JPH07303657A - Pulse ultrasonic therapy device - Google Patents
Pulse ultrasonic therapy deviceInfo
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- JPH07303657A JPH07303657A JP6098588A JP9858894A JPH07303657A JP H07303657 A JPH07303657 A JP H07303657A JP 6098588 A JP6098588 A JP 6098588A JP 9858894 A JP9858894 A JP 9858894A JP H07303657 A JPH07303657 A JP H07303657A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は一旦設定したサンプルボリウム
が焦点に対して同じ位置にあるパルス超音波治療装置を
提供することである。
【構成】本発明は治療用超音波発生源1と、トランスデ
ューサと、送受信系4と、サンプルボリウム設定部7
と、サンプルホールド回路6c と、サンプルホールド回
路6c で切り出されたドプラ信号を周波数解析するFF
T6f と、治療用超音波発生源1に対するトランスデュ
ーサの相対的な位置を検出するセンサ10と、センサ1
0の検出結果に基づいて治療用超音波発生源1に対する
トランスデューサの変位量を計算し、変位量に基づいて
サンプルホールド回路6c がミキサ6a からのドプラ信
号に対してかけるレンジゲートのタイミングを変化させ
て上記焦点に対する上記サンプルボリウムの相対的な位
置関係を維持するゲート制御手段9,13とを具備す
る。
(57) [Summary] [Object] An object of the present invention is to provide a pulse ultrasonic therapy apparatus in which a sample volume once set is at the same position with respect to a focus. [Structure] The present invention comprises a therapeutic ultrasonic wave generation source 1, a transducer, a transmission / reception system 4, and a sample volume setting section 7.
And a sample-hold circuit 6 c and an FF for frequency-analyzing the Doppler signal cut out by the sample-hold circuit 6 c
T6 f , a sensor 10 for detecting the relative position of the transducer with respect to the therapeutic ultrasonic wave generation source 1, and a sensor 1
The displacement amount of the transducer with respect to the therapeutic ultrasonic wave generation source 1 is calculated based on the detection result of 0, and the timing of the range gate applied by the sample hold circuit 6 c to the Doppler signal from the mixer 6 a is calculated based on the displacement amount. And gate control means 9 and 13 for changing the relative position of the sample volume with respect to the focus.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、パルス状の治療用超音
波を集束させ焦点を形成し焦点に設置された結石等の被
治療体をその衝撃力で治療(破砕)するパルス超音波治
療装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to pulse ultrasonic treatment for converging pulse-like ultrasonic waves for treatment to form a focal point and treat (crush) an object to be treated such as a stone placed at the focal point with its impact force. Regarding the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種のパルス超音波治療装置の代表例
として結石破砕装置がある。結石破砕装置は、複数の高
出力振動子をフレームに球殻状に配置し、各高出力振動
子から繰り返しパルス状に放射された超音波を球殻の曲
率に応じて集束させ焦点を形成し、この焦点に設置され
た結石に繰り返し衝撃力を与えて破砕する。2. Description of the Related Art A calculus breaking device is a typical example of this type of pulse ultrasonic therapy device. The calculus breaking device arranges a plurality of high-power transducers in a spherical shell shape on a frame and focuses ultrasonic waves repeatedly emitted in a pulse shape from each high-power transducer according to the curvature of the spherical shell to form a focal point. , The stones placed at this focal point are repeatedly crushed by applying an impact force.
【0003】上記フレームの中央部には開口部が形成さ
れ、この開口部に円柱状のプローブがその軸方向に沿っ
て移動自在に且つ軸回転自在に挿入されている。プロー
ブの先端には例えばセクタ走査型のトランスデューサア
レイが装着されている。トランスデューサアレイには送
受信回路を介して、ある観測点(サンプルボリウム)の
血流の速度分布を計算するための周波数解析回路(例え
ば高速フーリエ変換回路)が接続されているものがあ
る。例えばサンプルボリウムを結石に合わせておけば、
結石は超音波パルスの繰り返し周期に応じて往復移動す
るので、結石付近の速度分布が時系列で得られる。破砕
の前後で結石の重量が変化するので、速度分布が破砕の
前後で変化する。これにより結石の治療効果を確認でき
る。An opening is formed in the center of the frame, and a cylindrical probe is inserted into the opening rotatably and axially along the axial direction. For example, a sector scan type transducer array is attached to the tip of the probe. Some transducer arrays are connected to a frequency analysis circuit (for example, a fast Fourier transform circuit) for calculating the velocity distribution of blood flow at a certain observation point (sample volume) via a transmission / reception circuit. For example, if you adjust the sample volume to the stone,
Since the calculus moves back and forth according to the repetition period of the ultrasonic pulse, the velocity distribution near the calculus can be obtained in time series. Since the weight of the calculus changes before and after crushing, the velocity distribution changes before and after crushing. This makes it possible to confirm the therapeutic effect of stones.
【0004】しかし結石破砕装置には次のような問題が
ある。患者は長時間一定の姿勢を保つことは困難で、患
者が姿勢を変える毎に一旦合わせた焦点が結石から外れ
てしまう。この場合、フレームを移動して焦点を結石に
再設定しなければならない。フレームが移動すると、プ
ローブの先端(トランスデューサ)が患者対表面から離
れることがあり、これによる超音波の損失を抑えるため
に、プローブをフレームから引き出したり、さらに深く
挿入したりしてプローブの先端(トランスデューサ)を
患者対表面に接触させることが必要である。この結果、
プローブがフレームに対してサンプルボリウムを設定し
た状態から変位し、サンプルボリウムと焦点との相対的
な位置関係が変化する。したがってプローブをフレーム
に対して移動する毎にサンプルボリウムを元の位置に再
設定しなければならず、非常に面倒であり、また患者ス
ループットが遅くなってしまう。However, the calculus breaking device has the following problems. It is difficult for a patient to maintain a constant posture for a long time, and the focus once focused on the patient deviates from the stone every time the posture is changed. In this case, the frame must be moved to refocus the stone. As the frame moves, the probe tip (transducer) may move away from the patient-to-surface, and to reduce the resulting ultrasound loss, the probe tip may be pulled out of the frame or inserted further deeper to reduce probe loss. It is necessary to contact the transducer) to the patient-to-surface. As a result,
The probe is displaced from the state in which the sample volume is set with respect to the frame, and the relative positional relationship between the sample volume and the focus changes. Therefore, the sample volume must be reset to its original position each time the probe is moved with respect to the frame, which is very troublesome and slows down patient throughput.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するべくなされたもので、その目的は、プロ
ーブをフレームに対して移動しても一旦設定したサンプ
ルボリウムが自動的に移動され焦点に対する相対位置が
変化しないパルス超音波治療装置を提供することであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to automatically move a sample volume once set even when a probe is moved with respect to a frame. It is an object of the present invention to provide a pulse ultrasonic therapy device whose relative position with respect to a focal point does not change.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明によるパルス超音
波治療装置は、パルス状の治療用超音波を所定の位置に
集束させて焦点を形成し、上記焦点に設置された被治療
体を治療する治療用超音波発生手段と、超音波を送受信
するトランスデューサと、所定の繰り返し周波数に応じ
て上記トランスデューサを駆動して上記トランスデュー
サから超音波を繰り返し送信させると共に、上記トラン
スデューサを介して上記超音波の反射波を繰り返し受信
する送受信手段と、上記被治療体に対して任意の位置に
サンプルボリウムを設定する手段と、上記送受信手段か
らの出力を位相検波してドプラ信号を検出する検出手段
と、上記検出手段からのドプラ信号にレンジゲートをか
けて上記サンプルボリウム内のドプラ信号を切り出すゲ
ート手段と、上記ゲート手段で切り出されたドプラ信号
を周波数解析して上記サンプルボリウム内の血流の速度
分布を得る周波数解析手段と、上記周波数解析手段によ
る速度分布を時系列で表示する手段と、上記治療用超音
波発生手段に対する上記トランスデューサの相対的な位
置を検出するセンサと、上記トランスデューサの位置が
上記治療用超音波発生手段に対して変位したとき上記セ
ンサの検出結果に基づいて上記トランスデューサの上記
治療用超音波発生手段に対する変位量を計算し、上記変
位量に基づいて上記ゲート手段が上記検出手段からの出
力に対してかける上記レンジゲートのタイミングを変化
させて上記焦点に対する上記サンプルボリウムの相対的
な位置関係を維持するゲート制御手段とを具備する。A pulse ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention focuses a pulsed therapeutic ultrasonic wave on a predetermined position to form a focal point, and treats an object to be treated placed at the focal point. A therapeutic ultrasonic wave generating means, a transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, and driving the transducer according to a predetermined repetition frequency to repeatedly transmit the ultrasonic waves from the transducer, and to transmit the ultrasonic waves via the transducer. Transmitting and receiving means for repeatedly receiving reflected waves, means for setting a sample volume at an arbitrary position with respect to the treated body, detecting means for phase-detecting the output from the transmitting and receiving means to detect a Doppler signal, and Gate means for applying a range gate to the Doppler signal from the detection means to cut out the Doppler signal in the sample volume; Frequency analysis means for obtaining the velocity distribution of the blood flow in the sample volume by frequency-analyzing the Doppler signal cut out by the operating means, means for displaying the velocity distribution by the frequency analysis means in time series, and the therapeutic A sensor for detecting the relative position of the transducer with respect to the ultrasonic wave generating means, and the therapeutic use of the transducer based on the detection result of the sensor when the position of the transducer is displaced with respect to the therapeutic ultrasonic wave generating means. The displacement amount with respect to the ultrasonic wave generating means is calculated, and the timing of the range gate applied to the output from the detecting means by the gate means is changed based on the displacement amount to change the relative position of the sample volume with respect to the focus. Gate control means for maintaining the positional relationship.
【0007】[0007]
【作用】本発明によるパルス超音波治療装置によれば、
サンプルボリウムを一旦設定した後、トランスデューサ
の位置が治療用超音波発生手段に対して変位したとして
も、トランスデューサの治療用超音波発生手段に対する
変位量に基づいてゲート手段が検出手段からの出力に対
してかけるレンジゲートのタイミングが変化され、焦点
に対するサンプルボリウムの相対的な位置関係が維持さ
れる。したがって、操作者はサンプルボリウムの再設定
の手間から解放され、また、サンプルボリウムを再設定
する時間が短縮され、患者スループットが向上する。According to the pulse ultrasonic therapy apparatus of the present invention,
After setting the sample volume once, even if the position of the transducer is displaced with respect to the therapeutic ultrasonic wave generating means, the gate means is based on the displacement amount of the transducer with respect to the therapeutic ultrasonic wave generating means, with respect to the output from the detecting means. The timing of the applied range gate is changed to maintain the relative position of the sample volume with respect to the focus. Therefore, the operator is freed from the trouble of resetting the sample volume, the time for resetting the sample volume is shortened, and the patient throughput is improved.
【0008】[0008]
【実施例】以下、図面を参照して本発明によるパルス超
音波治療装置の一実施例を説明する。ここではパルス超
音波治療装置の代表例である結石破砕装置を例に説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the pulse ultrasonic therapeutic apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, a calculus breaking device, which is a typical example of the pulse ultrasonic therapy device, will be described as an example.
【0009】図1は本実施例の構成図である。図1にお
いて1は傘形状のフレーム1a の内面に、治療用の超音
波を放射するための複数の高出力振動子11 〜1n が装
着されてなる治療用超音波発生源である。複数の高出力
振動子11 〜1n には高出力用のパルサ2が接続され
る。パルサ2は高電圧DC電源の電圧をコンデンサでチ
ャージし、この充電電荷をトランジスタと共振回路とを
介して一斉に複数の高出力振動子11 〜1n に放出し、
複数の高出力振動子11 〜1n からパルス状の治療用超
音波を治療完了まで繰り返し発生させる。各高出力振動
子11 〜1n から放射された治療用超音波はフレーム1
a の傘形状の曲率によって決定される所定位置に集束
し、そこに焦点Fを形成する。焦点Fに設置された被治
療体としての結石はその衝撃力で治療(破砕)される。
なお、複数の高出力振動子11 〜1nは平面状に配列さ
れていてもよい。この場合、充電電荷を放出するタイミ
ングを各高出力振動子11 〜1n で変化させることで各
高出力振動子11 〜1n から放射された治療用超音波を
集束させてもよいし、複数の高出力振動子11 〜1n の
超音波放射側に音響レンズを配置することにより各高出
力振動子11 〜1n から放射された治療用超音波を集束
させてもよい。FIG. 1 is a block diagram of the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a therapeutic ultrasonic wave generation source in which a plurality of high-power transducers 1 1 to 1 n for emitting therapeutic ultrasonic waves are mounted on the inner surface of an umbrella-shaped frame 1 a . A high output pulser 2 is connected to the plurality of high output oscillators 1 1 to 1 n . The pulsar 2 charges the voltage of the high-voltage DC power source with a capacitor, and discharges this charge to a plurality of high-power transducers 1 1 to 1 n all at once via a transistor and a resonance circuit,
Pulsed therapeutic ultrasonic waves are repeatedly generated from the plurality of high-power transducers 1 1 to 1 n until the treatment is completed. The therapeutic ultrasonic waves emitted from each high-power transducer 1 1 to 1 n are in the frame 1
A focus F is formed at a predetermined position determined by the curvature of the umbrella shape of a, and a focus F is formed there. The stone as the object to be treated, which is set at the focal point F, is treated (crushed) by its impact force.
The plurality of high-power transducers 1 1 to 1 n may be arranged in a plane. In this case, the therapeutic ultrasonic waves emitted from the high-power transducers 1 1 to 1 n may be focused by changing the timing of discharging the charged electric charge in the high-power transducers 1 1 to 1 n. The therapeutic ultrasonic waves emitted from each of the high-power transducers 1 1 to 1 n may be focused by disposing an acoustic lens on the ultrasonic radiation side of the plurality of high-power transducers 1 1 to 1 n .
【0010】フレーム1a の中央部は切り抜かれ、そこ
に円柱形状のプローブ3が軸方向に移動自在に且つ軸回
転自在に挿入されている。プローブ3の先端には複数の
トランスデューサが並列される。プローブ3には送受信
系4が接続される。送受信系4には、例えばセクタスキ
ャンでプローブ3のトランスデューサを所定の繰り返し
周波数(レート周波数)fr にしたがって一定の繰り返
し周期で駆動し超音波を送信させるパルサ4a を含む。
患者体内で反射した反射波は各トランスデューサで受信
され、これらの受信信号はプリアンプ4b を介して加算
器4c に送られる。加算器4c は、これら受信信号に異
なる遅延時間を与えて加算、つまり受信指向性を与え
る。検波器4d は、加算器4c の出力の包絡線を検波し
てBモード像データを生成する。デジタルスキャンコン
バータ(DSC)4e は、Bモード像データ等の表示す
べきデータを一旦保持して、モニタ5に出力し表示させ
る。[0010] The central portion of the frame 1 a is cut out, there the probe 3 of cylindrical shape is inserted freely movably and axially rotate in the axial direction. A plurality of transducers are arranged in parallel at the tip of the probe 3. A transmission / reception system 4 is connected to the probe 3. The transmission and reception system 4 includes a pulsar 4 a to transmit the driving ultrasonically at a constant repetition period according to a repetition frequency (rate frequency) f r of the transducer of a given probe 3, for example, a sector scan.
Reflected wave reflected by the patient's body are received by each transducer, the received signals are sent to the adder 4 c through the preamplifier 4 b. The adder 4 c gives different delay times to these received signals and adds them, that is, gives reception directivity. The detector 4 d detects the envelope of the output of the adder 4 c and generates B-mode image data. The digital scan converter (DSC) 4 e temporarily holds data to be displayed such as B-mode image data and outputs it to the monitor 5 for display.
【0011】6は、ある観測範囲(以下「サンプルボリ
ウム」という)内の移動体の速度分布を得る周波数解析
処理系、いわゆる1ポイントドプラ処理系である。加算
器4c の出力信号はミキサ6a に送られ、そこで図示し
ない発信回路からの送信超音波の中心周波数f0 を持つ
参照信号と掛け合わされる、これにより、ドプラシフト
fd と(2・f0 +fd )の周波数成分とを持つドプラ
信号が得られる。そして、このドプラ信号の高周波数成
分(2・f0 +fd )が低域通過フィルタ(LPF)6
b で除去される。これによりドプラシフトfd の周波数
成分だけのドプラ信号が得られる。次に低域通過フィル
タ6b の出力に対してサンプルホールド回路(S/H)
6c でサンプルボリウムの深さに相当するタイミングで
レンジゲートが掛けられ、サンプルボリウム内のみのド
プラ信号が切り出される。このドプラ信号には臓器壁等
の血流より動きの遅い部分からの不要な周波数成分、つ
まいクラッタ成分が含まれているため、このクラッタ成
分をドプラ信号から高域通過フィルタ(HPF)6d で
除去する。クラッタ成分を除去されたドプラ信号は、A
/D変換器6e を介して周波数解析回路としての高速フ
ーリエ変換回路(FFT)6f に送られ、そこでリアル
タイムで周波数解析され、サンプルボリウム内の速度分
布が得られる。この速度分布はディジタルスキャンコン
バータ4e を介してモニタ5にリアルタイムで時系列に
表示される。Reference numeral 6 is a so-called 1-point Doppler processing system, which is a frequency analysis processing system for obtaining the velocity distribution of a moving body within a certain observation range (hereinafter referred to as "sample volume"). The output signal of the adder 4 c is sent to the mixer 6 a , where it is multiplied by a reference signal having the center frequency f 0 of the transmitted ultrasonic wave from a transmission circuit (not shown), whereby the Doppler shift f d and (2 · f A Doppler signal having a frequency component of 0 + f d ) is obtained. The high frequency component (2 · f 0 + f d ) of this Doppler signal is passed through the low pass filter (LPF) 6
Removed with b . Thus the Doppler signal of only the frequency components of the Doppler shift f d is obtained. Next, a sample hold circuit (S / H) is applied to the output of the low pass filter 6 b.
At 6 c , the range gate is applied at a timing corresponding to the depth of the sample volume, and the Doppler signal only in the sample volume is cut out. Since this Doppler signal includes unnecessary frequency components and sweetpotato clutter components from a portion of the organ wall that is slower than blood flow, these clutter components are extracted from the Doppler signal by a high-pass filter (HPF) 6 d. To remove. The Doppler signal from which the clutter component has been removed is A
It is sent to the fast Fourier transform circuit (FFT) 6 f as a frequency analysis circuit via the / D converter 6 e , where the frequency is analyzed in real time, and the velocity distribution in the sample volume is obtained. This velocity distribution is displayed in time series in real time on the monitor 5 via the digital scan converter 4 e .
【0012】サンプルボリウム設定部7は例えばマウス
であり、この動きがモニタ5にBモード像と共に表示さ
れるサンプルボリウムマーカSVMにサンプルボリウム
マーカ作成部8を介して連動しており、サンプルボリウ
ムマーカSVMがBモード像(プローブ3によるスキャ
ン面内)上の任意の位置に設定される。サンプルボリウ
ム設定部7はサンプルボリウムを設定する他に、サンプ
ルボリウムの大きさも設定することができる。ゲート制
御部9は、トランスデューサからのサンプルボリウムの
距離、つまりサンプルボリウムの深さと、方位方向にし
たがってサンプルホールド回路6c でレンジゲートを掛
けるタイミングを制御する。この深さの2倍がトランス
デューサからサンプルボリウムに至る超音波の往復経路
の長さであり、この往復経路の長さを生体内の超音波伝
播速度で割り算することにより、レンジゲートを掛ける
タイミングが計算できる。このタイミングとは、1回の
超音波送信後に加算器出力がサンプルホールド回路6c
に最初に到達した時刻からの時間長のことである。The sample volume setting unit 7 is, for example, a mouse, and its movement is interlocked with the sample volume marker SVM displayed on the monitor 5 together with the B-mode image through the sample volume marker creating unit 8 and the sample volume marker SVM. Is set at an arbitrary position on the B-mode image (in the scan plane of the probe 3). The sample volume setting unit 7 can set the size of the sample volume in addition to setting the sample volume. The gate control unit 9 controls the distance of the sample volume from the transducer, that is, the depth of the sample volume and the timing of applying the range gate in the sample hold circuit 6 c according to the azimuth direction. Twice this depth is the length of the reciprocal path of ultrasonic waves from the transducer to the sample volume, and by dividing the length of this reciprocal path by the ultrasonic wave propagation velocity in the living body, the timing of applying the range gate can be determined. Can be calculated. This timing means that the adder output is the sample hold circuit 6 c after one ultrasonic wave transmission.
It is the length of time from the time when the first time was reached.
【0013】センサ10は例えばロータリデコーダであ
り、フレーム1a に固定され、フレーム1a に対するプ
ローブ3の相対的な位置を検出する。センサ10の検出
結果に基づいて、相対位置演算部11はプローブ3の治
療用超音波発生源1のフレーム1a に対する相対的な位
置、つまりプローブ3の挿入深度(軸方向に関する上下
位置)および軸回転角度を演算する。フレーム1a に対
して焦点Fは一義的且つ直接的に決まっているので、相
対位置演算部11の演算結果に基づいてフォーカスマー
カ作成部12はBモード像内の焦点Fの位置を求め、そ
の位置にフォーカスマーカFMを作成する。フォーカス
マーカFMはモニタ5のBモード像に重ねて表示され
る。[0013] sensor 10 is a rotary decoder for example, is fixed to the frame 1 a, to detect the relative position of the probe 3 to the frame 1 a. Based on the detection result of the sensor 10, the relative position calculation unit 11 determines the relative position of the probe 3 with respect to the frame 1 a of the therapeutic ultrasonic wave generation source 1, that is, the insertion depth (vertical position in the axial direction) and the axis of the probe 3. Calculate the rotation angle. Since the focus F is uniquely and directly determined with respect to the frame 1 a , the focus marker creation unit 12 obtains the position of the focus F in the B-mode image based on the calculation result of the relative position calculation unit 11, and A focus marker FM is created at the position. The focus marker FM is displayed so as to be superimposed on the B-mode image on the monitor 5.
【0014】変位量計算部13は、一旦、結石に焦点F
が一致するようにフレーム1a が設定され、その位置で
プローブ3の先端が患者体表面に接触するようにプロー
ブ3がフレーム1a に対して挿入され、さらにサンプル
ボリウムが任意の位置に設定された後、患者の姿勢の変
化等に起因して焦点Fが結石から外れ、フレーム1aが
再設定され、これに伴ってプローブ3のフレーム1a に
対する挿入深度が変化した場合、サンプルボリウムを設
定したときのフレーム1a のプローブ3に対する挿入深
度と、フレーム1a に対して再設定したプローブ3のフ
レーム1a に対する挿入深度との差、つまり変位量を計
算する。この変位量に基づいて、ゲート制御部9は、サ
ンプルホールド回路6c でレンジゲートを掛けるタイミ
ングを変化させる。つまり、サンプルボリウムを一旦設
定したときのトランスデューサとサンプルボリウムとの
間の超音波伝播経路の長さが変位量の2倍分だけ増減す
るので、レンジゲートが掛けられるタイミングは変位量
の2倍の距離を、生体内の超音波伝播速度で割り算した
時間分だけ遅くまたは早められる。The displacement amount calculation unit 13 once focuses on the calculus F
The frame 1 a is set so that the two coincide with each other, the probe 3 is inserted into the frame 1 a so that the tip of the probe 3 contacts the surface of the patient at that position, and the sample volume is set at an arbitrary position. After that, the focus F is deviated from the calculus due to the change of the posture of the patient and the frame 1 a is reset, and when the insertion depth of the probe 3 with respect to the frame 1 a is changed, the sample volume is set. difference was the insertion depth relative to the frame 1 a of the probe 3 when the, the insertion depth relative to the frame 1 a of the probe 3 and reconfiguring the frame 1 a, that is, calculates the amount of displacement. Based on this displacement amount, the gate control unit 9 changes the timing of applying the range gate in the sample hold circuit 6 c . That is, since the length of the ultrasonic wave propagation path between the transducer and the sample volume when the sample volume is once set increases or decreases by twice the displacement amount, the range gate timing is twice the displacement amount. The distance can be slowed or accelerated by the time divided by the ultrasonic wave propagation speed in the living body.
【0015】次に本実施例の動作を説明する。治療開始
の準備として、Bモード像参照のもとでフレーム1a が
移動され、焦点Fが結石に合わされる。このときサンプ
ルボリウム設定部7が操作者に操作され、サンプルボリ
ウム設定部7の動きに連動してモニタ5にBモード像と
共に表示されるサンプルボリウムマーカSVMを見なが
ら、サンプルボリウムが任意の位置に設定される。ここ
では、説明の便宜上、サンプルボリウムは焦点Fに設定
されるものとして以下説明する。Next, the operation of this embodiment will be described. In preparation for the start of treatment, the frame 1a is moved under the B-mode image reference, and the focus F is adjusted to the stone. At this time, the sample volume setting unit 7 is operated by the operator, and the sample volume is set at an arbitrary position while watching the sample volume marker SVM displayed together with the B mode image on the monitor 5 in conjunction with the movement of the sample volume setting unit 7. Is set. Here, for convenience of explanation, the following description will be made assuming that the sample volume is set at the focal point F.
【0016】治療が開始されると、パルサ2から複数の
高出力振動子11 〜1n にパルス電圧が繰り返し印加さ
れ、パルス状の治療用超音波が複数の高出力振動子11
〜1n から繰り返し放射され、フレーム1a の形状によ
って決定される位置に集束し、焦点Fを繰り返し形成す
る。焦点Fに設置された結石はその衝撃力を何度も繰り
返し受け、そのうちに破砕されることになる。When the treatment is started, a pulse voltage is repeatedly applied from the pulsar 2 to the plurality of high-power transducers 1 1 to 1 n, and pulsed therapeutic ultrasonic waves are transmitted to the plurality of high-power transducers 1 1.
Repetitively radiated from ~ 1 n and focused at a position determined by the shape of the frame 1 a to repeatedly form the focal point F. The calculus placed at the focal point F is repeatedly subjected to the impact force, and will eventually be crushed.
【0017】結石は治療中、焦点Fでの衝撃力を断続的
に受けて往復運動をし、また破砕の前後ではその重量が
変化する。したがって破砕の前後で往復運動の移動速度
が変化する。この移動速度の変化により治療効果を確認
できる。During treatment, the calculus undergoes reciprocating motion by intermittently receiving an impact force at the focal point F, and its weight changes before and after crushing. Therefore, the moving speed of the reciprocating motion changes before and after the crushing. The therapeutic effect can be confirmed by the change in the moving speed.
【0018】センサ10の検出結果に基づいて、相対位
置演算部11ではプローブ3の治療用超音波発生源1の
フレーム1a に対する挿入深度が演算される。ゲート制
御部9により、この挿入深度と、トランスデューサから
サンプルボリウムまでの距離とに基づいてサンプルホー
ルド回路6c でレンジゲートを掛けるタイミングが計算
される。図2(a)は治療開始直後のサンプルボリウム
SV0 と焦点Fとプローブ3との位置関係を示す図であ
り、図3(a),(b)は図2(a)の位置関係におけ
るサンプルホールド回路6c でドプラ信号にレンジゲー
トを掛けるタイミングを時間軸に沿って示す図である。
なお、図3(a),(b)において、時刻t0 は1回の
超音波送信後に加算器出力がサンプルホールド回路6c
に最初に到達した時刻である。ここで、プローブ3の先
端のトランスデューサからサンプルボリウムSV0 まで
の距離をD0 、生体内の超音波伝播速度をCとすると、
t0 からレンジゲートを掛けるt1 までの時間TWは、
次の(1)式で求められる。Based on the detection result of the sensor 10, the relative position calculation unit 11 calculates the insertion depth of the probe 3 into the frame 1 a of the therapeutic ultrasonic wave generation source 1. The gate control unit 9 calculates the timing for applying the range gate in the sample hold circuit 6 c based on the insertion depth and the distance from the transducer to the sample volume. FIG. 2A is a diagram showing the positional relationship between the sample volume SV 0 , the focus F and the probe 3 immediately after the start of treatment, and FIGS. 3A and 3B are the samples in the positional relationship of FIG. 2A. It is a figure which shows the timing which applies a range gate to the Doppler signal in the hold circuit 6c along a time axis.
3A and 3B, at time t 0 , the adder output is the sample hold circuit 6 c after one ultrasonic wave transmission.
Is the first time to reach. Here, when the distance from the transducer at the tip of the probe 3 to the sample volume SV 0 is D 0 and the ultrasonic wave propagation speed in the living body is C,
The time TW from t 0 to t 1 when the range gate is applied is
It is calculated by the following equation (1).
【0019】 TW=2・D0 /C …(1) このタイミングでサンプルホールド回路6c で、加算器
4c からミキサ6a 、低域通過フィルタ6b を経由した
ドプラ信号に対してレンジゲートが掛けられ、サンプル
ボリウムSV0 内のみのドプラ信号が切り出される。こ
のドプラ信号はクラッタ成分を高域通過フィルタ6d で
除去される。クラッタ成分を除去されたドプラ信号は、
A/D変換器6e を介して高速フーリエ変換器6f に送
られ、そこでリアルタイムで周波数解析され、サンプル
ボリウムSV0 内の速度分布が得られる。この速度分布
はディジタルスキャンコンバータ4e を介してモニタ5
にリアルタイムで時系列で表示される。TW = 2 · D 0 / C (1) At this timing, in the sample hold circuit 6 c , the range gate is applied to the Doppler signal that has passed from the adder 4 c to the mixer 6 a and the low pass filter 6 b. Is multiplied, and the Doppler signal only in the sample volume SV 0 is cut out. The Doppler signal has its clutter component removed by the high-pass filter 6 d . The Doppler signal with the clutter component removed is
It is sent to the fast Fourier transformer 6 f via the A / D converter 6 e , where frequency analysis is performed in real time, and the velocity distribution in the sample volume SV 0 is obtained. The velocity distribution over the digital scan converter 4 e monitor 5
Are displayed in real time in chronological order.
【0020】治療中、例えば患者の姿勢が変化して、一
旦位置合わせした焦点Fが結石から外れてしまうことが
ある。この場合、フレーム1a を上下左右に適当に移動
して焦点Fを結石に合わせることが必要となる。さら
に、フレーム1a の移動に伴ってプローブ3をフレーム
1a に対して軸方向に沿って移動してプローブ3の先端
のトランスデューサを患者体表面に接触させる必要があ
る。プローブ3とフレーム1a との相対位置が変化し、
一旦設定したサンプルボリウムSV0 が焦点Fから外れ
てしまう。During the treatment, for example, the patient's posture may change, and the focus F once aligned may deviate from the calculus. In this case, it is necessary to properly move the frame 1 a up, down, left and right to adjust the focus F to the calculus. Furthermore, it is necessary to contact with the patient body surface the tip of the transducer of the probe 3 moves in the axial direction of the probe 3 to the frame 1 a in accordance with the movement of the frame 1 a. The relative position between the probe 3 and the frame 1 a changes,
The sample volume SV 0 once set is out of focus F.
【0021】図2(b)は焦点Fから外れたサンプルボ
リウムSV0 を自動的に再設定した後のサンプルボリウ
ムSV1 と焦点Fとプローブ3との位置関係を示す図で
あり、図3(c),(d)は図2(b)の位置関係での
サンプルホールド回路6c でドプラ信号にレンジゲート
を掛けるタイミングを時間軸に沿って示す図である。な
お、図3(c),(d)において、時刻t0 は、図3
(a),(b)と同様に、1回の超音波送信後に加算器
出力がサンプルホールド回路6c に最初に到達した時刻
を示す。FIG. 2B is a diagram showing the positional relationship among the sample volume SV 1 , the focus F and the probe 3 after the sample volume SV 0 which is out of focus F is automatically reset. FIGS. 2C and 2D are views showing the timing of applying the range gate to the Doppler signal in the sample hold circuit 6 c in the positional relationship of FIG. 2B along the time axis. In addition, in FIGS. 3C and 3D, the time t 0 is
Similar to (a) and (b), it shows the time when the adder output first reaches the sample hold circuit 6 c after one ultrasonic wave transmission.
【0022】変位量計算部13は、センサ10からの検
出信号を用いて、サンプルボリウムSV0 が設定された
ときのプローブ3のフレーム1a に対する挿入深度を保
持しておき、この挿入深度と、患者の姿勢の変化等に伴
って再設定されたプローブ3のフレーム1a に対する挿
入深度との差、つまり変位量を計算する。この変位量に
基づいて、ゲート制御部9は、プローブ3のフレーム1
a に対する挿入深度が変位する前のサンプルホールド回
路6c でレンジゲートを掛けるタイミングを△tだけ変
化させ、焦点Fから外れたサンプルボリウムSV0 を、
焦点Fに一致するサンプルボリウムSV1 に変更する。
変位量は、プローブ3の先端のトランスデューサからサ
ンプルボリウムSV0 までの距離D0 と、プローブ3の
先端のトランスデューサからサンプルボリウムSV1 ま
での距離D1 との差に等しい。△tは、次の(2)式に
したがって求められる。The displacement amount calculation unit 13 uses the detection signal from the sensor 10, the sample volume SV 0 is holds the insertion depth relative to the frame 1 a of the probe 3 when it is set, and the insertion depth, the difference between the insertion depth relative to the frame 1 a of the probe 3 which is re-set in accordance with the change of the patient's posture, i.e. to calculate the amount of displacement. Based on this displacement amount, the gate control unit 9 causes the frame 1 of the probe 3 to
The sample hold circuit 6 c before the insertion depth with respect to a is changed, the timing for applying the range gate is changed by Δt, and the sample volume SV 0 out of focus F is
Change to the sample volume SV 1 that matches the focus F.
The amount of displacement, the distance D 0 between the tip of the transducer of the probe 3 to the sample volume SV 0, equal to the difference between the distance D 1 of the from the tip of the transducer of the probe 3 to the sample volume SV 1. Δt is calculated according to the following equation (2).
【0023】 △t=2・(D0 −D1 )/C …(2) したがって、サンプルボリウムを一旦設定した後、プロ
ーブ3とフレーム1aとの位置関係が変化した場合であ
っても、サンプルボリウムの位置が自動的に変更され、
サンプルボリウムと焦点との位置関係は変化しない。こ
れにより操作者はサンプルボリウムの再設定の手間から
解放される。また、サンプルボリウムを再設定する時間
が短縮され、患者スループットが向上する。本発明は上
述した実施例に限定されることなくその要旨を逸脱しな
い限りにおいて、種々変形して実施可能であるのは勿論
である。Δt = 2 · (D 0 −D 1 ) / C (2) Therefore, even if the positional relationship between the probe 3 and the frame 1 a changes after the sample volume is once set, The position of the sample volume is automatically changed,
The positional relationship between the sample volume and the focus does not change. This frees the operator from the trouble of resetting the sample volume. It also reduces the time to reset the sample volume and improves patient throughput. It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、パルス状
の治療用超音波を所定の位置に集束させて焦点を形成
し、上記焦点に設置された被治療体を治療する治療用超
音波発生手段と、超音波を送受信するトランスデューサ
と、所定の繰り返し周波数に応じて上記トランスデュー
サを駆動して上記トランスデューサから超音波を繰り返
し送信させると共に、上記トランスデューサを介して上
記超音波の反射波を繰り返し受信する送受信手段と、上
記被治療体に対して任意の位置にサンプルボリウムを設
定する手段と、上記送受信手段からの出力を位相検波し
てドプラ信号を検出する検出手段と、上記検出手段から
のドプラ信号にレンジゲートをかけて上記サンプルボリ
ウム内のドプラ信号を切り出すゲート手段と、上記ゲー
ト手段で切り出されたドプラ信号を周波数解析して上記
サンプルボリウム内の血流の速度分布を得る周波数解析
手段と、上記周波数解析手段による速度分布を時系列で
表示する手段と、上記治療用超音波発生手段に対する上
記トランスデューサの相対的な位置を検出するセンサ
と、上記トランスデューサの位置が上記治療用超音波発
生手段に対して変位したとき上記センサの検出結果に基
づいて上記トランスデューサの上記治療用超音波発生手
段に対する変位量を計算し、上記変位量に基づいて上記
ゲート手段が上記検出手段からの出力に対してかける上
記レンジゲートのタイミングを変化させて上記焦点に対
する上記サンプルボリウムの相対的な位置関係を維持す
るゲート制御手段とを具備したパルス超音波治療装置を
提供する。As described above, the present invention focuses the pulsed therapeutic ultrasonic waves on a predetermined position to form a focal point, and treats the body to be treated placed at the focal point. Generating means, a transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, and driving the transducer according to a predetermined repetition frequency to repeatedly transmit ultrasonic waves from the transducer, and repeatedly receive reflected waves of the ultrasonic waves via the transducer. Transmitting / receiving means, means for setting a sample volume at an arbitrary position with respect to the body to be treated, detecting means for phase-detecting the output from the transmitting / receiving means to detect a Doppler signal, and Doppler from the detecting means. A gate means for applying a range gate to the signal to cut out the Doppler signal in the sample volume, and a gate means for cutting out with the gate means. Frequency analysis means for frequency-analyzing the Doppler signal to obtain the velocity distribution of the blood flow in the sample volume, means for displaying the velocity distribution by the frequency analysis means in time series, and the transducer for the therapeutic ultrasonic wave generation means. And a displacement amount of the transducer with respect to the therapeutic ultrasonic wave generating means based on the detection result of the sensor when the position of the transducer is displaced with respect to the therapeutic ultrasonic wave generating means. Gate control for maintaining the relative positional relationship of the sample volume with respect to the focus by changing the timing of the range gate applied to the output from the detection means by the gate means based on the displacement amount. And a pulsed ultrasonic treatment device.
【0025】本発明によれば、サンプルボリウムを一旦
設定した後、トランスデューサの位置が治療用超音波発
生手段に対して変位したとしても、トランスデューサの
治療用超音波発生手段に対する変位量に基づいてゲート
手段が検出手段から出力されるドプラ信号に対してかけ
るレンジゲートのタイミングが変化され、焦点に対する
サンプルボリウムの相対的な位置関係が維持されるパル
ス超音波治療装置を提供できる。これにより、操作者は
サンプルボリウムの再設定の手間から解放され、また、
サンプルボリウムを再設定する時間が短縮され、患者ス
ループットが向上する。According to the present invention, even if the position of the transducer is displaced with respect to the therapeutic ultrasonic wave generating means after the sample volume is once set, the gate is based on the displacement amount of the transducer with respect to the therapeutic ultrasonic wave generating means. It is possible to provide a pulse ultrasonic therapy apparatus in which the timing of the range gate applied by the means to the Doppler signal output from the detection means is changed, and the relative positional relationship of the sample volume with respect to the focus is maintained. This frees the operator from the trouble of resetting the sample volume, and
The time to reset the sample volume is reduced and patient throughput is improved.
【図1】本発明による一実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment according to the present invention.
【図2】サンプルボリウムと焦点とプローブとの位置関
係を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship among a sample volume, a focal point, and a probe.
【図3】図1のサンプルホールド回路でドプラ信号にレ
ンジゲートを掛けるタイミングを時間軸に沿って示す
図。FIG. 3 is a diagram showing a timing of applying a range gate to a Doppler signal in the sample hold circuit of FIG. 1 along a time axis.
1…治療用超音波発生源、2…パルサ、3…プローブ、
4…送受信系、5…モニタ、6…1ポイントドプラ系、
7…サンプルボリウム設定部、8…サンプルボリウムマ
ーカ作成部、9…ゲート制御部、10…センサ、11…
相対位置演算部、12…フォーカスマーカ作成部、13
…変位量計算部。1 ... therapeutic ultrasonic wave generation source, 2 ... pulser, 3 ... probe,
4 ... Transmission / reception system, 5 ... Monitor, 6 ... 1 point Doppler system,
7 ... Sample volume setting unit, 8 ... Sample volume marker creating unit, 9 ... Gate control unit, 10 ... Sensor, 11 ...
Relative position calculation unit, 12 ... Focus marker creation unit, 13
… Displacement calculation section.
Claims (3)
集束させて焦点を形成し、前記焦点に設置された被治療
体を治療する治療用超音波発生手段と、 超音波を送受信するトランスデューサと、 所定の繰り返し周波数に応じて前記トランスデューサを
駆動して前記トランスデューサから超音波を繰り返し送
信させると共に、前記トランスデューサを介して前記超
音波の反射波を繰り返し受信する送受信手段と、 前記被治療体に対して任意の位置にサンプルボリウムを
設定する手段と、 前記送受信手段からの出力を位相検波してドプラ信号を
検出する検出手段と、 前記検出手段からのドプラ信号にレンジゲートをかけて
前記サンプルボリウム内のドプラ信号を切り出すゲート
手段と、 前記ゲート手段で切り出されたドプラ信号を周波数解析
して前記サンプルボリウム内の血流の速度分布を得る周
波数解析手段と、 前記周波数解析手段による速度分布を時系列で表示する
手段と、 前記治療用超音波発生手段に対する前記トランスデュー
サの相対的な位置を検出するセンサと、 前記トランスデューサの位置が前記治療用超音波発生手
段に対して変位したとき前記センサの検出結果に基づい
て前記トランスデューサの前記治療用超音波発生手段に
対する変位量を計算し、前記変位量に基づいて前記ゲー
ト手段が前記検出手段からの出力に対してかける前記レ
ンジゲートのタイミングを変化させて前記焦点に対する
前記サンプルボリウムの相対的な位置関係を維持するゲ
ート制御手段とを具備することを特徴とするパルス超音
波治療装置。1. An ultrasonic wave is transmitted to and received from a therapeutic ultrasonic wave generating means for focusing a pulsed therapeutic ultrasonic wave at a predetermined position to form a focal point and treating an object to be treated installed at the focal point. A transducer, a transmitting / receiving unit that drives the transducer according to a predetermined repetition frequency to repeatedly transmit ultrasonic waves from the transducer, and repeatedly receives reflected waves of the ultrasonic waves via the transducer; A means for setting a sample volume at an arbitrary position, a detecting means for phase-detecting the output from the transmitting / receiving means to detect a Doppler signal, and a sample for applying a range gate to the Doppler signal from the detecting means. Gate means for cutting out the Doppler signal in the volume and frequency analysis of the Doppler signal cut out by the gate means Frequency analysis means for obtaining the velocity distribution of blood flow in the sample volume, means for displaying the velocity distribution by the frequency analysis means in time series, and the relative position of the transducer with respect to the therapeutic ultrasonic wave generation means. A sensor for detecting, and when the position of the transducer is displaced with respect to the therapeutic ultrasonic wave generating means, the displacement amount of the transducer with respect to the therapeutic ultrasonic wave generating means is calculated based on the detection result of the sensor, and the displacement is Gate control means for changing the timing of the range gate applied to the output from the detection means by the gate means based on the amount to maintain the relative positional relationship of the sample volume with respect to the focus. A pulsed ultrasonic treatment device.
倍したものを超音波伝播速度で割り算した結果に基づい
て前記検出手段からの出力に対してかける前記レンジゲ
ートのタイミングを変化させることを特徴とする請求項
1記載のパルス超音波治療装置。2. The gate control means sets the displacement amount to 2
2. The pulse ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 1, wherein the timing of the range gate applied to the output from the detecting means is changed based on the result of dividing the multiplied value by the ultrasonic wave propagation velocity.
レームと、前記フレームの内面に配列された複数のトラ
ンスデューサと、前記複数のトランスデューサを駆動し
て超音波を放射させるパルサとからなることを特徴とす
る請求項1記載のパルス超音波治療装置。3. The therapeutic ultrasonic wave generating means comprises an umbrella-shaped frame, a plurality of transducers arranged on an inner surface of the frame, and a pulser for driving the plurality of transducers to emit ultrasonic waves. The pulse ultrasonic therapy device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6098588A JPH07303657A (en) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | Pulse ultrasonic therapy device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6098588A JPH07303657A (en) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | Pulse ultrasonic therapy device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07303657A true JPH07303657A (en) | 1995-11-21 |
Family
ID=14223811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6098588A Pending JPH07303657A (en) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | Pulse ultrasonic therapy device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07303657A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110609298A (en) * | 2019-09-26 | 2019-12-24 | 湖南国天电子科技有限公司 | Distance gate control method and device suitable for detecting complex scene |
-
1994
- 1994-05-12 JP JP6098588A patent/JPH07303657A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110609298A (en) * | 2019-09-26 | 2019-12-24 | 湖南国天电子科技有限公司 | Distance gate control method and device suitable for detecting complex scene |
| CN110609298B (en) * | 2019-09-26 | 2020-06-30 | 湖南国天电子科技有限公司 | Distance gate control method and device suitable for detecting complex scene |
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