JPH0552894B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 超音波パルス生体内に放射し、その反射波の周
波数成分変化から生体内部の温度変化を求める。

〔産業上の利用分野〕

本発明は温度測定装置に関するものであり、特
に超音波を用いた生体内部の温度測定装置に関す
る。

〔従来の技術〕 生体内の所定の部位の温度変化や、異常な温度
を呈する生体内局部の位置に関する情報は、生理
学あるいは臨床医学上の目的でしばしはい必要と
され、高い利用価値をもつものである。

たとえば癌の加温療法や診断等の場合に、体内
各部の温度上昇あるいは温度分布の不均一性を測
定することが必要とされる。

従来、このために用いる手段としては、温度測
定用プローブを生体内部に挿入し、直接測定する
方法が主なものであつたが、他に該磁気共鳴、熱
放射、あるいは透過超音波による生体内温度測定
法等も研究されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

生体内部の温度を測定するために従来提案され
ている方法では、生体側に苦痛を与えたり、測定
に手間と時間がかかり、あるいは装置が高価で大
型になるとともに操作が複雑化し、あるいは十分
な性能が得られないなどの多くの問題点があつ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、生体外から生体内部の温度を簡単な
操作で測定することを可能にするものである。

超音波は、生体内を伝搬するとき減衰するが、
その減衰定数（α）は周波数(f)に比例することが
知られている。

本発明は、その比例係数（dα／df）が、
0.01dB／ＭHz・cm・deg程度の温度係数をもつ
て、温度とともに直線的に変化するという新しい
知見に基づいてなされたものである。

それにより本発明は、生体表面に装着した超音
波送信子により、体内に短い超音波パルスを発射
し、目的部位からの反射波を、送信子と同一ある
いは別の受信子によつて受け取り、そ周波数成分
を解析し、主としてそれから推定された減衰定数
の周波数微係数によつて、該部位の温度変化また
は温度不均一性を測定し、数値出力または画像表
示しうる装置を提供する。

第１図に本発明の基本構成を示す。

図において、１はパルス発生器、２は超音波送
受信子、３は生体、４は生体内の目的部位、５は
選択回路、６は解析部、７は表示部を表わす。

パルス発生器１により発生されるパルスは、超
音波送受信子２に供給され、広い範囲の周波数成
分（例えば2MHz〜4MHz）を持つ超音波パルスが
生体３内に送出される。

生体３内の目的部位４から得られた反射波は、
超音波送受信子２により受信され、受信信号の中
から、目的とする部位付近に相当する時間軸の部
分を、選択回路５によつて切りだし、解析部６へ
入力として与える。

解析部６は、選択回路５で切り出した目的部位
４からの反射波について、基準となる反射波に対
する周波数スペクトル上での変化量を求め、温度
変化量に変換する処理を行なう。

解析部６により解析された生体内の目的部位４
における温度変化は、数値データとして、あるい
はＢスコープ画像データとして表示部７へ出力さ
れ、表示される。

〔作用〕

本発明によれば、現在広く用いられている超音
波断層装置（Ｂスコープ）と簡単な電子的データ
処理装置とを組合せることにより、装置を構成す
ることができる。また数値で測定結果を表示する
だけでなく、Ｂスコープ画面上に温度に関する情
報を、例えば色で表示することができ、所定の目
的部位における時間的な温度変化を求めたり、Ｂ
スコープ画像上で、生体断面の温度分布状態を観
察することが容易にできる。

〔実施例〕

第２図および第３図は、それぞれ第１図に示し
た本発明の基本構成に基づく実施例装置の要部で
ある解析部６の異なる方式による構成の細部を示
したものである。

第２図の実施例において、入力波形（反射波）
は、いつたん波形記憶装置８に記憶され、次に通
常のデータ処理装置（例えばマイクロプロセツ
サ）で構成される分析装置９によつて周波数分析
され、その結果のデータは、結果記憶装置１０に
記憶される。

これに対して第３図の実施例においては、入力
波形は、高域通過フイルタ１１および低域通過フ
イルタ１２に与えられる。

これらの２つのフイルタの出力は、比較装置１
３においてあらかじめ設定した計算法により比較
し、その結果データが、そのまま表示されるか、
あるいは記憶される。

これらの各実施例において得られる計算結果の
データは適当な出力形式に変換され、たとえば数
値として画像として表示される。

第４図に、周波数スペクトルを用いて計算の過
程を示す。まず対象生体を基準温度（t₀）にお
き、反射波の周波数スペクトル（電力スペクトル
密度）Ｐ（t₀）を求める。（図ａ）。

次に測定すべき状態（t₁）に生体をおき、同一
部位からの反射波であることを通常の超音波断層
像によつて確かめつつ、対応する反射波を同様に
解析し、周波数スペクトルＰ（t₁）を求める（図
ｂ）。図ａと図ｂの各周波数スペクトル差は図ｃ
のようになり、信号成分が優勢な範囲において
は、ほぼ直線的な変化を示すが、この直線の傾き
が温度差（t₁−t₀）に比例するので、これによつ
て温度変化を知ることができる。

また同一生体内で接近した２点からの反射波を
同時に測定してそれらを比較すれば、同一部位内
での温度の不均一性を推定することができる。

以上の測定は、第２図の実施例のように直接数
値計算を行なつて実行してもよいし、第３図の実
施例のように周波数特性の異なる２つのフイルタ
を用い、第４図ｄに示す２つの成分を得て、それ
らの出力でスペクトルを代表させ、比較すること
によつて近似的に実行してもよい。

１回のパルス送出によつて充分な精度が得られ
ない場合には、時間的あるいは空間的にわずかに
異なる複数パルスを送出して、それらの計算結果
の平均をとることによつて、精度を改善すること
ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、生体内にプローブを刺入する
ことなく、体内深部の低振襲温度計測が可能であ
る。これは実際の診療においてきわめて便利であ
る。また１回だけ温度計測定用プローブを体内に
刺入して、個人差に対して本装置の校正をすれ
ば、精度の高い測定が可能になる。またＢスコー
プ断層像に重ねて温度情報を表示することによ
り、担当医師に理解しやすい形で結果が表示でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図および第
３図はそれぞれ本発明実施例装置における解析部
の異なる方式の構成図、第４図は実施例動作を説
明するための周波数スペクトル図である。 第１図において、１：パルス発生器、２：超音
波送受信子、３：生体、５：選択回路、６：解析
部、７：表示部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 超音波パルス信号を発生するパルス発生器１
   と、 パルス発生器１から出力される超音波パルス信
   号に基づいて超音波パルスを放射するとともに、
   その反射波を受信する超音波送信子２と、 超音波受信子２から出力される反射波信号から
   一定の時間領域の部分を切り出す選択回路５と、 選択回路５により切り出された反射波信号部分
   について周波数スペクトル分析を行ない、当該分
   析結果の反射波の周波数スペクトルと基準となる
   周波数スペクトルとの差の周波数スペクトルに現
   われる直線的変化の傾きから温度変化量を求める
   解析部６と、 解析部６により求められた温度変化量を表示す
   る表示部７と、 により構成されることを特徴とする反射超音波に
   よる体内温度測定装置。