WO2016143016A1

WO2016143016A1 - 超音波発振装置

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Publication number: WO2016143016A1
Application number: PCT/JP2015/056750
Authority: WO
Inventors: 貴宏渡邉
Original assignee: 株式会社Ｍｕｒａｋｕｍｏ
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2016-09-15
Also published as: US9956431B2; EP3090695A4; EP3090695A1; US20160263405A1; JPWO2016143016A1; JP5892639B1

Abstract

【課題】従来に比べて簡便な装置構成およびユーザー操作で、対象を正確に加熱することを課題とする。【解決手段】超音波を用いて対象を加熱する超音波発振装置に、超音波を発振する複数の超音波発振素子と、複数の超音波発振素子を、加熱対象に対する凹面に沿って配置された状態で保持する保持部と、超音波発振素子を制御して超音波を発振させる制御部と、を備えた。

Description

超音波発振装置

　本発明は、超音波を発振する装置に関する。

　従来、配列された複数の第一の振動素子を含み、被検体に治療用超音波を射出する治療用振動子と、配列された複数の第二の振動素子を含み、前記被検体に診断用超音波を射出し、前記被検体で反射された前記診断用超音波を受信する診断用振動子とを備え、前記治療用振動子と前記診断用振動子とが積層されている超音波プローブが提案されている（特許文献１を参照）。

　また、治療用超音波を発生する超音波発生源と、超音波発生源から発生される治療用超音波の周波数が経時的に変化するように超音波発生源を駆動する駆動手段とを具備する超音波治療装置が提案されている（特許文献２を参照）。

国際公開第２００４／０６６８５６号特開平８－１３１４５４号公報

　従来、超音波を発振することで、対象を加熱する装置が提案されている。しかし、従来の装置では、超音波による加熱位置を正確に調整するために、超音波発振素子の位置を高精度で機械制御することが必要であり、このような装置を操作するためのユーザーの負担も大きいものであった。そして、このような加熱が治療のために用いられる場合には、加熱前の準備に時間が掛かることや、加熱中にも治療を受ける者が体を殆ど動かすことが出来ないこと等の理由により、治療を受ける者も、大きな負担を強いられていた。

　本発明は、上記した問題に鑑み、従来に比べて簡便な装置構成およびユーザー操作で、対象を正確に加熱することを課題とする。

　本発明は、上記した課題を解決するために、以下の手段を採用した。即ち、本開示の一例は、超音波を用いて対象を加熱する超音波発振装置であって、超音波を発振する複数の超音波発振素子と、前記複数の超音波発振素子を、加熱対象に対する凹面に沿って配置された状態で保持する保持部と、前記超音波発振素子を制御して超音波を発振させる制御部と、を備える、超音波発振装置である。

　本発明によれば、従来に比べて簡便な装置構成およびユーザー操作で、対象を正確に加熱することが可能となる。

実施形態に係る装置の概略を示す図である。実施形態に係る超音波発振装置が備えるメンブレンの断面図である。実施形態における加熱処理の流れを示すフローチャートである。

　以下、本開示に係る超音波発振の実施の形態を、図面に基づいて説明する。但し、以下に説明する実施の形態は、実施形態を例示するものであって、本開示に係る超音波発振装置を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。実施にあたっては、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用され、また、種々の改良や変形が行われてよい。

　＜システム構成＞
　図１は、本実施形態に係る超音波発振装置の概略を示す図である。本実施形態に係る超音波発振装置は、超音波を用いて生体内の対象を加熱することによる治療および治療の状況確認を効率化することによって、治療者（ユーザー）の負担を軽減し、また、従来に比べて精度の高い治療を可能とするものである。

　本実施形態に係る超音波発振装置は、略半球の形状を有するメンブレン１１と、メンブレン１１に設置された複数の超音波発振素子１２からなる超音波アレイ１３と、メンブレン１１外面に設置されたアクチュエーター１４と、メンブレン１１等が設置される筐体１５と、筐体１５上端に設けられてユーザーに把持されるハンドル１６と、ユーザーがハンドル１６を把持した状態で操作可能なレバー１７と、超音波発振素子１２およびアクチュエーター１４等を制御する制御部１０と、ハンドル１６上端に設置されて制御部１０から出力された画像データ等を表示する表示装置１８と、外部装置と接続されるケーブル１９と、を備える。ケーブル１９には、通信ケーブル、電力ケーブル、超音波発振素子１２の冷却のための水冷パイプ、等が内包されてよい。但し、超音波発振装置の具体的なハードウェア構成に関しては、実施の態様に応じて適宜省略や置換、追加が可能である。例えば、表示装置は、超音波発振装置の構成に含まれず、有線または無線で外部に接続された表示装置が用いられることとしてもよい。

　ユーザーは、ハンドル１６を把持して、超音波発振装置を、加熱対象９を含む生体８の表面において自在に移動させることが出来る。また、ユーザーは、ハンドル１６を把持した状態で、表示装置１８による表示内容を確認しながら、レバー１７を操作することで、加熱対象９への加熱（超音波発振素子１２からの発振）を、制御部１０に対して指示することが出来る。

　図２は、本実施形態に係る超音波発振装置が備えるメンブレン１１の断面図である。メンブレン１１は、超音波発振装置を加熱対象９に向けた状態で加熱対象９に対して凹面を形成する凹部１１１と、凹部１１１の開口を塞ぎ加熱対象９を含む生体８に接触する接触部１１２と、を有することで、全体として略半球の形状を有する部材である。但し、本実施形態において、凹部１１１は略半球の形状を有しているが、凹部１１１の形状にはその他の形状が採用されてもよい。凹部１１１の形状には、例えば、円錐、円錐台、半回転楕円体およびこれらに近似する形状等が採用されてもよい。

　メンブレン１１の外殻は弾性素材によって形成されており、内部にはゲルが満たされている。このため、メンブレン１１の凹部１１１および接触部１１２は変形可能である。なお、内部を満たす物質はメンブレン１１の凹部１１１の変形に追従可能な物質であればよく、例えば液体であってもよい。また、メンブレン１１およびメンブレン１１の内部を満たす物質は、超音波の伝搬のために、超音波の吸収が少なく、伝搬速度が生体と差が少なく、濃淡の生じにくい均一な媒質であることが好ましい。

　また、メンブレン１１の凹部１１１の内側面には、複数の超音波発振素子１２が並べて保持されており、これによって、加熱対象９に対する凹面に沿って複数の超音波発振素子１２が配置され、凹状の超音波アレイ１３が構成される。即ち、本実施形態において、メンブレン１１は、超音波発振素子１２を保持する保持部としても機能する。但し、複数の超音波発振素子１２は、メンブレン１１の凹部１１１の外側面に保持されてもよい。

　アクチュエーター１４（駆動部）は、メンブレン１１に接続されて駆動することで、メンブレン１１の凹部１１１を変形させる。本実施形態では、複数のリニアアクチュエーター１４が、メンブレン１１を取り囲む筐体１５とメンブレン１１とを接続するように設置され、制御部１０による指示に従って夫々のリニアアクチュエーター１４が駆動することで、凹部１１１が変形する。但し、本実施形態において示された駆動部の構成は一例であり、駆動部を用いて凹部１１１を変形させる手段は、本実施形態における例に限定されない。例えば、傘を開閉するための機構と同様の機構をメンブレン１１の凹部１１１を取り囲むように設置し、これを１のアクチュエーターによって開閉させることで、凹部１１１を変形させることとしてもよい。また、駆動部は、筐体１５に接続されていなくても、凹部１１１を変形させることが出来る。

　また、本実施形態において、複数の超音波素子は、他の超音波素子から発振された超音波の直接波または反射波を感知する感知手段としても用いられる。複数の超音波素子は、他の超音波素子から発振された超音波の直接波または反射波を感知すると、感知された超音波の振幅、周波数および位相等に応じた感知信号を、制御部１０に対して出力する。制御部１０は、感知信号を受信すると、受信された感知信号のうち、反射波に基づく感知信号を用いて、加熱対象９を含む反射対象に係る三次元画像データを生成する。但し、本実施形態では、超音波の発振用の素子を感知用のセンサーとしても用いたが、感知用のセンサーは発振素子とは別に設けられてもよい。また、治療のための発振および感知と、撮像のための発振および感知とは、同一の超音波アレイを用いて行われてもよいし、別々に設けられた治療用超音波アレイと撮像用超音波アレイとを用いて行われてもよい。治療用超音波アレイと撮像用超音波アレイとが別々に設けられる場合には、治療用超音波アレイと撮像用超音波アレイとは凹部１１１に積層されて設置されてもよいし、同一の層に分散配置されてもよい。

　制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ストレージ（補助記憶装置）、通信インターフェース等（図示は省略する）を備えるコンピューターであり、ストレージから読み出されてＲＡＭに展開されたプログラムやＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで、後述する各種の制御を行う。但し、制御部１０の具体的なハードウェア構成に関しては、実施の態様に応じて適宜省略や置換、追加が可能である。また、制御部１０は、単一の装置に限定されない。制御部１０は、所謂クラウドや分散コンピューティングの技術等を用いた、複数の装置によって実現されてよい。

　制御部１０は、超音波発振素子１２を制御して、超音波を発振させる。より具体的には、制御部１０は、複数の超音波発振素子１２から発振させる超音波の焦点が加熱対象９の位置となる状態で、これらの素子の夫々を制御して超音波を発振させ、加熱対象９を加熱する。ここで、制御部１０は、複数の超音波発振素子１２の夫々を制御して超音波発振素子１２の夫々から発振される超音波の位相を調整することで、超音波による加熱位置の制御や、加熱のキャンセル等を行う。なお、位相制御によって加熱位置（焦点位置）を変える具体的な方法としては、夫々の素子から出力される超音波の位相を異ならせることで、擬似的に発振点が異なるような状態とし、合成波の方向を制御する、超音波フェーズドアレイ技術を採用することが出来る。本実施形態において、制御部１０は、夫々の素子から出力される超音波の位相を制御することで、合成波の方向を制御し、加熱位置を調整する。

　また、制御部１０は、アクチュエーター１４を制御してアクチュエーター１４に凹部１１１を押し／引きさせることによって凹部１１１を変形させ、複数の超音波発振素子１２の夫々による超音波の発振方向を調整することで、複数の超音波発振素子１２から発振される超音波による加熱位置（焦点位置）を制御する。上述の通り、超音波を発振する複数の超音波発振素子１２は、メンブレン１１の凹部１１１に設けられることで、超音波アレイ１３を構成している。このため、アクチュエーター１４によって凹部１１１が変形すると、これに応じて複数の超音波発振素子１２は移動し、夫々の超音波発振素子１２による超音波の発振方向は変化する。本実施形態に係る超音波発振装置では、このようにして凹部１１１を変形させることで、超音波の発振方向および加熱位置を調整可能としている。

　＜作業手順＞
　次に、本実施形態に係る超音波発振装置を用いた治療の手順を説明する。なお、本実施形態において説明される処理の具体的な内容および順序等は、実施する上での一例である。具体的な処理内容および順序等は、実施の態様に応じて適宜選択されてよい。

　図３は、本実施形態における加熱処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートに示された処理は、超音波発振装置の電源が投入されたことを契機として開始される。

　ステップＳ１０１では、初期化が行われる。制御部１０は、超音波発振装置の起動に伴い、初期化のために予め用意されている制御信号をアクチュエーター１４に対して出力することで、メンブレン１１の凹部１１１の曲率が所定の初期値となるようにアクチュエーター１４を制御する。その後、処理はステップＳ１０２へ進む。

　ステップＳ１０２では、キャリブレーションが行われる。制御部１０は、超音波アレイ１３において超音波発振素子１２のうち所定数の超音波発振素子１２（以下、「撮像用素子」と称する）に対して駆動電圧の印加を行い、超音波を発振させる。発振された超音波は、発振に用いられていないその他の超音波発振素子１２によって、直接波および反射波として感知（受信）される。超音波を感知した素子は感知信号を出力し、感知信号を受信した制御部１０は、感知信号から、感知された超音波の振幅、周波数および位相等を得ることで、感知された超音波が何れの超音波発振素子１２から発振されたものであるかを把握することが出来る。更に、制御部１０は、同一の超音波発振素子１２から発振されて感知された超音波について、直接波が発振素子から感知素子に到達するまでにかかった時間（以下、「直接波伝搬時間」と称する）を算出し、また、反射波が発振素子から感知素子に到達するまでにかかった時間（以下、「反射波伝搬時間」と称する）を算出する。そして、制御部１０は、複数の超音波発振素子１２の夫々について算出された直接波伝搬時間および反射波伝搬時間に基づいて、反射面、並びに各超音波発振素子１２の位置および発振方向（姿勢）を算出する。その後、処理はステップＳ１０３へ進む。

　なお、本実施形態では、超音波発振装置の起動毎にキャリブレーションが行われる例について説明したが、ステップＳ１０２において実行されたキャリブレーションは省略されてもよい。キャリブレーションはが省略された場合、制御部１０は、各超音波発振素子１２の位置および発振方向（姿勢）として、予め設定されているパラメータを用いることが出来る。

　ステップＳ１０３では、加熱位置の初期化が行われる。制御部１０は、ステップＳ１０２で算出された各超音波発振素子１２の位置および方向に基づいて、アクチュエーター１４を稼働させメンブレン１１の凹部１１１の曲率変更を行い、また、超音波発振素子１２から発振される加熱用超音波の位相を設定することで、超音波アレイ１３によって超音波が発振された場合の焦点（加熱位置）を、初期位置に調整する。具体的には、制御部１０は、凹部１１１の曲率と、超音波発振素子１２の位置および方向と、焦点（加熱位置）と、の対応関係を定義した数式やテーブルを予め保持しており、ステップＳ１０２で算出された各超音波発振素子１２の位置および方向と、焦点に設定すべき位置（本実施形態では、加熱対象９を含む生体８の表面または内部）と、に基づいて、必要な曲率を取得する。更に、制御部１０は、各アクチュエーター１４の稼働量（押し／引きの量）と凹部１１１の曲率との関係を定義した数式やテーブルも予め保持しており、取得された曲率に基づいてアクチュエーター１４の稼働量を取得し、アクチュエーター１４を制御する。その後、処理はステップＳ１０４へ進む。

　ステップＳ１０４では、撮像および画像データの生成が行われる。制御部１０は、超音波アレイ１３の撮像用素子に対して撮像用超音波の発振用電圧を印加し、生体８に向けた超音波発振と、これに伴う反射波の受信、反射波に基づく画像データ生成、および画像データの記憶処理を実行する。より具体的には、制御部１０は、反射波を受信した素子から出力された感知信号を増幅およびデジタル化処理し、反射波に基づいて加熱対象９を含む生体８内の三次元画像データを生成する。反射波を用いた三次元画像データの生成には、エコー検査等に用いられている従来技術を採用することが出来る。また、制御部１０は、現在のメンブレン１１の曲率、加熱用超音波の位相の設定等から、加熱位置（焦点位置）の座標が、三次元画像データ中の何れの位置であるかを特定する。

　ステップＳ１０５では、加熱対象９が特定され、表示される。制御部１０は、画像中から加熱対象９を特定し、画像中における加熱対象９の位置情報を画像データと合わせて記憶する。また、制御部１０は、ステップＳ１０４で得られた三次元画像データに基づいて二次元画像データを生成し、更に当該二次元画像データ上における加熱対象９の位置および加熱位置（焦点位置）を特定する。二次元画像データ上における加熱位置は、ステップＳ１０４で得られた三次元画像データ中の加熱位置を、二次元画像データに投影することで特定することが出来る。そして、制御部１０は、生成された二次元画像データを、当該二次元画像データ中における加熱対象９の位置および焦点位置を示す表示と共に出力し、表示装置１８に表示させる。その後、処理はステップＳ１０６へ進む。

　ここで、二次元画像データ中における加熱対象９の特定は、本フローチャートに示された処理が開始されてから１回目にステップＳ１０５が実行された際には、ユーザーの入力に基づいて行われ、２回目以降にステップＳ１０５が実行された際には、以前にステップＳ１０５が実行された際の画像データと今回ステップＳ１０５が実行された際の画像データとの比較処理（マッチング処理）によって行われる。

　より具体的には、１回目にステップＳ１０５が実行された際には、制御部１０は、二次元画像データを表示装置１８に表示させ、表示された画像を確認したユーザーによる指定操作を受け付けることで、画像データにおける加熱対象９の位置を特定する。ここで、ユーザーによる指定操作とは、例えば、表示装置１８がタッチパネル式ディスプレイである場合には、ディスプレイ上の加熱対象９が表示されている位置をユーザーがタッチする操作である。制御部１０は、ユーザーによって指定された、画像データ上の加熱対象９の位置および画像上の特徴を記憶する。但し、本実施形態では、ユーザー指定に基づいて加熱対象９が特定される仕様を採用した例について説明したが、加熱対象９の特定には、その他の技術が採用されてもよい。例えば、画像データ中の各画素の輝度や色調等に基づいて、加熱対象９が制御部１０によって自動的に特定される仕様が採用されてもよい。

　２回目以降にステップＳ１０５が実行された際には、制御部１０は、ステップＳ１０４における撮像によって新たに生成された画像データと、以前の画像データとを比較（マッチング）することで、新たに生成された画像データ中の何れの箇所が、以前の画像データにおいて特定された加熱対象９に対応する箇所であるのかを判断し、新たに生成された画像データ中において、以前の画像データにおいて特定された加熱対象９に対応する箇所であると判断された箇所を、加熱対象９として特定する。

　また、ステップＳ１０５において、制御部１０は、画像データにおける加熱対象９の位置と加熱位置（焦点位置）とを照合し、加熱位置を加熱対象９の位置に誘導する指示情報を生成し、出力する。より具体的には、制御部１０は、画像データ中の加熱対象９と加熱位置とを座標照合し、焦点位置と加熱対象９とのズレを算出する。そして、焦点位置と加熱対象９とのズレがある場合、制御部１０は、画像データにおける焦点位置と加熱対象９の領域に含まれる所定の位置（例えば、加熱対象９領域の重心位置）とを結ぶ矢印等の指示情報を描画して出力し、表示装置１８に、画像データに基づく画像に重ねて表示させる。ユーザーは、表示装置１８に表示された指示情報を見て、例えば、矢印の向きや長さ等から超音波発振装置を動かすべき方向および移動量を把握し、ハンドル１６を操作して、メンブレン１１の凹面が、適切な位置および角度となるように移動させる。その後、処理はステップＳ１０６へ進む。

　ステップＳ１０６では、加熱位置と加熱対象９とのズレが所定の基準以内であるか否かが判定される。制御部１０は、画像データにおける加熱対象９の位置と加熱位置（焦点位置）とを照合し、加熱対象９の位置と加熱位置とのズレが所定の基準よりも大きいか否かを判定する。ここで、所定の基準とは、ステップＳ１０５で算出されたズレが、アクチュエーター１４の制御によるメンブレン１１の凹部１１１の曲率変更、および超音波発振素子１２から発振される超音波の位相制御によって解消可能な範囲の上限を定めたものである。ズレが所定の基準よりも大きいと判定された場合、処理はステップＳ１１１へ進む。一方、ズレが所定の基準以内であると判定された場合、処理はステップＳ１０７へ進む。

　ステップＳ１０７では、加熱位置が調整される。ステップＳ１０６において、加熱対象９の位置と加熱位置とのズレが所定の基準以内であると判定された場合、制御部１０は、撮像によって取得された最新の情報（画像データ、診断結果、加熱対象９の位置）に従って、超音波アレイ１３によって発振される超音波の焦点（加熱位置）が加熱対象９の手前または背後となるように、加熱位置（焦点位置）を調整する。ここで、加熱位置の調整は、アクチュエーター１４の制御によるメンブレン１１の凹部１１１の曲率変更、および／または超音波発振素子１２から発振される超音波の位相制御によって行われる。調整の際の、アクチュエーター１４の具体的な制御方法は、ステップＳ１０３において説明した方法と概略同様である。

　また、ステップＳ１０７において、制御部１０は、複数の超音波発振素子１２の夫々を制御して、超音波発振素子の夫々から発振される超音波の位相を調整することで、後述するステップＳ１０９で発振される超音波の一部をキャンセルし、超音波によって加熱される領域を制限してもよい。より具体的には、ステップＳ１０５で特定された加熱対象のサイズが、焦点を中心とする加熱領域よりも小さい場合、制御部１０は、一部の超音波発振素子に、他の超音波発振素子から発信される超音波と、加熱を行いたくない領域において逆位相となる超音波を発振させる。制御部１０によってこのように位相が制御されることで、加熱を行いたくない領域において超音波が打ち消し合い、加熱がキャンセルされる。即ち、本実施形態に係る超音波発振装置によれば、加熱対象のサイズが、焦点を中心とした加熱領域よりも小さい場合であっても、一部の領域における加熱をキャンセルすることで、加熱対象を加熱しつつ、加熱対象以外の領域の加熱を行わないようにすることが出来る。その後、処理はステップＳ１０８へ進む。

　ステップＳ１０８では、ユーザーによる加熱指示の有無が判定される。本フローチャートに示された処理が実行されている間、ユーザーは、表示装置１８に表示された画像を確認し、加熱を行って良い状態であると判断した場合には、レバー１７を操作することで、加熱対象９への加熱（超音波発振素子１２からの発振）を、制御部１０に対して指示する。ユーザーがレバー１７を操作すると、制御部１０には、加熱指示が入力される。制御部１０は、ユーザーのレバー操作による加熱指示の入力があるか否かを判定する。加熱指示が入力されていないと判定された場合、処理はステップＳ１０４へ戻る。一方、加熱指示が入力されていると判定された場合、処理はステップＳ１０９へ進む。

　ステップＳ１０９では、加熱用超音波の発振が行われる。加熱指示の入力を受けた制御部１０は、加熱対象９の手前または背後から順に、加熱対象９の領域内で加熱位置（焦点位置）を移動させながら、超音波発振素子１２に加熱用の超音波を発振させることで、加熱対象９に対する加熱を行う。なお、この際、制御部１０は、加熱対象９のうち、加熱が行われた領域（加熱済領域）を蓄積する。その後、処理はステップＳ１１０へ進む。

　ステップＳ１１０では、未加熱領域の有無が判定される。制御部１０は、保持している画像データにおける加熱対象９全体の領域と、これまでのステップＳ１０９の処理において蓄積された加熱済領域とを比較することで、加熱対象９において未加熱の領域が有るか否かを判定する。未加熱の領域が残っていない（加熱対象９の全体が加熱済である）と判定された場合、本フローチャートに示された処理は終了する。一方、未加熱の領域が残っていると判定された場合、処理はステップＳ１０４へ進む。

　なお、本フローチャートに示されたステップＳ１０４からステップＳ１１０までの処理は、２周目以降、定期的（例えば、０．１秒毎）に繰り返し実行される。このようにすることで、本実施形態に係る超音波発振装置は、加熱位置を適切な位置に容易に調整しながら、加熱対象９への加熱を行うことを可能としている。

　ステップＳ１１１では、加熱が停止される。ステップＳ１０６において、加熱対象９の位置と加熱位置とのズレが所定の基準よりも大きいと判定された場合、制御部１０は、表示装置１８に警告を表示し、複数の超音波発振素子１２による超音波の発振を停止する。なお、本実施形態において、発振の停止は、超音波発振素子１２への電力供給の停止によって行われる。その後、処理はステップＳ１０４へ戻る。

　即ち、本フローチャートに示された処理によれば、ユーザーがレバー操作を行った状態でハンドル１６操作を行って、加熱位置が加熱対象９の領域内（または、ステップＳ１０７における自動調整可能な領域内）となるように調整すれば、加熱が自動的に再開される。但し、所定時間（例えば、数秒）が経過しても加熱位置が適切な位置に修正されない場合には、ユーザーによるレバー操作の有無に拘らず、本フローチャートに示された処理は自動的に終了されてよい。

　本実施形態に係る超音波発振装置によれば、従来の装置のような、高精度での超音波発振素子１２の移動制御手段を備える必要がなく、ユーザーの手で行う調整を、メンブレン１１の曲率変更および位相制御で補助することで、加熱対象９を正確かつ容易に加熱することが出来る。

　　　１　超音波発振装置
　　　９　加熱対象
　　１１　メンブレン
　　１２　超音波発振素子
　　１４　アクチュエーター
　　１８　表示装置

Claims

　超音波を用いて対象を加熱する超音波発振装置であって、
　超音波を発振する複数の超音波発振素子と、
　前記複数の超音波発振素子を、加熱対象に対する凹面に沿って配置された状態で保持する保持部と、
　前記超音波発振素子を制御して超音波を発振させる制御部と、
　を備える、超音波発振装置。
　前記保持部は、前記加熱対象に対して凹面を形成する凹部を有し、該凹部に沿って前記複数の超音波発振素子を保持する、
　請求項１に記載の超音波発振装置。
　前記凹部は、弾性素材で構成されることによって変形可能であり、
　前記複数の超音波発振素子は、前記凹部に設けられることで、該凹部の変形に応じて移動する、
　請求項２に記載の超音波発振装置。
　前記保持部に接続され、駆動することで前記凹部を変形させる駆動部を更に備え、
　前記制御部は、更に前記駆動部を制御して前記凹部を変形させ、前記複数の超音波発振素子の夫々による超音波の発振方向を調整することで、該複数の超音波発振素子から発振される超音波による加熱位置を制御する、
　請求項３に記載の超音波発振装置。
　前記凹部は、略半球の形状を有する、
　請求項２から４の何れか一項に記載の超音波発振装置。
　前記保持部は、一部に前記凹部を有する中空の部材である、
　請求項２から５の何れか一項に記載の超音波発振装置。
　前記保持部の前記中空を満たす液体またはゲルを更に備える、
　請求項６に記載の超音波発振装置。
　前記加熱対象は、生体に含まれる加熱対象であり、
　前記保持部は、前記生体に接触する接触部であって、前記凹部の開口を塞ぐ接触部を有する、
　請求項６または７に記載の超音波発振装置。
　前記制御部は、前記複数の超音波発振素子の夫々を制御して該複数の超音波発振素子の夫々による超音波の位相を調整することで、該複数の超音波発振素子から発振される超音波による加熱位置を制御する、
　請求項１から８の何れか一項に記載の超音波発振装置。
　前記制御部は、前記複数の超音波発振素子によって発振される超音波が一部の領域において打ち消し合うように、前記複数の超音波発振素子の夫々から発振される超音波の位相を制御することで、前記一部の領域における加熱をキャンセルする、
　請求項９に記載の超音波発振装置。
　前記複数の超音波素子の何れかから発振された超音波を感知する感知手段を更に備え、
　前記制御部は、前記感知手段から出力された感知信号を受信する、
　請求項１から１０の何れか一項に記載の超音波発振装置。
　前記保持部は、前記感知手段を、前記加熱対象に対する凹面に沿って配置された状態で保持する、
　請求項１１に記載の超音波発振装置。
　前記感知手段は、超音波を感知して信号を出力する前記複数の超音波発振素子である、
　請求項１２に記載の超音波発振装置。
　前記制御部は、受信された感知信号のうち、反射波に基づく感知信号に基づいて、前記加熱対象を含む反射対象に係る画像データを生成し、出力する、
　請求項１１から１３の何れか一項に記載の超音波発振装置。
　出力された前記画像データを表示する表示装置を更に備える、
　請求項１４に記載の超音波発振装置。
　前記制御部は、前記画像データにおける前記加熱対象の位置と前記加熱位置とを照合し、該加熱位置を該加熱対象の位置に誘導する指示情報を生成し、出力する、
　請求項１４または１５に記載の超音波発振装置。
　前記制御部は、前記画像データにおける前記加熱対象の位置と前記加熱位置とを照合し、該加熱対象の位置と該加熱位置とのズレが所定の基準よりも大きい場合、前記複数の超音波発振素子による超音波の発振を停止する、
　請求項１４から１６の何れか一項に記載の超音波発振装置。