the first vibrator.
When the first vibrator is driven and controlled, the second vibrator generates the positive pressure wave at the timing when the first vibrator generates the negative pressure wave.
2. The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1, wherein the vibrator is driven and controlled.
動子と、 発生された超音波を一点に集束する音響レンズとを有
し、 前記駆動制御手段は、超音波を発生するように前記第1
の振動子を駆動制御した際に、第1の振動子が負圧波を
発生するタイミングで正圧波を発生するように前記第2
の振動子を駆動制御することを特徴とする請求項1記載
の超音波治療装置。3. The ultrasonic generating source includes first and second vibrators and an acoustic lens that focuses the generated ultrasonic wave at one point, and the drive control unit generates the ultrasonic wave. So the first
When the first vibrator is driven and controlled, the second vibrator generates the positive pressure wave at the timing when the first vibrator generates the negative pressure wave.
2. The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1, wherein the vibrator is driven and controlled.
ように前記第1の振動子を駆動制御した際に、第1の振
動子が負圧波を発生するタイミングで正圧波を発生する
ように前記第2の振動子を駆動制御すると共に、第1の
振動子が第2波目以降の正圧波を発生するタイミングで
負圧波を発生するように前記第2の振動子を駆動制御す
ることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の超音波
治療装置。4. The drive control means according to claim 1, wherein when the first vibrator is driven to generate an ultrasonic wave, the first vibrator generates a positive pressure wave at a timing at which the first vibrator generates a negative pressure wave. And drive-controlling the second vibrator so that the first vibrator generates a negative pressure wave at a timing at which the first vibrator generates the second and subsequent positive pressure waves. The ultrasonic treatment apparatus according to claim 2 or 3, wherein:
動子により、各振動子からの各超音波の幾何学的焦点位
置が一致するように形成された超音波発生源と、 超音波を発生する際に、前記各振動子を略同時に駆動制
御する駆動制御手段とを有する超音波治療装置。5. An ultrasonic generating source formed by a plurality of transducers for generating ultrasonic waves of the same frequency so that the geometrical focal position of each ultrasonic wave from each transducer coincides with each other. An ultrasonic therapy apparatus having drive control means for driving and controlling each of the vibrators substantially simultaneously when it occurs.
る複数の振動子により、各振動子からの各超音波の幾何
学的焦点位置が一致するように形成された超音波発生源
と、 超音波を発生する際に、所望の周波数に対応する振動子
を駆動制御する駆動制御手段とを有する超音波治療装
置。6. An ultrasonic generating source formed by a plurality of transducers each generating an ultrasonic wave having a different frequency so that a geometrical focal position of each ultrasonic wave from each transducer coincides with each other. And a drive control means for driving and controlling the vibrator corresponding to a desired frequency when generating the ultrasonic wave.
波数の超音波を発生する第1の振動子及び第2の振動子
で構成されていることを特徴をする請求項5又は請求項
6記載の超音波治療装置。7. The ultrasonic generator according to claim 5, wherein the ultrasonic generator comprises a first vibrator and a second vibrator for generating ultrasonic waves having different frequencies. Ultrasound therapy equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9010961A JPH10201768A (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Ultrasonic treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9010961A JPH10201768A (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Ultrasonic treatment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10201768A true JPH10201768A (en) | 1998-08-04 |
Family
ID=11764783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9010961A Pending JPH10201768A (en) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Ultrasonic treatment device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10201768A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007516809A (en) * | 2003-12-30 | 2007-06-28 | ライポソニックス, インコーポレイテッド | Ultrasonic transducer components |
JP2012130527A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Jikei Univ | Medical ultrasonic transducer |
KR20210041921A (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-16 | 호남대학교 산학협력단 | Focused extracorporeal shock wave therapy apparatus using electromagnetic coil |
-
1997
- 1997-01-24 JP JP9010961A patent/JPH10201768A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007516809A (en) * | 2003-12-30 | 2007-06-28 | ライポソニックス, インコーポレイテッド | Ultrasonic transducer components |
JP2012130527A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Jikei Univ | Medical ultrasonic transducer |
KR20210041921A (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-16 | 호남대학교 산학협력단 | Focused extracorporeal shock wave therapy apparatus using electromagnetic coil |
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