JPS61154669A

JPS61154669A - 超音波温熱治療装置

Info

Publication number: JPS61154669A
Application number: JP27614584A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　阿耶雄; 一郎小倉; 聡相田; 石田　昭憲; 信行岩間
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1986-07-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野）この発明は、超音波により腫瘍等を加温して治療を行な
う超音波温熱治療装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、悪性新生物、いわゆる癌の治療技術の一つとして
温熱治療法が注目されている。温熱治療とは、腫瘍組織
が正常組織と比較して温度感受性が高＜　、４２．５℃
程度以上に加温されると死滅することを利用し、腫瘍部
位を選択的に加温することによって治療する方法である
。この温熱治療における加温方法としては、マイクロ波
等の電磁波を用いる方法が先行している。しかし電磁波
を用いる方法は、電磁波の波長や生体内での減衰特性か
ら深部腫瘍を適確に加温することは難しく、治療成績の
良好な例は表在性（深さが５　ｃｔｔｒ以内）の腫瘍に
限られている。そこで、深部腫瘍を加温する方法として
超音波による機械的エネルギーを利用する方法が検討さ
れている。

超音波による加温方法には、第４図に示すように球面の
超音波送信面を持つ複数個の円板状超音波撮動子４１を
組合わせた超音波トランスデユーサ、あるいは第５図に
示すようにリング型の超音波撮動子５１を同心円状に配
置したアニユラ−アレイ超音波トランスデユーサを用い
るものが提案されている。特に、後者のアニユラ−アレ
イ超音波トランスデユーサを用いる方法は、深部への超
音波ビームの集束性が良く、また集束点を可変にできる
という利点を有する。しかしながら反面、第５図中に示
すような対称性のよい立体形状の腫瘍（図では軸対称）
に対しては選択的な加温が容易であるが、それ以外の複
雑な立体形状の腫瘍に対しては腫瘍部位のみを効率的に
加温することが難しく、腫瘍部位全体を加温しようとす
ると周囲の正常組織まで加温してしまうことがあり、そ
れを避けようとすると治療効果が上がらないという問題
があった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、任意の立体形状を有する深部腫瘍を
集中的に適確に加温することが可能な超音波温熱治療装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明は上記の目的を達成するため、複数個のリング
型超音波振動子を同心円状に配置して構成された複数個
のアニユラ−アレイ超音波トランスデユーサと、これら
の各トランスデユーサの超音波送信角度を相対的に変化
させる角度制御手段と、前記超音波トランスデユーサを
それぞれ構成する複数個の超音波振動子を任意の位相差
を持たせて駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とす
る。

〔発明の効果〕

この発明によれば、アニユラ−アレイ超音波トランスデ
ユーサの送信角度を相対的に変化させるとともに、その
各超音波振動子を駆動するときの位相差を変えることに
よって、各超音波トランスデユーサからの超音波ビーム
が全て加温目標の腫瘍部位に集中するようにできる。こ
れにより腫瘍が対称性のない複雑な立体形状のものでも
、腫瘍部位のみを効果的に加温することが可能となる。

従って、治療効果の向上を図ると同時に、腫瘍周囲の正
常組織への不必要な加温を極力低減できるという利点が
ある。

〔発明の実施例〕

この発明の一実施例に係る超音波温熱治療装置の構成を
第１図に示す。図に示すように、生体１の体表に接して
置かれた水袋２の中に複数個、例えば７個の７ニユラー
アレイ超音波トランスデユーサ３ａ〜３Ｑが配置されて
いる。アニユラ−アレイ超音波トランスデユーサ３ａ〜
３Ｑは第２図に示すように、それぞれ複数個（図の例で
は３個）の径の異なるリング型超音波撮動子（斜線で示
す）２１〜２３を同心円状に配置して構成されたもので
ある。なお、図では中央に円形の超音波振動子２４があ
るが、これはなくともよい。各超音波トランスデユーサ
３ａ〜３Ｑは１個のトランスデユーサ３ｇを中心にして
他の６個のトランスデユーサ３ａ〜３ｆが放射状に配置
され、フレキシブル結合部材４によって互いに点接触で
機械的に結合されている。

これら７個のアニユラ−アレイ超音波トランスデユーサ
３ａ〜３Ｑのうち、中心のトランスデユーサ３ｇは第１
図に示すように固定ロッド５を介して角度制御装置９に
固定されており、他のトランスデユーサ３ａ〜３ｆはそ
れぞれ、該トランスデユーサ３ａ〜３ｆの基部に設けら
れたガイド６にビン７を介して係合した可動ロッド８を
介して角度制御装置８に連結されている。即ち、トラン
スデユーサ３ｇはその超音波送信方向が固定であるが、
他のトランスデユーサ３ａ〜３ｆは可動ロッド８を角度
制御装置９により回動、させると、ビン７がガイド６に
沿ってスライドすることによつてフレキシブル結合部材
４を支点として矢印のように回動し、その超音波送信方
向が変化するようになっている。

超音波トランスデユーサ３ａ〜３ｇにおけるそれぞれの
超音波振動子２１〜２４は、ケーブル１０を介して駆動
回路１１に接続されている。駆動回路１１は第３図に示
すように、発振器１２からの正弦波信号を任意に位相シ
フトする移相器３１と、この移相器３１の出力信号を増
幅して超音波振動子を励振させる増幅器３２とを全ての
超音波トランスデユーサ３ａ〜３ｇの全ての超音波振動
子２１〜２４に対応して設けたものであり、この例では
その個数は移相器３１および増幅器３２共に、７Ｘ４−
２８個である。

駆動回路１１における移相器３１の位相シフト量と、角
度制御装置９による各可動ロッド８の回動量（つまりト
ランスデユーサ３ａ〜３ｆの超音波送信角度の制御量）
はコントローラ１３によって与えられる。コントローラ
１３は、例えば′術者が生体１内の超音波断層像を表示
するモニタを観測しながら、生体１内の加温したい腫１
ｉ１４の部位を指定したときに、コンピュータ等による
演算によって与えられる制御データに基いて上述の位相
シフト量および超音波送信角度の制御を行なうものとす
る。また、コントローラ１３は駆動回路１１内の増幅器
３２の動作状態（オン、オフ）をも選択的に制御できる
ものとする。

このような制御により、各超音波トランスデユーサ３ａ
〜３ｇからの超音波の送信角度を各超音波のビームが腫
瘍１４の部位の方向を向くように制御し、かつ該ビーム
の焦点位置１５（移相器３２により各超音波振動子２１
〜２４の駆動信号に与えられる位相差に依存する）を制
御することによって、超音波トランスデユーサ３ａ〜３
ｇからの各超音波ビームが腫瘍１４の部位にそれぞれ所
定のビーム幅で適確に照射するようにすることができる
。この場合、増幅器３２を選択的にオン。

オフ制御して、各超音波トランスデユーサ３ａ〜３Ｑに
おける超音波振動子２１〜２４を選択的に駆動するよう
にすれば、超音波ビームの形状をより多様に制御するこ
とができる。

従って、腫瘍１４が図に示されるような複雑な立体形状
であっても、超音波ビームを効率的に腫瘍１４の部位に
集中させ、効果的に加温することができる。また、腫瘍
１４の周囲の正常組織が加温されることが少ないため、
温熱治療に伴う副作用が極力抑えられるという特長があ
る。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば実施例ではアニユラ−アレイ超音波トランスデユーサ
を７個用いたが、この数に限定されず、例えば中心のト
ランスデユーサ３ｇを除いた構成でもよい。また、実施
例では各アニユラ−アレイ超音波トランスデユーサが機
械的に結合されているが、それぞれ独立に支持されてい
ても構わない。超音波撮動子の駆動についても、前述の
ように連続波で駆動せずにパルス波で駆動してもよい。

その他、この発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る超音波温熱治療装置
の構成図、第２図は同実施例における超音波トランスデ
ユーサ部の正面図、第３図は同実施例における駆動回路
の詳細な構成を示す図、第４図（ａ）（ｂ）は従来の超
音波温熱治療に使用される球面振動子による超音波トラ
ンスデユーサの正面図および側面図、第５図は同じく単
一アニユラ−アレイ超音波トランスデユーサの正面図お
よび側面図である。１・・・生体、２・・・氷袋、３ａ〜３ｇ・・・アニユ
ラ−アレイ超音波トランスデユーサ、４・・・フレキシ
ブル結合部材、５・・・固定ロッド、６・・・ガイド、
７・・・ビン、８・・・可動ロッド、９・・・角度制御
装置、１゜・・・ケーブル、１１・・・駆動回路、１２
・・・発振器、１３・・・コントローラ、１４・・・腫
瘍、１５・・・焦点、２１〜２４・・・超音波振動子、
３１・・・移相器、３２・・・増幅器。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数個のリング型超音波振動子を同心円状に配置
して構成された複数個のアニュラーアレイ超音波トラン
スデューサと、これらの各トランスデューサの超音波送
信角度を相対的に変化させる角度制御手段と、前記超音
波トランスデューサをそれぞれ構成する複数個の超音波
振動子を任意の位相差を持たせて駆動する駆動手段とを
備えたことを特徴とする超音波温熱治療装置。
（２）前記複数個のアニュラーアレイ超音波トランスデ
ューサは１個のトランスデューサを中心として周囲に他
のトランスデューサが放射状に配置され、前記角度制御
手段は該周囲に配置されたトランスデューサの超音波送
信角度を中心のトランスデューサのそれを基準にして制
御するものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の超音波温熱治療装置。
（３）前記複数個のアニュラーアレイ超音波トランスデ
ューサはフレキシブル結合手段により機械的に相互に結
合されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の超音波温熱治療装置。
（４）前記駆動手段は前記各超音波振動子を選択的に駆
動するものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の超音波温熱治療装置。