JPH11276497A - Ultrasonic curing device and ultrasonic curing method - Google Patents

Ultrasonic curing device and ultrasonic curing method

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JPH11276497A
JPH11276497A JP11020203A JP2020399A JPH11276497A JP H11276497 A JPH11276497 A JP H11276497A JP 11020203 A JP11020203 A JP 11020203A JP 2020399 A JP2020399 A JP 2020399A JP H11276497 A JPH11276497 A JP H11276497A
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JP
Japan
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ultrasonic
signal
search
treatment
function
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Ceased
Application number
JP11020203A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Ishii
徹哉 石井
Yuichi Nakamori
勇一 中森
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication of JPH11276497A publication Critical patent/JPH11276497A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively crush calculus and gallstone in a body without damaging the other biotissue in an inexpensive, simple and small structure by generating a curing signal and supplying the same to an ultrasonic converting element, according to a function corresponding to the real number value obtained from the real number value establishing a specified expression concerning a search receive signal. SOLUTION: N×N pieces of search receive signals Smn (t) are Fourier transformed to N×N pieces of search receive signals Smn (ω) by a Fourier transform means (CPU) 18, and among real number values λ1 -λN establishing an equation of an expression concerning N×N pieces of search receive signals Smn (ω), single or a plurality of real number values λp (1<=p<=N) are obtained in the order of decreasing the absolute value, and single or a plurality of functions ψp (ω) corresponding to the real number value λp are calculated. The device includes a curing signal generating means (signal generators) for generating at least one curing signal according to the function ψp (ω) and supplying the same to at least one of ultrasonic converting elements (cell) 91 -964 . In the equation, ψ*m (ω) is a complex conjugate of ψm (ω).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、超音波治療装置
及び超音波治療方法に係り、詳しくは、外部から被験者
の体内にある結石や胆石等に超音波の収束エネルギを照
射して破砕する超音波治療装置及び超音波治療方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic treatment apparatus and an ultrasonic treatment method, and more particularly, to an ultrasonic treatment apparatus for crushing stones, gallstones and the like in a subject by irradiating them with convergence energy of ultrasonic waves. The present invention relates to an ultrasonic treatment apparatus and an ultrasonic treatment method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、超音波治療装置として、例え
ば、特開昭62−49843号公報に開示されたものが
あった。この超音波治療装置は、1つの超音波トランス
デューサから被験者の体内にある結石等の周辺に弱い超
音波を照射しそのエコー信号に基づいて結石等の周辺の
断層像を表示することにより、オペレータがその断層像
を見ながら装置を操作して、もう1つの超音波トランス
デューサから結石等に強い超音波を照射させて結石等を
破砕するものである。しかし、上記公報に開示された超
音波治療装置においては、強い超音波の焦点サイズが固
定されているため、結石等のサイズが右焦点サイズより
大きい場合には、何回も結石等に強い超音波を照射しな
ければ完全に破砕できず治療効率が悪いし、逆に結石等
のサイズが右焦点サイズより小さい場合には、結石等の
周辺の正常な組織を損傷してしまうという欠点があっ
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been an ultrasonic treatment apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-49843. This ultrasonic therapy apparatus irradiates a weak ultrasonic wave to the periphery of a calculus or the like in a subject's body from one ultrasonic transducer and displays a tomographic image of the calculus or the like based on an echo signal of the ultrasonic wave, so that an operator can perform the operation. The operator operates the apparatus while viewing the tomographic image, and irradiates the calculus or the like with strong ultrasonic waves from another ultrasonic transducer to crush the calculus or the like. However, in the ultrasonic treatment apparatus disclosed in the above publication, since the focal size of strong ultrasonic waves is fixed, when the size of a calculus or the like is larger than the right focal size, the ultra-sound which is strong against a calculus or the like many times is used. If the sound wave is not irradiated, it cannot be completely crushed and the treatment efficiency is low.On the other hand, if the size of the calculus is smaller than the right focal size, there is a disadvantage that the normal tissue around the calculus is damaged. Was.

【0003】また、特開平7−4707号公報には、以
下に示す超音波治療装置が開示されている。まず、磁気
共鳴映像装置(MRI;Magnetic Resonance Imaging)
やコンピュータ断層撮影装置(X−CT;X-ray Comput
ed Tomography)等の画像診断装置を用いて患部及びそ
の近傍を3次元的に撮像し、得られた3次元画像を装置
本体のメモリに記憶する。次に、超音波治療装置は、得
られた3次元画像と、オペレータがコンソールを用いて
入力した各骨や臓器等の組織の物理特性値(例えば、加
温に対する温度上昇特性、音響インピーダンスなど)の
データとに基づいて、時間変化を含んだ3次元的な疑似
生体モデルを作成して表示する。これにより、オペレー
タが3次元画像を見ながら、骨や臓器等の障害物に妨げ
られることなく超音波が患部に照射されるように、複数
の超音波振動子を有する超音波アプリケータを被験者に
装着する。次に、この状態において、超音波治療装置
は、各組織間の音響インピーダンスの違いから起こる超
音波の屈折、反射を計算すると共に、超音波アプリケー
タから患部に至る超音波の照射経路(音場)をシミュレ
ートする。この際、骨や臓器等の障害物が照射経路上に
存在する場合には、障害物にぶつかることになる超音波
を発生する超音波振動子を駆動せず、それ以外の超音波
振動子を駆動して、患部だけに一定のエネルギが印加さ
れるように、電源を制御するための条件を決定する。そ
して、オペレータは、3次元画像を見ながら、治療領
域、治療順序など治療プロトコルを決定した後、右治療
プロトコルに従い、順に超音波振動子の焦点を移動させ
ながら患部に超音波を照射して治療を行う。このような
構成によれば、事前に超音波の照射位置のずれや照射経
路を評価でき、正確で安全確実な治療を行うことができ
る。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-4707 discloses the following ultrasonic therapy apparatus. First, Magnetic Resonance Imaging (MRI)
And computer tomography equipment (X-CT; X-ray Comput
The affected part and its vicinity are three-dimensionally imaged using an image diagnostic apparatus such as ed Tomography, and the obtained three-dimensional image is stored in a memory of the apparatus main body. Next, the ultrasonic therapy apparatus obtains the obtained three-dimensional image and physical characteristic values of tissues such as bones and organs input by the operator using the console (for example, temperature rise characteristics with respect to heating, acoustic impedance, and the like). Based on this data, a three-dimensional pseudo-biological model including a temporal change is created and displayed. This allows the operator to apply an ultrasonic applicator having a plurality of ultrasonic vibrators to a subject while observing the three-dimensional image so that the ultrasonic wave is irradiated onto the affected part without being obstructed by obstacles such as bones and organs. Installing. Next, in this state, the ultrasonic treatment apparatus calculates the refraction and reflection of the ultrasonic wave caused by the difference in the acoustic impedance between the tissues, and irradiates the ultrasonic irradiation path from the ultrasonic applicator to the affected part (the sound field). Simulate). At this time, if an obstacle such as a bone or an organ exists on the irradiation path, the ultrasonic transducer that generates an ultrasonic wave that will hit the obstacle is not driven, and the other ultrasonic transducers are not driven. When driven, conditions for controlling the power supply are determined so that constant energy is applied only to the affected part. Then, the operator determines the treatment protocol such as the treatment region and treatment order while viewing the three-dimensional image, and then irradiates the affected part with ultrasonic waves while sequentially moving the focal point of the ultrasonic transducer according to the right treatment protocol. I do. According to such a configuration, the deviation of the irradiation position of the ultrasonic wave and the irradiation path can be evaluated in advance, and accurate and safe treatment can be performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
7−4707号公報に開示された従来の超音波治療装置
においては、MRIやX−CT等の画像診断装置を用い
ているため、装置が複雑・大型であり、高価になってし
まうという欠点があった。また、疑似生体モデルを作成
する際に用いられる骨や臓器等の組織の物理特性値は、
被験者の組織について実測した値ではなく、オペレータ
がコンソールを用いて入力した統計的ないし平均的な値
であるので、当該被験者の治療に最適な音場がシミュレ
ートできないという問題があった。したがって、被験者
の他の生体組織を損傷することなく、結石等を効果的に
破砕することができないという欠点があった。
In the conventional ultrasonic therapy apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-4707, an image diagnostic apparatus such as MRI or X-CT is used. There is a drawback that it is complicated, large, and expensive. In addition, the physical characteristic values of tissues such as bones and organs used when creating the pseudo biological model are:
Since the value is not a value actually measured for the subject's tissue but a statistical or average value input by the operator using the console, there is a problem that an optimal sound field for treatment of the subject cannot be simulated. Therefore, there is a drawback that stones and the like cannot be effectively crushed without damaging other living tissues of the subject.

【0005】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、安価・簡単・小型な構成で、治療に最適な超音
波を生成でき、被験者の他の生体組織を損傷することな
く、被験者の体内にある結石や胆石等を効果的に破砕す
ることができる超音波治療装置及び超音波治療方法を提
供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a low-cost, simple, and small configuration, can generate an optimal ultrasonic wave for treatment, and does not damage other living tissues of the subject. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic treatment apparatus and an ultrasonic treatment method capable of effectively crushing stones, gallstones, and the like in a human body.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明に係る超音波治療装置は、2次
元的に任意に配置され、供給される被験者の体内の少な
くとも患部の位置を探索するための探索信号に基づいて
探索用超音波を、供給される上記患部を治療するための
治療信号に基づいて治療用超音波をそれぞれ上記被験者
の体内に照射すると共に、少なくとも患部からのエコー
を受信して少なくとも探索受信信号を出力するN個(N
は2以上の自然数)の超音波変換要素と、上記N個の超
音波変換要素のうち、第n番目(n=1,2,……,
N)の超音波変換要素に所定周波数範囲内の探索信号を
供給し、それに基づく少なくとも患部からのエコーを第
m番目(m=1,2,……,N)の超音波変換要素によ
って受信させる処理を上記N個の超音波変換要素につい
て行うことにより上記N個の超音波変換要素から出力さ
れる(N×N)個の探索受信信号Smn(t)を検出する
探索受信信号検出手段と、上記(N×N)個の探索受信
信号Smn(t)を(N×N)個の探索受信信号S
mn(ω)にフーリエ変換するフーリエ変換手段と、上記
(N×N)個の探索受信信号Smn(ω)に関する式
(9)の方程式を成立させる実数値λ1,λ2,……,λ
Nのうち、絶対値の大きい方から数えて、単数又は複数
の実数値λp(1≦p≦N)を求めると共に、上記単数
又は複数の実数値λp(1≦p≦N)に対応する単数又
は複数の関数Ψp(1≦p≦N)(ω)を算出する算出
手段と、上記単数又は複数の関数Ψp(1≦p≦N)
(ω)に基づいて、少なくとも1個の治療信号を生成し
て少なくとも1個の超音波変換要素に供給する治療信号
生成手段とを備えてなることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, an ultrasonic therapy apparatus according to the first aspect of the present invention is arbitrarily arranged two-dimensionally, and is provided with at least an affected part of the body of a subject to be supplied. Based on a search signal for searching for a position, a search ultrasonic wave is applied to the body of the subject based on a treatment signal for treating the supplied affected part, and at least from the affected part. N (N)
Is a natural number of 2 or more) and the n-th (n = 1, 2,...) Of the N ultrasonic conversion elements
A search signal within a predetermined frequency range is supplied to the N) ultrasonic conversion element, and at least an echo from the affected part based on the search signal is received by the m-th (m = 1, 2,..., N) ultrasonic conversion element. Search reception signal detection means for detecting (N × N) search reception signals S mn (t) output from the N ultrasonic conversion elements by performing the process on the N ultrasonic conversion elements; , The (N × N) search reception signals S mn (t) are converted to the (N × N) search reception signals S mn (t).
mn (ω), and real values λ 1 , λ 2 ,..., which satisfy the equation (9) for the (N × N) search reception signals S mn (ω). λ
Of N, counted from the larger absolute value, along with determining the one or more real-valued λ p (1 ≦ p ≦ N ) , corresponding to said one or more real-valued λ p (1 ≦ p ≦ N ) Calculating means for calculating one or more functions Ψ p (1 ≦ p ≦ N) (ω), and the one or more functions Ψ p (1 ≦ p ≦ N)
And a treatment signal generating means for generating at least one treatment signal based on (ω) and supplying the treatment signal to at least one ultrasonic conversion element.

【数9】 式(9)において、Ψ* m(ω)はΨm(ω)の複素共役
である。
(Equation 9) In equation (9), Ψ * m (ω) is the complex conjugate of Ψ m (ω).

【0007】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の超音波治療装置に係り、上記探索受信信号検出手段
は、上記N個の超音波変換要素から照射可能な超音波の
周波数帯域内の任意波形の探索信号を生成し、上記N個
の超音波変換要素は、上記探索信号に基づいて、自己の
周波数帯域内の任意波形の探索用超音波を上記被験者の
体内に照射することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic therapy apparatus according to the first aspect, wherein the search reception signal detecting means includes a frequency band of ultrasonic waves which can be irradiated from the N ultrasonic conversion elements. Generating a search signal of an arbitrary waveform in the above, and the N ultrasonic conversion elements irradiate the subject with ultrasonic waves for searching for an arbitrary waveform in its own frequency band based on the search signal. It is characterized by.

【0008】また、請求項3記載の発明は、請求項1又
は2記載の超音波治療装置に係り、上記治療信号生成手
段は、上記単数又は複数の関数Ψpを逆フーリエ変換し
て得られた信号Ψp(t)を、アナログ変換することで
上記少なくとも1個の治療信号とすることを特徴として
いる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic treatment apparatus according to the first or second aspect, wherein the treatment signal generating means is obtained by performing an inverse Fourier transform on the one or more functions Ψ p. The converted signal 治療p (t) is converted into an analog signal to be the at least one treatment signal.

【0009】また、請求項4記載の発明は、請求項1又
は2記載の超音波治療装置に係り、上記治療信号生成手
段は、上記単数又は複数の関数Ψp(ω)に角周波数毎
に重み関数Ap(ω)を掛けたものを逆フーリエ変換し
て得られた信号をアナログ変換し、必要に応じて、振幅
を増幅して上記少なくとも1個の治療信号とすることを
特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic therapy apparatus according to the first or second aspect, wherein the treatment signal generating means includes a function Ψ p (ω) for each angular frequency. A signal obtained by inverse Fourier transform of the signal multiplied by the weighting function A p (ω) is converted into an analog signal, and if necessary, the amplitude is amplified to obtain the at least one treatment signal. .

【0010】また、請求項5記載の発明は、請求項1又
は2記載の超音波治療装置に係り、上記N個の超音波変
換要素に対応して、対応する超音波変換要素と合わせた
送受信特性が直線位相変化特性を有し、対応する超音波
変換要素と上記探索受信信号検出手段及び上記治療信号
生成手段との間で、エネルギの損失なしに信号の授受が
なされるように、インピーダンスの整合を行うN個の整
合回路を備え、上記治療信号生成手段は、上記単数又は
複数の関数Ψp(ω)を逆フーリエ変換して得られた信
号Ψp(t)に基づいて、任意の時刻に任意の振幅を有
するパルス状の少なくとも1個の治療信号を生成するこ
とを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic treatment apparatus according to the first or second aspect, wherein the transmission / reception combined with the corresponding ultrasonic conversion element corresponds to the N ultrasonic conversion elements. The characteristic has a linear phase change characteristic, so that transmission and reception of a signal without loss of energy is performed between the corresponding ultrasonic conversion element and the search reception signal detection means and the treatment signal generation means. The medical signal generating means includes N matching circuits for performing matching, and the treatment signal generating means can perform arbitrary treatment based on a signal Ψ p (t) obtained by performing an inverse Fourier transform on the one or more functions Ψ p (ω). It is characterized in that at least one pulse-shaped treatment signal having an arbitrary amplitude is generated at a time.

【0011】また、請求項6記載の発明は、請求項1又
は2記載の超音波治療装置に係り、上記N個の超音波変
換要素に対応して、対応する超音波変換要素と合わせた
送受信特性が直線位相変化特性を有し、対応する超音波
変換要素と上記探索受信信号検出手段及び上記治療信号
生成手段との間で、エネルギの損失なしに信号の授受が
なされるように、インピーダンスの整合を行うN個の整
合回路を備え、上記治療信号生成手段は、上記単数又は
複数の関数Ψp(ω)に角周波数毎に重み関数Ap(ω)
を掛けたものを逆フーリエ変換して得られた信号に基づ
いて、任意の時刻に任意の振幅を有するパルス状の少な
くとも1個の治療信号を生成することを特徴としてい
る。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic therapy apparatus according to the first or second aspect, wherein transmission / reception corresponding to the N ultrasonic conversion elements and the corresponding ultrasonic conversion elements is performed. The characteristic has a linear phase change characteristic, so that transmission and reception of a signal without loss of energy is performed between the corresponding ultrasonic conversion element and the search reception signal detection means and the treatment signal generation means. The treatment signal generating means includes N matching circuits for performing matching, and the one or more functions Ψ p (ω) are added to the weighting function A p (ω) for each angular frequency.
, And generates at least one pulse-shaped treatment signal having an arbitrary amplitude at an arbitrary time based on a signal obtained by performing an inverse Fourier transform on the multiplied signal.

【0012】また、請求項7記載の発明は、請求項4又
は6記載の超音波治療装置に係り、上記重み関数A
p(ω)が、上記治療用超音波のエネルギを患部に集中
させるべく上記治療信号のピーク電圧を変化させる関数
であることを特徴としている。
The invention according to claim 7 relates to the ultrasonic treatment apparatus according to claim 4 or 6, wherein the weighting function A
p (ω) is characterized in that it is a function that changes the peak voltage of the treatment signal in order to concentrate the energy of the treatment ultrasonic wave on the affected part.

【0013】また、請求項8記載の発明は、請求項1乃
至7のいずれか1に記載の超音波治療装置に係り、上記
算出手段が、上記(N×N)個の探索受信信号S
mn(ω)から作成される(N×N)の複素対称行列であ
り、式(10)で表される散乱行列S(ω)から、式
(11)で表される(2N×2N)の実対称行列S'
(ω)を求め、上記実対称行列S'(ω)の固有値問題
を処理して固有値及びそれに対する固有ベクトルを求
め、上記固有値のうち、絶対値の大きい方から数えて、
単数又は複数の固有値を上記単数又は複数の実数値λp
とすると共に、上記単数又は複数の固有値に対する単数
又は複数の固有ベクトルを上記単数又は複数の実数値λ
pに対応する単数又は複数の関数Ψp(ω)とすることを
特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic therapy apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein the calculating means comprises the (N × N) search reception signals S
mn (ω) is an (N × N) complex symmetric matrix, and is obtained from the scattering matrix S (ω) expressed by the equation (10) and (2N × 2N) expressed by the equation (11). Real symmetric matrix S '
(Ω) is obtained, and the eigenvalue problem of the real symmetric matrix S ′ (ω) is processed to obtain an eigenvalue and an eigenvector corresponding to the eigenvalue.
One or more eigenvalues are converted to one or more real values λ p
And the singular or plural eigenvectors for the singular or plural eigenvalues are converted to the singular or plural real values λ
One or more functions 単p (ω) corresponding to p are characterized.

【数10】 式(10)において、Smn(ω)は、第n番目の超音波
変換要素(n=1,2,……,N)から探索用超音波を
照射した時の少なくとも患部からのエコーを第m番目の
超音波変換要素(m=1,2,……,N)が受信すると
きの時間の関数たる探索受信信号Smn(t)に対応して
いる。
(Equation 10) In the equation (10), S mn (ω) represents at least an echo from the affected part when the search ultrasonic wave is emitted from the n-th ultrasonic conversion element (n = 1, 2,..., N). The m-th ultrasonic conversion element (m = 1, 2,..., N) corresponds to the search reception signal S mn (t) as a function of time when receiving.

【数11】 式(11)において、Re(S(ω))は散乱行列S
(ω)の実部、Im(S(ω))は散乱行列S(ω)の
虚部である。
[Equation 11] In equation (11), Re (S (ω)) is the scattering matrix S
The real part of (ω), Im (S (ω)) is the imaginary part of the scattering matrix S (ω).

【0014】また、請求項9記載の発明は、請求項1乃
至8のいずれか1に記載の超音波治療装置に係り、上記
所定周波数範囲に対応する角周波数範囲及び上記N個の
超音波変換要素について、上記単数又は複数の実数値λ
pに対応する単数又は複数の関数Ψp(ω)から音場の関
数φp(ω,x,y,z)を求め、上記音場の関数φ
p(ω,x,y,z)を逆フーリエ変換して得られた関
数φp(t,x,y,z)から時刻t=0での音場の関
数φp(x,y,z)(=φp(t,x,y,z)(t=
0))を求め、該音場の関数φp(x,y,z)及び上
記単数又は複数の実数値λpに基づいて少なくとも患部
を画像化する画像化処理手段を備えてなることを特徴と
している。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic therapy apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein the angular frequency range corresponding to the predetermined frequency range and the N ultrasonic conversions are provided. For the element, the singular or plural real values λ
The sound field function φ p (ω, x, y, z) is obtained from one or more functions Ψ p (ω) corresponding to p, and the sound field function φ
p (ω, x, y, z) function which is obtained by inverse Fourier transform of φ p (t, x, y , z) function of the sound field at time t = 0 from φ p (x, y, z ) (= Φ p (t, x, y, z) (t =
0)) and imaging means for imaging at least the affected part based on the function φ p (x, y, z) of the sound field and the single or plural real values λ p. And

【0015】また、請求項10記載の発明は、請求項9
記載の超音波治療装置に係り、上記フーリエ変換手段
が、上記治療用超音波照射時に、少なくとも患部からの
エコーを受信した上記N個の超音波変換要素から出力さ
れるN個の治療受信信号をフーリエ変換し、上記算出手
段は、フーリエ変換されたN個の治療受信信号に基づい
て、上記単数又は複数の実数値λp及びそれらに対応す
る単数又は複数の関数Ψ p(ω)を算出し、かつ、上記
画像化手段は、上記単数又は複数の実数値λp及びそれ
らに対応する単数又は複数の関数Ψp(ω)に基づい
て、少なくとも治療中の患部を画像化することを特徴と
している。
The invention described in claim 10 is the same as the ninth invention.
The above-mentioned Fourier transform means
However, at the time of the therapeutic ultrasonic irradiation, at least from the affected area
The echoes are output from the N ultrasonic transducers
Fourier transform the received N received signals to calculate
The stage is based on the Fourier-transformed N treatment received signals.
Singular or plural real values λpAnd corresponding to them
One or more functions p(Ω) and the above
The imaging means may include one or more real values λpAnd it
One or more functions corresponding topBased on (ω)
And imaging at least the affected area during treatment.
doing.

【0016】また、請求項11記載の発明は、請求項1
乃至10のいずれか1に記載の超音波治療装置に係り、
少なくとも患部からの1次反射波信号のみを抽出するた
めのゲート関数g(t)と、上記探索受信信号S
mn(t)とを乗算するゲート処理手段を備えてなること
を特徴としている。
The invention according to claim 11 is the first invention.
According to the ultrasonic therapy apparatus according to any one of 1 to 10,
A gate function g (t) for extracting at least only a primary reflected wave signal from the affected part;
mn (t) is multiplied by gate processing means.

【0017】また、請求項12記載の発明は、請求項1
1記載の超音波治療装置に係り、上記ゲート関数g
(t)が、上記探索受信信号Smn(t)のうち、上記1
次反射波信号と推定される部分で振幅が略1で、その他
の部分で振幅が略0の矩形窓を示す関数、又は式(1
2)で示される正規関数であることを特徴としている。
The invention according to claim 12 is the first invention.
1. The gate function g according to claim 1, wherein
(T) is one of the search reception signals S mn (t).
A function representing a rectangular window having an amplitude of approximately 1 in a portion estimated as a next reflected wave signal and an amplitude of approximately 0 in other portions, or a formula (1)
It is a normal function represented by 2).

【数12】 (Equation 12)

【0018】また、請求項13記載の発明は、請求項1
乃至12のいずれか1に記載の超音波治療装置に係り、
上記探索受信信号検出手段が、上記所定周波数範囲内に
おいて、上記超音波変換要素から照射された探索用超音
波が上記患部まで伝搬される最長時間をTとした場合の
(1/8T)より十分小さい周波数間隔で上記探索用超
音波の周波数を変更して周波数毎の上記(N×N)個の
探索受信信号Smn(t)を検出することを特徴としてい
る。
The invention according to claim 13 is the first invention.
According to the ultrasonic therapy apparatus according to any one of 1 to 12,
The search reception signal detecting means is more than (1 / 8T) when the maximum time for the search ultrasonic wave radiated from the ultrasonic conversion element to propagate to the diseased part is T in the predetermined frequency range. The frequency of the search ultrasonic wave is changed at small frequency intervals, and the (N × N) search reception signals S mn (t) for each frequency are detected.

【0019】また、請求項14記載の発明は、請求項1
乃至13のいずれか1に記載の超音波治療装置に係り、
上記算出手段が、上記単数又は複数の実数値λpから又
は上記単数又は複数の実数値λpに所定の比例定数を乗
じて、少なくとも患部の反射率を求めることを特徴とし
ている。
The invention according to claim 14 is the first invention.
According to the ultrasonic therapy apparatus according to any one of to 13,
Said calculating means is multiplied by the one or more real value lambda p from or the one or more predetermined proportional constant real value lambda p, it is characterized by determining the reflectance of at least the affected area.

【0020】また、請求項15記載の発明に係る超音波
治療方法は、2次元的に任意に配置され、供給される被
験者の体内の少なくとも患部の位置を探索するための探
索信号に基づいて探索用超音波を、供給される上記患部
を治療するための治療信号に基づいて治療用超音波をそ
れぞれ上記被験者の体内に照射すると共に、少なくとも
患部からのエコーを受信して少なくとも探索受信信号を
出力するN個(Nは2以上の自然数)の超音波変換要素
を備え、上記N個の超音波変換要素のうち、第n番目
(n=1,2,……,N)の超音波変換要素に所定周波
数範囲内の探索信号を供給し、それに基づく少なくとも
患部からのエコーを第m番目(m=1,2,……,N)
の超音波変換要素によって受信させる処理を上記N個の
超音波変換要素について行うことにより上記N個の超音
波変換要素から出力される(N×N)個の探索受信信号
mn(t)を検出する第1の処理と、上記(N×N)個
の探索受信信号Smn(t)を(N×N)個の探索受信信
号Smn(ω)にフーリエ変換する第2の処理と、上記
(N×N)個の探索受信信号Smn(ω)に関する式(1
3)の方程式を成立させる実数値λ1,λ2,……,λN
のうち、絶対値の大きい方から数えて、単数又は複数の
実数値λp(1≦p≦N)を求めると共に、上記単数又
は複数の実数値λpに対応する単数又は複数の関数Ψ
p(ω)を算出する第3の処理と、上記単数又は複数の
関数Ψp(ω)に基づいて、少なくとも1個の治療信号
を生成して少なくとも1個の超音波変換要素に供給する
第4の処理とを備えてなることを特徴としている。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic treatment method which is arbitrarily arranged two-dimensionally, and is searched based on a supplied search signal for searching at least the position of an affected part in the body of a subject. Ultrasonic waves for irradiation are applied to the body of the subject based on the supplied treatment signal for treating the affected part, and at least an echo from the affected part is received and at least a search reception signal is output. (N is a natural number of 2 or more) ultrasonic conversion elements, and among the N ultrasonic conversion elements, an n-th (n = 1, 2,..., N) ultrasonic conversion element , A search signal within a predetermined frequency range is supplied, and at least an echo from the affected part based on the search signal is m-th (m = 1, 2,..., N)
(N × N) search reception signals S mn (t) output from the N ultrasonic conversion elements by performing the process of receiving by the ultrasonic conversion elements for the N ultrasonic conversion elements. A first process of detecting, and a second process of Fourier-transforming the (N × N) search reception signals S mn (t) into (N × N) search reception signals S mn (ω). Equation (1) for the (N × N) search reception signals S mn (ω)
Real values λ 1 , λ 2 ,..., Λ N that satisfy equation 3)
Of the absolute values, one or more real values λ p (1 ≦ p ≦ N) are calculated, and one or more functions Ψ corresponding to the one or more real values λ p are obtained.
a third process of calculating the p (ω), based on the one or more functions Ψ p (ω), the supply to the at least one ultrasonic transducer element to produce at least one therapeutic signal 4 is provided.

【数13】 式(13)において、Ψ* m(ω)はΨm(ω)の複素共
役である。
(Equation 13) In the formula (13), Ψ * m ( ω) is the complex conjugate of Ψ m (ω).

【0021】また、請求項16記載の発明は、請求項1
5記載の超音波治療方法に係り、上記第1の処理では、
上記N個の超音波変換要素から照射可能な超音波の周波
数帯域内の任意波形の探索信号を生成することを特徴と
している。
The invention according to claim 16 is the first invention.
According to the ultrasonic treatment method described in 5, in the first processing,
It is characterized in that a search signal of an arbitrary waveform in the frequency band of ultrasonic waves that can be irradiated is generated from the N ultrasonic conversion elements.

【0022】また、請求項17記載の発明は、請求項1
5又は16記載の超音波治療方法に係り、上記第4の処
理では、上記単数又は複数の関数Ψp(ω)を逆フーリ
エ変換して得られた信号Ψp(t)をアナログ変換して
上記少なくとも1個の治療信号とすることを特徴として
いる。
The invention according to claim 17 is based on claim 1.
According to the ultrasonic treatment method described in 5 or 16, in the fourth processing, a signal Ψ p (t) obtained by performing an inverse Fourier transform on the one or more functions Ψ p (ω) is converted into an analog signal. It is characterized in that said at least one treatment signal is used.

【0023】また、請求項18記載の発明は、請求項1
5又は16記載の超音波治療方法に係り、上記第4の処
理では、上記単数又は複数の関数Ψp(ω)に角周波数
毎に重み関数Ap(ω)を掛けたものを逆フーリエ変換
し、得られた信号を必要に応じて振幅を増幅して上記少
なくとも1個の治療信号とすることを特徴としている。
The invention according to claim 18 is the first invention.
According to the ultrasonic treatment method described in 5 or 16, in the fourth processing, the one or more functions も のp (ω) multiplied by a weighting function A p (ω) for each angular frequency are subjected to an inverse Fourier transform. Then, the amplitude of the obtained signal is amplified as necessary to obtain the at least one treatment signal.

【0024】また、請求項19記載の発明は、請求項1
5又は16記載の超音波治療方法に係り、上記N個の超
音波変換要素に対応して、対応する超音波変換要素と合
わせた送受信特性が直線位相変化特性を有し、対応する
超音波変換要素と上記探索受信信号検出手段及び上記治
療信号生成手段との間で、エネルギの損失なしに信号の
授受がなされるように、インピーダンスの整合を行うN
個の整合回路を備え、上記第4の処理では、上記単数又
は複数の関数Ψp(ω)を逆フーリエ変換して得られた
信号Ψp(t)に基づいて、任意の時刻に任意の振幅を
有するパルス状の少なくとも1個の治療信号を生成する
ことを特徴としている。
The invention according to claim 19 is the invention according to claim 1.
According to the ultrasonic therapy method described in 5 or 16, the transmission / reception characteristics combined with the corresponding ultrasonic conversion elements have a linear phase change characteristic corresponding to the N ultrasonic conversion elements, and the corresponding ultrasonic conversion Impedance matching is performed between the element and the search signal detection means and the treatment signal generation means so that signals can be transmitted and received without loss of energy.
Number of matching circuits, and in the fourth processing, based on a signal Ψ p (t) obtained by performing an inverse Fourier transform on the singular or plural functions Ψ p (ω), an arbitrary time The method is characterized in that at least one treatment signal in the form of a pulse having an amplitude is generated.

【0025】また、請求項20記載の発明は、請求項1
5又は16記載の超音波治療方法に係り、上記N個の超
音波変換要素に対応して、対応する超音波変換要素と合
わせた送受信特性が直線位相変化特性を有し、対応する
超音波変換要素と上記探索受信信号検出手段及び上記治
療信号生成手段との間で、エネルギの損失なしに信号の
授受がなされるように、インピーダンスの整合を行うN
個の整合回路を備え、上記第4の処理では、上記単数又
は複数の関数Ψp(ω)に角周波数毎に重み関数A
p(ω)を掛けたものを逆フーリエ変換して得られた信
号に基づいて、任意の時刻に任意の振幅を有するパルス
状の少なくとも1個の治療信号を生成することを特徴と
している。
Further, the invention described in claim 20 is the first invention.
According to the ultrasonic therapy method described in 5 or 16, the transmission / reception characteristics combined with the corresponding ultrasonic conversion elements have a linear phase change characteristic corresponding to the N ultrasonic conversion elements, and the corresponding ultrasonic conversion Impedance matching is performed between the element and the search signal detection means and the treatment signal generation means so that signals can be transmitted and received without loss of energy.
Number of matching circuits, and in the fourth process, a weighting function A is added to the one or more functions 複数p (ω) for each angular frequency.
At least one pulse-shaped treatment signal having an arbitrary amplitude at an arbitrary time is generated based on a signal obtained by performing an inverse Fourier transform on a product multiplied by p (ω).

【0026】請求項21記載の発明は、請求項18又は
20記載の超音波治療方法に係り、上記重み関数A
p(ω)は、上記治療用超音波のエネルギを患部に集中
させるべく上記治療信号のピーク電圧を変化させる関数
であることを特徴としている。
The invention according to claim 21 relates to the ultrasonic treatment method according to claim 18 or 20, wherein the weighting function A
p (ω) is characterized in that it is a function that changes the peak voltage of the treatment signal in order to concentrate the energy of the treatment ultrasonic wave on the affected part.

【0027】請求項22記載の発明は、請求項15乃至
21のいずれか1に記載の超音波治療方法に係り、上記
第3の処理では、上記(N×N)個の探索受信信号Smn
(ω)から作成される(N×N)の複素対称行列であ
り、式(14)で表される散乱行列S(ω)から、式
(15)で表される(2N×2N)の実対称行列S'
(ω)を求め、上記実対称行列S'(ω)の固有値問題
を処理して固有値及びそれに対する固有ベクトルを求
め、上記固有値のうち、絶対値の大きい方から数えて、
単数又は複数の固有値を上記単数又は複数の実数値λp
とすると共に、上記単数又は複数の固有値に対する単数
又は複数の固有ベクトルを上記単数又は複数の実数値λ
pに対応する単数又は複数の関数Ψp(ω)とすることを
特徴としている。
The invention according to claim 22 relates to the ultrasonic treatment method according to any one of claims 15 to 21, wherein in the third processing, the (N × N) search reception signals S mn are used.
This is an (N × N) complex symmetric matrix created from (ω). From the scattering matrix S (ω) expressed by equation (14), the actual value of (2N × 2N) expressed by equation (15) is obtained. Symmetric matrix S '
(Ω) is obtained, and the eigenvalue problem of the real symmetric matrix S ′ (ω) is processed to obtain an eigenvalue and an eigenvector corresponding to the eigenvalue.
One or more eigenvalues are converted to one or more real values λ p
And the singular or plural eigenvectors for the singular or plural eigenvalues are converted to the singular or plural real values λ
One or more functions 単p (ω) corresponding to p are characterized.

【数14】 式(14)において、Smn(ω)は、第n番目の超音波
変換要素(n=1,2,……,N)から探索用超音波を
照射した時の少なくとも患部からのエコーを第m番目の
超音波変換要素(m=1,2,……,N)が受信すると
きの時間の関数たる探索受信信号Smn(t)に対応して
いる。
[Equation 14] In the equation (14), S mn (ω) represents at least the echo from the affected part when the search ultrasonic wave is emitted from the n-th ultrasonic conversion element (n = 1, 2,..., N). The m-th ultrasonic conversion element (m = 1, 2,..., N) corresponds to the search reception signal S mn (t) as a function of time when receiving.

【数15】 式(15)において、Re(S(ω))は散乱行列S
(ω)の実部、Im(S(ω))は散乱行列S(ω)の
虚部である。
(Equation 15) In equation (15), Re (S (ω)) is the scattering matrix S
The real part of (ω), Im (S (ω)) is the imaginary part of the scattering matrix S (ω).

【0028】また、請求項23記載の発明は、請求項1
5乃至22のいずれか1に記載の超音波治療方法に係
り、上記所定周波数範囲に対応する角周波数範囲及び上
記N個の超音波変換要素について、上記単数又は複数の
実数値λpに対応する単数又は複数の関数Ψp(ω)から
音場の関数φp(ω,x,y,z)を求め、上記音場の
関数φp(ω,x,y,z)を逆フーリエ変換して得ら
れた関数φp(t,x,y,z)から時刻t=0での音
場の関数φp(x,y,z)(=φp(t,x,y,z)
(t=0))を求め、該音場の関数φp(x,y,z)
及び上記単数又は複数の実数値λpに基づいて少なくと
も患部を画像化する第5の処理を備えてなることを特徴
としている。
Further, the invention according to claim 23 is the first invention.
5 to relates to ultrasonic treatment method according to any one of 22, for the angular frequency range corresponding to a predetermined frequency range and the N numbers of ultrasonic transducer elements, corresponding to the one or more real-valued lambda p A sound field function φ p (ω, x, y, z) is obtained from one or more functions Ψ p (ω), and the sound field function φ p (ω, x, y, z) is subjected to an inverse Fourier transform. From the obtained function φ p (t, x, y, z), the function φ p (x, y, z) of the sound field at time t = 0 (= φ p (t, x, y, z)
(T = 0)), and a function φ p (x, y, z) of the sound field is obtained.
And a fifth process for imaging at least the affected part based on the single or plural real values λ p .

【0029】また、請求項24記載の発明は、請求項2
3記載の超音波治療方法に係り、上記第2の処理では、
上記治療用超音波照射時に、少なくとも患部からのエコ
ーを受信した上記N個の超音波変換要素から出力される
N個の治療受信信号をフーリエ変換し、上記第3の処理
では、フーリエ変換されたN個の治療受信信号に基づい
て、上記単数又は複数の実数値λp及びそれらに対応す
る単数又は複数の関数Ψp(ω)を算出し、上記第5の
処理では、上記単数又は複数の実数値λp及びそれらに
対応する単数又は複数の関数Ψp(ω)に基づいて、少
なくとも治療中の患部を画像化することを特徴としてい
る。
The invention according to claim 24 is the same as the invention according to claim 2.
According to the ultrasonic treatment method described in Item 3, in the second processing,
At the time of the treatment ultrasonic irradiation, the N treatment reception signals output from the N ultrasonic conversion elements that have received at least echoes from the affected part are Fourier-transformed, and the third processing is Fourier-transformed. The one or more real values λ p and the corresponding one or more functions Ψ p (ω) are calculated based on the N treatment reception signals, and in the fifth process, the singular or plural It is characterized in that at least the affected part under treatment is imaged based on the real value λ p and one or more functions Ψ p (ω) corresponding thereto.

【0030】また、請求項25記載の発明は、請求項1
5乃至24のいずれか1に記載の超音波治療方法に係
り、上記第2の処理の前に、少なくとも患部からの1次
反射波信号のみを抽出するためのゲート関数g(t)
と、上記探索受信信号Smn(t)とを乗算する第6の処
理を行うことを特徴としている。
The invention according to claim 25 is the first invention.
According to the ultrasonic treatment method described in any one of 5 to 24, a gate function g (t) for extracting at least only a primary reflected wave signal from an affected part before the second processing is performed.
And the search reception signal S mn (t) is multiplied by a sixth process.

【0031】また、請求項26記載の発明は、請求項2
5記載の超音波治療方法に係り、上記ゲート関数g
(t)が、上記探索受信信号Smn(t)のうち、上記1
次反射波信号と推定される部分で振幅が略1で、その他
の部分で振幅が略0の矩形窓を示す関数、又は式(1
6)で示される正規関数であることを特徴としている。
The invention according to claim 26 is the same as the claim 2
5. According to the ultrasonic treatment method described in item 5, the gate function g
(T) is one of the search reception signals S mn (t).
A function representing a rectangular window having an amplitude of approximately 1 in a portion estimated as a next reflected wave signal and an amplitude of approximately 0 in other portions, or a formula (1)
It is a normal function represented by 6).

【数16】 (Equation 16)

【0032】また、請求項27記載の発明は、請求項1
5乃至26のいずれか1に記載の超音波治療方法に係
り、上記第1の処理では、上記所定周波数範囲内におい
て、上記超音波変換要素から照射された探索用超音波が
上記患部まで伝搬される最長時間をTとした場合の(1
/8T)より十分小さい周波数間隔で上記探索用超音波
の周波数を変更して周波数毎の上記(N×N)個の探索
受信信号Smn(t)を検出することを特徴としている。
The invention according to claim 27 is the first invention.
In the ultrasonic treatment method according to any one of Items 5 to 26, in the first processing, within the predetermined frequency range, the search ultrasonic wave emitted from the ultrasonic conversion element is propagated to the affected part. (1)
/ 8T) is changed at a frequency interval sufficiently smaller than (/ 8T) to detect the (N × N) search reception signals S mn (t) for each frequency.

【0033】また、請求項28記載の発明は、請求項1
5乃至27のいずれか1に記載の超音波治療方法に係
り、上記第3の処理では、上記単数又は複数の実数値λ
pから又は上記単数又は複数の実数値λpに所定の比例定
数を乗じて、少なくとも患部の反射率を求めることを特
徴としている。
The invention according to claim 28 is the first invention.
In the ultrasonic treatment method according to any one of Items 5 to 27, in the third processing, the singular or plural real values λ
It is characterized in that at least the reflectance of the affected part is obtained from p or by multiplying the single or plural real values λ p by a predetermined proportionality constant.

【0034】[0034]

【作用】この発明の構成によれば、安価・簡単・小型な
構成で、治療に最適な超音波を生成でき、被験者の他の
生体組織を損傷することなく、被験者の体内にある結石
や胆石等を効果的に破砕することができる。また、請求
項11,12,25及び26記載の発明の構成によれ
ば、超音波変換要素の最初の残響や少なくとも患部と超
音波変換要素との間の多重反射等に関するノイズが除去
され、少なくとも患部からの1次反射波信号のみが抽出
されるので、患部の精確な位置が探索できる。
According to the configuration of the present invention, it is possible to generate ultrasonic waves optimal for treatment with an inexpensive, simple, and compact configuration, and to prevent calculi and gallstones in the subject's body without damaging other living tissues of the subject. Etc. can be effectively crushed. Further, according to the configuration of the invention described in claims 11, 12, 25 and 26, noise related to the first reverberation of the ultrasonic conversion element and at least the multiple reflection between the affected part and the ultrasonic conversion element is removed, and at least Since only the primary reflected wave signal from the affected part is extracted, the exact position of the affected part can be searched.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 A.第1の実施例 まず、この発明の第1の実施例について説明する。図1
は、この発明の第1の実施例である超音波治療装置の電
気的構成を示すブロック図、図2は、同装置の外観図、
図3は、同装置の使用状態を示す模式図である。この例
の超音波治療装置は、図1〜図3に示すように、アプリ
ケータ1と、装置本体2と、アプリケータ1と装置本体
2とを接続するケーブル3とから概略構成されている。
アプリケータ1は、装置本体2からケーブル3を介して
供給される、例えば、被験者4の腎臓5内に形成されて
いる結石の位置を探索するための振幅の小さい探索信号
を探索用超音波に、結石や胆石等を破砕するための振幅
の大きい治療信号を治療用超音波にそれぞれ変換して結
石等に照射すると共に、結石等からのエコーを探索受信
信号及び治療受信信号に変換する。装置本体2は、ケー
ブル3を介してアプリケータ1に探索信号を供給するこ
とによりアプリケータ1から供給される探索受信信号に
ついてデジタル解析処理を行って、結石等を破砕するの
に最適な治療信号を生成してアプリケータ1にケーブル
3を介して供給すると共に、結石等を画像表示する。ま
た、装置本体2は、アプリケータ1からケーブル3を介
して供給される治療受信信号についてデジタル解析処理
を行って、破砕中の結石等を画像表示する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The description will be specifically made using an embodiment. A. First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG.
1 is a block diagram showing an electrical configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external view of the apparatus.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a use state of the device. As shown in FIGS. 1 to 3, the ultrasonic therapy apparatus of this example is schematically constituted by an applicator 1, an apparatus main body 2, and a cable 3 connecting the applicator 1 and the apparatus main body 2.
The applicator 1 converts a search signal having a small amplitude supplied from the apparatus main body 2 via the cable 3, for example, for searching for the position of a calculus formed in the kidney 5 of the subject 4 into an ultrasonic search wave. In addition, a treatment signal having a large amplitude for crushing a calculus, a gallstone, or the like is converted into a therapeutic ultrasonic wave to irradiate the calculus or the like, and an echo from the calculus or the like is converted into a search reception signal and a treatment reception signal. The apparatus main body 2 supplies a search signal to the applicator 1 via the cable 3 to perform a digital analysis process on the search reception signal supplied from the applicator 1, and the optimal treatment signal for crushing a calculus or the like. Is generated and supplied to the applicator 1 via the cable 3, and an image of a calculus or the like is displayed. Further, the apparatus main body 2 performs digital analysis processing on the treatment reception signal supplied from the applicator 1 via the cable 3, and displays an image of a calculus or the like being crushed.

【0036】アプリケータ1は、図4に示すように、超
音波トランスデューサユニット6と、超音波遅延スペー
サ7と、ウォータバッグ8とから概略構成されている。
超音波トランスデューサユニット6は、図5に示すよう
に、超音波変換要素(エレメント)である超音波トラン
スデューサセル(以下、単にセルという)91〜9
64が、支持円板10上に、約40mmのピッチで、縦に
8個、横に8個、合計64個配列されて構成されてい
る。各セル91〜964は、チタンジルコン酸鉛(PZ
T)等からなる約36mm角の厚み振動型圧電素子の両
面に電極層が形成されて構成されている。超音波遅延ス
ペーサ7は、アクリルバルク等からなり、超音波トラン
スデューサユニット6の送受信面6aに固着され、超音
波照射による残響等の影響を除去すると共に、上記送受
信面6aから照射された超音波を集束させるために、所
定の焦点距離を有する。超音波遅延スペーサ7におい
て、各セル91〜964が固着される面に相対向する端面
は、図4に示すように、凹型湾曲形状をなしている。ウ
ォータバッグ8は、図4に示すように、ゴム製の袋状容
器8aの中に水8bが充填されて変形自在であり、袋状
容器8aの開口部端縁と超音波遅延スペーサ7の下端面
7aの端縁とが接合された状態で、超音波遅延スペーサ
7に取り付けられている。
As shown in FIG. 4, the applicator 1 is generally constituted by an ultrasonic transducer unit 6, an ultrasonic delay spacer 7, and a water bag 8.
As shown in FIG. 5, the ultrasonic transducer unit 6 includes ultrasonic transducer cells (hereinafter simply referred to as cells) 9 1 to 9 which are ultrasonic conversion elements (elements).
64 are arranged on the support disk 10 at a pitch of about 40 mm, eight in a row and eight in a row, a total of 64 pieces. Each cell 91 to 93 64, lead zirconate titanate (PZ
An electrode layer is formed on both sides of a thickness vibration type piezoelectric element of about 36 mm square made of T) or the like. The ultrasonic delay spacer 7 is made of an acrylic bulk or the like, is fixed to the transmitting / receiving surface 6a of the ultrasonic transducer unit 6, removes the influence of reverberation or the like due to the ultrasonic irradiation, and reduces the ultrasonic wave irradiated from the transmitting / receiving surface 6a. It has a predetermined focal length for focusing. In the ultrasonic delay spacer 7, the end surface which faces the surface of each cell 9 to 93 64 is fixed, as shown in FIG. 4, and forms a concavely curved shape. As shown in FIG. 4, the water bag 8 is filled with water 8b in a rubber bag-like container 8a and is freely deformable. The water bag 8 is located under the opening edge of the bag-like container 8a and under the ultrasonic delay spacer 7. It is attached to the ultrasonic delay spacer 7 in a state where the edge of the end face 7a is joined.

【0037】図1において、装置本体2は、信号発生器
111〜1164と、整合回路12 1〜1264と、増幅器1
1〜1364と、波形整形器141〜1464と、A/D変
換器151〜1564と、ROM16と、RAM17と、
CPU(中央処理装置)18と、ディスプレイ19とか
ら構成されている。信号発生器111〜1164は、それ
ぞれセル91〜964から照射される超音波の周波数帯域
内の任意波形の探索信号を生成する。この実施例では、
信号発生器111〜1164は、それぞれ周波数範囲0.
54〜1.62MHzのパルス状の探索信号を所定の周
期(例えば、1ms)で360Hzずつステップさせな
がら繰り返し生成する。また、信号発生器111〜11
64は、D/A変換器を有しており、CPU18から供給
されるデジタル治療信号をアナログ変換し、それに基づ
いて結石等を破砕するのに最適な治療信号を生成する。
整合回路121〜1264は、ケーブル3を介して、セル
1〜964と1対1に接続され、信号発生器111〜11
64からの探索信号及び治療信号をセル91〜964に供給
すると共に、セル91〜964からの探索受信信号及び治
療受信信号を増幅器131〜1364に供給する。整合回
路121〜1264は、セル91〜964と装置本体2との間
で、エネルギの損失なしに信号の授受がなされるよう
に、インピーダンスの整合を行う。増幅器131〜13
64は、整合回路121〜1264を介して供給される探索
受信信号及び治療受信信号を所定の増幅度で増幅した
後、波形整形器141〜1464に供給する。波形整形器
141〜1464は、LC構成のバンドパスフィルタから
なり、増幅器131〜1364によって増幅された探索受
信信号及び治療受信信号を線形に波形整形した後、A/
D変換器151〜1564に供給する。A/D変換器151
〜1564は、図示せぬサンプルホールド回路、高速サン
プリングメモリ等を備え、CPU18のサンプリング開
始要求に従って、波形整形器141〜1464から供給さ
れる波形整形されたアナログの探索受信信号及び治療受
信信号を所定の周波数(例えば、12MHz)でサンプ
リングしてデジタル探索受信信号及びデジタル治療受信
信号に変換し、一旦高速サンプリングメモリに格納した
後、CPU18に供給する。
In FIG. 1, an apparatus main body 2 includes a signal generator.
111~ 1164And the matching circuit 12 1~ 1264And amplifier 1
31~ 1364And the waveform shaper 141~ 1464And A / D change
Exchanger 151~ 1564ROM16, RAM17,
CPU (Central Processing Unit) 18 and Display 19
It is composed of Signal generator 111~ 1164Is it
Each cell 91~ 964Frequency band of ultrasonic wave emitted from
The search signal of the arbitrary waveform in is generated. In this example,
Signal generator 111~ 1164Respectively have a frequency range of 0.
A pulse-like search signal of 54 to 1.62 MHz is applied to a predetermined frequency.
Period (for example, 1 ms), do not step by 360 Hz.
Generate repeatedly. Also, the signal generator 111~ 11
64Has a D / A converter and is supplied from the CPU 18.
Digital therapy signal is converted to analog
And generate an optimal treatment signal for crushing stones and the like.
Matching circuit 121~ 1264Is a cell via the cable 3
91~ 964And the signal generator 111~ 11
64Search signal and therapy signal from the cell 91~ 964Supply to
And cell 91~ 964Search and receive signals from
Amplifier 131~ 1364To supply. Alignment times
Road 121~ 1264Is cell 91~ 964Between the device body 2
So that signals can be exchanged without loss of energy.
Next, impedance matching is performed. Amplifier 131~ 13
64Is a matching circuit 121~ 1264Search powered via
Received signal and therapy received signal were amplified with a predetermined amplification
Later, the waveform shaper 141~ 1464To supply. Waveform shaper
141~ 1464From the bandpass filter of LC configuration
And amplifier 131~ 1364Search amplified by
After linearly shaping the communication signal and the treatment reception signal, A /
D converter 151~ 1564To supply. A / D converter 151
~ 1564Is a sample and hold circuit (not shown)
A sampling memory for the CPU 18 is provided.
According to the initial request, the waveform shaper 141~ 1464Supplied by
Waveform shaped analog search and receive signals
Signal at a predetermined frequency (for example, 12 MHz).
Ring for digital search reception signal and digital therapy reception
Converted to a signal and stored in the high-speed sampling memory
After that, it is supplied to the CPU 18.

【0038】ROM16は、CPU18に結石等の治療
を実行させるための処理プログラムを格納する。この処
理プログラムは、デジタル探索受信信号検出処理サブプ
ログラムと、ゲート処理サブプログラムと、フーリエ変
換処理サブプログラムと、固有値問題処理サブプログラ
ムと、画像化処理サブプログラムと、デジタル治療信号
生成処理サブプログラムと、デジタル治療受信信号検出
処理サブプログラムなどとを有して構成されている。な
お、各種処理の内容については、後述する動作説明にお
いて詳述する。RAM17は、CPU18の作業領域が
設定されるワーキングエリアと、各種データを一時記憶
するデータエリアとを有し、例えば、デジタル探索受信
信号やデジタル治療受信信号等もデータエリア内に一時
記憶される。CPU18は、ROM16に格納されてい
る上述の処理プログラムをRAM17を用いて実行する
ことにより、信号発生器111〜1164、A/D変換器
151〜1564等の装置各部の制御、デジタル探索受信
信号検出処理、ゲート処理、フーリエ変換処理、固有値
問題処理、破砕前及び破砕中の結石等の形状の3次元画
像化処理、デジタル治療信号生成処理、デジタル治療受
信信号検出処理等を実行する。なお、各種処理の内容に
ついては、後述する動作説明において詳述する。ディス
プレイ19は、CRTディスプレイ又は液晶ディスプレ
イ等からなり、CPU18の制御により、破砕前及び破
砕中の結石等の形状の3次元画像表示等が行われる。な
お、装置本体2には、図示しないが、電源スイッチ、被
験者の体内の結石等の探索開始を指示する探索開始スイ
ッチ、右結石等の治療開始を指示する治療開始スイッ
チ、右結石等の治療終了を指示する治療終了スイッチ等
の各種スイッチや、各種の治療条件を設定するためのボ
タン等が設けられている。
The ROM 16 stores a processing program for causing the CPU 18 to execute a treatment such as a calculus. This processing program includes a digital search received signal detection processing subprogram, a gate processing subprogram, a Fourier transform processing subprogram, an eigenvalue problem processing subprogram, an imaging processing subprogram, a digital treatment signal generation processing subprogram, , A digital therapy reception signal detection processing subprogram and the like. The details of the various processes will be described later in the description of the operation. The RAM 17 has a working area in which a work area of the CPU 18 is set, and a data area for temporarily storing various data. For example, a digital search reception signal, a digital treatment reception signal, and the like are also temporarily stored in the data area. The CPU 18 executes the above-described processing program stored in the ROM 16 by using the RAM 17 to control various parts of the apparatus such as the signal generators 11 1 to 11 64 and the A / D converters 15 1 to 15 64 , Performs search reception signal detection processing, gate processing, Fourier transform processing, eigenvalue problem processing, three-dimensional imaging processing of shapes such as stones before and during crushing, digital therapy signal generation processing, digital therapy reception signal detection processing, etc. . The details of the various processes will be described later in the description of the operation. The display 19 is composed of a CRT display, a liquid crystal display, or the like, and displays a three-dimensional image of a calculus or the like before and during crushing under the control of the CPU 18. Although not shown, the apparatus main body 2 includes a power switch, a search start switch for instructing the start of a search for a calculus in the body of the subject, a treatment start switch for instructing a start of a treatment for a right calculus, etc., and a treatment end for a right calculus, etc. And a switch for setting various treatment conditions.

【0039】次に、図1、図3及び図6を参照して、被
験者4の腎臓5内に形成されている結石を破砕する超音
波治療装置の動作(処理の流れ)について説明する。ま
ず、超音波治療装置本体2の電源スイッチが押下される
と、CPU18は、装置各部のプリセット、カウンタや
各種レジスタ、各種フラグの初期設定を行った後、図6
に示すステップSP1の処理へ進み、探索開始スイッチ
が押下されたか否かを判断する。この判断結果が「N
O」の場合には、同判断を繰り返す。そして、図3に示
すように、オペレータが、治療台20の上に仰向けに横
たわっている被験者4の超音波ゲルが塗布された腹部に
アプリケータ1を載置して手で支持した後、探索開始ス
イッチを押下すると、ステップSP1の判断結果が「Y
ES」となり、CPU18は、ステップSP2へ進む。
Next, with reference to FIGS. 1, 3 and 6, an operation (flow of processing) of the ultrasonic therapy apparatus for crushing a calculus formed in the kidney 5 of the subject 4 will be described. First, when the power switch of the ultrasonic therapy apparatus main body 2 is pressed, the CPU 18 performs presetting of each section of the apparatus, initial setting of a counter, various registers, and various flags.
Then, it is determined whether or not the search start switch has been pressed. The result of this determination is “N
In the case of "O", the same judgment is repeated. Then, as shown in FIG. 3, the operator places the applicator 1 on the abdomen of the subject 4 lying on the back of the treatment table 20 on which the ultrasonic gel has been applied, and supports the applicator 1 with his / her hand. When the start switch is pressed, the judgment result of step SP1 becomes "Y
ES ”, and the CPU 18 proceeds to step SP2.

【0040】ステップSP2では、CPU18は、結石
に探索用超音波を照射してその位置を検出する探索処理
を実行する。CPU18は、まず、デジタル探索受信信
号検出処理サブプログラムの制御により、1個のセル9
からの探索用超音波の照射及び64個のセルによる結石
からのエコーの受信を、探索用超音波の周波数をステッ
プさせながら64個のセル9すべてについて繰り返すデ
ジタル探索受信信号検出処理を実行する。すなわち、第
n番目のセル9n(n=1,2,……,N;N=64)
から周波数範囲0.54〜1.62MHzの探索用超音
波を所定の周期(例えば、1ms)で360Hzずつス
テップさせながら繰り返し照射することにより、すべて
のセル91〜9 64によって、結石からのエコーが各周波
数毎に受信され、各増幅器131〜1364、波形整形器
141〜1464及びA/D変換器151〜1564に入力さ
れ、CPU18に取り込まれる。このようにして、第n
番目のセル9nから探索用超音波を照射し、このときの
結石からのエコーを第m番目のセル9m(m=1,2,
……,N;N=64)が受信するときの時間tの関数た
るデジタル探索受信信号Smn(t)を検出することが第
1番目のセル91から第64番目のセル964について行
われる。なお、周波数変化のステップを360Hzに設
定した理由については、後述する。
At the step SP2, the CPU 18
Processing for irradiating a search ultrasonic wave to the object and detecting its position
Execute The CPU 18 first receives the digital search reception signal.
Signal detection processing subprogram, one cell 9
Of ultrasonic waves for searching from the ground and calculus by 64 cells
The echo frequency from the search ultrasonic wave.
Data for all 64 cells 9
A digital search received signal detection process is executed. That is,
nth cell 9n(N = 1, 2,..., N; N = 64)
From 0.54 to 1.62 MHz
Waves are waved at a predetermined period (for example, 1 ms) every 360 Hz.
By repeatedly irradiating while stepping, all
Cell 91~ 9 64Echoes from the calculus
Each amplifier 131~ 1364, Waveform shaper
141~ 1464And A / D converter 151~ 1564Entered
Then, it is taken into the CPU 18. Thus, the n-th
Th cell 9nIrradiates a search ultrasonic wave from the
The echo from the calculus is the mth cell 9m(M = 1, 2,
..., N; N = 64) is a function of the time t when receiving
Digital search reception signal SmnDetecting (t)
First cell 91To the 64th cell 9 from64About row
Will be Note that the frequency change step is set to 360 Hz.
The reason specified will be described later.

【0041】次に、CPU18は、ゲート処理サブプロ
グラムの制御により、得られたデジタル探索受信信号S
mn(t)をゲートにかけるゲート処理を実行する。すな
わち、CPU18は、セル9の最初の残響や結石からの
エコーの結石とセル9との間における多重反射等に関す
るノイズを除去し、結石からの1次反射波信号のみを抽
出するために、得られたデジタル探索受信信号S
mn(t)をゲートにかける。具体的には、デジタル探索
受信信号Smn(t)において最大振幅となるところを結
石からの1次反射波信号と推定し、それのみを抽出する
ためのゲート関数g(t)と、デジタル探索受信信号S
mn(t)とを乗算してデジタル探索受信信号S
gmn(t)を算出する。ゲート関数g(t)としては、
上記1次反射波信号と推定される部分で振幅が略1で、
その他の部分で振幅が略0の矩形窓を示す関数や、式
(17)で示される正規関数が考えられる。
Next, the CPU 18 controls the obtained digital search and reception signal S under the control of the gate processing subprogram.
A gate process of applying mn (t) to the gate is performed. In other words, the CPU 18 removes noise relating to the first reverberation of the cell 9 and multiple reflections between the calculus of the echo from the calculus and the cell 9 and extracts only the primary reflected wave signal from the calculus. Digital search reception signal S
Apply mn (t) to the gate. More specifically, a portion having the maximum amplitude in the digital search reception signal S mn (t) is estimated as a primary reflected wave signal from a calculus, and a gate function g (t) for extracting only the signal is used for the digital search. Received signal S
mn (t) and the digital search reception signal S
gmn (t) is calculated. As the gate function g (t),
In the portion estimated as the primary reflected wave signal, the amplitude is substantially 1, and
In other parts, a function indicating a rectangular window having an amplitude of about 0 or a normal function represented by Expression (17) can be considered.

【0042】[0042]

【数17】 [Equation 17]

【0043】式(17)において、t0はデジタル探索
受信信号Smn(t)が最大振幅になる時間、τは350
μsである。
In the equation (17), t 0 is the time when the digital search reception signal S mn (t) has the maximum amplitude, and τ is 350
μs.

【0044】次に、CPU18は、フーリエ変換処理サ
ブプログラムの制御により、ゲート処理により得られた
デジタル探索受信信号Sgmn(t)をデジタル探索受信
信号Sgmn(ω)にフーリエ変換した後、N×Nの複素
対称行列である散乱行列S(ω)を作成するフーリエ変
換処理を実行する。散乱行列S(ω)は、式(18)で
表される。式(18)において、Smn(ω)は、第n番
目のセル9n(n=1,2,……,N;N=64)から
探索用超音波を照射した時の結石からのエコーを第m番
目のセル9m(m=1,2,……,N;N=64)が受
信するときの時間tの関数たるデジタル探索受信信号S
mn(t)に対応している。
Next, under the control of the Fourier transform processing subprogram, the CPU 18 performs a Fourier transform of the digital search received signal S gmn (t) obtained by the gate processing into a digital search received signal S gmn (ω), A Fourier transform process for creating a scattering matrix S (ω) that is a × N complex symmetric matrix is executed. The scattering matrix S (ω) is represented by Expression (18). In the equation (18), S mn (ω) is an echo from a calculus when a search ultrasonic wave is irradiated from the n-th cell 9 n (n = 1, 2,..., N; N = 64). When the m-th cell 9 m (m = 1, 2,..., N; N = 64) receives the digital search reception signal S as a function of the time t.
mn (t).

【0045】[0045]

【数18】 (Equation 18)

【0046】次に、CPU18は、固有値問題処理サブ
プログラムの制御により、散乱行列S(ω)から式(1
9)に示す(2N×2N)の実対称行列S'(ω)を求
め、この実対称行列S'(ω)の固有値問題を処理し
て、固有値及びそれに対する固有ベクトルを求める固有
値問題処理を実行する。以下、固有値問題処理につい
て、図7を参照して説明する。
Next, under the control of the eigenvalue problem processing subprogram, the CPU 18 calculates the expression (1) from the scattering matrix S (ω).
9), a (2N × 2N) real symmetric matrix S ′ (ω) is obtained, an eigenvalue problem of the real symmetric matrix S ′ (ω) is processed, and an eigenvalue problem process for obtaining an eigenvalue and an eigenvector corresponding thereto is executed. I do. Hereinafter, the eigenvalue problem processing will be described with reference to FIG.

【0047】[0047]

【数19】 [Equation 19]

【0048】式(19)において、Re(S(ω))は
散乱行列S(ω)の実部、Im(S(ω))は散乱行列
S(ω)の虚部である。
In equation (19), Re (S (ω)) is the real part of the scattering matrix S (ω), and Im (S (ω)) is the imaginary part of the scattering matrix S (ω).

【0049】いま、図7に示すように、反射体Πを囲む
閉曲面上に観測面Γ0を設ける。この観測面Γ0には無数
のセルが配置されており、反射体Πへ向かって任意の波
動(探索用超音波)を照射できるようになっている。い
ま、t<0で、観測面Γ0から波動が照射され、t=−
0で、反射体Πの表面Γrに沿った波面を形成したとす
る。反射体Πの垂直反射率λは、角周波数ωによらず一
定(実数)であるとし、反射体Πと観測面Γ0との間の
媒質Ω内では波動の減衰がないものとすると、媒質Ω内
では、式(20)に示す関係式が成立する。
Now, as shown in FIG. 7, an observation surface Γ 0 is provided on a closed curved surface surrounding the reflector Π. Innumerable cells are arranged on this observation plane # 0 , and an arbitrary wave (searching ultrasonic wave) can be irradiated toward the reflector Π. Now, at t <0, a wave is irradiated from the observation plane Γ 0 , and t = −
0, and to form a wavefront along the surface gamma r of the reflector [pi. Assuming that the vertical reflectance λ of the reflector Π is constant (real number) regardless of the angular frequency ω, and that there is no attenuation of the wave in the medium Ω between the reflector Π and the observation surface 観 測0 , Within Ω, the relational expression shown in Expression (20) holds.

【0050】[0050]

【数20】 (Equation 20)

【0051】式(20)において、φinは反射体Πに向
かう探索用超音波(入射波)の波動関数、φSCは反射体
Πから戻ってくるエコー(散乱波)の波動関数、xは観
測面Γ0上の位置座標である。
In equation (20), φ in is the wave function of the search ultrasonic wave (incident wave) directed to the reflector Π, φ SC is the wave function of the echo (scattered wave) returning from the reflector Π, and x is the position coordinates on the observation surface gamma 0.

【0052】式(20)の両辺に、exp(−jωt)
(jは虚数単位、以下同様)を掛けて、時間(t=−∞
〜∞)で積分すると、
Exp (-jωt) is added to both sides of the equation (20).
(J is an imaginary unit, the same applies hereinafter) and multiplied by time (t = −∞
~ ∞)

【0053】[0053]

【数21】 (Equation 21)

【0054】[0054]

【数22】 (Equation 22)

【0055】式(22)において、*はそれが付されて
いない関数の複素共役を意味する。以下同様である。次
に、式(21)及び式(22)から式(23)を得る。
In the equation (22), * means the complex conjugate of a function without it. The same applies hereinafter. Next, equation (23) is obtained from equation (21) and equation (22).

【0056】[0056]

【数23】 (Equation 23)

【0057】また、一般的に、散乱波と入射波との間に
は、式(24)に示すような関係式も成立する。
In general, a relational expression as shown in Expression (24) is established between the scattered wave and the incident wave.

【0058】[0058]

【数24】 (Equation 24)

【0059】式(24)において、σ(ω,x,x’)
は、位置座標x’上の波源(セル)から照射された波動
(探索用超音波)が、反射体Πの表面Γrで散乱され
て、位置座標x上に作る音場であり、散乱パラメータと
称される。式(23)及び式(24)から、式(25)
が導かれる。
In equation (24), σ (ω, x, x ′)
Is a sound field created on the position coordinate x by the wave (searching ultrasonic wave) emitted from the wave source (cell) on the position coordinate x ′ being scattered by the surface Γ r of the reflector Π, and the scattering parameter It is called. From equations (23) and (24), equation (25)
Is led.

【0060】[0060]

【数25】 (Equation 25)

【0061】次に、式(25)を離散化処理するため、
観測面Γ0を小さなメッシュΔi,Δj(i=1,2,
…,N;j=1,2,…,N)に分割する。ここで、メ
ッシュΔi,Δjは微小セルのそれぞれの広がり(面積)
に相当する。メッシュΔi,Δj内では、入射波φin及び
散乱波φscの変化が無視できるとすると、式(25)
は、式(26)の形で表される。
Next, in order to perform the discretization processing of the equation (25),
The observation plane Γ 0 is divided into small meshes Δ i , Δ j (i = 1, 2,
.., N; j = 1, 2,..., N). Here, the meshes Δ i and Δ j are the respective spreads (areas) of the minute cells.
Is equivalent to Mesh delta i, in the delta j, when the change of the incident wave phi in and scattered waves phi sc is negligible, the equation (25)
Is expressed in the form of Expression (26).

【0062】[0062]

【数26】 (Equation 26)

【0063】式(26)の両辺に√Δi(i=1,2,
…,N)を掛けて変形すると、式(27)が得られる。
√Δ i (i = 1, 2, 2)
.., N) to obtain Expression (27).

【0064】[0064]

【数27】 [Equation 27]

【0065】式(27)は、式(28)〜式(30)を
用いて、式(31)と表される。
Equation (27) is expressed as equation (31) using equations (28) to (30).

【0066】[0066]

【数28】 [Equation 28]

【0067】[0067]

【数29】 (Equation 29)

【0068】[0068]

【数30】 [Equation 30]

【0069】[0069]

【数31】 (Equation 31)

【0070】これらの式において、S(ω,i,j)は、
離散化された散乱パラメータであり、第j番目のメッシ
ュΔjから照射された波動(探索用超音波)が、反射体
Πの表面Γrで散乱され、第i番目のメッシュΔiがその
散乱波を受信するときのデジタル探索受信信号を意味す
る。また、ΨSC(ω,i)は、N個のすべてのメッシュ
(セル)から照射された単位波動(探索用超音波)が、
反射体Πの表面Γ rで散乱され、第i番目のメッシュ
(セル)がその散乱波を受信するときのデジタル探索受
信信号を意味する。
In these equations, S (ω, i, j) is
Discretized scattering parameters, j-th mesh
ΔΔjWave (searching ultrasonic wave) emitted from
ΓSurfaceΓrAnd the i-th mesh ΔiBut that
Means digital search reception signal when receiving scattered waves
You. Also, ΨSC(Ω, i) is all N meshes
The unit wave (searching ultrasonic wave) emitted from the (cell)
Reflector surface rAnd the i-th mesh
Digital search and reception when (cell) receives the scattered wave
It means a communication signal.

【0071】式(31)を行列形式で表現すると、式
(32)〜式(34)となる。
When Expression (31) is expressed in a matrix format, Expressions (32) to (34) are obtained.

【0072】[0072]

【数32】 (Equation 32)

【0073】[0073]

【数33】 [Equation 33]

【0074】[0074]

【数34】 (Equation 34)

【0075】式(32)に示す散乱行列S(ω)は、式
(18)に示す散乱行列S(ω)と同様、N×Nの複素
対称行列であり、測定により得られるものである。式
(34)を実部と虚部とに分けて表現すると、式(3
5)及び式(36)が得られる。
The scattering matrix S (ω) shown in the equation (32) is an N × N complex symmetric matrix like the scattering matrix S (ω) shown in the equation (18), and is obtained by measurement. Expression (34) is divided into a real part and an imaginary part.
5) and equation (36) are obtained.

【0076】[0076]

【数35】 (Equation 35)

【0077】[0077]

【数36】 [Equation 36]

【0078】式(36)の両辺に−1を掛け、それと式
(35)とをまとめて行列形式で表現すると、式(3
7)が得られ、式(37)は、式(38)と表現でき
る。
When both sides of Expression (36) are multiplied by −1, and Expression (35) is collectively expressed in a matrix form, Expression (3)
7) is obtained, and Expression (37) can be expressed as Expression (38).

【0079】[0079]

【数37】 (37)

【0080】[0080]

【数38】 (38)

【0081】ここで、散乱行列S(ω)はN×Nの複素
対称行列であるから、式(37)及び式(38)は、
(2N×2N)の実対称行列S'(ω)の固有値問題を
処理すること、すなわち、実対称行列S'(ω)の固有
値及びそれに対する固有ベクトルを決定することによ
り、反射体Πの垂直反射率λが固有値として求められ、
反射体Πに向かう探索用超音波(入射波)の波動関数が
固有ベクトルとして求められることを示している。した
がって、λは、常に実数である。
Here, since the scattering matrix S (ω) is an N × N complex symmetric matrix, equations (37) and (38) are
By dealing with the eigenvalue problem of the (2N × 2N) real symmetric matrix S ′ (ω), that is, determining the eigenvalues of the real symmetric matrix S ′ (ω) and the eigenvectors corresponding thereto, the vertical reflection of the reflector Π Rate λ is determined as an eigenvalue,
This shows that the wave function of the search ultrasonic wave (incident wave) directed to the reflector Π is obtained as an eigenvector. Therefore, λ is always a real number.

【0082】[0082]

【数39】 [Equation 39]

【0083】[0083]

【数40】 (Equation 40)

【0084】[0084]

【数41】 [Equation 41]

【0085】したがって、実対称行列S'(ω)の固有
値は、N個(N=64)の正の固有値λp(p=1,
2,…,N)と、N個の負の固有値−λp(p=1,
2,…,N)とが存在する。この場合、各固有値λの添
字pは、固有値の絶対値が大きい順に付すものとする。
Therefore, the eigenvalues of the real symmetric matrix S ′ (ω) are N (N = 64) positive eigenvalues λ p (p = 1,
2,..., N) and N negative eigenvalues −λ p (p = 1,
2,..., N). In this case, the subscript p of each eigenvalue λ is added in the order of the absolute value of the eigenvalue.

【0086】以上の説明は、図7に示す反射体Πを囲む
閉曲面上に観測面Γ0を設け、この観測面Γ0に無数のセ
ルを配置して反射体Πへ向かって任意の波動を照射する
場合についてのものであり、図3に示すように、結石に
対向する位置に設けられた複数のセルから結石へ向かっ
て探索用超音波を照射する場合とは実際上は異なるが、
基本的な考え方は応用できる。ところで、実際には、セ
ルの周波数特性等のため、固有値λは、結石の反射率に
比例したものとして得られる。そこで、この例では、反
射率が既知の物体についても上記したデジタル探索受信
信号検出処理、ゲート処理、フーリエ変換処理及び固有
値問題処理を行い、固有値及びそれに対する固有ベクト
ルを算出し、得られた固有値で対応する固有値λを除算
して比例定数を得ることにする。
In the above description, the observation surface Γ 0 is provided on the closed curved surface surrounding the reflector に shown in FIG. 7, and an arbitrary number of cells are arranged on the observation surface Γ 0 and arbitrary waves are directed toward the reflector Π. It is a case of irradiating a search ultrasonic wave from a plurality of cells provided at a position facing the calculus to the calculus as shown in FIG.
The basic idea can be applied. By the way, in practice, the eigenvalue λ is obtained as being proportional to the reflectance of the calculus due to the frequency characteristics of the cell. Therefore, in this example, the above-described digital search reception signal detection processing, gate processing, Fourier transform processing, and eigenvalue problem processing are performed on an object whose reflectance is known, and an eigenvalue and an eigenvector corresponding thereto are calculated. We will divide the corresponding eigenvalue λ to get the proportionality constant.

【0087】次に、CPU18は、正の固有値λpに対
する固有ベクトルより、式(42)で表される複素ベク
トルVΨp(ω)を求める。
[0087] Next, CPU 18, from the eigenvectors for positive eigenvalues lambda p, obtaining the formula (42) complex vector VΨ p (ω) represented by.

【0088】[0088]

【数42】 VΨp(ω)=Re(VΨp(ω))+jIm(VΨp(ω))……(42)[Number 42] VΨ p (ω) = Re ( VΨ p (ω)) + jIm (VΨ p (ω)) ...... (42)

【0089】ステップSP3では、CPU18は、画像
化処理サブプログラムの制御により、ディスプレイ19
の画面に、結石の形状を3次元画像(図2参照)として
表示する画像化処理を実行する。この処理では、まず、
第p番目の固有値λpに対する複素ベクトルVΨp(ω)
から音場の関数φp(ω,x,y,z)を求める処理を
すべての角周波数及びすべてのセル91〜964について
行う。次に、得られた音場の関数φp(ω,x,y,
z)を逆フーリエ変換して得られた関数φp(t,x,
y,z)から時刻t=0での音場の関数φp(x,y,
z)(=φp(t,x,y,z)(t=0))を求め
る。これにより、音場の関数φp(x,y,z)は、結
石の表面に沿った波面を形成するので、その波面を結石
の表面と対応させ、固有値λpを結石の反射率に対応さ
せることにより、画像化する。この場合、反射率が異な
る領域があれば、反射率毎に画像化される。
At step SP3, the CPU 18 controls the display 19 under the control of the imaging sub-program.
Of the calculus is displayed as a three-dimensional image (see FIG. 2) on the screen of FIG. In this process, first,
Complex vector VΨ p (ω) for the p-th eigenvalue λ p
Sound field function φ p (ω, x, y , z) for all the angular frequency and all of the cells 91 to 93 64 processing to obtain the perform from. Next, the obtained sound field function φ p (ω, x, y,
z) is a function φ p (t, x,
y, z) to the sound field function φ p (x, y,
z) (= φ p (t, x, y, z) (t = 0)). Thus, the sound field function φ p (x, y, z) forms a wavefront along the surface of the calculus, so that the wavefront corresponds to the surface of the calculus, and the eigenvalue λ p corresponds to the reflectance of the calculus. By doing so, an image is formed. In this case, if there is an area having a different reflectance, an image is formed for each reflectance.

【0090】まず、前提として、固有値λの符号は既知
であるとし、例えば、第p番目の固有値λpは当該符号
をとるものとする。多くの場合、結石の音響インピーダ
ンスは生体の軟組織の音響インピーダンスより大きいの
で、このように仮定できる。また、固有値λpに対する
複素ベクトルVΨp(ω)は規格化されているとする。
すなわち、複素ベクトルVΨp(ω)の大きさは1であ
るとする。ここで、複素ベクトルVΨp(ω)の大きさ
が1であるとは、複素ベクトルVΨp(ω)が式(4
3)を満足することを意味する。
[0090] First, as a premise, the sign of the eigenvalues lambda is assumed to be known, for example, the p-th eigenvalue lambda p is assumed to take the code. In many cases, this can be assumed since the acoustic impedance of the calculus is greater than the acoustic impedance of the soft tissue of the living body. Further, the complex vector VΨ p (ω) with respect to the eigenvalue lambda p is assumed to be normalized.
That is, the magnitude of the complex vector VΨ p (ω) is one. Here, the magnitude of the complex vector VΨ p (ω) is 1, the complex vector VΨ p (ω) has the formula (4
3) is satisfied.

【0091】[0091]

【数43】 式(43)において、Ψpn(ω)は、複素ベクトルVΨ
p(ω)の第n成分である。
[Equation 43] In equation (43), Ψ pn (ω) is a complex vector VΨ
This is the n-th component of p (ω).

【0092】複素ベクトルVΨp(ω)は、上記した固
有値問題処理において角周波数ω毎に求められている
が、図8(a)に示すように、1つの角周波数ωにおい
て、向きが180゜異なるものも存在し、かつ、対応す
る固有値λpは、固有値(−λ p)とペアをなし、固有値
(−λp)に対する複素ベクトルは固有値λpに対する複
素ベクトルと位相が90゜回転したものに対応する。す
なわち、絶対値が|λp|である固有値(±λp)に対す
る複素ベクトルは、同一の角周波数ωについて4個存在
する。したがって、固有値λpに対する複素ベクトルV
Ψp(ω)を角周波数の変化に従って追跡する場合、隣
接する複素ベクトルのなす角θが45゜より大きいと、
複素ベクトルを正しく追跡できなくなってしまう。図8
(b)の例では、固有値λpに対する角周波数ω0の複素
ベクトルに隣接する角周波数(ω+Δω)の複素ベクト
ルを追跡する際、θが45゜より大きいと、誤って固有
値(−λp)に対する角周波数(ω0+Δω)の複素ベク
トルを選択してしまう。これにより、誤った画像をディ
スプレイ19に表示してしまうことになる。
Complex vector VΨp(Ω) is the fixed
Calculated for each angular frequency ω in valuation problem processing
However, as shown in FIG.
And the directions differ by 180 °
Eigenvalue λpIs the eigenvalue (-λ p) And eigenvalue
(-Λp) Is the eigenvalue λpAgainst
The elementary vector and the phase correspond to those rotated by 90 °. You
That is, the absolute value is | λp| Eigenvalues (± λpAgainst)
Complex vectors exist for the same angular frequency ω
I do. Therefore, the eigenvalue λpComplex vector V for
ΨpWhen tracking (ω) according to the change in angular frequency,
If the angle θ between the tangent complex vectors is larger than 45 °,
Complex vectors cannot be tracked correctly. FIG.
In the example of (b), the eigenvalue λpAngular frequency ω0Complex
Complex vector of angular frequency (ω + Δω) adjacent to vector
When tracking θ, if θ is greater than 45 °,
Value (-λp) To the angular frequency (ω0+ Δω) complex vector
To choose a toll. This allows the wrong image to be
It will be displayed on the spray 19.

【0093】そこで、上記したデジタル探索受信信号検
出処理において、探索用超音波を360Hzずつステッ
プさせながら照射すると共に、この画像化処理におい
て、複素ベクトルVΨp(ω)の向きを周波数で連続さ
せる。まず、周波数変化のステップを360Hzに設定
した理由について説明する。上記のように、隣接する複
素ベクトルのなす角θ、すなわち、角周波数間隔Δωと
セルから照射された探索用超音波が結石まで伝搬される
最長時間Tとの積(ΔωT)が(π/4)より小さくな
ければならない。すなわち、
Therefore, in the above-described digital search reception signal detection processing, a search ultrasonic wave is irradiated while being stepped by 360 Hz, and in this imaging processing, the direction of the complex vector V でp (ω) is made continuous at a frequency. First, the reason why the frequency change step is set to 360 Hz will be described. As described above, the product (ΔωT) of the angle θ between adjacent complex vectors, that is, the product of the angular frequency interval Δω and the maximum time T during which the search ultrasonic wave emitted from the cell propagates to the calculus is (π / 4). ) Must be smaller. That is,

【0094】[0094]

【数44】ΔωT≦π/4…(44)ΔωT ≦ π / 4 (44)

【0095】角周波数ωは2πfと表させるから、式
(44)は式(45)となる。
Since the angular frequency ω is expressed as 2πf, equation (44) becomes equation (45).

【0096】[0096]

【数45】Δf≦1/8T…(45)Δf ≦ 1 / T (45)

【0097】この例において、超音波トランスデューサ
ユニット6から結石までの距離を70mmとすると、最
長伝搬時間Tは46.6μsとなるので、式(48)よ
りΔfは約2.68kHz以下であれば良い。そこで、
この例では、余裕をみて、周波数変化のステップを36
0Hzに設定したのである。
In this example, assuming that the distance from the ultrasonic transducer unit 6 to the calculus is 70 mm, the longest propagation time T is 46.6 μs. Therefore, according to the equation (48), Δf may be about 2.68 kHz or less. . Therefore,
In this example, considering the margin, the frequency change step is set to 36.
It was set to 0 Hz.

【0098】次に、複素ベクトルVΨp(ω)の向きを
周波数で連続させる処理について説明する。複素ベクト
ルVΨp(ω)を算出すべき角周波数範囲内(最小角周
波数ω0〜最大角周波数ω(Q-1))において、最小角周波
数ω0からq番目の角周波数をωq(q=0,1,……,
(Q−1))とすると、qが1以上の時は、次のアルゴ
リズムに従って、順次複素ベクトルVΨp(ωq)を決定
する。
Next, a description will be given of a process for continuous frequency direction of the complex vector VΨ p (ω). Within the angular frequency range in which the complex vector VΨ p (ω) is to be calculated (minimum angular frequency ω 0 to maximum angular frequency ω (Q-1) ), the q-th angular frequency from the minimum angular frequency ω 0 is defined as ω q (q = 0,1, ...,
If (Q-1)) and to, when q is 1 or more, according to the following algorithm to determine sequence complex vector Vpusai p the (omega q).

【0099】[0099]

【数46】 [Equation 46]

【0100】以上の処理により、複素ベクトルVΨ
p(ω)の符号が統一され、その向きが複素ベクトルV
Ψp(ω0)から複素ベクトルVΨp(ωQ-1)まで連続的
に変化するものになる。
With the above processing, the complex vector VΨ
The sign of p (ω) is unified and its direction is complex vector V
It changes continuously from Ψ p0 ) to the complex vector VΨ pQ-1 ).

【0101】次に、式(47)に基づいて、第p番目
(p=1,2,……,N)の固有値λ pに対する複素ベ
クトルVΨp(ω)から音場の関数φp(ω,x,y,
z)を求める処理をすべての角周波数(ω0〜ωQ-1)及
びすべてのセル9n(n=1,2,……,N;N=6
4)について行う。
Next, based on equation (47), the p-th
(P = 1, 2,..., N) eigenvalue λ pComplex
Kuturu VΨp(Ω) to the sound field function φp(Ω, x, y,
z) for all angular frequencies (ω0~ ΩQ-1)
And all cells 9n(N = 1, 2,..., N; N = 6
Perform 4).

【0102】[0102]

【数47】 [Equation 47]

【0103】式(47)において、Gn(ω,x,y,
z)は、その中心座標が座標(xn,yn,zn)である
第n番目のセル9nに角周波数ω及び振幅1の探索信号
を印加した場合にセル9nから照射される探索用超音波
により座標(x,y,z)に形成される複素音場の関数
である。 [1] セル9nが点音源とみなせる場合には、関数Gn
(ω,x,y,z)は、式(48)で与えられる。
In equation (47), G n (ω, x, y,
z) is radiated from the cell 9 n when a search signal having an angular frequency ω and an amplitude of 1 is applied to the n-th cell 9 n whose center coordinate is the coordinates (x n , y n , z n ). It is a function of the complex sound field formed at the coordinates (x, y, z) by the search ultrasound. [1] If the cell 9 n can be regarded as a point sound source, the function G n
(Ω, x, y, z) is given by equation (48).

【0104】[0104]

【数48】 [Equation 48]

【0105】式(48)において、APは周波数依存の
比例定数、k=ω/c、cは媒体中の音速であり、既知
とする。例えば、軟組織の場合、水と同じ1500m/
sとして良い。また、rは、式(49)で与えられる。
In equation (48), A P is a frequency-dependent proportional constant, k = ω / c, and c is the sound speed in the medium, which is assumed to be known. For example, in the case of soft tissue, 1500 m /
Good as s. R is given by equation (49).

【0106】[0106]

【数49】 [Equation 49]

【0107】[2] セル9nが、平面剛体壁に囲まれ
た円形ピストン振動音源と見なせる場合には、関数Gn
(ω,x,y,z)は、式(50)で表される。
[2] If the cell 9 n can be regarded as a circular piston vibration sound source surrounded by a plane rigid wall, the function G n
(Ω, x, y, z) is represented by equation (50).

【0108】[0108]

【数50】 [Equation 50]

【0109】式(50)において、ARは比例定数、J1
は1次のベッセル関数、aRは音源の半径である。ま
た、sinθは式(51)で表される。
In the equation (50), A R is a proportional constant and J 1
Is the first-order Bessel function, and a R is the radius of the sound source. Also, sin θ is represented by equation (51).

【0110】[0110]

【数51】 (Equation 51)

【0111】式(51)において、(nx,ny,n
z)は音源の大きさ1の法線ベクトル、×はベクトル積
を表す。なお、式(51)の他の記号の意味は[1]の
点音源の場合と略同様である。
In equation (51), (nx, ny, n
z) indicates a normal vector having a size of 1 of the sound source, and x indicates a vector product. The meanings of the other symbols in Expression (51) are substantially the same as those of the point sound source of [1].

【0112】[3] セル9nが剛壁に囲まれた矩形音
源と見なせる場合には、関数Gn(ω,x,y,z)
は、式(52)で与えられる。
[3] If the cell 9 n can be regarded as a rectangular sound source surrounded by a rigid wall, the function G n (ω, x, y, z)
Is given by equation (52).

【0113】[0113]

【数52】 (Equation 52)

【0114】式(52)において、2aSは矩形のx軸
方向の長さ、2bSは矩形のy軸方向の長さ、α及びβ
はそれぞれベクトル(x−xn,y−yn,z−zn)と
x軸及びy軸とのなす角である。また、sinc(D)
は、Dについて式(53)を意味する。なお、式(5
2)の他の記号の意味は[1]の点音源の場合と略同様
である。
In equation (52), 2a S is the length of the rectangle in the x-axis direction, 2b S is the length of the rectangle in the y-axis direction, α and β
Is the angle of each vector (x-x n, y- y n, z-z n) and the x-axis and y-axis. Also, sinc (D)
Means the expression (53) for D. Note that the expression (5)
2) The meanings of the other symbols are substantially the same as in the case of the point sound source [1].

【0115】[0115]

【数53】 (Equation 53)

【0116】なお、[2]及び[3]の詳細について
は、「超音波基礎工学」(山本美明著、日刊工業新聞社
刊、第56ページ〜第58ページ)を参照されたい。
For details of [2] and [3], refer to “Ultrasonic Basic Engineering” (Miaki Yamamoto, published by Nikkan Kogyo Shimbun, pages 56 to 58).

【0117】次に、得られた音場の関数φp(ω,x,
y,z)を逆フーリエ変換して得られた関数φp(t,
x,y,z)から時刻t=0での音場の関数φp(x,
y,z)(=φp(t,x,y,z)(t=0))を求
める。これにより、音場の関数φp(x,y,z)は、
結石の表面に沿った波面を形成するので、その波面を結
石の表面と対応させ、固有値λpを結石の反射率に対応
させることにより画像化し、図2に示すように、ディス
プレイ19に画像表示する。この場合、反射率が異なる
領域があれば、反射率毎に画像化する。また、すべての
音場の関数φp(x,y,z)について画像化するので
はなく、音場の大きさが所定の大きさ以上の場所につい
てだけ濃淡をつけ、それと共に、固有値λpに先に求め
た比例定数を乗算した結果である反射率の位置情報をそ
の濃淡に関連付けても良い。
Next, the obtained sound field function φ p (ω, x,
y, z) is a function φ p (t,
x, y, z) to the sound field function φ p (x,
y, z) (= φ p (t, x, y, z) (t = 0)). Thus, the sound field function φ p (x, y, z) is
Since a wavefront is formed along the surface of the calculus, the wavefront is made to correspond to the surface of the calculus, and the eigenvalue λ p is made to correspond to the reflectance of the calculus to form an image. As shown in FIG. I do. In this case, if there is a region having a different reflectance, an image is formed for each reflectance. Also, instead of imaging all the sound field functions φ p (x, y, z), shading is applied only to places where the size of the sound field is equal to or greater than a predetermined value, and the eigenvalue λ p The position information of the reflectance, which is the result of multiplying by the previously obtained proportionality constant, may be associated with the density.

【0118】ステップSP4では、CPU18は、再び
探索開始スイッチが押下されたか否かを判断する。この
判断結果が「YES」の場合、すなわち、オペレータ
が、ディスプレイ19に表示された結石の画像を見て、
超音波の焦点位置と結石の位置とが合致していないた
め、超音波の焦点位置を結石の位置に合致させるべく被
験者4の腹部に載置したアプリケータ1の位置を移動さ
せた後、再び探索開始スイッチを押下した場合には、C
PU18は、ステップSP2へ戻り、再びステップSP
2の探索処理及びステップSP3の画像化処理を実行す
る。一方、ステップSP4の判断結果が「NO」の場
合、すなわち、超音波の焦点位置と結石の位置とが合致
しているため、あるいは未だオペレータが探索開始スイ
ッチを押下しない場合には、CPU18は、ステップS
P5へ進む。ステップSP5では、CPU18は、治療
開始スイッチが押下されたか否かを判断する。この判断
結果が「NO」の場合には、ステップSP4へ戻る。一
方、ステップSP5の判断結果が「YES」の場合、す
なわち、超音波の焦点位置と結石の位置とが合致してお
り、オペレータが結石の破砕を開始すべく治療開始スイ
ッチを押下した場合には、CPU18は、ステップSP
6へ進む。
At step SP4, the CPU 18 determines again whether the search start switch has been pressed. If this determination result is “YES”, that is, the operator looks at the image of the calculus displayed on the display 19, and
Since the focal position of the ultrasonic wave and the position of the calculus do not match, after moving the position of the applicator 1 placed on the abdomen of the subject 4 so that the focal position of the ultrasonic wave matches the position of the calculus, When the search start switch is pressed, C
The PU 18 returns to step SP2 and again executes step SP2.
2 and the imaging process of step SP3. On the other hand, if the determination result in step SP4 is "NO", that is, if the focal position of the ultrasonic wave matches the position of the calculus, or if the operator has not yet pressed the search start switch, the CPU 18 Step S
Proceed to P5. In step SP5, the CPU 18 determines whether or not the treatment start switch has been pressed. If the determination is "NO", the flow returns to step SP4. On the other hand, if the result of the determination in step SP5 is “YES”, that is, if the focal position of the ultrasonic wave matches the position of the calculus and the operator presses the treatment start switch to start crushing the calculus, , The CPU 18 proceeds to step SP
Proceed to 6.

【0119】ステップSP6では、CPU18は、結石
に治療用超音波を照射してそれを破砕するデジタル治療
信号生成治療処理を実行する。CPU18は、まず、デ
ジタル治療信号生成処理サブプログラムの制御により、
式(54)に基づいて、第p番目(p=1,2,……,
N)の固有値λpに対する複素ベクトルVΨp(ω)か
ら、第n番目(n=1,2,……,N;N=64)のセ
ル9nに印加すべき治療信号生成の基礎となるデジタル
治療信号Bpn(t)を求めるデジタル治療信号生成処理
をすべての角周波数(ω0〜ωQ-1)及びすべてのセル9
n(n=1,2,……,N;N=64)について行う。
At step SP6, the CPU 18 executes digital treatment signal generation treatment processing for irradiating treatment ultrasonic waves to the calculus to crush it. The CPU 18 first controls the digital therapy signal generation processing subprogram,
Based on equation (54), the p-th (p = 1, 2,...,
From the complex vector VΨ p (ω) with respect to the eigenvalue lambda p of N), the n-th (n = 1,2, ......, N ; the N = 64 treatment signal basis generation to be applied to the cell 9 n) of The digital therapy signal generation processing for obtaining the digital therapy signal B pn (t) is performed for all angular frequencies (ω 0 to ω Q-1 ) and all cells 9.
n (n = 1, 2,..., N; N = 64).

【0120】[0120]

【数54】 (Equation 54)

【0121】すなわち、デジタル治療信号Bpn(t)
は、式(54)に示すように、複素ベクトルVΨ
p(ω)に角周波数毎に適当な重み関数Ap(ω)を掛け
たものを逆フーリエ変換する、すなわち、exp(jω
t)を掛けて角周波数(ω=−∞〜∞)で積分すること
により得られる。重み関数Ap(ω)は、結石を効率よ
く破砕するために、治療用超音波のエネルギが結石に集
中するようにデジタル治療信号Bnp(t)のピーク電圧
を変化させる役割を果たす関数である。なお、積分は、
原理的には(−∞〜∞)の範囲の角周波数について行わ
れるが、実際上はセル9の角周波数帯域内で積分すれば
充分である。また、負の角周波数領域については、積分
を行う代わりに正の角周波数領域のみの積分を行った
後、その計算結果の実部を負の角周波数領域についての
積分としても良い。なお、積分は、当然ながらデジタル
的な和で求められる。
That is, the digital therapy signal B pn (t)
Is a complex vector VΨ, as shown in equation (54).
p the inverse Fourier transform multiplied by the appropriate weighting function A p (omega) for each angular frequency (omega), i.e., exp (j [omega]
t) and integrated by the angular frequency (ω = −∞ to ∞). The weighting function A p (ω) is a function that plays a role in changing the peak voltage of the digital treatment signal B np (t) so that the energy of the therapeutic ultrasound is concentrated on the calculus in order to efficiently crush the calculus. is there. The integral is
In principle, this is performed for angular frequencies in the range (−∞ to ∞), but in practice, it is sufficient to integrate within the angular frequency band of the cell 9. Further, for the negative angular frequency domain, instead of performing the integration, only the positive angular frequency domain may be integrated, and the real part of the calculation result may be used as the integration for the negative angular frequency domain. The integration is naturally obtained as a digital sum.

【0122】そして、CPU18は、信号発生器111
〜1164に対して対応するデジタル治療信号Bp1(t)
〜Bp64(t)を供給して、セル91〜964に印加すべき
治療信号の生成を指示する。これにより、各信号発生器
111〜1164は、供給されたデジタル治療信号B
p1(t)〜Bp64(t)をアナログ変換し、そのままの
振幅で、あるいは必要に応じて、結石を破砕するのに必
要なエネルギを得るために振幅を増幅して、治療信号と
して、対応する整合回路121〜1264及びケーブル3
を介してセル91〜964に供給する。したがって、各セ
ル91〜964から照射された治療用超音波が超音波遅延
スペーサ7によって焦点位置に収束され、焦点位置にあ
る結石の破砕が開始される。
Then, the CPU 18 controls the signal generator 11 1
Digital therapy signal B p1 (t) corresponding to ~ 11 64
.About.B p64 supplies (t), and instructs the production of therapeutic signal to be applied to the cells 91 to 93 64. Accordingly, each of the signal generators 11 1 to 11 64 transmits the supplied digital therapy signal B.
p1 (t) to Bp64 (t) are converted to analog, and the amplitude is amplified as it is, or as necessary, to obtain the energy required for crushing the calculus. Matching circuits 12 1 to 12 64 and cables 3
Supplied to the cell 91 to 93 64 through. Therefore, therapeutic ultrasonic waves emitted from the respective cells 9 to 93 64 by ultrasonic delay spacers 7 are converged at the focal point, crushed stone at the focus position is started.

【0123】ステップSP7では、CPU18は、ディ
スプレイ19の画面に、破砕中の結石の形状を3次元画
像として表示する画像化処理を実行する。この画像化処
理は、デジタル治療受信信号検出処理サブプログラム、
ゲート処理サブプログラム、フーリエ変換処理サブプロ
グラム、固有値問題処理サブプログラム及び画像化処理
サブプログラムの制御により実行される。ステップSP
2の探索処理及びステップSP3の画像化処理において
は、探索用超音波を1個のセル9から周波数をステップ
させながら照射して得られた(N×N)個の探索受信信
号Smn(t)について上記各種の処理がなされたのに対
して、この画像化処理においては、治療用超音波を64
個のセル91〜964から同時に照射して得られたN個の
治療受信信号について上記各種の処理がなされる点が異
なるが、その他の点は上記したステップSP2及びステ
ップSP3における処理と略同様であるので、その説明
を省略する。このような処理を経て破砕中の結石が画像
化され、ディスプレイ19に画像表示される。
In step SP7, the CPU 18 executes an imaging process for displaying the shape of the crushed stone as a three-dimensional image on the screen of the display 19. This imaging processing includes a digital therapy reception signal detection processing subprogram,
It is executed under the control of a gate processing subprogram, a Fourier transform processing subprogram, an eigenvalue problem processing subprogram, and an imaging processing subprogram. Step SP
In the search processing 2 and the imaging processing in step SP3, (N × N) search reception signals S mn (t) obtained by irradiating the search ultrasonic waves from one cell 9 while stepping the frequency. ), The above-mentioned various processes were performed.
While that for N treatment received signal obtained by simultaneously irradiating the number of cells 91 to 93 64 The above various processes are performed are different, the process otherwise at step SP2 and step SP3 described above substantially The description is omitted because it is similar. Through such processing, the calculus being crushed is imaged and displayed on the display 19.

【0124】ステップSP8では、CPU18は、治療
終了スイッチが押下されたか否かを判断する。この判断
結果が「NO」の場合、すなわち、オペレータが、ディ
スプレイ19に表示された結石の画像を見て、結石が完
全に破砕されていないと判断し、治療終了スイッチを押
下しなかった場合には、CPU18は、ステップSP4
へ戻り、探索再開ないし治療再開されるか否かを判断す
る。一方、ステップSP8の判断結果が「YES」の場
合、すなわち、オペレータが、ディスプレイ19に表示
された結石の画像を見て、結石が完全に破砕されたと判
断し、治療終了スイッチを押下した場合には、CPU1
8は、一連の作業を終了する。
In step SP8, the CPU 18 determines whether or not the treatment end switch has been pressed. When the determination result is “NO”, that is, when the operator looks at the image of the calculus displayed on the display 19, determines that the calculus is not completely crushed, and does not press the treatment end switch. The CPU 18 determines in step SP4
Then, it is determined whether the search is resumed or the treatment is resumed. On the other hand, when the determination result of step SP8 is “YES”, that is, when the operator looks at the image of the calculus displayed on the display 19, determines that the calculus is completely crushed, and presses the treatment end switch. Is CPU1
8 ends a series of operations.

【0125】このように、この例の構成によれば、結石
等を探索する探索用超音波と、結石等を破砕する治療用
超音波とは同一のセル9から照射されているので、従来
のように、探索用の弱い超音波のみを照射する超音波ト
ランスデューサを別個に設けたり、MRIやX−CT等
の大型の画像診断装置を設ける必要がない。したがっ
て、装置を安価・簡単・小型に構成できる。また、この
例の構成によれば、従来のように、オペレータが入力し
た統計的ないし平均的な骨や臓器等の組織の物理特性値
ではなく、探索用超音波に対する結石からのエコーをセ
ル9で受信して得られたデジタル探索受信信号をデジタ
ル解析処理することにより、結石を破砕するのに最適な
治療信号を生成している。したがって、被験者の他の生
体組織を損傷することなく、被験者の体内にある結石や
胆石等を効果的に破砕することができる。
As described above, according to the configuration of this example, the search ultrasonic wave for searching for a calculus and the like and the treatment ultrasonic wave for crushing a calculus and the like are emitted from the same cell 9, so that the conventional ultrasonic wave is used. As described above, there is no need to separately provide an ultrasonic transducer that irradiates only weak ultrasonic waves for search or to provide a large-sized image diagnostic apparatus such as MRI or X-CT. Therefore, the device can be configured inexpensively, simply, and compactly. Further, according to the configuration of this example, instead of the statistical or average physical property values of the tissues such as bones and organs input by the operator, the echo from the calculus for the search ultrasonic waves is used in the cell 9 as in the related art. By performing digital analysis processing on the digital search reception signal obtained by receiving the above, a treatment signal optimal for crushing a calculus is generated. Therefore, it is possible to effectively crush stones, gallstones, and the like in the body of the subject without damaging other living tissues of the subject.

【0126】B.第2の実施例 次に、この発明の第2の実施例について説明する。図9
は、この発明の第2の実施例である超音波治療装置の電
気的構成を示すブロック図である。この図において、図
1の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説
明を省略する。この図に示す超音波治療装置において
は、図1に示すアプリケータ1及び装置本体2に代え
て、アプリケータ21及び装置本体22が新たに設けら
れている。アプリケータ21が図1に示すアプリケータ
1と異なる点は、セル91〜96 4とケーブル3との間
に、セル91〜964に対応して整合回路231〜236 4
新たに設けられている点である。整合回路231〜23
64は、セル91〜964と装置本体2との間で、エネルギ
の損失なしに信号の授受がなされるように、インピーダ
ンスの整合を行う。各整合回路231〜2364には、対
応する各セル91〜964と合わせた回路の送受信特性が
直線位相変化特性となるようなものを用いる。ここで、
直線位相特性とは、回路の位相特性が直線で表されるこ
とをいう。すなわち、回路が直線位相特性を有すると
は、この実施例の場合、整合回路23とセル9とからな
る回路に図10に示すインパルス状の電気信号を入力す
ると、セル9から、図11(1)に示す左右対称の波形
を有する超音波又は図12(1)に示す点対称の波形を
有する超音波が出力され、これらの波形を高速フーリエ
変換(FFT;Fast Fourier Transform)することによ
り、振幅特性がそれぞれ図11(2)又は図12(2)
に示すものとなると共に、位相特性がそれぞれ図11
(3)又は図12(3)に示すように、直線で表される
ことをいう。
B. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to a second embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to the respective parts in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the ultrasonic treatment apparatus shown in this figure, an applicator 21 and an apparatus main body 22 are newly provided instead of the applicator 1 and the apparatus main body 2 shown in FIG. That the applicator 21 is different from the applicator 1 shown in Figure 1, between the cell 91 to 93 6 4 and the cable 3, the matching circuit 23 1 to 23 6 4 corresponding to the cell 9 to 93 64 This is a new point. The matching circuit 23 1-23
64, between the cells 91 to 93 64 and the apparatus main body 2, so that the signal exchange without loss of energy is made, carry out the impedance matching. Each matching circuit 23 1 to 23 64, transmission and reception characteristics of the circuit combined with the cells 91 to 93 64 corresponding uses things like a linear phase variation characteristic. here,
The linear phase characteristic means that the phase characteristic of the circuit is represented by a straight line. That is, in this embodiment, the circuit has linear phase characteristics when the impulse-shaped electric signal shown in FIG. 10 is input to the circuit including the matching circuit 23 and the cell 9 from the cell 9 as shown in FIG. ) Or an ultrasonic wave having a point-symmetric waveform shown in FIG. 12 (1) is output, and these waveforms are subjected to Fast Fourier Transform (FFT) to obtain an amplitude. The characteristics are as shown in FIG. 11 (2) or FIG. 12 (2), respectively.
And the phase characteristics are shown in FIG.
As shown in (3) or FIG. 12 (3), it is indicated by a straight line.

【0127】また、装置本体22が図1に示す装置本体
2と異なる点は、信号発生器111〜1164に代えて、
パルス発生器241〜2464が新たに設けられている点
である。パルス発生器241〜2464は、図1に示す信
号発生器111〜11 64とは異なり、D/A変換器を有
していない。パルス発生器241〜2464は、それぞれ
周波数範囲0.54〜1.62MHzのパルス状の探索
信号を所定の周期(例えば、1ms)で360Hzずつ
ステップさせながら繰り返し生成する点については、信
号発生器111〜1164と同様である。また、パルス発
生器241〜2464は、CPU18から供給されるデジ
タル治療信号に基づいて、任意の時刻に任意の振幅を有
するパルス状の治療信号を生成する。
The apparatus main body 22 is the same as the apparatus main body shown in FIG.
2 is that the signal generator 111~ 1164Instead of
Pulse generator 241~ 2464Is newly provided
It is. Pulse generator 241~ 2464Is the signal shown in FIG.
Signal generator 111~ 11 64Unlike D / A converter
I haven't. Pulse generator 241~ 2464Respectively
Pulse-like search in the frequency range of 0.54 to 1.62 MHz
The signal is generated at predetermined intervals (for example, 1 ms) at 360 Hz.
Regarding the point of repeatedly generating while stepping,
Signal generator 111~ 1164Is the same as In addition, pulse
Greige 241~ 2464Is a digital signal supplied from the CPU 18.
Any amplitude at any time based on the
To generate a pulsed treatment signal.

【0128】次に、図9、図3及び図13を参照して、
被験者4の腎臓5内に形成されている結石を破砕する超
音波治療装置の動作(処理の流れ)について説明する。
なお、以下に説明するステップSP11〜SP18の処
理(図9参照)のうち、上記したステップSP1〜SP
8の処理(図6参照)と略同様である部分については、
詳細な説明はしない。まず、超音波治療装置本体22の
電源スイッチが押下されると、CPU18は、初期設定
を行った後、図13に示すステップSP11の処理へ進
み、探索開始スイッチが押下されたか否かを判断する。
この判断結果が「NO」の場合には、同判断を繰り返
す。そして、図3に示すように、オペレータが、治療台
20の上に仰向けに横たわっている被験者4の超音波ゲ
ルが塗布された腹部にアプリケータ1を載置して手で支
持した後、探索開始スイッチを押下すると、ステップS
P11の判断結果が「YES」となり、CPU18は、
ステップSP12へ進む。
Next, referring to FIG. 9, FIG. 3 and FIG.
The operation (flow of processing) of the ultrasonic therapy apparatus for crushing a calculus formed in the kidney 5 of the subject 4 will be described.
In the processing of steps SP11 to SP18 described below (see FIG. 9), the above-described steps SP1 to SP18 are performed.
8 (see FIG. 6),
No detailed description is given. First, when the power switch of the ultrasound therapy apparatus main body 22 is pressed, the CPU 18 performs initialization, proceeds to the process of step SP11 shown in FIG. 13, and determines whether the search start switch has been pressed. .
If the result of this determination is "NO", the same determination is repeated. Then, as shown in FIG. 3, the operator places the applicator 1 on the abdomen of the subject 4 lying on the back of the treatment table 20 on which the ultrasonic gel has been applied, and supports the applicator 1 with his / her hand. When the start switch is pressed, step S
The judgment result of P11 becomes “YES”, and the CPU 18
Proceed to step SP12.

【0129】ステップSP12では、CPU18は、結
石に探索用超音波を照射してその位置を検出する探索処
理を実行する。CPU18は、まず、デジタル探索受信
信号検出処理サブプログラムの制御により、第1番目の
セル91から第64番目のセル964についてデジタル探
索受信信号Smn(t)を検出した後、ゲート処理サブプ
ログラムの制御により、得られたデジタル探索受信信号
mn(t)をゲートにかけてデジタル探索受信信号S
gmn(t)を得る。次に、CPU18は、フーリエ変換
処理サブプログラムの制御により、得られたデジタル探
索受信信号Sgmn(t)をデジタル探索受信信号S
gmn(ω)にフーリエ変換した後、N×Nの複素対称行
列である散乱行列S(ω)を作成する。この実施例にお
いては、整合回路231〜2364と対応するセル91〜9
64とを合わせた回路の送受信特性が直線位相変化特性を
有しているので、探索超音波の反射特性に周波数依存性
がない場合には、得られた散乱行列S(ω)の特性も直
線位相変化特性を有すると考えられる。もっとも、ほと
んどの場合、探索超音波の反射特性に周波数依存性はな
いと考えられる。次に、CPU18は、固有値問題処理
サブプログラムの制御により、散乱行列S(ω)から式
(19)に示す(2N×2N)の実対称行列S'(ω)
を求め、この実対称行列S'(ω)の固有値問題を処理
して、N個(N=64)の正の固有値λp(p=1,
2,…,N)とそれぞれに対するN個の固有ベクトルを
求める。次に、CPU18は、正の固有値λpに対する
固有ベクトルより、式(42)で表される複素ベクトル
VΨp(ω)を求める。
At step SP12, the CPU 18
Search processing to detect the position of stone by irradiating ultrasonic waves for search
Execute the process. The CPU 18 first receives digital search data
Under the control of the signal detection processing subprogram, the first
Cell 91To the 64th cell 9 from64About digital exploration
Search signal SmnAfter detecting (t), the gate processing sub
Digital search reception signal obtained by program control
Smn(T) is gated and the digital search reception signal S
gmn(T) is obtained. Next, the CPU 18 performs the Fourier transform
Digital search obtained by controlling the processing subprogram
Search signal Sgmn(T) is the digital search reception signal S
gmnAfter Fourier transform to (ω), N × N complex symmetric rows
A scattering matrix S (ω) as a column is created. In this example
The matching circuit 231~ 2364And the corresponding cell 91~ 9
64The transmission and reception characteristics of the circuit with
Frequency dependence on the reflection characteristics of the search ultrasound
When there is no, the characteristics of the obtained scattering matrix S (ω) are also directly
It is considered to have a linear phase change characteristic. But hot
In most cases, the reflection characteristics of the
I think it is. Next, the CPU 18 performs eigenvalue problem processing.
Under the control of the subprogram, the equation is calculated from the scattering matrix S (ω).
(2N × 2N) real symmetric matrix S ′ (ω) shown in (19)
And solves the eigenvalue problem of this real symmetric matrix S ′ (ω)
And N (N = 64) positive eigenvalues λp(P = 1,
2, ..., N) and N eigenvectors for each
Ask. Next, the CPU 18 calculates the positive eigenvalue λpAgainst
From the eigenvector, the complex vector represented by equation (42)
pFind (ω).

【0130】ステップSP13では、CPU18は、画
像化処理サブプログラムの制御により、ディスプレイ1
9の画面に、結石の形状を3次元画像(図2参照)とし
て表示する。この処理では、まず、第p番目の固有値λ
pに対する複素ベクトルVΨp(ω)から音場の関数φp
(ω,x,y,z)を求める処理をすべての角周波数及
びすべてのセル91〜964について行う。次に、得られ
た音場の関数φp(ω,x,y,z)を逆フーリエ変換
して得られた関数φp(t,x,y,z)から時刻t=
0での音場の関数φp(x,y,z)(=φp(t,x,
y,z)(t=0))を求める。これにより、音場の関
数φp(x,y,z)は、結石の表面に沿った波面を形
成するので、その波面を結石の表面と対応させ、固有値
λpを結石の反射率に対応させることにより、画像化す
る。この場合、反射率が異なる領域があれば、反射率毎
に画像化される。
At step SP13, the CPU 18 controls the display 1 under the control of the imaging sub-program.
9 is displayed as a three-dimensional image (see FIG. 2). In this process, first, the p-th eigenvalue λ
From the complex vector VΨ p (ω) for p, the function of the sound field φ p
(Ω, x, y, z ) for all the angular frequency and all of the cells 91 to 93 64 processing to obtain the perform. Next, at the time t = from the function φ p (t, x, y, z) obtained by performing an inverse Fourier transform on the obtained function φ p (ω, x, y, z) of the sound field.
The function of the sound field at 0, φ p (x, y, z) (= φ p (t, x,
y, z) (t = 0)). Thus, the sound field function φ p (x, y, z) forms a wavefront along the surface of the calculus, so that the wavefront corresponds to the surface of the calculus, and the eigenvalue λ p corresponds to the reflectance of the calculus. By doing so, an image is formed. In this case, if there is an area having a different reflectance, an image is formed for each reflectance.

【0131】ステップSP14では、CPU18は、再
び探索開始スイッチが押下されたか否かを判断する。こ
の判断結果が「YES」の場合、すなわち、オペレータ
が、ディスプレイ19に表示された結石の画像を見て、
超音波の焦点位置と結石の位置とが合致していないた
め、超音波の焦点位置を結石の位置に合致させるべく被
験者4の腹部に載置したアプリケータ1の位置を移動さ
せた後、再び探索開始スイッチを押下した場合には、C
PU18は、ステップSP12へ戻り、再びステップS
P12の探索処理及びステップSP13の画像化処理を
実行する。一方、ステップSP14の判断結果が「N
O」の場合、すなわち、超音波の焦点位置と結石の位置
とが合致しているため、あるいは未だオペレータが探索
開始スイッチを押下しない場合には、CPU18は、ス
テップSP15へ進む。ステップSP15では、CPU
18は、治療開始スイッチが押下されたか否かを判断す
る。この判断結果が「NO」の場合には、ステップSP
14へ戻る。一方、ステップSP15の判断結果が「Y
ES」の場合、すなわち、超音波の焦点位置と結石の位
置とが合致しており、オペレータが結石の破砕を開始す
べく治療開始スイッチを押下した場合には、CPU18
は、ステップSP16へ進む。
In step SP14, the CPU 18 determines again whether the search start switch has been pressed. If this determination result is “YES”, that is, the operator looks at the image of the calculus displayed on the display 19, and
Since the focal position of the ultrasonic wave and the position of the calculus do not match, after moving the position of the applicator 1 placed on the abdomen of the subject 4 so that the focal position of the ultrasonic wave matches the position of the calculus, When the search start switch is pressed, C
The PU 18 returns to Step SP12, and returns to Step S12.
The search process of P12 and the imaging process of step SP13 are executed. On the other hand, if the determination result of step SP14 is “N
In the case of "O", that is, if the focal position of the ultrasonic wave matches the position of the calculus, or if the operator has not yet pressed the search start switch, the CPU 18 proceeds to step SP15. In step SP15, the CPU
18 judges whether or not the treatment start switch has been pressed. If the result of this determination is "NO", the process proceeds to step SP
Return to 14. On the other hand, if the determination result of step SP15 is “Y
In the case of "ES", that is, when the focal position of the ultrasonic wave matches the position of the calculus, and the operator presses the treatment start switch to start crushing of the calculus, the CPU 18
Proceeds to step SP16.

【0132】ステップSP16では、CPU18は、結
石に治療用超音波を照射してそれを破砕するデジタル治
療信号生成治療処理を実行する。CPU18は、まず、
デジタル治療信号生成処理サブプログラムの制御によ
り、式(57)に基づいて、第p番目(p=1,2,…
…,N)の固有値λpに対する複素ベクトルVΨp(ω)
から、第n番目(n=1,2,……,N;N=64)の
セル9nに印加すべき治療信号生成の基礎となるデジタ
ル治療信号Bpn(t)を求める処理をすべての角周波数
(ω0〜ωQ-1)及びすべてのセル9 n(n=1,2,…
…,N;N=64)について行う。この実施例において
は、整合回路231〜2364と対応するセル91〜964
を合わせた回路の送受信特性が直線位相変化特性を有し
ているので、探索超音波の反射特性に周波数依存性がな
い場合には、上記のように、散乱行列S(ω)の特性も
直線位相変化特性を有すると考えられ、デジタル治療信
号Bpn(t)も直線位相変化特性を有する、すなわち、
左右対称又は点対称な波形を有すると考えられる。もっ
とも、ほとんどの場合、探索超音波の反射特性に周波数
依存性はないと考えられる。そして、CPU18は、パ
ルス発生器241〜2464に対して対応するデジタル治
療信号Bp1(t)〜Bp64(t)を供給して、セル91
64に印加すべき治療信号の生成を指示する。これによ
り、各パルス発生器241〜2464は、供給されたデジ
タル治療信号Bp1(t)〜Bp64(t)の波形のある時
刻(例えば、立ち上がり時刻)に、デジタル治療信号B
p1(t)〜Bp64(t)の振幅に比例した大きな振幅を
有するパルス治療信号(図10参照)を、対応する整合
回路121〜126 4、ケーブル3及び整合回路231〜2
64を介してセル91〜964に供給する。したがって、
各セル91〜964から照射された治療用超音波が超音波
遅延スペーサ7によって焦点位置に収束され、焦点位置
にある結石の破砕が開始される。何故ならば、上記した
ように、デジタル治療信号Bp1(t)〜Bp64(t)が
直線位相変化特性を有するので、治療用超音波の放射時
刻と振幅とを指定するだけで、各セル91〜964からデ
ジタル治療信号Bp1(t)〜Bp64(t)に比例する左
右対称又は点対称な波形を有する治療用超音波(図11
(a)及び図12(a)参照)が照射されるからであ
る。
At step SP16, the CPU 18
Digital healing that irradiates stones with therapeutic ultrasound and crushes them
The treatment signal generation treatment process is executed. First, the CPU 18
Under the control of the digital therapy signal generation subprogram
And the p-th (p = 1, 2,...)
.., N)pComplex vector VΨ forp(Ω)
From the n-th (n = 1, 2,..., N; N = 64)
Cell 9nAs a basis for generating a therapeutic signal to be applied to the patient
Treatment signal Bpn(T) for all angular frequencies
0~ ΩQ-1) And all cells 9 n(N = 1, 2, ...
.., N; N = 64). In this embodiment
Is a matching circuit 231~ 2364And the corresponding cell 91~ 964When
The transmission / reception characteristics of the combined circuit have linear phase change characteristics.
Therefore, there is no frequency dependence in the reflection characteristics of the search ultrasound.
In this case, as described above, the characteristic of the scattering matrix S (ω) is also
Digital therapy signal
Issue Bpn(T) also has a linear phase change characteristic, ie,
It is considered to have a symmetric or point symmetric waveform. Mo
In most cases, the frequency
No dependency is expected. Then, the CPU 18
Loose generator 241~ 2464Digital cure for
Medical signal Bp1(T) -Bp64(T) to provide the cell 91~
964Instruct the generation of a therapy signal to be applied. This
Each pulse generator 241~ 2464Is the supplied digital
Tal treatment signal Bp1(T) -Bp64When there is a waveform of (t)
Digital treatment signal B at every moment (for example, rising time)
p1(T) -Bp64Large amplitude proportional to the amplitude of (t)
Having the pulse therapy signal (see FIG. 10)
Circuit 121~ 126 Four, Cable 3 and matching circuit 231~ 2
364Through cell 91~ 964To supply. Therefore,
Each cell 91~ 964The therapeutic ultrasound emitted from the
The focus is converged to the focal position by the delay spacer 7,
Crushing of the calculus in is started. Because the above
So, the digital therapy signal Bp1(T) -Bp64(T)
With linear phase change characteristics, when radiating therapeutic ultrasound
By simply specifying the time and amplitude, each cell 91~ 964From de
Digital treatment signal Bp1(T) -Bp64Left proportional to (t)
Therapeutic ultrasound having a right-symmetric or point-symmetric waveform (FIG. 11)
(A) and FIG. 12 (a)).
You.

【0133】ステップSP17では、CPU18は、デ
ィスプレイ19の画面に、破砕中の結石の形状を3次元
画像として表示する画像化処理を実行する。ステップS
P18では、CPU18は、治療終了スイッチが押下さ
れたか否かを判断する。この判断結果が「NO」の場
合、すなわち、オペレータが、ディスプレイ19に表示
された結石の画像を見て、結石が完全に破砕されていな
いと判断し、治療終了スイッチを押下しなかった場合に
は、CPU18は、ステップSP14へ戻り、探索再開
ないし治療再開されるか否かを判断する。一方、ステッ
プSP18の判断結果が「YES」の場合、すなわち、
オペレータが、ディスプレイ19に表示された結石の画
像を見て、結石が完全に破砕されたと判断し、治療終了
スイッチを押下した場合には、CPU18は、一連の作
業を終了する。
In step SP17, the CPU 18 executes an imaging process for displaying the shape of the crushed stone as a three-dimensional image on the screen of the display 19. Step S
In P18, the CPU 18 determines whether or not the treatment end switch has been pressed. When the determination result is “NO”, that is, when the operator looks at the image of the calculus displayed on the display 19, determines that the calculus is not completely crushed, and does not press the treatment end switch. Returns to step SP14, and determines whether the search is to be resumed or the treatment is to be resumed. On the other hand, if the determination result in step SP18 is “YES”, that is,
When the operator sees the image of the calculus displayed on the display 19 and determines that the calculus has been completely crushed, and presses the treatment end switch, the CPU 18 ends a series of operations.

【0134】このように、この例の構成によれば、各整
合回路231〜2364に対応する各セル91〜964と合わ
せた回路の送受信特性が直線位相変化特性となるような
ものを用いているので、上記した第1の実施例のよう
に、治療信号を生成するのに高価なD/A変換器を用い
る必要はない。したがって、上記した第1の実施例で得
られる効果の他、装置を比較的安価に構成できる。
As described above, according to the configuration of this example, the transmission / reception characteristics of the circuit combined with the cells 9 1 to 9 64 corresponding to the respective matching circuits 23 1 to 23 64 become linear phase change characteristics. Therefore, it is not necessary to use an expensive D / A converter to generate a treatment signal as in the first embodiment described above. Therefore, in addition to the effects obtained in the above-described first embodiment, the apparatus can be constructed relatively inexpensively.

【0135】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述
の各実施例においては、説明を簡単にするために、結石
のみを画像表示する例を示したが、これに限定されな
い。上述の各実施例によれば、反射率毎に画像化できる
ので、結石だけでなく、骨や臓器も画像表示できる。こ
れは、従来では、反射エネルギ(反射率×大きさ)の表
示であったが、この構成では、反射率そのものを表示で
きるので、従来ノイズの中に埋もれてしまったような微
小な「しこり」でも表示されるからである。したがっ
て、上記したステップSP3及びSP13の画像化処理
において結石と共に骨や臓器も画像表示した時に、骨や
臓器等の障害物が治療用超音波の照射経路上に存在する
場合には、特開平7−4707号公報に開示されている
ように、障害物にぶつかることになる超音波を発生する
セル9に治療信号を供給せず、それ以外のセル9に治療
信号を供給して、結石だけに治療用超音波が照射される
ように、オペレータが装置本体2に設けられている各種
ボタンにより指示するように構成したり、CPU18が
得られた反射率に基づいて制御するように構成しても良
い。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design can be changed without departing from the scope of the present invention. Even if there is, it is included in the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, an example in which only a calculus is displayed as an image has been described for the sake of simplicity, but the present invention is not limited to this. According to each of the above-described embodiments, since images can be formed for each reflectance, not only stones but also bones and organs can be image-displayed. Conventionally, this is a display of the reflected energy (reflectance × size). However, in this configuration, the reflectance itself can be displayed, so that the minute “lumps” that have been buried in the noise in the past. However, it is displayed. Therefore, when an image such as a bone or an organ is displayed together with a calculus in the imaging processing of the above-described steps SP3 and SP13, if an obstacle such as a bone or an organ is present on the irradiation path of the therapeutic ultrasonic wave, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H07-27095 will be described. As disclosed in Japanese Patent No. 4707, a treatment signal is not supplied to a cell 9 that generates an ultrasonic wave that will hit an obstacle, but a treatment signal is supplied to the other cells 9 so that only a calculus is applied. The operator may be instructed by various buttons provided on the apparatus main body 2 to irradiate the therapeutic ultrasonic waves, or the CPU 18 may be configured to control based on the obtained reflectance. good.

【0136】また、上述の各実施例においては、デジタ
ル探索受信信号検出処理において、1つのセル9から周
波数範囲0.54〜1.62MHzの探索用超音波を3
60Hzずつステップさせながら繰り返し照射する例を
示したが、これに限定されず、同一周波数の探索用超音
波を各セル9から順次照射する処理を周波数範囲0.5
4〜1.62MHzについて360Hzずつステップさ
せながら繰り返すようにしても良い。さらに、上述の各
実施例においては、ステップSP3及びSP13の画像
化処理において、N個すべての固有値λpについて音場
の関数φp(x,y,z)を求める例を示したが、これ
に限定されず、画像化に有効なN個より少ない個数の固
有値λpについて音場の関数φp(x,y,z)を求める
ようにしても良い。この場合には、演算処理時間がその
分短縮できる。また、上述の各実施例においては、フー
リエ変換処理において、ゲート処理により得られたデジ
タル探索受信信号Sgmn(t)をフーリエ変換した後、
散乱行列S(ω)を作成する例を示したが、これに限定
されず、散乱行列S(ω)を作成後それをフーリエ変換
してももちろん良い。
In each of the above-described embodiments, in the digital search reception signal detection processing, three search ultrasonic waves having a frequency range of 0.54 to 1.62 MHz are output from one cell 9.
The example in which the irradiation is repeatedly performed while stepping by 60 Hz is shown, but the present invention is not limited to this.
You may make it repeat, stepping by 360 Hz about 4 to 1.62 MHz. Furthermore, in each of the above-described embodiments, an example has been shown in which the sound field function φ p (x, y, z) is obtained for all N eigenvalues λ p in the imaging processing in steps SP3 and SP13. However, the sound field function φ p (x, y, z) may be obtained for less than N eigenvalues λ p effective for imaging. In this case, the calculation processing time can be shortened accordingly. Further, in each of the above-described embodiments, in the Fourier transform process, after the digital search reception signal S gmn (t) obtained by the gate process is Fourier transformed,
Although the example in which the scattering matrix S (ω) is created has been described, the present invention is not limited to this. Of course, after creating the scattering matrix S (ω), it may be Fourier transformed.

【0137】さらに、上述の各実施例においては、反射
率を求めるのに、反射率が既知の物体についても、デジ
タル探索受信信号検出処理、ゲート処理、フーリエ変換
処理及び固有値問題処理を行い、固有値及びそれに対す
る固有ベクトルを算出し、得られた固有値で対応する固
有値λを除算して比例定数を得る例を示したが、これに
限定されない。要するに、デジタル探索受信信号Sgmn
(ω)に関する実対称行列S'(ω)の固有値問題を処
理して得られた固有値λに比例する量を反射率の絶対値
とすれば良い。また、上述の各実施例においては、反射
率を求めるのに、固有値問題処理において、実対称行列
S'(ω)の固有値問題を処理して、固有値及び固有ベ
クトルを求める例を示したが、これに限定されない。要
するに、式(55)を満足する十分絶対値が大きなN個
以下の実数値λp及び関数Ψp(ω)(1≦p≦N)を求
め、実数値λpに比例する量を反射率の絶対値とすれば
良い。
Further, in each of the above-described embodiments, in order to calculate the reflectance, the digital search and reception signal detection processing, the gate processing, the Fourier transform processing, and the eigenvalue problem processing are performed on an object whose reflectance is known, and the eigenvalue is determined. Although an example has been shown in which an eigenvector is calculated and a corresponding eigenvalue λ is divided by the obtained eigenvalue to obtain a proportional constant, the present invention is not limited to this. In short, the digital search reception signal S gmn
The amount proportional to the eigenvalue λ obtained by processing the eigenvalue problem of the real symmetric matrix S ′ (ω) with respect to (ω) may be used as the absolute value of the reflectance. In each of the above-described embodiments, an example has been shown in which the eigenvalue problem processing is performed to obtain the reflectance, and the eigenvalue problem of the real symmetric matrix S ′ (ω) is processed to obtain the eigenvalue and the eigenvector. It is not limited to. In short, N or less real values λ p and a function Ψ p (ω) (1 ≦ p ≦ N) whose absolute value is large enough to satisfy the expression (55) are obtained, and the amount proportional to the real value λ p is calculated as the reflectance. Should be the absolute value of.

【0138】[0138]

【数55】 [Equation 55]

【0139】式(55)において、Smn(ω)は散乱行
列S(ω)の成分、Ψn(ω)は第n番目のセルから照
射される探索用超音波、Ψ* m(ω)はΨm(ω)の複素
共役である。また、上述の各実施例においては、信号発
生器11又はパルス発生器24を64個設けた例を示し
たが、これに限定されず、それぞれ1個のみ設けると共
に、切替器を設け、CPU18の制御により、その出力
を順次整合回路121〜12 64及び/又は整合回路231
〜2364を介してセル91〜964に供給するようにして
も良い。また、セル9は、厚み振動型に限らず、撓み振
動型でも良い。セル9の個数も64個に限定されるもの
ではなく、必要に応じて、増減できる。さらに、図5に
示すように所定のピッチでセル9を配列する必要はな
く、任意で良い。
In equation (55), Smn(Ω) is a scattering line
The components of the sequence S (ω), Ψn(Ω) is illuminated from the nth cell
Searching ultrasonic waves emitted, Ψ* m(Ω) ΨmComplex of (ω)
Conjugate. In each of the above embodiments, the signal
An example in which 64 creatures 11 or 64 pulse generators 24 are provided is shown.
However, the present invention is not limited to this.
Is provided with a switch, and its output is controlled by the CPU 18.
To the matching circuit 121~ 12 64And / or matching circuit 231
~ 2364Through cell 91~ 964To supply
Is also good. The cell 9 is not limited to the thickness vibration type, but may be a flexural vibration type.
It may be a dynamic type. The number of cells 9 is also limited to 64
Instead, it can be increased or decreased as needed. Further, in FIG.
It is not necessary to arrange the cells 9 at a predetermined pitch as shown.
Arbitrarily good.

【0140】さらに、上述の各実施例において、アプリ
ケータ1にウォータバッグ8を上下方向に伸縮させるこ
とにより探索用超音波及び治療用超音波の焦点位置を結
石の位置に合致させる焦点位置調整機構を設けると共
に、超音波トランスデューサユニット6の送受信面6a
から探索用超音波が発射された後、結石からのエコーが
送受信面6aに戻ってくるまでのエコー到達時間に基づ
いて、超音波遅延スペーサ7の凹面7aから結石の表面
までの距離を算出し、右距離と超音波遅延スペーサ7の
焦点距離が合致するように、焦点位置調整機構を制御す
るように構成しても良い。このような構成によれば、結
石に治療用超音波を集中させることができるので、より
正確、より効率よく結石を破砕することができる。
Further, in each of the above-described embodiments, the focal position adjusting mechanism for causing the applicator 1 to extend and contract the water bag 8 in the vertical direction so that the focal positions of the searching ultrasonic waves and the therapeutic ultrasonic waves match the positions of the calculi. And the transmitting / receiving surface 6a of the ultrasonic transducer unit 6
Calculates the distance from the concave surface 7a of the ultrasonic delay spacer 7 to the surface of the calculus based on the echo arrival time until the echo from the calculus returns to the transmitting / receiving surface 6a after the search ultrasonic wave is emitted from. , The focal position adjusting mechanism may be controlled so that the right distance matches the focal length of the ultrasonic delay spacer 7. According to such a configuration, since the therapeutic ultrasonic waves can be concentrated on the calculus, the calculus can be crushed more accurately and more efficiently.

【0141】[0141]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の超音波
治療装置によれば、安価・簡単・小型な構成で、治療に
最適な超音波が生成できる。したがって、被験者の他の
生体組織を損傷することなく、被験者の体内にある結石
や胆石等を効果的に破砕することができる。また、請求
項11,12,25及び26記載の発明の構成によれ
ば、超音波変換要素の最初の残響や少なくとも患部と超
音波変換要素との間の多重反射等に関するノイズが除去
され、少なくとも患部からの1次反射波信号のみが抽出
されるので、患部の精確な位置が探索できる。
As described above, according to the ultrasonic treatment apparatus of the present invention, it is possible to generate an ultrasonic wave most suitable for treatment with an inexpensive, simple, and compact configuration. Therefore, it is possible to effectively crush stones, gallstones, and the like in the body of the subject without damaging other living tissues of the subject. Further, according to the configuration of the invention described in claims 11, 12, 25 and 26, noise related to the first reverberation of the ultrasonic conversion element and at least the multiple reflection between the affected part and the ultrasonic conversion element is removed, and at least Since only the primary reflected wave signal from the affected part is extracted, the exact position of the affected part can be searched.

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

【図1】この発明の第1の実施例である超音波治療装置
の電気的構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同治療装置の外観図である。FIG. 2 is an external view of the treatment apparatus.

【図3】同治療装置の使用状態を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a use state of the treatment apparatus.

【図4】同治療装置で使用されるアプリケータの構成を
示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of an applicator used in the treatment apparatus.

【図5】同治療装置で使用される超音波トランスデュー
サユニットの構成を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of an ultrasonic transducer unit used in the treatment apparatus.

【図6】同治療装置の動作処理手順を示すフローチャー
トである。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation processing procedure of the treatment apparatus.

【図7】同治療装置の動作処理の1つである固有値問題
処理について説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an eigenvalue problem process which is one of the operation processes of the treatment apparatus.

【図8】同治療装置の動作処理の1つである画像化処理
について説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for describing an imaging process which is one of the operation processes of the treatment apparatus.

【図9】この発明の第2の実施例である超音波治療装置
の電気的構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図10】インパルス信号の波形の一例を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a waveform of an impulse signal.

【図11】回路の直線位相特性を説明するための図であ
り、(a)は回路の出力信号の一例を示し、(b)は
(a)に示す信号を高速フーリエ変換した場合の振幅特
性の一例を示し、(c)は(a)に示す信号を高速フー
リエ変換した場合の位相特性の一例を示す。
11A and 11B are diagrams for explaining a linear phase characteristic of a circuit, where FIG. 11A shows an example of an output signal of the circuit, and FIG. 11B shows an amplitude characteristic when the signal shown in FIG. (C) shows an example of a phase characteristic when the signal shown in (a) is subjected to fast Fourier transform.

【図12】回路の直線位相特性を説明するための図であ
り、(a)は回路の出力信号の一例を示し、(b)は
(a)に示す信号を高速フーリエ変換した場合の振幅特
性の一例を示し、(c)は(a)に示す信号を高速フー
リエ変換した場合の位相特性の一例を示す。
12A and 12B are diagrams for explaining a linear phase characteristic of a circuit, where FIG. 12A shows an example of an output signal of the circuit, and FIG. 12B shows an amplitude characteristic when the signal shown in FIG. (C) shows an example of a phase characteristic when the signal shown in (a) is subjected to fast Fourier transform.

【図13】同治療装置の動作処理手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 13 is a flowchart showing an operation processing procedure of the treatment apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 超音波トランスデューサユニット 91〜964 セル(超音波変換要素) 111〜1164 信号発生器(探索受信信号検出手段、
治療信号生成手段) 131〜1364 増幅器(探索受信信号検出手段) 141〜1464 波形整形器(探索受信信号検出手段) 151〜1564 A/D変換器(探索受信信号検出手
段) 16 ROM 17 RAM 18 CPU(探索受信信号検出手段、ゲート処
理手段、フーリエ変換手段、画像化処理手段、治療信号
生成手段) 19 ディスプレイ 231〜2364 整合回路(整合手段) 241〜2464 パルス発生器(探索受信信号検出手
段、治療信号生成手段)
6 Ultrasonic transducer unit 9 1 to 9 64 cells (ultrasonic conversion element) 11 1 to 11 64 signal generator (search and reception signal detecting means,
13 1 to 13 64 amplifier (search received signal detecting means) 14 1 to 14 64 waveform shaper (search received signal detecting means) 15 1 to 15 64 A / D converter (search received signal detecting means) 16 ROM 17 RAM 18 CPU (search reception signal detection means, gate processing means, Fourier transform means, imaging processing means, treatment signal generation means) 19 display 23 1 to 23 64 matching circuit (matching means) 24 1 to 24 64 pulses Generator (search received signal detection means, treatment signal generation means)

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2次元的に任意に配置され、供給される
被験者の体内の少なくとも患部の位置を探索するための
探索信号に基づいて探索用超音波を、供給される前記患
部を治療するための治療信号に基づいて治療用超音波を
それぞれ前記被験者の体内に照射すると共に、少なくと
も患部からのエコーを受信して少なくとも探索受信信号
を出力するN個(Nは2以上の自然数)の超音波変換要
素と、前記N個の超音波変換要素のうち、第n番目(n
=1,2,……,N)の超音波変換要素に所定周波数範
囲内の探索信号を供給し、それに基づく少なくとも患部
からのエコーを第m番目(m=1,2,……,N)の超
音波変換要素によって受信させる処理を前記N個の超音
波変換要素について行うことにより前記N個の超音波変
換要素から出力される(N×N)個の探索受信信号Smn
(t)を検出する探索受信信号検出手段と、 前記(N×N)個の探索受信信号Smn(t)を(N×
N)個の探索受信信号Smn(ω)にフーリエ変換するフ
ーリエ変換手段と、 前記(N×N)個の探索受信信号Smn(ω)に関する式
(1)の方程式を成立させる実数値λ1,λ2,……,λ
Nのうち、絶対値の大きい方から数えて、単数又は複数
の実数値λp(1≦p≦N)を求めると共に、前記単数
又は複数の実数値λpに対応する単数又は複数の関数Ψp
(ω)を算出する算出手段と、 前記単数又は複数の関数Ψp(ω)に基づいて、少なく
とも1個の治療信号を生成して少なくとも1個の超音波
変換要素に供給する治療信号生成手段とを備えてなるこ
とを特徴とする超音波治療装置。 【数1】 式(1)において、Ψ* m(ω)はΨm(ω)の複素共役
である。
The present invention relates to a method for treating an affected part to be supplied with ultrasonic waves for search based on a search signal for searching at least a position of an affected part in a body of a subject to be supplied which is arbitrarily arranged two-dimensionally. N (where N is a natural number of 2 or more) ultrasonic waves for irradiating a therapeutic ultrasonic wave into the body of the subject based on the therapeutic signal, and receiving at least an echo from the affected part and outputting at least a search reception signal A conversion element and an nth (n) of the N ultrasonic conversion elements.
= 1, 2,..., N), a search signal within a predetermined frequency range is supplied, and at least an echo from the affected part based on the search signal is m-th (m = 1, 2,..., N). (N × N) search reception signals S mn output from the N ultrasonic conversion elements by performing the process of receiving by the ultrasonic conversion elements of the N ultrasonic conversion elements.
A search reception signal detecting means for detecting (t); and (N × N) search reception signals S mn (t) as (N × N)
And Fourier transform means for Fourier transform N) number of the search received signal S mn (omega), the (N × N) real value to establish the equation of Equation (1) regarding number of search received signal S mn (omega) lambda 1 , λ 2 , ……, λ
Of N, counted from the larger absolute value, along with determining the one or more real-valued λ p (1 ≦ p ≦ N ), said one or more one or more functions corresponding to the real value lambda p [psi p
(Ω) calculating means, and a therapeutic signal generating means for generating at least one therapeutic signal based on the one or more functions Ψ p (ω) and supplying it to at least one ultrasonic conversion element An ultrasonic therapy apparatus comprising: (Equation 1) In the formula (1), Ψ * m ( ω) is the complex conjugate of Ψ m (ω).
【請求項2】 前記探索受信信号検出手段は、前記N個
の超音波変換要素から照射可能な超音波の周波数帯域内
の任意波形の探索信号を生成し、前記N個の超音波変換
要素は、前記探索信号に基づいて、自己の周波数帯域内
の任意波形の探索用超音波を前記被験者の体内に照射す
ることを特徴とする請求項1記載の超音波治療装置。
2. The search reception signal detection means generates a search signal of an arbitrary waveform in a frequency band of ultrasonic waves that can be irradiated from the N ultrasonic conversion elements, and the N ultrasonic conversion elements are 2. The ultrasonic treatment apparatus according to claim 1, wherein an ultrasonic wave for searching for an arbitrary waveform within its own frequency band is radiated into the body of the subject based on the search signal.
【請求項3】 前記治療信号生成手段は、前記単数又は
複数の関数Ψp(ω)を逆フーリエ変換して得られた信
号Ψp(t)を、アナログ変換することで前記少なくと
も1個の治療信号とすることを特徴とする請求項1又は
2記載の超音波治療装置。
3. The at least one treatment signal generating unit performs an analog conversion of a signal Ψ p (t) obtained by performing an inverse Fourier transform on the one or more functions Ψ p (ω). The ultrasonic treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the ultrasonic treatment apparatus is a treatment signal.
【請求項4】 前記治療信号生成手段は、前記単数又は
複数の関数Ψp(ω)に角周波数毎に重み関数Ap(ω)
を掛けたものを逆フーリエ変換して得られた信号をアナ
ログ変換し、必要に応じて、振幅を増幅して前記少なく
とも1個の治療信号とすることを特徴とする請求項1又
は2記載の超音波治療装置。
4. The treatment signal generating means adds a weight function A p (ω) to the one or more functions Ψ p (ω) for each angular frequency.
3. A signal obtained by inverse Fourier transform of the signal multiplied by (1) and (2), and if necessary, amplify the amplitude to obtain the at least one treatment signal. Ultrasound therapy device.
【請求項5】 前記N個の超音波変換要素に対応して、
対応する超音波変換要素と合わせた送受信特性が直線位
相変化特性を有し、対応する超音波変換要素と前記探索
受信信号検出手段及び前記治療信号生成手段との間で、
エネルギの損失なしに信号の授受がなされるように、イ
ンピーダンスの整合を行うN個の整合回路を備え、 前記治療信号生成手段は、前記単数又は複数の関数Ψp
(ω)を逆フーリエ変換して得られた信号Ψp(t)に
基づいて、任意の時刻に任意の振幅を有するパルス状の
少なくとも1個の治療信号を生成することを特徴とする
請求項1又は2記載の超音波治療装置。
5. Corresponding to said N ultrasonic conversion elements,
The transmission / reception characteristic combined with the corresponding ultrasonic conversion element has a linear phase change characteristic, between the corresponding ultrasonic conversion element and the search reception signal detection means and the treatment signal generation means,
The treatment signal generating means includes N matching circuits for matching impedances so that signals can be transmitted and received without energy loss, and the one or more functions Ψ p
At least one pulse-shaped therapeutic signal having an arbitrary amplitude at an arbitrary time is generated based on a signal Ψ p (t) obtained by performing an inverse Fourier transform on (ω). 3. The ultrasonic treatment apparatus according to 1 or 2.
【請求項6】 前記N個の超音波変換要素に対応して、
対応する超音波変換要素と合わせた送受信特性が直線位
相変化特性を有し、対応する超音波変換要素と前記探索
受信信号検出手段及び前記治療信号生成手段との間で、
エネルギの損失なしに信号の授受がなされるように、イ
ンピーダンスの整合を行うN個の整合回路を備え、 前記治療信号生成手段は、前記単数又は複数の関数Ψp
(ω)に角周波数毎に重み関数Ap(ω)を掛けたもの
を逆フーリエ変換して得られた信号に基づいて、任意の
時刻に任意の振幅を有するパルス状の少なくとも1個の
治療信号を生成することを特徴とする請求項1又は2記
載の超音波治療装置。
6. A method according to claim 1, wherein said N ultrasonic conversion elements are:
The transmission / reception characteristic combined with the corresponding ultrasonic conversion element has a linear phase change characteristic, between the corresponding ultrasonic conversion element and the search reception signal detection means and the treatment signal generation means,
The treatment signal generating means includes N matching circuits for matching impedances so that signals can be transmitted and received without energy loss, and the one or more functions Ψ p
(Ω) multiplied by a weighting function A p (ω) for each angular frequency, based on a signal obtained by performing an inverse Fourier transform, at least one pulse-shaped treatment having an arbitrary amplitude at an arbitrary time. The ultrasonic therapy apparatus according to claim 1, wherein the apparatus generates a signal.
【請求項7】 前記重み関数Ap(ω)は、前記治療用
超音波のエネルギを患部に集中させるべく前記治療信号
のピーク電圧を変化させる関数であることを特徴とする
請求項4又は6記載の超音波治療装置。
7. The function according to claim 4, wherein the weighting function A p (ω) is a function for changing a peak voltage of the treatment signal so as to concentrate energy of the treatment ultrasonic wave to an affected part. An ultrasonic therapy apparatus according to claim 1.
【請求項8】 前記算出手段は、前記(N×N)個の探
索受信信号Smn(ω)から作成される(N×N)の複素
対称行列であり、式(2)で表される散乱行列S(ω)
から、式(3)で表される(2N×2N)の実対称行列
S'(ω)を求め、前記実対称行列S'(ω)の固有値問
題を処理して固有値及びそれに対する固有ベクトルを求
め、前記固有値のうち、絶対値の大きい方から数えて、
単数又は複数の固有値を前記単数又は複数の実数値λp
とすると共に、前記単数又は複数の固有値に対する単数
又は複数の固有ベクトルを前記単数又は複数の実数値λ
pに対応する単数又は複数の関数Ψp(ω)とすることを
特徴とする請求項1乃至7のいずれか1に記載の超音波
治療装置。 【数2】 式(2)において、Smn(ω)は、第n番目の超音波変
換要素(n=1,2,……,N)から探索用超音波を照
射した時の少なくとも患部からのエコーを第m番目の超
音波変換要素(m=1,2,……,N)が受信するとき
の時間の関数たる探索受信信号Smn(t)に対応してい
る。 【数3】 式(3)において、Re(S(ω))は散乱行列S
(ω)の実部、Im(S(ω))は散乱行列S(ω)の
虚部である。
8. The calculation means is an (N × N) complex symmetric matrix created from the (N × N) search reception signals S mn (ω), and is represented by equation (2). Scattering matrix S (ω)
, A (2N × 2N) real symmetric matrix S ′ (ω) expressed by the equation (3) is obtained, and the eigenvalue problem of the real symmetric matrix S ′ (ω) is processed to obtain an eigenvalue and an eigenvector corresponding thereto. , Of the eigenvalues, counting from the largest absolute value,
The one or more eigenvalues are converted to the one or more real values λ p
And the singular or plural eigenvectors for the singular or plural eigenvalues are converted to the singular or plural real values λ.
The ultrasonic treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein a single function or a plurality of functions Ψ p (ω) corresponding to p is set. (Equation 2) In the equation (2), S mn (ω) represents at least the echo from the affected part when the search ultrasonic wave is emitted from the n-th ultrasonic conversion element (n = 1, 2,..., N). The m-th ultrasonic conversion element (m = 1, 2,..., N) corresponds to the search reception signal S mn (t) as a function of time when receiving. (Equation 3) In equation (3), Re (S (ω)) is the scattering matrix S
The real part of (ω), Im (S (ω)) is the imaginary part of the scattering matrix S (ω).
【請求項9】 前記所定周波数範囲に対応する角周波数
範囲及び前記N個の超音波変換要素について、前記単数
又は複数の実数値λpに対応する単数又は複数の関数Ψp
(ω)から音場の関数φp(ω,x,y,z)を求め、
前記音場の関数φp(ω,x,y,z)を逆フーリエ変
換して得られた関数φp(t,x,y,z)から時刻t
=0での音場の関数φp(x,y,z)(=φp(t,
x,y,z)(t=0))を求め、該音場の関数φ
p(x,y,z)及び前記単数又は複数の実数値λpに基
づいて少なくとも患部を画像化する画像化処理手段を備
えてなることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1
に記載の超音波治療装置。
9. One or more functions Ψ p corresponding to the one or more real values λ p for the angular frequency range corresponding to the predetermined frequency range and the N ultrasonic conversion elements.
The sound field function φ p (ω, x, y, z) is obtained from (ω),
A time t is calculated from a function φ p (t, x, y, z) obtained by performing an inverse Fourier transform on the function φ p (ω, x, y, z) of the sound field.
= Function of the sound field in the 0 φ p (x, y, z) (= φ p (t,
x, y, z) (t = 0)) and the function φ of the sound field
9. An image processing means for imaging at least an affected part based on p (x, y, z) and the single or plural real values λ p.
The ultrasonic treatment apparatus according to claim 1.
【請求項10】 前記フーリエ変換手段は、前記治療用
超音波照射時に、少なくとも患部からのエコーを受信し
た前記N個の超音波変換要素から出力されるN個の治療
受信信号をフーリエ変換し、 前記算出手段は、フーリエ変換されたN個の治療受信信
号に基づいて、前記単数又は複数の実数値λp及びそれ
らに対応する単数又は複数の関数Ψp(ω)を算出し、
かつ、 前記画像化手段は、前記単数又は複数の実数値λp及び
それらに対応する単数又は複数の関数Ψp(ω)に基づ
いて、少なくとも治療中の患部を画像化することを特徴
とする請求項9記載の超音波治療装置。
10. The Fourier transform means performs Fourier transform on N treatment reception signals output from the N ultrasound transformation elements that have received at least echoes from the affected part during the treatment ultrasonic irradiation, The calculating means calculates the one or more real values λ p and the corresponding one or more functions Ψ p (ω) based on the Fourier-transformed N treatment reception signals,
And, the imaging means is configured to image at least an affected part under treatment based on the one or more real values λ p and the corresponding one or more functions Ψ p (ω). The ultrasonic therapy device according to claim 9.
【請求項11】 少なくとも患部からの1次反射波信号
のみを抽出するためのゲート関数g(t)と、前記探索
受信信号Smn(t)とを乗算するゲート処理手段を備え
てなることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1
に記載の超音波治療装置。
11. A gate processing means for multiplying at least a gate function g (t) for extracting only a primary reflected wave signal from an affected part by the search reception signal S mn (t). 11. The method according to claim 1, wherein:
The ultrasonic treatment apparatus according to claim 1.
【請求項12】 前記ゲート関数g(t)は、前記探索
受信信号Smn(t)のうち、前記1次反射波信号と推定
される部分で振幅が略1で、その他の部分で振幅が略0
の矩形窓を示す関数、又は式(4)で示される正規関数
であることを特徴とする請求項11記載の超音波治療装
置。 【数4】
12. The gate function g (t) has an amplitude of approximately 1 in a portion of the search reception signal S mn (t) estimated as the primary reflected wave signal, and has an amplitude in other portions. Almost 0
12. The ultrasonic treatment apparatus according to claim 11, wherein the function is a rectangular window or a normal function represented by equation (4). (Equation 4)
【請求項13】 前記探索受信信号検出手段は、前記所
定周波数範囲内において、前記超音波変換要素から照射
された探索用超音波が前記患部まで伝搬される最長時間
をTとした場合の(1/8T)より十分小さい周波数間
隔で前記探索用超音波の周波数を変更して周波数毎の前
記(N×N)個の探索受信信号Smn(t)を検出するこ
とを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1に記載の
超音波治療装置。
13. The search reception signal detection unit according to claim 1, wherein T is a maximum time when the search ultrasonic wave emitted from the ultrasonic conversion element propagates to the affected part in the predetermined frequency range. / 8T), wherein the frequency of the search ultrasonic wave is changed at a frequency interval sufficiently smaller than (/ 8T) to detect the (N × N) search reception signals S mn (t) for each frequency. 13. The ultrasonic treatment apparatus according to any one of claims 12 to 12.
【請求項14】 前記算出手段は、前記単数又は複数の
実数値λpから又は前記単数又は複数の実数値λpに所定
の比例定数を乗じて、少なくとも患部の反射率を求める
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1に記載
の超音波治療装置。
14. The method according to claim 1, wherein the calculating means multiplies the singular or plural real values λ p or the singular or plural real values λ p by a predetermined proportionality constant to obtain at least the reflectance of the affected part. The ultrasonic therapy apparatus according to any one of claims 1 to 13.
【請求項15】 2次元的に任意に配置され、供給され
る被験者の体内の少なくとも患部の位置を探索するため
の探索信号に基づいて探索用超音波を、供給される前記
患部を治療するための治療信号に基づいて治療用超音波
をそれぞれ前記被験者の体内に照射すると共に、少なく
とも患部からのエコーを受信して少なくとも探索受信信
号を出力するN個(Nは2以上の自然数)の超音波変換
要素を備え、 前記N個の超音波変換要素のうち、第n番目(n=1,
2,……,N)の超音波変換要素に所定周波数範囲内の
探索信号を供給し、それに基づく少なくとも患部からの
エコーを第m番目(m=1,2,……,N)の超音波変
換要素によって受信させる処理を前記N個の超音波変換
要素について行うことにより前記N個の超音波変換要素
から出力される(N×N)個の探索受信信号Smn(t)
を検出する第1の処理と、 前記(N×N)個の探索受信信号Smn(t)を(N×
N)個の探索受信信号Smn(ω)にフーリエ変換する第
2の処理と、 前記(N×N)個の探索受信信号Smn(ω)に関する式
(5)の方程式を成立させる実数値λ1,λ2,……,λ
Nのうち、絶対値の大きい方から数えて、単数又は複数
の実数値λp(1≦p≦N)を求めると共に、前記単数
又は複数の実数値λpに対応する単数又は複数の関数Ψp
(ω)を算出する第3の処理と、 前記単数又は複数の関数Ψp(ω)に基づいて、少なく
とも1個の治療信号を生成して少なくとも1個の超音波
変換要素に供給する第4の処理とを備えてなることを特
徴とする超音波治療方法。 【数5】 式(5)において、Ψ* m(ω)はΨm(ω)の複素共役
である。
15. A treatment device for treating an affected part to be supplied with ultrasonic waves for search based on a search signal for arbitrarily arranging two-dimensionally and supplied at least a position of the affected part in a body of a subject to be supplied. N (where N is a natural number of 2 or more) ultrasonic waves for irradiating a therapeutic ultrasonic wave into the body of the subject based on the therapeutic signal, and receiving at least an echo from the affected part and outputting at least a search reception signal A conversion element, and among the N ultrasonic conversion elements, an nth (n = 1, n = 1)
A search signal within a predetermined frequency range is supplied to the (2,..., N) ultrasonic conversion elements, and at least echoes from the affected part based on the search signals are converted into m-th (m = 1, 2,..., N) ultrasonic waves. By performing processing to be received by the conversion elements for the N ultrasonic conversion elements, (N × N) search reception signals S mn (t) output from the N ultrasonic conversion elements.
And (N × N) search reception signals S mn (t) are converted to (N × N)
A second process of performing a Fourier transform on the N) search reception signals S mn (ω), and real values that satisfy the equation (5) regarding the (N × N) search reception signals S mn (ω) λ 1 , λ 2 , ……, λ
Of N, counted from the larger absolute value, along with determining the one or more real-valued λ p (1 ≦ p ≦ N ), said one or more one or more functions corresponding to the real value lambda p [psi p
A third process for calculating (ω), and a fourth process for generating at least one treatment signal based on the one or more functions Ψ p (ω) and supplying the treatment signal to at least one ultrasonic conversion element An ultrasonic treatment method, comprising: (Equation 5) In the formula (5), Ψ * m ( ω) is the complex conjugate of Ψ m (ω).
【請求項16】 前記第1の処理では、前記N個の超音
波変換要素から照射可能な超音波の周波数帯域内の任意
波形の探索信号を生成することを特徴とする請求項15
記載の超音波治療方法。
16. The method according to claim 15, wherein in the first processing, a search signal of an arbitrary waveform in a frequency band of ultrasonic waves that can be irradiated is generated from the N ultrasonic conversion elements.
The ultrasonic treatment method according to the above.
【請求項17】 前記第4の処理では、前記単数又は複
数の関数Ψp(ω)を逆フーリエ変換して得られた信号
Ψp(t)をアナログ変換して、前記少なくとも1個の
治療信号とすることを特徴とする請求項15又は16記
載の超音波治療方法。
17. In the fourth processing, a signal Ψ p (t) obtained by performing an inverse Fourier transform on the one or more functions Ψ p (ω) is converted into an analog signal, and the at least one treatment is performed. 17. The method according to claim 15, wherein the signal is a signal.
【請求項18】 前記第4の処理では、前記単数又は複
数の関数Ψp(ω)に角周波数毎に重み関数Ap(ω)を
掛けたものを逆フーリエ変換し、得られた信号を必要に
応じて振幅を増幅して前記少なくとも1個の治療信号と
することを特徴とする請求項15又は16記載の超音波
治療方法。
18. In the fourth processing, a product obtained by multiplying the singular or plural functions Ψ p (ω) by a weighting function A p (ω) for each angular frequency is subjected to an inverse Fourier transform, and a signal obtained is obtained. 17. The ultrasonic treatment method according to claim 15, wherein an amplitude is amplified as necessary to obtain the at least one treatment signal.
【請求項19】 前記N個の超音波変換要素に対応し
て、対応する超音波変換要素と合わせた送受信特性が直
線位相変化特性を有し、対応する超音波変換要素と前記
探索受信信号検出手段及び前記治療信号生成手段との間
で、エネルギの損失なしに信号の授受がなされるよう
に、インピーダンスの整合を行うN個の整合回路を備
え、 前記第4の処理では、前記単数又は複数の関数Ψ
p(ω)を逆フーリエ変換して得られた信号Ψp(t)に
基づいて、任意の時刻に任意の振幅を有するパルス状の
少なくとも1個の治療信号を生成することを特徴とする
請求項15又は16記載の超音波治療方法。
19. A transmission / reception characteristic combined with a corresponding ultrasonic conversion element corresponding to the N ultrasonic conversion elements has a linear phase change characteristic, and the corresponding ultrasonic conversion element and the search reception signal detection are detected. The apparatus further comprises N matching circuits that perform impedance matching between the means and the treatment signal generating means so that signals are transmitted and received without energy loss. In the fourth process, the singular or plural Function Ψ
At least one pulse-shaped treatment signal having an arbitrary amplitude at an arbitrary time is generated based on a signal Ψ p (t) obtained by performing an inverse Fourier transform of p (ω). Item 17. The ultrasonic treatment method according to Item 15 or 16.
【請求項20】 前記N個の超音波変換要素に対応し
て、対応する超音波変換要素と合わせた送受信特性が直
線位相変化特性を有し、対応する超音波変換要素と前記
探索受信信号検出手段及び前記治療信号生成手段との間
で、エネルギの損失なしに信号の授受がなされるよう
に、インピーダンスの整合を行うN個の整合回路を備
え、 前記第4の処理では、前記単数又は複数の関数Ψ
p(ω)に角周波数毎に重み関数Ap(ω)を掛けたもの
を逆フーリエ変換して得られた信号に基づいて、任意の
時刻に任意の振幅を有するパルス状の少なくとも1個の
治療信号を生成することを特徴とする請求項15又は1
6記載の超音波治療方法。
20. A transmission / reception characteristic combined with a corresponding ultrasonic conversion element has a linear phase change characteristic corresponding to the N ultrasonic conversion elements, and the corresponding ultrasonic conversion element and the search reception signal detection are detected. The apparatus further comprises N matching circuits that perform impedance matching between the means and the treatment signal generating means so that signals are transmitted and received without energy loss. In the fourth process, the singular or plural Function Ψ
p (omega) in a multiplied by the weighting function A p (ω) for each angular frequency based on an inverse Fourier transform to the resultant signal, at least one pulsed with any amplitude at any time The method according to claim 15, wherein the treatment signal is generated.
7. The ultrasonic treatment method according to 6.
【請求項21】 前記重み関数Ap(ω)は、前記治療
用超音波のエネルギを患部に集中させるべく前記治療信
号のピーク電圧を変化させる関数であることを特徴とす
る請求項18又は20記載の超音波治療方法。
21. The function according to claim 18, wherein the weighting function A p (ω) is a function for changing a peak voltage of the treatment signal so as to concentrate energy of the treatment ultrasonic wave to an affected part. The ultrasonic treatment method according to the above.
【請求項22】 前記第3の処理では、前記(N×N)
個の探索受信信号S mn(ω)から作成される(N×N)
の複素対称行列であり、式(6)で表される散乱行列S
(ω)から、式(7)で表される(2N×2N)の実対
称行列S'(ω)を求め、前記実対称行列S'(ω)の固
有値問題を処理して固有値及びそれに対する固有ベクト
ルを求め、前記固有値のうち、絶対値の大きい方から数
えて、単数又は複数の固有値を前記単数又は複数の実数
値λpとすると共に、前記単数又は複数の固有値に対す
る単数又は複数の固有ベクトルを前記単数又は複数の実
数値λpに対応する単数又は複数の関数Ψp(ω)とする
ことを特徴とする請求項15乃至21のいずれか1に記
載の超音波治療方法。 【数6】 式(6)において、Smn(ω)は、第n番目の超音波変
換要素(n=1,2,……,N)から探索用超音波を照
射した時の少なくとも患部からのエコーを第m番目の超
音波変換要素(m=1,2,……,N)が受信するとき
の時間の関数たる探索受信信号Smn(t)に対応してい
る。 【数7】 式(7)において、Re(S(ω))は散乱行列S
(ω)の実部、Im(S(ω))は散乱行列S(ω)の
虚部である。
22. In the third processing, the (N × N)
Search reception signals S mn(N) created from (ω)
And a scattering matrix S represented by equation (6).
From (ω), the actual pair of (2N × 2N) expressed by equation (7)
Of the real symmetric matrix S ′ (ω)
Eigenvalues and eigenvectors for eigenvalue problem
From the eigenvalues with the largest absolute value.
And the singular or plural eigenvalues are converted to the singular or plural real numbers.
Value λpAnd the one or more eigenvalues
Singular or plural eigenvectors
Number λpOne or more functions corresponding top(Ω)
The method according to any one of claims 15 to 21, wherein
Ultrasound treatment method. (Equation 6)In equation (6), Smn(Ω) is the nth ultrasonic variation
The search ultrasonic waves are illuminated from the replacement elements (n = 1, 2,..., N).
At least echo from the affected area when shot
When the sound wave conversion element (m = 1, 2,..., N) receives
Search signal S as a function of timemn(T)
You. (Equation 7)In equation (7), Re (S (ω)) is the scattering matrix S
The real part of (ω), Im (S (ω)) is the scattering matrix S (ω)
The imaginary part.
【請求項23】 前記所定周波数範囲に対応する角周波
数範囲及び前記N個の超音波変換要素について、前記単
数又は複数の実数値λpに対応する単数又は複数の関数
Ψp(ω)から音場の関数φp(ω,x,y,z)を求
め、前記音場の関数φp(ω,x,y,z)を逆フーリ
エ変換して得られた関数φp(t,x,y,z)から時
刻t=0での音場の関数φp(x,y,z)(=φ
p(t,x,y,z)(t=0))を求め、該音場の関
数φp(x,y,z)及び前記単数又は複数の実数値λp
に基づいて少なくとも患部を画像化する第5の処理を備
えてなることを特徴とする請求項15乃至22のいずれ
か1に記載の超音波治療方法。
23. For an angular frequency range corresponding to the predetermined frequency range and the N ultrasonic conversion elements, a sound from one or more functions Ψ p (ω) corresponding to the one or more real values λ p is provided. A field function φ p (ω, x, y, z) is obtained, and a function φ p (t, x, z) obtained by performing an inverse Fourier transform on the sound field function φ p (ω, x, y, z) is obtained. y, z) to the sound field function φ p (x, y, z) (= φ
p (t, x, y, z) (t = 0)), and the function φ p (x, y, z) of the sound field and the single or plural real values λ p
The ultrasonic treatment method according to any one of claims 15 to 22, further comprising a fifth process for imaging at least the affected part on the basis of (i).
【請求項24】 前記第2の処理では、前記治療用超音
波照射時に、少なくとも患部からのエコーを受信した前
記N個の超音波変換要素から出力されるN個の治療受信
信号をフーリエ変換し、前記第3の処理では、フーリエ
変換されたN個の治療受信信号に基づいて、前記単数又
は複数の実数値λp及びそれらに対応する単数又は複数
の関数Ψp(ω)を算出し、前記第5の処理では、前記
単数又は複数の実数値λp及びそれらに対応する単数又
は複数の関数Ψp(ω)に基づいて、少なくとも治療中
の患部を画像化することを特徴とする請求項23記載の
超音波治療方法。
24. In the second processing, at the time of irradiation of the therapeutic ultrasonic wave, Fourier transform is performed on N treatment reception signals output from the N ultrasonic transformation elements that have received at least echoes from the affected part. , In the third process, the one or more real values λ p and the corresponding one or more functions Ψ p (ω) are calculated based on the Fourier-transformed N treatment reception signals, In the fifth process, at least an affected part under treatment is imaged based on the one or more real values λ p and the corresponding one or more functions Ψ p (ω). Item 24. The ultrasonic treatment method according to item 23.
【請求項25】 前記第2の処理の前に、少なくとも患
部からの1次反射波信号のみを抽出するためのゲート関
数g(t)と、前記探索受信信号Smn(t)とを乗算す
る第6の処理を行うことを特徴とする請求項15乃至2
4のいずれか1に記載の超音波治療方法。
25. Before the second processing, a gate function g (t) for extracting at least only a primary reflected wave signal from an affected part is multiplied by the search reception signal S mn (t). A sixth process is performed.
4. The ultrasonic treatment method according to any one of 4.
【請求項26】 前記ゲート関数g(t)は、前記探索
受信信号Smn(t)のうち、前記1次反射波信号と推定
される部分で振幅が略1で、その他の部分で振幅が略0
の矩形窓を示す関数、又は式(8)で示される正規関数
であることを特徴とする請求項25記載の超音波治療方
法。 【数8】
26. The gate function g (t) has an amplitude of approximately 1 in a portion of the search reception signal S mn (t) estimated to be the primary reflected wave signal, and has an amplitude in other portions. Almost 0
26. The ultrasonic treatment method according to claim 25, wherein the function is a function indicating a rectangular window represented by: or a normal function indicated by Expression (8). (Equation 8)
【請求項27】 前記第1の処理では、前記所定周波数
範囲内において、前記超音波変換要素から照射された探
索用超音波が前記患部まで伝搬される最長時間をTとし
た場合の(1/8T)より十分小さい周波数間隔で前記
探索用超音波の周波数を変更して周波数毎の前記(N×
N)個の探索受信信号Smn(t)を検出することを特徴
とする請求項15乃至26のいずれか1に記載の超音波
治療方法。
27. In the first processing, when the maximum time during which the search ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic conversion element propagates to the affected part within the predetermined frequency range is T, (1/1) 8T), the frequency of the search ultrasonic wave is changed at a frequency interval sufficiently smaller than 8T), and the (N ×
The ultrasonic treatment method according to any one of claims 15 to 26, wherein N) search reception signals S mn (t) are detected.
【請求項28】 前記第3の処理では、前記単数又は複
数の実数値λから又は前記単数又は複数の実数値λp
所定の比例定数を乗じて、少なくとも患部の反射率を求
めることを特徴とする請求項15乃至27のいずれか1
に記載の超音波治療方法。
28. In the third processing, at least the reflectance of the diseased part is obtained by multiplying the singular or plural real values λ p or the singular or plural real values λ p by a predetermined proportionality constant. Any one of claims 15 to 27
8. The ultrasonic treatment method according to 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01250243A (en) * 1988-03-31 1989-10-05 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic treatment apparatus
JPH02149263A (en) * 1988-11-30 1990-06-07 Yokogawa Medical Syst Ltd Calculus crushing device of shock wave external type
JPH03151952A (en) * 1989-11-08 1991-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Apparatus for ultrasonic therapy

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