JPS6055945A - 超音波ハイパサ−ミア装置 - Google Patents
超音波ハイパサ−ミア装置Info
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- JPS6055945A JPS6055945A JP16337083A JP16337083A JPS6055945A JP S6055945 A JPS6055945 A JP S6055945A JP 16337083 A JP16337083 A JP 16337083A JP 16337083 A JP16337083 A JP 16337083A JP S6055945 A JPS6055945 A JP S6055945A
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- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 title claims description 8
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 title claims description 8
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
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- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は超音波ハイパサーミア装置、特に生体中の患部
組織に超音波を照射し加温治療を行う超音波ハイパサー
ミア装置に関する。
組織に超音波を照射し加温治療を行う超音波ハイパサー
ミア装置に関する。
技術背景
生体中の患部組織(例えば癌組織)に対して超音波を照
射し、その温度を所定温度(例えば42〜45℃程度)
に加温し、これを連続的あるいは間欠的に行うことによ
って患部組織の治療を行う超音波ハイパサーミア装置が
周昶であシ、この装置によれば、周囲の正常組織を損傷
することなく、所望の患部組織のみを治療することがで
きる。
射し、その温度を所定温度(例えば42〜45℃程度)
に加温し、これを連続的あるいは間欠的に行うことによ
って患部組織の治療を行う超音波ハイパサーミア装置が
周昶であシ、この装置によれば、周囲の正常組織を損傷
することなく、所望の患部組織のみを治療することがで
きる。
上記超音波ハイパサーミア装置は次のような動作原理に
基づくものである。
基づくものである。
すなわち、一般に所定周波数域の超音波中に超音波吸収
体を置くと、吸収体はその粘性摩擦熱によシ加温される
が、超音波ハイパサーミア装置はこの摩擦熱を利用して
患部組織の加温治療を行うものである。そして、癌組織
は他の正常組織に比べて超音波吸収率太ぎく、熱伝導が
悪いことが知られており、この結果、生体中に所定周波
数の超音波を照射すれば、正常組織を損傷することなく
、癌組織のみを選択的に加温治療することができる。
体を置くと、吸収体はその粘性摩擦熱によシ加温される
が、超音波ハイパサーミア装置はこの摩擦熱を利用して
患部組織の加温治療を行うものである。そして、癌組織
は他の正常組織に比べて超音波吸収率太ぎく、熱伝導が
悪いことが知られており、この結果、生体中に所定周波
数の超音波を照射すれば、正常組織を損傷することなく
、癌組織のみを選択的に加温治療することができる。
従来技術
従来、この種の超音波ノ・イバサーミア装置として、1
個又は複数個の円形平板トランスデユーサを支持する支
持アームを被加温部に対して所定位置に配置固定し、各
トランスデユーサから被加温部へそれぞれ超音波を照射
する装置が使用されていた。
個又は複数個の円形平板トランスデユーサを支持する支
持アームを被加温部に対して所定位置に配置固定し、各
トランスデユーサから被加温部へそれぞれ超音波を照射
する装置が使用されていた。
しかしながら、上記従来装置においては、単に各トラン
スデユーサが支持アームの所定位置に支持固定されてい
るにすぎず、超音波の通過領域にある正常組織が局部過
熱により損傷されるという欠点があった。また従来装置
においては、前述したように、トランスデユーサとして
円形平板トランスデユーサが使用されていたので、超音
波を集束することができず、被加温部を所定温度(42
〜45℃)贅で上昇させるのに時間がかかるという欠点
があった。
スデユーサが支持アームの所定位置に支持固定されてい
るにすぎず、超音波の通過領域にある正常組織が局部過
熱により損傷されるという欠点があった。また従来装置
においては、前述したように、トランスデユーサとして
円形平板トランスデユーサが使用されていたので、超音
波を集束することができず、被加温部を所定温度(42
〜45℃)贅で上昇させるのに時間がかかるという欠点
があった。
発明の目的
本発明は前述した従来の課題に鑑みなされたものであり
、その目的は、短時間で被加温部のみを均一加温するこ
とができる超音波ハイパサーミア装置を提供することに
ちる。
、その目的は、短時間で被加温部のみを均一加温するこ
とができる超音波ハイパサーミア装置を提供することに
ちる。
発明の構成
上記目的を達成するために、本発明は、被加温部のほぼ
中心を通る基軸の周囲を回転する支持アームと、支持ア
ームの基軸から偏位した位置に設けられ被加温部に向け
て超音波を照射する2個以上の集束型超音波トランスデ
ユーサと、を備えたことを特徴とする。
中心を通る基軸の周囲を回転する支持アームと、支持ア
ームの基軸から偏位した位置に設けられ被加温部に向け
て超音波を照射する2個以上の集束型超音波トランスデ
ユーサと、を備えたことを特徴とする。
実施例
以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。
第1図には、本発明に係る超音波ノ・イパサーミア装置
の好適な実施例が示されている。
の好適な実施例が示されている。
第1図において、本実施例の超音波/飄イパサーミア装
置は、被加温部例えば癌組織のほぼ中lひを通る基軸上
に配置される支持アーム12を有し、該支持アーム12
はハウジング14に設けられた軸受16に回転自在に軸
支されている。この支持アーム12を回転するために、
モータ18が設けられ、該モータ18の駆動軸に固定さ
れた駆動プーリ20と支持アーム12の周部に設けられ
た従動プーリ22とには駆動ベルト24が張架されてい
る。
置は、被加温部例えば癌組織のほぼ中lひを通る基軸上
に配置される支持アーム12を有し、該支持アーム12
はハウジング14に設けられた軸受16に回転自在に軸
支されている。この支持アーム12を回転するために、
モータ18が設けられ、該モータ18の駆動軸に固定さ
れた駆動プーリ20と支持アーム12の周部に設けられ
た従動プーリ22とには駆動ベルト24が張架されてい
る。
上記支持アーム12の下端には、ねじ26により支持板
28が固定され、支持板28に形成された支持部30.
32には、保持器34.36が支点38 、40を軸心
としてそれぞれ回動自在に取り付けられている。各保持
器34.36には、それぞれ集束型超音波トランスデユ
ーサ42.44が固定保持され、各集束型超音波トラン
スデユーサ42゜44はそれぞれ所定距離で集束する超
音波100゜102の照射を行う。
28が固定され、支持板28に形成された支持部30.
32には、保持器34.36が支点38 、40を軸心
としてそれぞれ回動自在に取り付けられている。各保持
器34.36には、それぞれ集束型超音波トランスデユ
ーサ42.44が固定保持され、各集束型超音波トラン
スデユーサ42゜44はそれぞれ所定距離で集束する超
音波100゜102の照射を行う。
そして、前記集束型超音波トランスデユーサ42.44
を基軸10から偏位した所望の位置に調整固定するため
に、次のような照射角′調整機構46.48が設けられ
ている。すなわち、支持板28には、長ねじ50.52
が立設され、各保持器34.36にそれぞれ固定された
アーム54.56の各先端はそれぞれ長ねじ50.52
に遊嵌され、それぞれ2個の調整ナツ)58.60及び
62.64にて挾持されている。従って、各アーム54
.56の挟持位置を調整ナツ)58.60及び62.6
4にてfA整固定することによシ、各集束型超音波トラ
ンスデユーサ42.44の照射角を位置決め固定するこ
とができる。
を基軸10から偏位した所望の位置に調整固定するため
に、次のような照射角′調整機構46.48が設けられ
ている。すなわち、支持板28には、長ねじ50.52
が立設され、各保持器34.36にそれぞれ固定された
アーム54.56の各先端はそれぞれ長ねじ50.52
に遊嵌され、それぞれ2個の調整ナツ)58.60及び
62.64にて挾持されている。従って、各アーム54
.56の挟持位置を調整ナツ)58.60及び62.6
4にてfA整固定することによシ、各集束型超音波トラ
ンスデユーサ42.44の照射角を位置決め固定するこ
とができる。
本発明の実施例は以上の構成から成り、以下にその作用
を説明する。
を説明する。
まず第2図で示されるように、各集束型超音波トランス
デユーサ42,44の照射角を同一に設定し、各超音波
100 、102の中心軸200 、202上における
超音波100 、102の強さがそれぞれ最大となる点
(音響フォーカス点66.68)で基軸10と交差する
ように配置した場合について説明する。
デユーサ42,44の照射角を同一に設定し、各超音波
100 、102の中心軸200 、202上における
超音波100 、102の強さがそれぞれ最大となる点
(音響フォーカス点66.68)で基軸10と交差する
ように配置した場合について説明する。
各超音波100.102の中心軸200 、202上に
おける相対的な超音波100,102の強さI (Z)
は、2RR−Z ” I (Z)−−sin (−”、−a9R−Z 2RZ で表わされる。ただし、Rは各集束型超音波トランスデ
ユーサ42.44の曲率半径、2は各集束型超音波トラ
ンスデユーサ42.44の表面からのΦ上軸200 、
202上の距離、λは媒質中における超音波100.1
02 の波長、aは各集束型超音波トランスデユーサ4
2.44の開口半径である。
おける相対的な超音波100,102の強さI (Z)
は、2RR−Z ” I (Z)−−sin (−”、−a9R−Z 2RZ で表わされる。ただし、Rは各集束型超音波トランスデ
ユーサ42.44の曲率半径、2は各集束型超音波トラ
ンスデユーサ42.44の表面からのΦ上軸200 、
202上の距離、λは媒質中における超音波100.1
02 の波長、aは各集束型超音波トランスデユーサ4
2.44の開口半径である。
また上記超音波100,102の強さI (Z)が最大
になる点(音響フォーカス点66.68)までの距離Z
maxは、一般に集束型超音波トランステユ−サ42.
4’4の曲率半径Rと異なっており、近似的には、 で表わされる。
になる点(音響フォーカス点66.68)までの距離Z
maxは、一般に集束型超音波トランステユ−サ42.
4’4の曲率半径Rと異なっており、近似的には、 で表わされる。
そして、各集束型超音波トランスデユーサ42゜44の
曲率半径Rを120H,各集束型超音波トランスデユー
サ42.44の半径aを27m、媒質中の音速Vを1,
524m/s、各集束型超音波トランスデユーサ42.
44の共振周波数fをI MHzとした場合、各超音波
100 、102の中心軸200 、202上における
各集束型超音波トランスデユーサ42゜44の照射面か
らの距離と超音波100,102の強さI (Z)との
関係は、第5図で示されるようになる。第5図から明ら
かなように、音響フォーカス点66.68までの距離Z
maxは112Bとなシ、各集束型超音波トランスデユ
ーサ42.44を第2図で示されるように配置すると、
この音響フォーカス点66.68で各超音波100 、
102の中心軸200 、202と基軸10とが交差す
ることとなる。
曲率半径Rを120H,各集束型超音波トランスデユー
サ42.44の半径aを27m、媒質中の音速Vを1,
524m/s、各集束型超音波トランスデユーサ42.
44の共振周波数fをI MHzとした場合、各超音波
100 、102の中心軸200 、202上における
各集束型超音波トランスデユーサ42゜44の照射面か
らの距離と超音波100,102の強さI (Z)との
関係は、第5図で示されるようになる。第5図から明ら
かなように、音響フォーカス点66.68までの距離Z
maxは112Bとなシ、各集束型超音波トランスデユ
ーサ42.44を第2図で示されるように配置すると、
この音響フォーカス点66.68で各超音波100 、
102の中心軸200 、202と基軸10とが交差す
ることとなる。
従って、この音響フォーカス点66.68において、1
個の集束型超音波トランスデユーサ42による超音波1
00の強さをI1とすると、2個の集束型超音波トラン
スデユーサ42.44による超音波100゜102の強
さI2は(,24casθ・■、で表わされる。ただし
、θは各超音波100 、102の中心軸200 、2
02と基軸10とがなす角度である。
個の集束型超音波トランスデユーサ42による超音波1
00の強さをI1とすると、2個の集束型超音波トラン
スデユーサ42.44による超音波100゜102の強
さI2は(,24casθ・■、で表わされる。ただし
、θは各超音波100 、102の中心軸200 、2
02と基軸10とがなす角度である。
そして、高周波数の超音波100 、102が吸収性の
媒質中を通過する際、音響エネルギの一部は機械的エネ
ルギに変換され、この機械的エネルギが媒質の粘性によ
る摩擦で、吸収された音響エネルギに比例して局部的に
温度上昇をもたらす。単位体積当たりの温度上昇ΔTは
、 で表わされる。ただし、ρは媒質の密度、Kは媒質の熱
容量、αbは媒質の吸収係数、■は照射される超音波1
00 、102の強さ、Sは超音波100 、102の
照射時間である。
媒質中を通過する際、音響エネルギの一部は機械的エネ
ルギに変換され、この機械的エネルギが媒質の粘性によ
る摩擦で、吸収された音響エネルギに比例して局部的に
温度上昇をもたらす。単位体積当たりの温度上昇ΔTは
、 で表わされる。ただし、ρは媒質の密度、Kは媒質の熱
容量、αbは媒質の吸収係数、■は照射される超音波1
00 、102の強さ、Sは超音波100 、102の
照射時間である。
上記の式から明らかなように、媒質が一定であれば、照
射される超音波100 、102の強さに比例して温度
上昇が生じることとなる。
射される超音波100 、102の強さに比例して温度
上昇が生じることとなる。
第6図には、第2図で示される配置状態において、基軸
10上における支持板28からの距離と超音波100,
102の相対的強さとの関係が示され、第6図から明ら
がなように、超音波100 、102の相対的強さは音
響フォーカスA66.68において局部的に強くなって
いる。
10上における支持板28からの距離と超音波100,
102の相対的強さとの関係が示され、第6図から明ら
がなように、超音波100 、102の相対的強さは音
響フォーカスA66.68において局部的に強くなって
いる。
従って、音響フォーカス点66.68の近傍において非
常に太ぎな温度上昇を生じ、この結果、短時間で被加温
部を力n温することができ、特に小さい被加温部の加温
に好適である。また集束型超音波トランスデユーサ42
.44を複倣個使用することにより、大口径の集束型超
音波トランスデユーサのような強い加温力を得ることが
できる。更に集束型超音波トランスデユーサ42.44
を基軸10を中心として回転しながら超音波100.1
02の照射を行うことにより、被加温部を均=加温する
ことができ、また超音波1oo; 102の通温にある
正常組織の局部過熱を防止することができる。
常に太ぎな温度上昇を生じ、この結果、短時間で被加温
部を力n温することができ、特に小さい被加温部の加温
に好適である。また集束型超音波トランスデユーサ42
.44を複倣個使用することにより、大口径の集束型超
音波トランスデユーサのような強い加温力を得ることが
できる。更に集束型超音波トランスデユーサ42.44
を基軸10を中心として回転しながら超音波100.1
02の照射を行うことにより、被加温部を均=加温する
ことができ、また超音波1oo; 102の通温にある
正常組織の局部過熱を防止することができる。
次に第3図で示されるように、各集束型超音波トランス
デユーサ42.44の照射角を異ならせ、かつ各超音波
100.102の音響フォーカス点66゜68で基軸1
0と交差するように配置した場合について説明する。
デユーサ42.44の照射角を異ならせ、かつ各超音波
100.102の音響フォーカス点66゜68で基軸1
0と交差するように配置した場合について説明する。
例えば、媒質中の音速Vを1,524m/sとし、一方
の集束型超音波トランスデユーサ42の曲率半径Rを1
02 m+11−1開口半径aを25n1共振周波数f
をI MHzとし、他方の集束型超音波トランスデユー
サ44の曲率半径Rを120闘、開口半径aを27朋、
共振周波数fをI MHzに設定する。第4図及び第5
図には、上記各集束型超音波トランスデユーサ42.4
4を使用した場合の各超音波100゜102の中心軸2
00 、202上における各集束型超音波トランスデユ
ーサ42.44からの距離と各超音波100 、102
の相対的強さとの関係が示され、各図から明らかなよう
に、各超音波ioo、 102の音響フォーカス点66
.68までの距離はそれぞれ95朋、112Hとなって
いる。
の集束型超音波トランスデユーサ42の曲率半径Rを1
02 m+11−1開口半径aを25n1共振周波数f
をI MHzとし、他方の集束型超音波トランスデユー
サ44の曲率半径Rを120闘、開口半径aを27朋、
共振周波数fをI MHzに設定する。第4図及び第5
図には、上記各集束型超音波トランスデユーサ42.4
4を使用した場合の各超音波100゜102の中心軸2
00 、202上における各集束型超音波トランスデユ
ーサ42.44からの距離と各超音波100 、102
の相対的強さとの関係が示され、各図から明らかなよう
に、各超音波ioo、 102の音響フォーカス点66
.68までの距離はそれぞれ95朋、112Hとなって
いる。
そして、第7図には、この時の基軸10上における支持
板28からの距離と両超音波100’、102の相対的
強さとの関係が示され、第7図から明らかなように、強
い超音波100 、102を比較的広い範囲にわたって
得ることができる。従って、第3図で示されるように、
各集束型超音波トランスデユーサ42.44の照射角を
互いにずらして配置し、かつ各音響フォーカス点66.
68で基軸10と交差するように配置すれは、比較的広
い加温領域を得ることができ、特に太ぎい被加温部を加
温治療する場合に好適である。
板28からの距離と両超音波100’、102の相対的
強さとの関係が示され、第7図から明らかなように、強
い超音波100 、102を比較的広い範囲にわたって
得ることができる。従って、第3図で示されるように、
各集束型超音波トランスデユーサ42.44の照射角を
互いにずらして配置し、かつ各音響フォーカス点66.
68で基軸10と交差するように配置すれは、比較的広
い加温領域を得ることができ、特に太ぎい被加温部を加
温治療する場合に好適である。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、トランスデユーサ
として2個以上の集束型超音波トランスデユーサを使用
し、各集束型超音波トランスデユーサを回転させながら
超音波の照射を行うように構成されているので、短時間
で被加温部のみを均一に加温することができる。
として2個以上の集束型超音波トランスデユーサを使用
し、各集束型超音波トランスデユーサを回転させながら
超音波の照射を行うように構成されているので、短時間
で被加温部のみを均一に加温することができる。
第1図は本発明に係る超音波ノ・イパサーミア装置の好
適な実施例を示す要部断面図、 第2図及び第3図は各集束型超音波トランスデユーサの
配置例を示す説明図、 第4図及び第5図は各配置状態において超音波の中心軸
上における集束型超音波トランスデユーサからの距離と
超音波の相対的強さとの関係を示す特性曲線図、 第6図及び第7図はそれぞれ第2図及び第3図で示され
る配置状態において基軸上における支持板からの距離と
超音波の相対的強さとの関係を示す特性曲線図である。 10・・・基軸 12・・・支持アーム 28・・・支持板 42.44°°・集束型超音波トランスデユーサ66.
68・・・音響フォーカス点 100.102・・・超音波。 出願人 アロカ株式会社 尾4図 記音J皮の中心軸上にお1する集束!!i走躇l皮トラ
ノ又テl−サη・らO距離[cml 289− 篤6図 基軸上1;お11ろ支持租がらの距離[cm]M7図
適な実施例を示す要部断面図、 第2図及び第3図は各集束型超音波トランスデユーサの
配置例を示す説明図、 第4図及び第5図は各配置状態において超音波の中心軸
上における集束型超音波トランスデユーサからの距離と
超音波の相対的強さとの関係を示す特性曲線図、 第6図及び第7図はそれぞれ第2図及び第3図で示され
る配置状態において基軸上における支持板からの距離と
超音波の相対的強さとの関係を示す特性曲線図である。 10・・・基軸 12・・・支持アーム 28・・・支持板 42.44°°・集束型超音波トランスデユーサ66.
68・・・音響フォーカス点 100.102・・・超音波。 出願人 アロカ株式会社 尾4図 記音J皮の中心軸上にお1する集束!!i走躇l皮トラ
ノ又テl−サη・らO距離[cml 289− 篤6図 基軸上1;お11ろ支持租がらの距離[cm]M7図
Claims (1)
- (1)被加温部のほぼ中心を通る基軸の周囲を回転する
支持アームと、支持アームの基軸から偏位した位置に設
けられ被加温部に向けて超音波を照射する2個以上の集
束型超音波トランスデユーサと、を備えたことを特徴と
する超音波ハイパサーミア装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16337083A JPS6055945A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | 超音波ハイパサ−ミア装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16337083A JPS6055945A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | 超音波ハイパサ−ミア装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6055945A true JPS6055945A (ja) | 1985-04-01 |
Family
ID=15772593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16337083A Pending JPS6055945A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | 超音波ハイパサ−ミア装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6055945A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5964041A (ja) * | 1982-09-15 | 1984-04-11 | バリアン・アソシエイツ・インコ−ポレイテツド | 多重で螺旋状の焦点化による可変コヒ−レンスを有する超音波高熱アプリケ−タ |
-
1983
- 1983-09-07 JP JP16337083A patent/JPS6055945A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5964041A (ja) * | 1982-09-15 | 1984-04-11 | バリアン・アソシエイツ・インコ−ポレイテツド | 多重で螺旋状の焦点化による可変コヒ−レンスを有する超音波高熱アプリケ−タ |
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