JPH06285106A - 超音波治療装置 - Google Patents

超音波治療装置

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JPH06285106A
JPH06285106A JP5072474A JP7247493A JPH06285106A JP H06285106 A JPH06285106 A JP H06285106A JP 5072474 A JP5072474 A JP 5072474A JP 7247493 A JP7247493 A JP 7247493A JP H06285106 A JPH06285106 A JP H06285106A
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curvature
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applicator
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Tatsuo Kimura
辰男 木村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の集束点に超音波を集束させることので
きる超音波アプリケータを得る。 【構成】 音響レンズ９の超音波放射面を中央部の超音
波放射面Ａは集束点ＦAに超音波を集束する曲率半径ｒ
A の曲面に形成し、その両側の超音波放射面ＢとＣは同
一の曲率半径ｒB で異なる曲率中心ＣB 、ＣC を有する
曲面に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、体内、あるいは体外で
発生した超音波を被検体（生体）内の治療目的部位に照
射し、目的部位を加温治療、ないし、破砕治療を行なう
超音波治療装置、特に、超音波振動子を備えた超音波ア
プリケータに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の治療装置においては、生体内に
所望する超音波の分布を与えて治療目的部位に超音波を
集束させるために、図３に示すような短冊状超音波振動
子をたくさん並べたアレー振動子を使用して各振動子か
らの超音波を電子的に集束する方法、即ち、各振動子に
負荷するパルサーからの高周波電力を遅延回路による位
相制御する方法や図４に示すように平面状の超音波振動
子１に音響レンズ２を付加する方法でなされていた。
【０００３】図４において、平面振動子１と音響レンズ
２は接着されており、その形状は円形、または四角形
で、特に腔内用としては、細長い長方形となっている。
そして、超音波エネルギーを集束させるために通常音響
レンズ２の放射面は長辺方向に曲率を持った長い凹面状
となっている。つまり、このことは音響レンズの口径Ｌ
が非常に大きいことに相当する。音響レンズ２として
は、アルミやアクリル、ポリスチレンといった材質のも
のが用いられている。これらの材質内の音の伝達する速
度は、水中に比べて速いためレンズを凹面状にすること
により超音波を集束させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３による超音波エネ
ルギーの集束方法では、位相制御の必要性から、電子回
路としては非常に複雑なものになり、またコスト的にも
高くなるという欠点がある。また、アレーの数だけの信
号リード線が必要となり、その分アプリケータの径が大
きくなり、断線等の故障も起き易くなる恐れがある。
【０００５】これに対し図４の音響レンズによる集束方
法では、電子回路の簡素化、ないし構成部品点数の減少
によるコストの低減等が計れるものの、腔内用超音波ア
プリケータに適用する上で形状的な制約がある。実際の
腔内用超音波アプリケータのサイズとしては、直径２０
〜２５mm程度に仕上げる必要がある。
【０００６】図４において、音響レンズ２の口径Ｌを６
０mm、その材質をアルミ（音速：６４００ｍ／ｓ）とし
て平板振動子１ないし、平板振動子１と音響レンズ２を
含めたサイズ（厚み）を考えてみる。音響レンズ２より
距離Ｆの位置で集束点を持たせるための音響レンズの曲
率半径ｒは、 ｒ＝Ｆ（１−Ｃ2 ／Ｃ1 ） で与えられる。ここで、Ｃ1 は音響レンズ２中の音速、
Ｃ2 は放射媒質３中の音速である。
【０００７】例えば、超音波アプリケータを肛門に挿入
して直腸壁を介して前立腺の肥大を加温治療する場合に
は、音響レンズの超音波放射面より４０mm前方に超音波
を集束させる必要があるので、いま放射媒質３を水（音
速が１５００ｍ／ｓ）とすると、Ｆ＝４０mmの位置に集
束点を持たせるための音響レンズの曲率半径は上記計算
式より、およそｒ＝３０．６mmになる。
【０００８】この結果は音響レンズ２の両端の厚みｔが
非常に大きくなることを示している。そして、この寸法
のまま腔内用の細長い円筒状の超音波アプリケータを設
計しても、アプリケータの仕上がりサイズとしては、実
際の人体の直腸などの腔内に挿入不可能な太さのものに
なってしまう。腔内用超音波アプリケータに適用する曲
率を持った（集束点を持った）振動子または音響レンズ
の厚みには、その構造上寸法的な制約が存在する。
【０００９】なお、音響レンズ２の口径Ｌを小さくし厚
みｔを小さくすることも考えられるが、そうすると振動
子の面積が小さくなり、振動子の単位面積当りの許容電
力には限界があるために治療に必要な超音波エネルギー
が得られなくなり、口径Ｌを小さくするにも限度があ
る。
【００１０】また、治療目的部位は通常超音波の放射方
向に広がりをもっているので、同時に複数点に超音波を
集束できれば、治療領域が広がり、治療効果が向上し、
治療に要する時間を短縮できる他、治療領域、すなわち
集束点を変えるために超音波アプリケータを体腔内等で
移動させる必要がないので、被検者の苦痛を軽減でき
る。
【００１１】本発明は上記に鑑み、超音波振動子より発
生した超音波を生体内の複数の集束点に集束させること
ができ、且つ、超音波振動子および／または音響レンズ
の厚みを薄くできるようにした超音波アプリケータを提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、超音波振動子、または音響レンズの超音
波放射面を同心状の複数の放射面に区分し、この区分さ
れた放射面を曲率半径とその中心が異なる曲面に形成し
た。
【００１３】
【作用】高周波電力の印加により超音波振動子より発生
した超音波は、超音波振動子、または、それに付設され
た音響レンズの曲率で定まる集束点に集束される。
【００１４】超音波振動子、または、それに付設された
音響レンズの放射面は、同心状の複数の放射面に区分さ
れており、区分された放射面は異なる曲率半径の曲面に
形成されているので、超音波振動子より発生した超音波
は曲面の曲率半径で定まる異なる複数の集束点に集束さ
れる。
【００１５】また、区分された放射面の曲面は、曲率半
径と共に中心位置も異なっているので、放射面を平面化
できアプリケータの厚みを薄くすることができる。
【００１６】集束点の数ならびに集束点の位置は、区分
された放射面を形成する曲面の曲率半径ならびに曲率の
中心位置でもって任意に設定できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２に基づ
いて説明する。
【００１８】図１は本発明を腔内用超音波アプリケータ
に適用し、それを人体直腸１に挿入し、直腸壁３を介し
て尿道４を周囲から圧迫している前立腺の肥大部５に超
音波６を照射して治療するようすを示す。
【００１９】図において、７は細長い長方形状の平面振
動子でリード線８により、図示しない高周波電源（パル
サー）よりの高周波電力が供給される。この平面振動子
７には本発明による音響レンズ９がエポキシ樹脂等の接
着剤で接着されている。音響レンズ９より放射された超
音波６は生体との整合媒体である脱気水１０を介して生
体内に照射される。脱気水１０は薄いシリコンゴム等の
膜体１１で、腔内用超音波アプリケータ２から直腸１へ
漏れないように保持されている。
【００２０】これら平面振動子７、リード線８、音響レ
ンズ９、膜体１１は有底円筒容器１２内に収容されてお
り、この容器１２には膜体１１の突出する開口が設けら
れている。音響レンズ９の材質としてはアルミニウムや
ポリメチルメタアクリレイト（ＰＭＭＡ）、ポリスチレ
ンなどが適当である。またこれら材料の複合体で音響レ
ンズを形成することもできる。この音響レンズ９には効
率よく尿道４の両側の肥大部５を治療できるように、２
つの集束点ＡとＢを持たせている。
【００２１】図２は２つの集束点Ａ、Ｂを有する音響レ
ンズ９の構成を示す断面図で、平面振動子と同様に長さ
Ｌ、幅Ｗの長方形で、長辺方向について中央部の超音波
放射面Ａは集束点ＦA に超音波を収束する曲率半径ｒA
（曲率中心はＣA ）の曲面に、両端部の放射面ＢとＣは
集束点ＦB に超音波を収束する曲率半径は同じでｒ
B（またはｒC ）の曲面に形成されている。
【００２２】しかし、放射面ＢとＣの曲率中心の位置が
異なる（ＣB とＣC ）ので、レンズの形状としてはギザ
ギザ状で円心状に区分けされた曲面状の放射面になる。
放射面Ａから出た超音波は集束点ＦA に集まり、放射面
ＢとＣから出た超音波は集束点ＦB に集まることにな
る。曲率半径と音響レンズから集束点までの距離は上記
計算式を満たしている。
【００２３】このように放射面Ｂ、Ｃの曲率半径は同じ
ｒB でそれぞれの中心位置ＣB 、ＣC が異なっているの
で、全体としての放射面は平面状となり、音響レンズ９
の厚みｔを薄くできるので、体腔内に挿入できる妥当な
サイズのアプリケータに仕上げることが可能となる。ま
た、音響レンズの短辺（幅Ｗ）方向についても曲率半径
Ｒの凹面に形成することにより、短辺方向の超音波を集
束させて超音波エネルギーの高密度化が図られている。
なお、集束点ＦA 、ＦB の位置は曲率半径で調整できる
ことから、治療部位の任意の位置に超音波エネルギーを
容易に集束させることができる。
【００２４】
【変形実施例】図１、図２の実施例では超音波振動子は
平面とし、それに接着された音響レンズの放射面を曲率
半径とその中心が異なる曲面でもって同心状に区分し、
２つの集束点ＦA （Ａ）、ＦB （Ｂ）に超音波を収集さ
せるようにしたが、超音波振動子を加工しそれの放射面
を上記のように区分し、２つの集束点に超音波を集束さ
せるようにしてもよい。このようにすれば、音響レンズ
は不要となる。
【００２５】また、実施例では、本発明を腔内用超音波
アプリケータに適用したが、超音波を体外で発生させそ
れを生体内に照射する体外用超音波アプリケータにも本
発明は適用できるものである。この場合は、形状の制限
がないので超音波振動子、音響レンズとしては、円形な
いし四角形の大きなものが使用できる。さらに、実施例
では超音波の集束点を２つとしたが、３つ以上の集束点
に集束させること、ならびに超音波放射線軸上以外の集
束点に集束させることも可能である。
【００２６】
【効果】本発明によれば、超音波振動子より発生した超
音波を複数の集束点に集束させることができるので、一
度に、広範囲の治療部位、ないし複数の治療ターゲット
に対して超音波エネルギーを集中照射することが可能と
なるので、特に前立腺肥大症などの疾患に対して効率の
よい治療を実施することができる。
【００２７】また小型化できるので、特に腔内用超音波
アプリケータとして有益なものであり、アプリケータを
動かして集束点を変えることなく、一度に複数の治療部
位に超音波を集中照射し治療が行なえるので、治療時間
を短縮でき、被検者の負担を軽減できる。さらに、位相
制御方式のような複雑な電子回路を必要とせず、構成が
簡単で安価な超音波治療装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の音響レンズの構成を示す断面図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】従来の超音波アプリケータの構成を示す略図で
ある。
【図４】従来の超音波アプリケータの他の構成を示す図
である。
【符号の説明】
２：超音波アプリケータ ７…平面振動子 ８…リード線 ９…音
響レンズ １０…脱気水 １１…シリコン薄膜体 １２…
中空容器 Ａ、Ｂ、Ｃ：超音波放射面 ＦA （Ａ）、ＦB
（Ｂ）：集束点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｒ 17/00 ３３２ Ｙ 9181−5Ｈ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高周波電力を超音波振動子に印加し、超
    音波振動子より発生した超音波を生体内の治療部位に照
    射してその部位を治療するようにした超音波治療装置に
    おいて、前記超音波振動子が同心状に複数に区分された
    超音波放射面を有しており、この区分された放射面を曲
    率半径と曲率中心が異なる曲面に形成したことを特徴と
    する超音波治療装置。
  2. 【請求項２】 高周波電力を超音波振動子に印加し、超
    音波振動子より発生した超音波を音響レンズで生体内の
    治療部位に集束させてその部位を治療するようにした超
    音波治療装置において、前記音響レンズが同心状に複数
    に区分された超音波放射面を有しており、この区分され
    た放射面を曲率半径と曲率中心が異なる曲面に形成した
    ことを特徴とする超音波治療装置。
JP5072474A 1993-03-30 1993-03-30 超音波治療装置 Pending JPH06285106A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5072474A JPH06285106A (ja) 1993-03-30 1993-03-30 超音波治療装置
US08/213,135 US5402792A (en) 1993-03-30 1994-03-15 Ultrasonic medical apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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JP5072474A JPH06285106A (ja) 1993-03-30 1993-03-30 超音波治療装置

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