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JPS61209643A - 超音波診断治療装置 - Google Patents

超音波診断治療装置

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Publication number
JPS61209643A
JPS61209643A JP60051717A JP5171785A JPS61209643A JP S61209643 A JPS61209643 A JP S61209643A JP 60051717 A JP60051717 A JP 60051717A JP 5171785 A JP5171785 A JP 5171785A JP S61209643 A JPS61209643 A JP S61209643A
Authority
JP
Japan
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transducer
ultrasonic
tomographic image
living body
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60051717A
Other languages
English (en)
Inventor
伊藤　阿耶雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=12894639&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPS61209643(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60051717A priority Critical patent/JPS61209643A/ja
Priority to US06/838,953 priority patent/US4757820A/en
Priority to EP86301888A priority patent/EP0194897B1/en
Priority to DE8686301888T priority patent/DE3678184D1/de
Publication of JPS61209643A publication Critical patent/JPS61209643A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/22004—Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
    • A61B2017/22027—Features of transducers
    • A61B2017/22028—Features of transducers arrays, e.g. phased arrays
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    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
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    • A61B2090/378—Surgical systems with images on a monitor during operation using ultrasound
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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、超音波により生体内の腫瘍部位における断
層像を得るとともに、加温により治療を行なう超音波診
断治療装置に関する。
〔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く、４２．５℃程
度以上に加温されると死滅することを利用した治療法で
あり、なかでも腫瘍部位を局所的に加温する方法が特に
有効である。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が、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
温することが難しく、治療成績の良好な例は表在性（深
さが５　ｃｍ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
械エネルギーを利用する方法が検問されている。
超音波による加温方法には、第５図に示すように球面状
の超音波放射面を持つ複数個の超音波振動子５１を組合
わせた超音波トランスデユーサ、あるいは第６図に示す
ようにリング型の超音波振動子６１を同心円状に配置し
たアニユラ−アレイ超音波ｊ・ランスデューサを用いる
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よく、また集束点を可変にできると
いう利点を有し、好都合である。
しかしながら、従来においては温熱治療の対象となる腫
瘍の位置、形状等の認識と、腫瘍の加温とがそれぞれ別
個の診断機器と治療機器によって行なわれているため、
加温時の腫瘍部位の位置の認識が不正確なものとなり易
い。従って、加温用の超音波ビームの集束性がいかに良
好でもそれを十分に生かすことができず、治療効果向上
の妨げとなっているのが実情である。また、診断機器と
加温機器との両方を扱う必要があるため、超音波トラン
スデユーサの位置決めなどの操作が極めて煩雑であると
いう問題があった。
〔発明の目的） この発明の目的は、生体内の腫瘍部位の位置。
形状等を容易に確認しつつ、適確に腫瘍部位のみを選択
的に加温することを可能とした超音波診断治療装置を提
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アニユラ
−アレイ超音波トランスデユーサと、この超音波トラン
スデユーサを第１の駆動信号により駆動し生体内からの
反射波に基いて生体内の断層像を得る断層像描出手段と
、前記超音波１〜ランスデユーサを第２の駆動信号によ
り駆動して生体内の腫瘍部位を加温する加温制御手段と
、これら断層像描出手段および加温制御手段を選択的に
動作させる手段とを備えたことを特徴とする。
すなわち、アニユラ−アレイ超音波１〜ランスデユーサ
を診断のための断層像の描出と、温熱治療のための加温
とに共用するようにしたものである。
〔発明の効果〕
この発明によれば、同一のアニユラ−アレイ超音波トラ
ンスデユーサにより腫瘍部位を描出し、かつ加温を行な
うため、腫瘍部位を適確に認識しつつ正確な加温治療を
実施することができる。すなわち、断層像の描出と加温
を別々の超音波トランスデユーサを用いて行なう場合に
は、両トランスデユーサをそれぞれの超音波ビーム照射
方向が腫瘍部位を向くように位置決めすることが必要で
あり、その位置制御が極めて煩雑となるが、この発明の
ように同一トランスデユーサを使用すれば位置決めは非
常に簡単となる。
また、別個に構成された診断機器と治療機器の両方を用
意する必要がないため、設置スペースが少なくて済み、
経済的な面でも有利である。
さらに、この発明においては断層像の描出中は加温を行
なわないことになるが、断層像の描出は常時リアルタイ
ムで行なう必要はなく、トランスデユーサの位置決め、
駆動条件等を一旦設定した後は、体動その他の条件変化
があった場合等に時々行なうだけで十分なので、治療効
率の妨げになることはない。
〔発明の実施例〕
第１図にこの発明の一実施例に係る超音波診断治療装置
の構成を示す。図に示すように、生体１の体表に接して
水袋２が置かれ、この水袋２の中に複数個のリング型超
音波振動子３ａ〜３ｄを同心円状に配列して構成された
アニユラ−７レイ超音波トランスデユーサ３が配置され
ている。この超音波トランスデユーサ３はロッド４によ
りトランスデユーサ走査駆動部５に連結されている。ト
ランスデユーサ走査駆動部５は断層像描出時に超音波ト
ランスデユーサ３を機械的に走査するためのものである
。
超音波トランスデユーサ３における各振動子３ａ〜３ｄ
は、振動子駆動回路６からの駆動信号により駆動されて
超音波ビームを生体１内に向けて照射する。振動子駆動
回路６は第２図に示すように駆動信号源となる発振器２
１と、この発振器２１にスイッチ２２をそれぞれ介して
接続され発振器２１からの信号を位相シフトする可変移
相器２３と、これらの移相器２３からの信号を増幅して
各振動子３８〜３ｄへの駆動信号を発生する駆動増幅器
２４により構成される。
生体１内からの反射波は超音波トランスデユーサ３を介
して受信回路７に供給され、断層像描出手段としてのＣ
モード像描出回路８に入力される。
Ｃモード像描出回路８はトランスデユーサ走査駆動部５
に対し制御信号８ａを供給し、また振動子駆動回路６に
対し断層像描出時の振動子駆動条件を与える制御信号８
ｂを供給し、また画像処理演算回路９に対しＣモード像
信号８Ｇを供給する。
画像処理演算回路９は振動子駆動回路６に対し加温時の
振動子駆動条件を与える制御信号９ａを供給し、またＣ
ＲＴディスプレイ１０に対してＣモード像描出回路８か
らのＣモード信号８ｃに基づいて作成した立体像信号９
ｂを供給する。
なお、この実施例において断層像描出手段はトランスデ
ユーサ走査駆動部５．振動子駆動回路６゜受信回路７お
よびＣモード像描出回路８によって構成され、表示まで
考慮すれば画像処理演算回路９およびＣＲＴディスプレ
イ１ｏも断層像描出手段に含まれる。また、加温制御手
段はＣモード像描出回路８および画像処理演算回路９が
らの制御信号８ｃ、９ａにより制御されるモードでの振
動子駆動回路６に相当する。
次に、本装置の具体的な動作を第３図および第４図を参
照して説明する。本装置の動作は、腫瘍部位の断層像（
Ｃモード像）の描出動作と、腫瘍部位の加温動作とに分
けられ、これら両動作が選択的に行なわれる。
まず、断層像の描出動作においては、Ｃモード像描出回
路８から振動子駆動回路６に制御信号８ｂが送られ、こ
の制御信号８ｂに基き生体１の体表から腫瘍Ｐが存在す
る深さｄの位置に超音波ビームが集束するように振動子
駆動回路６における振動子駆動条件（具体的には移相器
２３おける位相シフト量）が設定される。超音波ビーム
が深さｄの所に集束されると、Ｃモード像描出回路８か
らトランスデユーサ走査駆動部５に制御信号８ａが供給
される。これによりトランスデユーサ走査駆動部５はロ
ッド４を介して超音波トランスデユーサ３を機械的に走
査する。この走査は例えば第３図に破線で示すようなラ
ジアルスキャンであり、これは具体的にはトランスデユ
ーサ３を全体的にスパイラル状に回動させることによっ
て達成される。
この走査に伴って超音波トランスデユーサ３がら生体１
内に照射された超音波ビームは、生体１内で反射された
後トランスデユーサ３で受信され、電気信号として取出
される。この受信信号は受信回路７に入力され、振動子
駆動回路６における位相シフトに対応して位相が揃えら
れた後、増幅。
検波される。Ｃモード像描出回路８は、受信回路７の出
力信号のうち深さｄに対応する信号成分のみをタイムゲ
ートにより抽出する。このようにしてまず腫瘍Ｐの深さ
ｄにおけるＣモード像Ｃ１の情報が得られる。次に、振
動子駆動回路６の振動子駆動条件を変えて超音波ビーム
を深さｄ＋Δｄの所に集束させ、同様にＣモード像Ｃ２
の情報を得る。以下、同様に超音波ビームの集束位置を
Δｄずつ変えることにより、種々の深さにおけるＣモー
ド像ＣＩ　　（＋＝１〜ｎ）の情報を得る。こうしてＣ
モード像描出回路８で得られた各深さに対応したＣモー
ド像の信号８ｃは画像処理演算回路９に送られ、ここで
腫瘍Ｐの部位の立体像Ｑが構成される。構成された立体
像Ｑは、ＣＲＴディスプレイ１０で表示される。
一方、加温動作は次のようにして行なわれる。
加温時には画像処理演算回路９から振動子駆動回路６に
制御信号９ａが供給され、腫瘍Ｐの形状、即ち各深さに
おける腫瘍Ｐの寸法に適合したパターンの超音波ビーム
が形成されるように、振動子駆動条件（具体的には移相
器２３の位相シフト量。
スイッチ２２による駆動振動子の選択）等が設定される
。また、このときの駆動パワー（駆動増幅器２４の利得
によって定まる）は先の断層像描出動作時より大きく設
定される。すなわち、加温に際してはまず超音波ビーム
が深さｄの所に深さｄにおける腫瘍Ｐの寸法にほぼ合致
したパターンで集束され、次いで一定時間の後ｄ十Δｄ
の所にその深さのにおけめる腫ＩＰの寸法にほぼ合致し
たパターンで集束される。以下、同様にして集束点を順
次Δｄずつずらせ、かつ各深さの位置におけ腫瘍Ｐの寸
法に合ったパターンで超音波ビームが照射されることに
より、腫瘍Ｐが選択的に効率よく加温される。なお、こ
の加温時においてはｉ〜ランスデューサ駆動走査部５は
走査を停止しており、超音波１−ランスデューサ３は機
械的には固定されている。
以上のようにして、この発明によれば共通のアニユラ−
アレイ超音波トランスデユーサによって生体内の断層像
の描出と加温を行なうことができ、適確な温熱治療が可
能となる。
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ばアニユラ−アレイ超音波トランスデユーサを複数組使
用して断層像の描出と加温を行なってもよい。また、実
施例ではラジアルスキャンによりＣモード像を得たが、
他の走査法を用いても構わない。さらに、実施例ではア
ニユラ−アレイ超音波トランスデユーサの焦点を固定し
てラジアルスキャンを行なったが、スキャン中に焦点を
変えることにより、超音波トランスデユーサと直交する
面内の断層像、すなわちＢモード像を得ることも可能で
ある。勿論、Ｃモード像の描出とＢモード像の描出とを
併用することもできる。
さらに、実施例では振動子駆動回路６における振動子駆
動条件の設定を、画像処理演算回路９からの制御信号９
ａに基いて行なったが、操作者がＣＲＴディスプレイ１
０上の表示その他を観測しながら手動で設定してもよい
。
【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診断治療装置
の構成図、第２図は同実施例における振動子駆動回路の
内部構成を示す図、第３図は同実施例におけるアニユラ
−アレイ超音波トランスデユーサの断層像描出時のラジ
アルスキャン動作を説明するための図、第４図は同実施
例における断層像描出動作を説明するための図、第５図
（ａ）（ｂ）は従来の超音波調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６図（ａ）（ｂ）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・・・水袋、３・・・アニユラ−アレ
イ超音波トランスデユーサ、３ａ〜３ｄ・・・リング型
振動子、４・・・ロッド、５・・・トランスデユーサ走
査駆動部、６・・・振動子駆動回路、７・・・受信回路
、８・・・Ｃモード像描出回路、９・・・画像処理演算
回路、１０・・・ＣＲＴディスプレイ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複数個のリング型超音波振動子を同心円状に配置
    して構成されたアニュラーアレイ超音波トランスデュー
    サと、この超音波トランスデューサを第１の駆動信号に
    より駆動し生体内からの反射波に基いて生体内の断層像
    を得る断層像描出手段と、前記超音波トランスデューサ
    を第２の駆動信号により駆動して生体内の腫瘍部位を加
    温する加温制御手段と、これら断層像描出手段および加
    温制御手段を選択的に動作させる手段とを備えたことを
    特徴とする超音波診断治療装置。
  2. （２）前記断層像描出手段は、生体内の種々の深さにお
    けるＣモード像を描出するものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の超音波診断治療装置。
  3. （３）前記加温制御手段は、前記断層像描出手段により
    得られる腫瘍部位の断層像に基いて前記超音波トランス
    デューサの駆動条件が設定されるものであることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の超音波診断治療装置
    。
JP60051717A 1985-03-15 1985-03-15 超音波診断治療装置 Pending JPS61209643A (ja)

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JP60051717A JPS61209643A (ja) 1985-03-15 1985-03-15 超音波診断治療装置
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EP86301888A EP0194897B1 (en) 1985-03-15 1986-03-14 Ultrasound therapy system
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