超声波照射装置及超声波照射方法制造方法及图纸

一种超声波照射装置，其特征在于，具备：　　　　超声波发生装置，具有发生超声波的多个超声波发生元件；以及　　　　信号供给装置，对上述多个超声波发生元件的各自，以各超声波发生元件均具有预定初始相位的形态供给被给予预定特性的驱动信号。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如在医疗诊断等中所使用的，朝对象照射超声波的。
技术介绍
在对患者实施医学治疗的情况下，根据疾病的不同有时进行切除等外科治疗。例如在癌症治疗中，外科的切除术为主要的治疗法。这样的外科治疗，大多会很大地损伤其内脏器官原本具有的功能和外观上的形态，在肉体和精神上对患者造成很大的负担。从而，即使延长了生命，但对患者来说却留下很大的负担。另一方面，虽然例如利用抗癌剂给药的药物疗法等已经发达，但其副作用却成为很大的问题。在这样的现状下，在近年的医疗领域中，患者的术后生活的质量(Quality of LifeQOL)的提供已得以重视，被称为最少侵害治疗(Minimally Invasive TreatmentMIT)的治疗法引人注目。作为其代表性的例子，列举出体外冲击波结石破碎装置的实用化、加热癌细胞导致坏死的湿热疗法。前者的体外冲击波结石破碎装置，是从体外朝体内的结石照射利用强有力的超声波的冲击波，不用进行外科手术地对结石进行破碎治疗的装置。此装置，对泌尿器科系结石的治疗法带来很大的变化。另外，后者的湿热治疗法，是利用肿瘤组织和正常组织的热敏性的不同，通过利用超声波等将患部加热到42.5℃以上并维持来有选择地使癌细胞杀死的治疗法。特别是，考虑对活体内深部的肿瘤，利用深入度高的超声波能量的方法(例如，参照专利文献1)。另外，进一步发展上述湿热治疗法，还考虑利用凹面形状的压电元件使已发生的超声波聚焦到患部进行加热，使该患部热变形坏死的治疗法(例如，参照专利文献2)。在此治疗法中，通过使超声波的能量聚焦，仅将宽度1～3mm程度的受局限的区域加热到60℃以上，可在数秒内导致热变形坏死。此技术，被认为主要适应于肝肿瘤、脑肿瘤、泌尿器科系的肿瘤以及妇科领域的肿瘤。在上述湿热治疗法等中使用的超声波装置，由于一般由超声波敷抹器的几何形状和频率来决定焦点位置和尺寸，所以有难以使用的情况。为了解决此使用困难，最近提案出利用相控阵的焦点位置控制方法，和进而应用其来控制焦点尺寸的方法(例如，参照专利文献3、专利文献4)。相控阵是通过使用多个超声波发生元件以及可进行相位控制的驱动源，通过电子控制来形成超声波焦点或者变更位置的办法。另外，还公开了通过对相邻的超声波发生元件组交互地给予相位差进行驱动来达到焦点尺寸的扩大，通过调整相位差来变更焦点扩大率的办法(例如，参照专利文献5)。另外，还有将超声波发生源的中心轴上的压力维持于零来变更焦点尺寸的控制法(例如，参照专利文献6)。但是，根据上述各办法，虽然可在某种程度变更焦点尺寸，但不能充分地扩大焦点。另外，在上述各办法中，焦点跟前侧的声场的能量就对焦点峰值能量相对地变大。其结果，在重叠多个焦点对宽广区域照射超声波的情况下，有时对焦点区域以外也给予超声波的影响。进而，因焦点距离的不同焦点尺寸和能量就会变化，有未能达到均匀的照射条件等问题。另一方面，在以往的相控阵等方法中在变更焦点位置时，每次都必须进行驱动源中的相位切换控制。为此，就存在因切换而引起的时间损耗和在患部的灼烧上可能会产生不均之类的问题。专利文献1日本专利申请公开特开昭61-13955号公报专利文献2 美国专利第5150711号公报专利文献3日本专利申请公开特开平6-78930号公报专利文献4日本专利第2036277号公报专利文献5日本专利申请公开特开平6-78930号公报专利文献6日本专利第2036277号公报
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述情况而完成的，目的是提供一种，能够使焦点连续地移动到任意位置，并可在所希望的位置上恰当地照射超声波。另外，其目的是提供一种，可用合适的焦点尺寸且不论焦点距离如何都大致均等的焦点尺寸，以大致均等的能量恰当地照射超声波。为了达到上述目的，本专利技术的第1技术方案提供一种超声波照射装置，其特征在于具备具有发生超声波的多个超声波发生元件的超声波发生装置；以及对上述多个超声波发生元件的各自，以各超声波发生元件均具有预定初始相位的形态供给被给予预定特性的驱动信号的信号供给装置。另外，为了达到上述目的，本专利技术的第2技术方案提供一种超声波照射方法，其特征在于对多个超声波发生元件的各自，以各超声波发生元件均具有预定初始相位的形态供给被给予预定特性的驱动信号；基于所供给的驱动信号从上述多个超声波发生元件发生超声波。根据这样的结构，就能够实现一种，能够使焦点连续地移动到任意位置，并可在所希望的位置上恰当地照射超声波。另外，就能够一种实现，不论焦点距离如何都可用合适且大致均等的焦点尺寸，以大致均等的能量恰当地照射超声波。附图说明图1是有关本专利技术第1实施形式的超声波治疗装置的方块结构图。图2是用于说明有关本专利技术实施形式的超声波发生元件组的结构的图。图3是用于说明有关本专利技术实施形式的超声波的焦点移动的概念图。图4是表示有关本专利技术实施形式的假定了活体内的旋转焦点的能量分布的第1仿真结果的图。图5是表示有关本专利技术实施形式的假定了活体内的旋转焦点的能量分布的第2仿真结果的图。图6是有关本专利技术第2实施形式的超声波照射装置的方块结构图。图7是有关本专利技术实施形式的超声波敷抹器的变形例的图。图8是有关本专利技术第3实施形式的超声波照射装置的方块结构图。图9是表示有关本专利技术实施形式的环形阵列方式的超声波敷抹器的图。图10是表示有关本专利技术实施形式的将焦点设为距被测体表面90mm的位置时的给予超声波发生元件的驱动信号波形的相位延迟值的图。图11是表示有关本专利技术实施形式的向环形阵列方式的超声波敷抹器的第1相位延迟给予方法的图。图12是表示有关本专利技术实施形式的图11所示的相位延迟时的超声波照射的焦点上的照射形状的图。图13是表示有关本专利技术实施形式的图12所示的照射形状情况下的照射方法的变形例的图。图14是表示有关本专利技术实施形式的向环形阵列方式的超声波敷抹器的第2相位延迟给予方法的图。图15是表示按各焦点位置汇总了从内侧开始计数的进行驱动的环数、驱动功率以及此时的焦点尺寸的表的图。图16是用于说明有关本专利技术的第3实施形式的效果的图。具体实施例方式下面，按照附图对本专利技术的第1至第3实施形式进行说明。此外，在下面的说明中，对具有大致相同的功能及结构的结构要素，附加相同标记，仅在必要的情况下进行重复说明。(第1实施方式)首先，一边参照图1一边说明有关本实施形式的超声波治疗装置的结构。图1示出本超声波治疗装置10的方块结构图。如该图所示那样，超声波治疗装置10具备超声波敷抹器11、阻抗整合单元13、驱动单元15、相位控制单元17、波形发生单元19、中央控制单元21、存储单元22、输入单元23、显示单元25和超声波成像装置30。超声波敷抹器11具有超声波发生元件组111、耦合材料113、诊断用超声波探针115和电缆117。超声波发生元件组111，由二维阵列状排列的多个超声波发生元件(例如，压电(piezo)元件)组成，根据从驱动单元15经由阻抗整合单元13所供给的电能，朝活体P内部放射被指定的频率区域的超声波。超声波发生元件组111，如图2所示那样，为了配置诊断用超声波探针115而成为开有四角形状的孔的形状。还可使用此诊断用超声波探针115的振子组。但是，在本实施形式中，设该诊断用超声波探针115的振子组不作为治疗用超声波发生用元件来使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石桥义治，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝医疗系统株式会社，
类型：发明
国别省市：