JPH06230489A - 超音波結像装置 - Google Patents
超音波結像装置Info
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- JPH06230489A JPH06230489A JP5307985A JP30798593A JPH06230489A JP H06230489 A JPH06230489 A JP H06230489A JP 5307985 A JP5307985 A JP 5307985A JP 30798593 A JP30798593 A JP 30798593A JP H06230489 A JPH06230489 A JP H06230489A
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
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- A61B17/2256—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves with means for locating or checking the concrement, e.g. X-ray apparatus, imaging means
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 対象の立体的な超音波像を、時間が節約され
る簡単なそのためコスト的に有利に構成させる超音波結
像装置を提供する。 【構成】 本発明は、少なくとも２次元のセンサマトリ
クスを有する超音波センサ手段４と、パルスエコー方式
により結像レンズの使用の下に、尺度を与える、対象の
３次元の実像を算出する形式の超音波結像装置を対象と
する。
る簡単なそのためコスト的に有利に構成させる超音波結
像装置を提供する。 【構成】 本発明は、少なくとも２次元のセンサマトリ
クスを有する超音波センサ手段４と、パルスエコー方式
により結像レンズの使用の下に、尺度を与える、対象の
３次元の実像を算出する形式の超音波結像装置を対象と
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、対象を結像するための
超音波結像装置ならびに、患者の身体の中に存在する対
象を集束される音波により治療する医療装置に関する。
この医療装置は、集束される音波源と、治療されるべき
対象を特定する位置定め装置と、超音波結像装置とを含
む。
超音波結像装置ならびに、患者の身体の中に存在する対
象を集束される音波により治療する医療装置に関する。
この医療装置は、集束される音波源と、治療されるべき
対象を特定する位置定め装置と、超音波結像装置とを含
む。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波結像装置は通常は、結像さ
れるべき対象の２次元の像を発生する。この場合に発生
される像は、いわゆる超音波カメラ（米国特許第５０７
２７２２号公報）によりみると、通常は、例えば広く普
及しているＢモード超音波（米国特許第４５２６１６８
号公報）の場合のように、対象の断層像である。３次元
の超音波像は通常は著しく高い費用をかけてだけ発生で
きる、例えば対象の異なる領域を検出する複数個の超音
波断層像を時間的に相続いて作成し、次にこれらの超音
波像から３次元の超音波像を作成するためのデータを取
り出すことにより発生できる（米国特許第５００５５７
９号公報）。この種の手段は、実時間像を供給する従来
の超音波断層像結像装置よりも著しくはんざつで時間が
かかる。そのため集束される音波を用いて患者の身体中
に存在する対象を治療する医療装置において、超音波位
置定め装置として、断層像だけを供給する超音波結像装
置だけが含まれる。それにもかかわらず一層効果的で患
者を一層損傷しない治療の目的で進歩があり得る。即ち
医療装置と、患者の身体との相対的な位置定めを一層良
好に行なわせる、治療されるべき対象に関する付加的な
像情報を供給できる進歩があり得る。
れるべき対象の２次元の像を発生する。この場合に発生
される像は、いわゆる超音波カメラ（米国特許第５０７
２７２２号公報）によりみると、通常は、例えば広く普
及しているＢモード超音波（米国特許第４５２６１６８
号公報）の場合のように、対象の断層像である。３次元
の超音波像は通常は著しく高い費用をかけてだけ発生で
きる、例えば対象の異なる領域を検出する複数個の超音
波断層像を時間的に相続いて作成し、次にこれらの超音
波像から３次元の超音波像を作成するためのデータを取
り出すことにより発生できる（米国特許第５００５５７
９号公報）。この種の手段は、実時間像を供給する従来
の超音波断層像結像装置よりも著しくはんざつで時間が
かかる。そのため集束される音波を用いて患者の身体中
に存在する対象を治療する医療装置において、超音波位
置定め装置として、断層像だけを供給する超音波結像装
置だけが含まれる。それにもかかわらず一層効果的で患
者を一層損傷しない治療の目的で進歩があり得る。即ち
医療装置と、患者の身体との相対的な位置定めを一層良
好に行なわせる、治療されるべき対象に関する付加的な
像情報を供給できる進歩があり得る。
【０００３】
【発明の解決すべき課題】本発明の課題は、対象の立体
的な超音波像を、時間が節約される簡単なそのためコス
ト的に有利に構成させる超音波結像装置を提供すること
である。さらに本発明の課題は患者の身体の中に存在す
る対象を集束された音波により治療する医療装置を提供
することである。この医療装置の超音波位置定め装置
は、従来の医療装置よりも、医療装置と患者の身体との
一層良好な相対的な位置定め目的で付加的な像情報を供
給する。
的な超音波像を、時間が節約される簡単なそのためコス
ト的に有利に構成させる超音波結像装置を提供すること
である。さらに本発明の課題は患者の身体の中に存在す
る対象を集束された音波により治療する医療装置を提供
することである。この医療装置の超音波位置定め装置
は、従来の医療装置よりも、医療装置と患者の身体との
一層良好な相対的な位置定め目的で付加的な像情報を供
給する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、超音波
結像装置に関して前記の課題の部分は次のようにして解
決されている。即ち ａ） 音波源を設け、該音波源は、焦点へ集束するパル
ス状の音波を発生し、 ｂ） 音波結像レンズを設け、該結像レンズの対物レン
ズ側の焦点を音波の焦点の領域に位置させ、 ｃ） 少なくとも２次元のセンサマトリクスを有する超
音波センサ手段を設け、該センサ手段を結像レンズの像
側の焦点の領域に設け、該結像レンズは、結像されるべ
き対象において反射され、結像レンズにより分離される
音波の成分の圧力の空間分布に相応する電気出力信号を
送出し、 ｄ） 像発生電子装置を設け該電子装置へ超音波センサ
手段の出力信号が導びかれ、前記電子装置は該出力信号
にもとづいて対象の、尺度となる実際の３次元の像を発
生し、さらに ｅ） 表示手段を設け、該表示手段は像を表示する。
結像装置に関して前記の課題の部分は次のようにして解
決されている。即ち ａ） 音波源を設け、該音波源は、焦点へ集束するパル
ス状の音波を発生し、 ｂ） 音波結像レンズを設け、該結像レンズの対物レン
ズ側の焦点を音波の焦点の領域に位置させ、 ｃ） 少なくとも２次元のセンサマトリクスを有する超
音波センサ手段を設け、該センサ手段を結像レンズの像
側の焦点の領域に設け、該結像レンズは、結像されるべ
き対象において反射され、結像レンズにより分離される
音波の成分の圧力の空間分布に相応する電気出力信号を
送出し、 ｄ） 像発生電子装置を設け該電子装置へ超音波センサ
手段の出力信号が導びかれ、前記電子装置は該出力信号
にもとづいて対象の、尺度となる実際の３次元の像を発
生し、さらに ｅ） 表示手段を設け、該表示手段は像を表示する。
【０００５】従来の断層像方式で動作する超音波結像装
置においては、唯１つの断層像を発生する目的で多数の
パルス状の音波を放射する必要がある。得られる解像度
は、放射されるパルス状の音波の個数と共に増加する。
他方、本発明においては少なくとも２次元のセンサマト
リクスの使用によりこのセンサマトリクスの解像度に依
存せずに、センサマトリクスの圧力センサの存在する面
に関する像発生のために必要とされる信号を得るため
に、唯１つのパルス状の音波で十分である。
置においては、唯１つの断層像を発生する目的で多数の
パルス状の音波を放射する必要がある。得られる解像度
は、放射されるパルス状の音波の個数と共に増加する。
他方、本発明においては少なくとも２次元のセンサマト
リクスの使用によりこのセンサマトリクスの解像度に依
存せずに、センサマトリクスの圧力センサの存在する面
に関する像発生のために必要とされる信号を得るため
に、唯１つのパルス状の音波で十分である。
【０００６】この様にして著しい速度上昇化が得られる
ことは明らかである。実際に、それぞれ等しい音響走行
時間の前提の下に２次元のセンサマトリクスの使用の場
合、３次元の超音波像が従来の超音波像と同じ時間で得
られる。そのため３次元の超音波像を実時間で発生でき
る。実時間で発生される超音波像とは次のような超音波
像のことである。即ち著しく短い時間間隔で形成される
ため、像の中で表わされる状態は、運動された対象の場
合も像発生の終了の際に存在する、対象の状態と実質的
に一致する。像発生過程の持続時間は医療目的では２０
０〜３００ｍｓを著しく上回わってはならず、例えば約
６０ｍｓのオーダになけければならない。何故ならばこ
の時に、連続的な直接相続く像発生の場合に対象の表示
がちらつきなく即ち断続的な動きなく知覚されるからで
ある。像発生は、従来の超音波装置の場合と類似の幅
（例えば時間窓形成）で行なえる。しかし像発生は、ビ
ーム光学装置から公知のアルゴリズムにもとづく算出過
程によっても行なえる。
ことは明らかである。実際に、それぞれ等しい音響走行
時間の前提の下に２次元のセンサマトリクスの使用の場
合、３次元の超音波像が従来の超音波像と同じ時間で得
られる。そのため３次元の超音波像を実時間で発生でき
る。実時間で発生される超音波像とは次のような超音波
像のことである。即ち著しく短い時間間隔で形成される
ため、像の中で表わされる状態は、運動された対象の場
合も像発生の終了の際に存在する、対象の状態と実質的
に一致する。像発生過程の持続時間は医療目的では２０
０〜３００ｍｓを著しく上回わってはならず、例えば約
６０ｍｓのオーダになけければならない。何故ならばこ
の時に、連続的な直接相続く像発生の場合に対象の表示
がちらつきなく即ち断続的な動きなく知覚されるからで
ある。像発生は、従来の超音波装置の場合と類似の幅
（例えば時間窓形成）で行なえる。しかし像発生は、ビ
ーム光学装置から公知のアルゴリズムにもとづく算出過
程によっても行なえる。
【０００７】２次元のセンサマトリクスの使用の場合、
本発明の構成によれば超音波センサ手段が、複数個の例
えば規則的に設けられる平面状の圧力センサへ分割され
るセンサマトリクスおよび、該センサマトリクスと結像
レンズとの間隔を調整する手段を有している。
本発明の構成によれば超音波センサ手段が、複数個の例
えば規則的に設けられる平面状の圧力センサへ分割され
るセンサマトリクスおよび、該センサマトリクスと結像
レンズとの間隔を調整する手段を有している。
【０００８】操作は歩進的に例えば２次元のセンサマト
リクスの２つの互いに隣り合う圧力センサの間の間隔に
相応する歩進の幅で行なわれる。このようにして、立体
的に規則的に配列された測定個所における圧力の立体的
な分布の測定が行なえる。センサマトリクスと結像レン
ズとの間隔の調整は、センサマトリクスを結像レンズに
対して操作することによっても、結像レンズをセンサマ
トリクスに対して操作することによっても、行なえる。
この操作は例えば結像レンズの音響軸の方向に行なわれ
る。
リクスの２つの互いに隣り合う圧力センサの間の間隔に
相応する歩進の幅で行なわれる。このようにして、立体
的に規則的に配列された測定個所における圧力の立体的
な分布の測定が行なえる。センサマトリクスと結像レン
ズとの間隔の調整は、センサマトリクスを結像レンズに
対して操作することによっても、結像レンズをセンサマ
トリクスに対して操作することによっても、行なえる。
この操作は例えば結像レンズの音響軸の方向に行なわれ
る。
【０００９】対象の３次元の像の形成するために２次元
のセンサマトリクスを使用する場合は、センサマトリク
スと結像レンズとの間の間隔を調整するためのステップ
の数に等しいパルス状の音波が必要とされる。他方、本
発明の構成によれば、対象の３次元の像の形成のために
は唯１つのパルス状の音波で十分である。本発明のこの
構成によれば、超音波センサが３次元のセンサマトリク
スとして構成されており、該センサマトリクスが圧力セ
ンサの、例えば規則的な空間的配置体を含む。
のセンサマトリクスを使用する場合は、センサマトリク
スと結像レンズとの間の間隔を調整するためのステップ
の数に等しいパルス状の音波が必要とされる。他方、本
発明の構成によれば、対象の３次元の像の形成のために
は唯１つのパルス状の音波で十分である。本発明のこの
構成によれば、超音波センサが３次元のセンサマトリク
スとして構成されており、該センサマトリクスが圧力セ
ンサの、例えば規則的な空間的配置体を含む。
【００１０】そのため圧力の立体的な分布の検出は唯１
つのパルス状の音波の反射された成分を用いて行なわれ
る。３次元のセンサマトリクスの場合は像の繰り返し周
波数の上限は、パルス状の音波の最大繰り返し周波数に
よってだけ最終的に制限される。さらに３次元のセンサ
マトリクスの使用は次の利点を提供する。即ち像の発生
のために１つよりも多いパルス状の音波が必要とされる
時に、必要に応じて発生しなければならない各々の運動
の種類に依存しない。複数個のパルス状の音波の使用
は、対象が次のような大きさを有する時は、すべての場
合に必要とされる。即ち発生される像が３次元のセンサ
マトリクスの寸法を上回わり、そのためセンサマトリク
スと対象との相互間の変位が必要とされる時に、対象の
完全な結像を可能にする目的で、必要とされる。しかし
この場合でさえも、全体の立体像を発生する目的で、わ
ずかの個数のパルス状の音波で十分である。
つのパルス状の音波の反射された成分を用いて行なわれ
る。３次元のセンサマトリクスの場合は像の繰り返し周
波数の上限は、パルス状の音波の最大繰り返し周波数に
よってだけ最終的に制限される。さらに３次元のセンサ
マトリクスの使用は次の利点を提供する。即ち像の発生
のために１つよりも多いパルス状の音波が必要とされる
時に、必要に応じて発生しなければならない各々の運動
の種類に依存しない。複数個のパルス状の音波の使用
は、対象が次のような大きさを有する時は、すべての場
合に必要とされる。即ち発生される像が３次元のセンサ
マトリクスの寸法を上回わり、そのためセンサマトリク
スと対象との相互間の変位が必要とされる時に、対象の
完全な結像を可能にする目的で、必要とされる。しかし
この場合でさえも、全体の立体像を発生する目的で、わ
ずかの個数のパルス状の音波で十分である。
【００１１】３次元のセンサマトリクスは本発明の構成
により、次のように技術的に簡単に実現できる。即ち３
次元のセンサマトリクスが、それぞれ複数個の圧力セン
サへ分割され圧電的に作動される、電極の設けられるポ
リビニルふっ化物シートとして構成されている。
により、次のように技術的に簡単に実現できる。即ち３
次元のセンサマトリクスが、それぞれ複数個の圧力セン
サへ分割され圧電的に作動される、電極の設けられるポ
リビニルふっ化物シートとして構成されている。
【００１２】この種のシートは市販で入手可能であり公
知のように簡単に、２次元のセンサマトリクスが形成さ
れる様に、電極に設けることができる。この場合、複数
個のこの種の２次元のセンサマトリクスは例えば接着に
より、３次元のセンサマトリクスとなるように多層配置
の形式で結合される。
知のように簡単に、２次元のセンサマトリクスが形成さ
れる様に、電極に設けることができる。この場合、複数
個のこの種の２次元のセンサマトリクスは例えば接着に
より、３次元のセンサマトリクスとなるように多層配置
の形式で結合される。
【００１３】異なる状態へ適合化する目的でパルス状の
音波の焦点が結像レンズに対して相対的に変位可能であ
り、この結像レンズが可変焦点距離のレンズとして実施
されている。このレンズの焦点距離は、パルス状の音波
の焦点の変位の際に次のように設定される、即ち結像レ
ンズの対物レンズ側に焦点が、少なくとも実質的に、パ
ルス状の音波の焦点に位置するように設定される。
音波の焦点が結像レンズに対して相対的に変位可能であ
り、この結像レンズが可変焦点距離のレンズとして実施
されている。このレンズの焦点距離は、パルス状の音波
の焦点の変位の際に次のように設定される、即ち結像レ
ンズの対物レンズ側に焦点が、少なくとも実質的に、パ
ルス状の音波の焦点に位置するように設定される。
【００１４】結像レンズが、像発生電子装置の中に設け
られているシミュレーションアルゴリズムにより形成さ
れることにより、物質として存在する結像レンズの形式
のものは完全に省略できる。
られているシミュレーションアルゴリズムにより形成さ
れることにより、物質として存在する結像レンズの形式
のものは完全に省略できる。
【００１５】この種のシミュレーションアルゴリズム
は、固定の焦点距離の結像レンズが設けられている場合
も、可変の焦点距離の結像レンズがシミュレートされ
る。この種のビーム光学装置による公知のアルゴリズム
は、次のことにもとづく。即ち立体的な圧力分布と、パ
ルス状の音波の反射成分の伝播特性とが既知の場合は、
算出規則を用いることにより、次のような圧力分布をそ
のまま算出できる。即ち所定の音波特性の結像レンズが
反射成分の伝播路中に存在すると想定される圧力分布を
算出できる。
は、固定の焦点距離の結像レンズが設けられている場合
も、可変の焦点距離の結像レンズがシミュレートされ
る。この種のビーム光学装置による公知のアルゴリズム
は、次のことにもとづく。即ち立体的な圧力分布と、パ
ルス状の音波の反射成分の伝播特性とが既知の場合は、
算出規則を用いることにより、次のような圧力分布をそ
のまま算出できる。即ち所定の音波特性の結像レンズが
反射成分の伝播路中に存在すると想定される圧力分布を
算出できる。
【００１６】本発明の構成によれば、音波源がパルス状
の波として衝撃波を発生する。衝撃波として著しく急峻
な立ち上り側縁を有する音圧パルスが用いられる。
の波として衝撃波を発生する。衝撃波として著しく急峻
な立ち上り側縁を有する音圧パルスが用いられる。
【００１７】医療装置に関する課題は本発明により次の
ように解決されている。即ち患者の身体の中に存在する
対象を集束される音波により治療する医療装置であっ
て、該医療装置は、集束される音波源と、治療されるべ
き対象を特定する位置定め装置と、超音波結像装置とを
含み、集束される音波源が、治療のために用いられる集
束される音波も、像発生のために用いられるパルス状の
音波も発生し、像の中へ、治療のために用いられる集束
化された音波の焦点領域の瞬時の位置を示すマークが挿
入される。本発明による医療装置の位置定め装置は３次
元の像を作成するため、付加的な情報が、医療装置と、
治療されるべき患者の身体とを互いに相対的に次のよう
に位置合わせする目的で供給される。即ち治療されるべ
き対象が治療のために用いられる集束される音波の集束
領域に形成されるようにされる。そのため一層効果的に
かつ患者を損傷しない治療が可能となる。治療のために
用いられる集束される音波の集束領域が、治療されるべ
き対象よりも小さく、さらに治療されるべき対象の外側
で組織への侵害を回避すべき時は、著しい利点が得られ
る。本発明による医療装置において供給される３次元の
像情報を用いて、確実にかつ簡単に次のことが可能とな
る。即ち治療のために用いられる集束される音波の集束
領域と患者すなわち対象とを、集束領域が、治療される
べき対象だけを“走査する”ように相対的に変位でき
る。著しい利点は、位置評定装置が迅速に相続いて像を
形成できるため、患者の即ち治療されるべき対象の、医
療装置への相対的な変位が直ちに３次元の像情報に形成
され、そのため医療の際に考慮できる。
ように解決されている。即ち患者の身体の中に存在する
対象を集束される音波により治療する医療装置であっ
て、該医療装置は、集束される音波源と、治療されるべ
き対象を特定する位置定め装置と、超音波結像装置とを
含み、集束される音波源が、治療のために用いられる集
束される音波も、像発生のために用いられるパルス状の
音波も発生し、像の中へ、治療のために用いられる集束
化された音波の焦点領域の瞬時の位置を示すマークが挿
入される。本発明による医療装置の位置定め装置は３次
元の像を作成するため、付加的な情報が、医療装置と、
治療されるべき患者の身体とを互いに相対的に次のよう
に位置合わせする目的で供給される。即ち治療されるべ
き対象が治療のために用いられる集束される音波の集束
領域に形成されるようにされる。そのため一層効果的に
かつ患者を損傷しない治療が可能となる。治療のために
用いられる集束される音波の集束領域が、治療されるべ
き対象よりも小さく、さらに治療されるべき対象の外側
で組織への侵害を回避すべき時は、著しい利点が得られ
る。本発明による医療装置において供給される３次元の
像情報を用いて、確実にかつ簡単に次のことが可能とな
る。即ち治療のために用いられる集束される音波の集束
領域と患者すなわち対象とを、集束領域が、治療される
べき対象だけを“走査する”ように相対的に変位でき
る。著しい利点は、位置評定装置が迅速に相続いて像を
形成できるため、患者の即ち治療されるべき対象の、医
療装置への相対的な変位が直ちに３次元の像情報に形成
され、そのため医療の際に考慮できる。
【００１８】本発明の構成によれば、音響レンズが設け
られており、該音響レンズは治療のために用いられる音
波を集束するための領域および、結像レンズを結像する
領域を有する。コスト的に有利にかつ構成的に簡単に唯
１つの構成部品は、治療に用いられる集束化される音波
のための集束装置の機能の、および結像レンズの作用を
引き受ける。
られており、該音響レンズは治療のために用いられる音
波を集束するための領域および、結像レンズを結像する
領域を有する。コスト的に有利にかつ構成的に簡単に唯
１つの構成部品は、治療に用いられる集束化される音波
のための集束装置の機能の、および結像レンズの作用を
引き受ける。
【００１９】本発明の構成によれば、結像レンズと超音
波センサ手段が１つのユニットを構成し、該ユニットは
超音波ヘッドと例えば超音波位置定め装置のセクタスキ
ャナと交換可能である。
波センサ手段が１つのユニットを構成し、該ユニットは
超音波ヘッドと例えば超音波位置定め装置のセクタスキ
ャナと交換可能である。
【００２０】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００２１】
【実施例】図１に示されている結像装置は音波１として
球状にわん曲された凹面状の圧電変換器を有する。この
変換器は焦点Ｆにおいて集束されるパルス状の音波を発
生する。この音波の外側の周縁ビームはＲＳ１で示され
ている。集点Ｆは圧電変換器の曲率中心点である。焦点
Ｆはこの装置の音響的軸線上のあり、この軸線に対して
音波源１は少なくとも実質的に回転対称的に構成されて
いる。音波源１は次のように構成されている。即ち音響
軸線Ａを囲む実質的に円錐状の、音波により少なくとも
実質的に開かれる空間が存在するように、構成されてい
る。このことは例えば図１において、音波源１が送出さ
れる音波の内側の周縁ビームＲＳ２により示されてい
る。音波源により開かれる空間は、音波源１に図１に示
されている様に中央の開口を設けることにより、または
音波源１の中央領域において音波の放射が行なわれない
ようにして、実現できる。
球状にわん曲された凹面状の圧電変換器を有する。この
変換器は焦点Ｆにおいて集束されるパルス状の音波を発
生する。この音波の外側の周縁ビームはＲＳ１で示され
ている。集点Ｆは圧電変換器の曲率中心点である。焦点
Ｆはこの装置の音響的軸線上のあり、この軸線に対して
音波源１は少なくとも実質的に回転対称的に構成されて
いる。音波源１は次のように構成されている。即ち音響
軸線Ａを囲む実質的に円錐状の、音波により少なくとも
実質的に開かれる空間が存在するように、構成されてい
る。このことは例えば図１において、音波源１が送出さ
れる音波の内側の周縁ビームＲＳ２により示されてい
る。音波源により開かれる空間は、音波源１に図１に示
されている様に中央の開口を設けることにより、または
音波源１の中央領域において音波の放射が行なわれない
ようにして、実現できる。
【００２２】音波源により開いた空開において音響的結
像レンズ３が設けられている。この音響軸線は音波源１
の音響軸線と同一である。結像レンズ３の焦点は、音波
源１から送出される音波の焦点下の領域に存在する。結
像レンズの他方の焦点の領域に超音波センサ手段４が設
けられている。このセンサ手段は、対象Ｏにおいて反射
され、結像レンズ３により分離される、音波源１により
発生される音波の成分により発生される音波の圧力の空
間的分布に相応する出力信号を送出する。 超音波セン
サ手段４−その構造は図２及び図３を用いて詳述する−
の出力信号は、像形成選択電子装置５へ導びかれる。こ
の電子装置は超音波センサ手段４の出力信号を用いて、
対象８の、尺度となる実際の３次元の像を算出して表示
手段へ即ちモニタ６に斜視的にまたは３次元的に表示す
る。結像されるべき対象Ｏと、音波源１ないし結像レン
ズ３および超音波センサ手段４との間に、音響的結合を
与える必要のあることは明らかである。このことは例の
構成により形成できる。即ち音波源１、結像レンズ３お
よび超音波センサ手段４ならびに結像されるべき対象Ｏ
ないし結像されるべき対象Ｏを含む目的物ないし生物が
公知の様に詳細には図示されていない浴の中に収容され
ることにより形成できる。この浴は流体たとえば水を音
響伝播媒体として含む。しかし図示されてはいないが音
波源１、結像レンズ３および超音波センサ手段４を、適
切な音響伝播手段で充たされたケーシングの中に収容す
ることもできる。このケーシングは公知の様に例えば弾
性被覆ダイヤフラムにより閉鎖されている。このダイヤ
フラムは、結像されるべき対象Ｏにないしこの結像され
るべき対象Ｏを含む目的物ないし患者に当接されるため
に設けられている。
像レンズ３が設けられている。この音響軸線は音波源１
の音響軸線と同一である。結像レンズ３の焦点は、音波
源１から送出される音波の焦点下の領域に存在する。結
像レンズの他方の焦点の領域に超音波センサ手段４が設
けられている。このセンサ手段は、対象Ｏにおいて反射
され、結像レンズ３により分離される、音波源１により
発生される音波の成分により発生される音波の圧力の空
間的分布に相応する出力信号を送出する。 超音波セン
サ手段４−その構造は図２及び図３を用いて詳述する−
の出力信号は、像形成選択電子装置５へ導びかれる。こ
の電子装置は超音波センサ手段４の出力信号を用いて、
対象８の、尺度となる実際の３次元の像を算出して表示
手段へ即ちモニタ６に斜視的にまたは３次元的に表示す
る。結像されるべき対象Ｏと、音波源１ないし結像レン
ズ３および超音波センサ手段４との間に、音響的結合を
与える必要のあることは明らかである。このことは例の
構成により形成できる。即ち音波源１、結像レンズ３お
よび超音波センサ手段４ならびに結像されるべき対象Ｏ
ないし結像されるべき対象Ｏを含む目的物ないし生物が
公知の様に詳細には図示されていない浴の中に収容され
ることにより形成できる。この浴は流体たとえば水を音
響伝播媒体として含む。しかし図示されてはいないが音
波源１、結像レンズ３および超音波センサ手段４を、適
切な音響伝播手段で充たされたケーシングの中に収容す
ることもできる。このケーシングは公知の様に例えば弾
性被覆ダイヤフラムにより閉鎖されている。このダイヤ
フラムは、結像されるべき対象Ｏにないしこの結像され
るべき対象Ｏを含む目的物ないし患者に当接されるため
に設けられている。
【００２３】音波源１を必要に応じてパルス状の音波の
送出の目的で制御可能にするために、電気的パルス発生
器７が設けられている。これは音波源１に電気パルスを
加える。この種のパルスの印加後にその都度に音波源１
は音響圧力パルスを送出する。この音響圧力パルスはそ
の放射路において音響伝播媒体によりいわゆる衝激波へ
形成される。衝激波としては著しく急峻な立ち上り縁を
有する圧力パルスが用いられる。パルス発生器７はトリ
ガ線路８を介して像形成選択電子装置５と接続されてお
り、像発生電子装置５から発生されるトリガパルスの到
来来毎に、音波源１に電気パルスを印加する。
送出の目的で制御可能にするために、電気的パルス発生
器７が設けられている。これは音波源１に電気パルスを
加える。この種のパルスの印加後にその都度に音波源１
は音響圧力パルスを送出する。この音響圧力パルスはそ
の放射路において音響伝播媒体によりいわゆる衝激波へ
形成される。衝激波としては著しく急峻な立ち上り縁を
有する圧力パルスが用いられる。パルス発生器７はトリ
ガ線路８を介して像形成選択電子装置５と接続されてお
り、像発生電子装置５から発生されるトリガパルスの到
来来毎に、音波源１に電気パルスを印加する。
【００２４】超音波センサ手段４および像発生電子装置
５の構成は図２に示されている。超音波センサ手段４と
して空間的４×４センサマトリクスが用いられる。この
マトリクスは４つの圧電的に作動されるＰＶＤＦシート
９ａ〜９ｄから構成されている。ＰＶＤＦの各々はその
図２の紙面の前面に、規則的な間隔で分離されて互いに
平行に走行する４つの帯状の列電極を有する。これらの
列電極はＰＶＤＦシート９ａの場合は１０ａ〜１３ａで
示されている。ＰＶＤＦシート９ａ〜９ｄの裏側に、互
いに等間隔でかつ互いに平行に走行するそれぞれ４つの
帯状の行電極が取り付けられている。ＰＶＤＦ９ａは破
線で示され１４ａ〜１７ａで示されている。行電極１４
ａ〜１７ａは列電極１０ａ〜１３ａに対して９０°の角
度で走行し、図１に斜線で強調されている領域において
列電極１０ａ〜１３ａと重なっている。ＰＶＤＦシート
９ｂ〜９ｄはＰＶＤＦ９ａと同様に列電極および行電極
を有する。行電極および列電極としてさらに例えば、そ
れぞれＰＶＤＦ上へ被着された金属化体が用いられる。
図２に斜線で強調されている領域は、公知の様に圧電式
圧力センサとして作用する。個々の圧電センサの出力信
号は、それぞれの圧電センサの領域において互いに重な
る列電極と行電極との間から取り出すことができる。
５の構成は図２に示されている。超音波センサ手段４と
して空間的４×４センサマトリクスが用いられる。この
マトリクスは４つの圧電的に作動されるＰＶＤＦシート
９ａ〜９ｄから構成されている。ＰＶＤＦの各々はその
図２の紙面の前面に、規則的な間隔で分離されて互いに
平行に走行する４つの帯状の列電極を有する。これらの
列電極はＰＶＤＦシート９ａの場合は１０ａ〜１３ａで
示されている。ＰＶＤＦシート９ａ〜９ｄの裏側に、互
いに等間隔でかつ互いに平行に走行するそれぞれ４つの
帯状の行電極が取り付けられている。ＰＶＤＦ９ａは破
線で示され１４ａ〜１７ａで示されている。行電極１４
ａ〜１７ａは列電極１０ａ〜１３ａに対して９０°の角
度で走行し、図１に斜線で強調されている領域において
列電極１０ａ〜１３ａと重なっている。ＰＶＤＦシート
９ｂ〜９ｄはＰＶＤＦ９ａと同様に列電極および行電極
を有する。行電極および列電極としてさらに例えば、そ
れぞれＰＶＤＦ上へ被着された金属化体が用いられる。
図２に斜線で強調されている領域は、公知の様に圧電式
圧力センサとして作用する。個々の圧電センサの出力信
号は、それぞれの圧電センサの領域において互いに重な
る列電極と行電極との間から取り出すことができる。
【００２５】ＰＶＤＦシート９ａ〜９ｄは、図２に示さ
れていない絶縁層の介在の下に、例えば接着により多層
配置へ結合されている。この絶縁層は、互いに隣り合う
ＰＶＤＦシートの間の短絡を阻止する。この多層配置は
次の様に構成されている、即ち圧力センサの空間的な配
置が形成されるように、しかも圧力センサの中心が、空
間的に立体の格子の格子線の交点に位置するように、構
成されている。
れていない絶縁層の介在の下に、例えば接着により多層
配置へ結合されている。この絶縁層は、互いに隣り合う
ＰＶＤＦシートの間の短絡を阻止する。この多層配置は
次の様に構成されている、即ち圧力センサの空間的な配
置が形成されるように、しかも圧力センサの中心が、空
間的に立体の格子の格子線の交点に位置するように、構
成されている。
【００２６】ＰＶＤＦシート９ａ〜９ｄの列電極は４：
１アナログマルチプレクサ１８を介してアースと次のよ
うに接続されている。即ち左から数えて１番目、２番
目、３番目または４番目の列電極がアースへ接続される
ようにする。圧力センサの出力信号を読み出せる様に、
さらに４つの４：１アナログマルチプレクサ１８〜２２
が設けられている。マルチプレクサの入力側は、ＰＶＤ
Ｆシート９ａ〜９ｄのそれぞれ１つと接続されている。
マルチプレクサ１９〜２２の出力側は別の４：１アナロ
グマルチプレクサ２３の入力側と接続されており、後者
のマルチプレクサの出力側は増幅器２４の入力側と接続
されている。増幅器２４の出力信号はアナログ／ディジ
タル変換器２５へ導びかれる。そのディジタル出力デー
タは電子計算器−および制御ユニット２６へ導びかれて
おり、この制御ユニットへモニタ６が接続されている。
計算器−および制御ユニット２６は、パルス発生器７の
ためのトリガパルスも発生する。トリガパルスはパルス
発生器へ導びかれる。さらに計算器−および制御ユニッ
ト２６はクロックパルス信号を発生する。クロックパル
ス信号は制御線路２７を介してマルチプレックス制御装
置２８へ導びかれる。制御装置はマルチプレクサ１８〜
２３を制御線路２９〜３４を介して制御する。
１アナログマルチプレクサ１８を介してアースと次のよ
うに接続されている。即ち左から数えて１番目、２番
目、３番目または４番目の列電極がアースへ接続される
ようにする。圧力センサの出力信号を読み出せる様に、
さらに４つの４：１アナログマルチプレクサ１８〜２２
が設けられている。マルチプレクサの入力側は、ＰＶＤ
Ｆシート９ａ〜９ｄのそれぞれ１つと接続されている。
マルチプレクサ１９〜２２の出力側は別の４：１アナロ
グマルチプレクサ２３の入力側と接続されており、後者
のマルチプレクサの出力側は増幅器２４の入力側と接続
されている。増幅器２４の出力信号はアナログ／ディジ
タル変換器２５へ導びかれる。そのディジタル出力デー
タは電子計算器−および制御ユニット２６へ導びかれて
おり、この制御ユニットへモニタ６が接続されている。
計算器−および制御ユニット２６は、パルス発生器７の
ためのトリガパルスも発生する。トリガパルスはパルス
発生器へ導びかれる。さらに計算器−および制御ユニッ
ト２６はクロックパルス信号を発生する。クロックパル
ス信号は制御線路２７を介してマルチプレックス制御装
置２８へ導びかれる。制御装置はマルチプレクサ１８〜
２３を制御線路２９〜３４を介して制御する。
【００２７】マルチプレクサ１８〜２３の制御は次のよ
うに行なわれる。即ち音波源１を用いて衝撃波の発生に
続いて、例えば音波１から焦点Ｆへの衝撃波の走行時間
に実質的に相応する時間間隔の経過後に、全部の圧力セ
ンサの出力信号が連続的に相続いて質問され、アナログ
／ディジタル変換器２５を用いてディジタルデータへ変
換されて、計算器−および制御ユニット２６へ導びかれ
る。このユニットはこれらのデータを一時記憶する。衝
撃波の発生に続いて入力されたデータから計算器−およ
び制御ユニット２６は例えばビーム光学部材にもとづい
て、公知のアルゴリズムにより、結像されるべき対象の
３次元の像を算出する。この像は最終的にモニタｂに表
示される。
うに行なわれる。即ち音波源１を用いて衝撃波の発生に
続いて、例えば音波１から焦点Ｆへの衝撃波の走行時間
に実質的に相応する時間間隔の経過後に、全部の圧力セ
ンサの出力信号が連続的に相続いて質問され、アナログ
／ディジタル変換器２５を用いてディジタルデータへ変
換されて、計算器−および制御ユニット２６へ導びかれ
る。このユニットはこれらのデータを一時記憶する。衝
撃波の発生に続いて入力されたデータから計算器−およ
び制御ユニット２６は例えばビーム光学部材にもとづい
て、公知のアルゴリズムにより、結像されるべき対象の
３次元の像を算出する。この像は最終的にモニタｂに表
示される。
【００２８】結像されるべき対象において反射された、
音波源１を用いて発生され衝撃波の成分の受信により生
じたセンサマトリクスの出力信号として、過度的な信号
が用いられる。そのため、センサマトリクスの出力信号
の読み出しおよびそのアナログ／ディジタル変換を行な
うクロックパルス周波数は相応に高く即ちＭＨｚ範囲に
設けられる。
音波源１を用いて発生され衝撃波の成分の受信により生
じたセンサマトリクスの出力信号として、過度的な信号
が用いられる。そのため、センサマトリクスの出力信号
の読み出しおよびそのアナログ／ディジタル変換を行な
うクロックパルス周波数は相応に高く即ちＭＨｚ範囲に
設けられる。
【００２９】処理速度の向上は、マルチプレクサ２３を
省略してアナログ／ディジタル変換器を後置接続した時
に、可能となる。処理速度の一層の向上は、ＰＶＤＦシ
ート９ａ〜９ｄの各々に複数個のアナログ／ディジタル
変換器が配属される時に、可能となる。この場合、それ
ぞれ１つのアナログ／ディジタル変化器が圧力センサの
１つの群を極端な場合は唯１つの圧力センサだけを引き
受ける。
省略してアナログ／ディジタル変換器を後置接続した時
に、可能となる。処理速度の一層の向上は、ＰＶＤＦシ
ート９ａ〜９ｄの各々に複数個のアナログ／ディジタル
変換器が配属される時に、可能となる。この場合、それ
ぞれ１つのアナログ／ディジタル変化器が圧力センサの
１つの群を極端な場合は唯１つの圧力センサだけを引き
受ける。
【００３０】図３に示されている様に、図２で説明され
た３次元のセンサマトリクスではなく、２次元センサマ
トリクスが用いられる。この場合、２次元のセンサマト
リクスは唯１つの、第２図と同様に電極の設けられたＰ
ＶＤＦシート３５を含む。ＰＶＤＦシートは図３の側面
図に略示されているように適切な支持体３６に取り付け
られている。図３には見えない列電極のそれぞれ１つは
４：１アナログマルチプレクサ３８を介してアースと接
続されている。同じく見えない列電極のそれぞれ１つは
４：１アナログマルチプレクサ３９を介して増幅器と接
続できる。この増幅器の出力信号はアナログ／ディジタ
ル変換器４１へ導びかれる。そのディジタル出力データ
も電子計算器−および制御ユニット４２へ導びかれる。
このユニットへモニタ６が接続されている。制御−およ
び計算ユニット４２はパルス発生器７のためのトリガパ
ルスを発生する。このトリガパルスはパルス発生器へ制
御線路８を介して導びかれる。さらに制御−および計算
ユニットはマルチプレクサ３８と３９のための制御パル
スを発生する。この制御パルスはマルチプレクサへ制御
線路４３および４４を介して導びかれる。
た３次元のセンサマトリクスではなく、２次元センサマ
トリクスが用いられる。この場合、２次元のセンサマト
リクスは唯１つの、第２図と同様に電極の設けられたＰ
ＶＤＦシート３５を含む。ＰＶＤＦシートは図３の側面
図に略示されているように適切な支持体３６に取り付け
られている。図３には見えない列電極のそれぞれ１つは
４：１アナログマルチプレクサ３８を介してアースと接
続されている。同じく見えない列電極のそれぞれ１つは
４：１アナログマルチプレクサ３９を介して増幅器と接
続できる。この増幅器の出力信号はアナログ／ディジタ
ル変換器４１へ導びかれる。そのディジタル出力データ
も電子計算器−および制御ユニット４２へ導びかれる。
このユニットへモニタ６が接続されている。制御−およ
び計算ユニット４２はパルス発生器７のためのトリガパ
ルスを発生する。このトリガパルスはパルス発生器へ制
御線路８を介して導びかれる。さらに制御−および計算
ユニットはマルチプレクサ３８と３９のための制御パル
スを発生する。この制御パルスはマルチプレクサへ制御
線路４３および４４を介して導びかれる。
【００３１】ＰＶＤＦシート３５の圧力センサの出力信
号の読み出しは図２を用いて説明された様に行なわれ
る。ＰＶＤＦシート３５として唯１つの２次元センサマ
トリクスが用いられるが、結像されるべき対象で反射さ
れた衝撃波成分の圧力の空間分布を検出可能にする目的
で、操作手段４３が設けられている。この操作手段は、
ＰＶＤＦシート３５を結像レンズ３へ相対的に音響軸Ａ
の方向へ変位させる。このことは２重矢印×で示されて
いる。ＰＶＤＦシート３５が本発明の場合のように規則
的な２次元の４×４センサマトリクスを形成する時は、
ＰＶＤＦシート３５を操作手段４３を用いて、この操作
手段が次のように選択される４つの位置を取れる様に操
作すると好適である。即ち圧力センサの、空間的に立体
の格子の格子線の交点に位置する中心の空間的な規則的
な配置が形成されるようにする。
号の読み出しは図２を用いて説明された様に行なわれ
る。ＰＶＤＦシート３５として唯１つの２次元センサマ
トリクスが用いられるが、結像されるべき対象で反射さ
れた衝撃波成分の圧力の空間分布を検出可能にする目的
で、操作手段４３が設けられている。この操作手段は、
ＰＶＤＦシート３５を結像レンズ３へ相対的に音響軸Ａ
の方向へ変位させる。このことは２重矢印×で示されて
いる。ＰＶＤＦシート３５が本発明の場合のように規則
的な２次元の４×４センサマトリクスを形成する時は、
ＰＶＤＦシート３５を操作手段４３を用いて、この操作
手段が次のように選択される４つの位置を取れる様に操
作すると好適である。即ち圧力センサの、空間的に立体
の格子の格子線の交点に位置する中心の空間的な規則的
な配置が形成されるようにする。
【００３２】操作手段４５は制御線路４６を介して計算
−および制御ユニット４２により次のように制御され
る。即ち操作手段がその都度に次の位置へ衝撃波を送出
する前にその都度に操作されるようにする。即ち第１の
衝撃波の送出の際にＰＶＤＦシート３５が、結像レンズ
３から最も離れたその位置に存在し、この位置からＰＶ
ＤＦシート３５が、衝撃波の送出にその都度に、結像レ
ンズ３に次に近い位置へ操作され、最終的にＰＶＤＦシ
ートが第４の衝撃波の送出前に結像レンズ３に最も近い
位置へ移行される。位置のうちの各々のために出力信号
が図２におけると同様に読み出されて、アナログ／ディ
ジタル変換後に計算器−制御ユニット４２の中に一時記
憶される。このユニットは最終的に３次元の像を算出し
てモニタ６で表示する。
−および制御ユニット４２により次のように制御され
る。即ち操作手段がその都度に次の位置へ衝撃波を送出
する前にその都度に操作されるようにする。即ち第１の
衝撃波の送出の際にＰＶＤＦシート３５が、結像レンズ
３から最も離れたその位置に存在し、この位置からＰＶ
ＤＦシート３５が、衝撃波の送出にその都度に、結像レ
ンズ３に次に近い位置へ操作され、最終的にＰＶＤＦシ
ートが第４の衝撃波の送出前に結像レンズ３に最も近い
位置へ移行される。位置のうちの各々のために出力信号
が図２におけると同様に読み出されて、アナログ／ディ
ジタル変換後に計算器−制御ユニット４２の中に一時記
憶される。このユニットは最終的に３次元の像を算出し
てモニタ６で表示する。
【００３３】前述の説明から明らかな様に、図３に示さ
れた超音波センサ手段４は図２に示された超音波センサ
手段と異なり、結像されるべき対象の３次元の像を、唯
１つの衝撃波の反射成分を用いて形成させない。むし
ろ、３次元のセンサマトリクスの即ちＰＶＤＦシート３
５の個数に相応する個数の衝撃波が必要とされる。それ
に応じて結像装置が図３にする超音波センサ手段４の使
用の下に、図２による超音波センサ手段４を含む結像装
置よりも緩慢に動作する必要があることは明らかであ
る。しかし上述の様に図による変形実施例においても３
次元の像が実時間で即ち従来技術の場合よりも迅速に形
成可能となることが、保証される。
れた超音波センサ手段４は図２に示された超音波センサ
手段と異なり、結像されるべき対象の３次元の像を、唯
１つの衝撃波の反射成分を用いて形成させない。むし
ろ、３次元のセンサマトリクスの即ちＰＶＤＦシート３
５の個数に相応する個数の衝撃波が必要とされる。それ
に応じて結像装置が図３にする超音波センサ手段４の使
用の下に、図２による超音波センサ手段４を含む結像装
置よりも緩慢に動作する必要があることは明らかであ
る。しかし上述の様に図による変形実施例においても３
次元の像が実時間で即ち従来技術の場合よりも迅速に形
成可能となることが、保証される。
【００３４】図４に治療装置が示されており、これは位
置標定装置として前述の形式の結像装置を含む。この治
療装置は、集束された音波にある、この実施例において
は集束される音波による患者の治療のために用いられ
る。衝撃波は例えば結石の例えば腎臓結石の破粋のため
に用いられる。そのためこの治療装置は図示されている
衝撃波源４７を含む。この衝撃波源として例えばヨーロ
ッパ特許Ａ−０１８８７５０号公報に示されている電磁
式衝撃波源が用いられる。衝撃波源４７は平面波の衝撃
波を発生し、これは音響集束レンズ４８を用いて集束領
域ＦＺへ集束される。発生された衝撃波の作用される対
象を例えば腎臓結石を、衝撃波の集束領域ＦＺの中に存
在する様に、治療装置と患者の身体とを互いに相対的に
位置合わせ可能にする目的で、治療装置は著音波標定装
置を含む。この標定装置として前述の形式の結像装置が
用いられる。像発生のために必要とされるパルス状の音
波を発生する目的で、この種の波の発生用の特別の音波
源はもちろん設けられない。むしろ電気式パルス発生器
７が次のように構成されている。即ちこのパルス発生器
が、治療目的に用いられる衝撃波を発生するために衝撃
波源４７を高い強度の電流パルスで作用し、像形成の目
的で衝撃波を発生するために低い強度の電流パルスで作
用するように構成する。相応の切り換えは制御線４９を
介して行なわれる。この制御線を介してパルス発生器７
は制御ユニット５０と接続されている。制御ユニットは
同時に像発生電子装置も含む。
置標定装置として前述の形式の結像装置を含む。この治
療装置は、集束された音波にある、この実施例において
は集束される音波による患者の治療のために用いられ
る。衝撃波は例えば結石の例えば腎臓結石の破粋のため
に用いられる。そのためこの治療装置は図示されている
衝撃波源４７を含む。この衝撃波源として例えばヨーロ
ッパ特許Ａ−０１８８７５０号公報に示されている電磁
式衝撃波源が用いられる。衝撃波源４７は平面波の衝撃
波を発生し、これは音響集束レンズ４８を用いて集束領
域ＦＺへ集束される。発生された衝撃波の作用される対
象を例えば腎臓結石を、衝撃波の集束領域ＦＺの中に存
在する様に、治療装置と患者の身体とを互いに相対的に
位置合わせ可能にする目的で、治療装置は著音波標定装
置を含む。この標定装置として前述の形式の結像装置が
用いられる。像発生のために必要とされるパルス状の音
波を発生する目的で、この種の波の発生用の特別の音波
源はもちろん設けられない。むしろ電気式パルス発生器
７が次のように構成されている。即ちこのパルス発生器
が、治療目的に用いられる衝撃波を発生するために衝撃
波源４７を高い強度の電流パルスで作用し、像形成の目
的で衝撃波を発生するために低い強度の電流パルスで作
用するように構成する。相応の切り換えは制御線４９を
介して行なわれる。この制御線を介してパルス発生器７
は制御ユニット５０と接続されている。制御ユニットは
同時に像発生電子装置も含む。
【００３５】衝撃波源４７はリング状の形を有し、その
ため中央開口を有する。この中央開口の中に超音波セン
サ手段４が収容されている。そのためセンサ手段は衝撃
波のない空間の中に存在する。
ため中央開口を有する。この中央開口の中に超音波セン
サ手段４が収容されている。そのためセンサ手段は衝撃
波のない空間の中に存在する。
【００３６】衝撃波のない空間の結果、集束レンズ４８
の中央領域を結像レンズ３として構成できる。この場
合、集束レンズ４８と結像レンズ３は唯１つの共通のレ
ンズ体５１を構成する。結像レンズ３は、その対物レン
ズ側の焦点Ｆが集束領域ＦＺの中心に存在するように、
形成されている。
の中央領域を結像レンズ３として構成できる。この場
合、集束レンズ４８と結像レンズ３は唯１つの共通のレ
ンズ体５１を構成する。結像レンズ３は、その対物レン
ズ側の焦点Ｆが集束領域ＦＺの中心に存在するように、
形成されている。
【００３７】制御ユニット５０はスイッチ５８を有し、
この制御ユニットにより治療装置が選択的に標定作動へ
または治療作動へ切り換えできる。標定作動において制
御ユニット５０はパルス発生器７を、これが低い強度の
衝撃波だけを発生するように、制御する。処理されるべ
き対象で反射される、低い強度の衝撃波の成分を用いて
発生される像はモニタ６で表示される。この場合、制御
ユニット５０は像の中へ、集束領域ＦＺの中心の位置を
示すマークＦ′を挿入する。標定作動においては治療装
置は、治療されるべき患者の身体Ｂへ次のように相対的
に向けられる。即ち処理されるべき対象の像が例えば腎
臓Ｋの結石Ｓの像がマークＦ′でおおわれる様に向けら
れる。この場合、結石Ｓは図４に示されている様に集束
領域ＦＺの範囲に存在する。
この制御ユニットにより治療装置が選択的に標定作動へ
または治療作動へ切り換えできる。標定作動において制
御ユニット５０はパルス発生器７を、これが低い強度の
衝撃波だけを発生するように、制御する。処理されるべ
き対象で反射される、低い強度の衝撃波の成分を用いて
発生される像はモニタ６で表示される。この場合、制御
ユニット５０は像の中へ、集束領域ＦＺの中心の位置を
示すマークＦ′を挿入する。標定作動においては治療装
置は、治療されるべき患者の身体Ｂへ次のように相対的
に向けられる。即ち処理されるべき対象の像が例えば腎
臓Ｋの結石Ｓの像がマークＦ′でおおわれる様に向けら
れる。この場合、結石Ｓは図４に示されている様に集束
領域ＦＺの範囲に存在する。
【００３８】このことが保証されると、スイッチ５８を
用いて治療作動へ切り換えできる。治療作動においては
交番的に高い強度の衝撃波が発生される。その目的は、
所望の治療効果を例えば結石Ｓの破砕を達成するためで
ある。各々の衝撃波に続いてまたは、選択可能な個数の
高い強度の衝撃波に続いて、少なくとも１つの低い強度
の衝撃波の放射の下に、治療されるべき領域Ｓの像が準
備されてモニタ６において表示される。このようにして
治療過程の連続的な監視が可能となる。衝撃波源４７、
集束レンズ４８と結像レンズ３を構成するレンズ体５
１、およびセンサ手段４は、さらに１つのケーシングの
中に収容されている。ケーシングは適切な音響伝播媒体
でより例えば水で充たされていて、その当接端部で弾性
結合ダイヤフラム５３を用いて液密に密閉されている。
結合ダイヤフラム５３は治療装置を図４に示されている
様に患者の身体Ｂへ押圧するために用いられる。
用いて治療作動へ切り換えできる。治療作動においては
交番的に高い強度の衝撃波が発生される。その目的は、
所望の治療効果を例えば結石Ｓの破砕を達成するためで
ある。各々の衝撃波に続いてまたは、選択可能な個数の
高い強度の衝撃波に続いて、少なくとも１つの低い強度
の衝撃波の放射の下に、治療されるべき領域Ｓの像が準
備されてモニタ６において表示される。このようにして
治療過程の連続的な監視が可能となる。衝撃波源４７、
集束レンズ４８と結像レンズ３を構成するレンズ体５
１、およびセンサ手段４は、さらに１つのケーシングの
中に収容されている。ケーシングは適切な音響伝播媒体
でより例えば水で充たされていて、その当接端部で弾性
結合ダイヤフラム５３を用いて液密に密閉されている。
結合ダイヤフラム５３は治療装置を図４に示されている
様に患者の身体Ｂへ押圧するために用いられる。
【００３９】図５に示されている治療装置は前述の治療
装置とは、集束レンズ４８も、衝撃波源４７と心合わせ
された中央開口を有する点で異なる。この開口を通っ
て、液密にケーシング５２と結合されているチューブ５
４が延在する。このチューブの中へ選択的に結像ヘッド
５５が挿入できる。この結像ヘッドは適切な音響伝播媒
体で充たされており、結像レンズ３ならびに超音波セン
サ手段４を含む。超音波センサ手段４と制御ユニット５
０との間に設けられているスイッチ５６が図示の位置に
あって結像ヘッド５５がチューブ５４の中へ挿入される
と、治療装置が図４を用いて説明された様に作動でき
る。スイッチ５６がその他方の位置へ移行されさらに結
像ヘッド５５に代えて、同じ寸法を有する超音波セクタ
ーアプリケータ５７がチューブ５４の中へ挿入される
と、立体的な超音波像ではなく従来のＢモード超音波像
が発生されてモニタ６に表示される。
装置とは、集束レンズ４８も、衝撃波源４７と心合わせ
された中央開口を有する点で異なる。この開口を通っ
て、液密にケーシング５２と結合されているチューブ５
４が延在する。このチューブの中へ選択的に結像ヘッド
５５が挿入できる。この結像ヘッドは適切な音響伝播媒
体で充たされており、結像レンズ３ならびに超音波セン
サ手段４を含む。超音波センサ手段４と制御ユニット５
０との間に設けられているスイッチ５６が図示の位置に
あって結像ヘッド５５がチューブ５４の中へ挿入される
と、治療装置が図４を用いて説明された様に作動でき
る。スイッチ５６がその他方の位置へ移行されさらに結
像ヘッド５５に代えて、同じ寸法を有する超音波セクタ
ーアプリケータ５７がチューブ５４の中へ挿入される
と、立体的な超音波像ではなく従来のＢモード超音波像
が発生されてモニタ６に表示される。
【００４０】図５の場合は結像レンズ３は破線で示され
ている。これにより示されるべきことは、結像レンズ３
を省略して、像発生電子装置の中に設けられているアル
ゴリズムによりシミュレートできることである。この構
成は図５に示された治療装置の場合だけでなく、図１〜
３および４に示された装置の場合も成立する。
ている。これにより示されるべきことは、結像レンズ３
を省略して、像発生電子装置の中に設けられているアル
ゴリズムによりシミュレートできることである。この構
成は図５に示された治療装置の場合だけでなく、図１〜
３および４に示された装置の場合も成立する。
【００４１】実施例を用いて説明された４×４×４セン
サマトリクスないし４つの位置へ操作可能な４×４セン
サマトリクスは一例にすぎないことを理解すべきであ
る。さらに高い解像度は、簡単に可能である。この場
合、圧力センサの出力信号の読み出しのために必要とさ
れるマルチプレクサ装置が、その都度の分解能へ簡単に
適合化される。
サマトリクスないし４つの位置へ操作可能な４×４セン
サマトリクスは一例にすぎないことを理解すべきであ
る。さらに高い解像度は、簡単に可能である。この場
合、圧力センサの出力信号の読み出しのために必要とさ
れるマルチプレクサ装置が、その都度の分解能へ簡単に
適合化される。
【００４２】前述の実施例の場合、３次元の像は計算−
および制御ユニット２６により算出される。しかし従来
の超音波装置の場合と同様に、３次元の像を、センサマ
トリクスの出力信号の時間窓形成により発生させること
もできる。
および制御ユニット２６により算出される。しかし従来
の超音波装置の場合と同様に、３次元の像を、センサマ
トリクスの出力信号の時間窓形成により発生させること
もできる。
【００４３】治療装置を対象とする実施例は、集束され
る衝撃波による患者の治療に関する。別の集束される音
波を別の処理目的へ放射する治療装置も、例えば高体温
の場合の超音波を本発明のように構成できる。
る衝撃波による患者の治療に関する。別の集束される音
波を別の処理目的へ放射する治療装置も、例えば高体温
の場合の超音波を本発明のように構成できる。
【図１】本発明による結像装置の簡単な斜視図である。
【図２】図１に示された結像装置の超音波センサ手段な
らびに所属の像発生電子装置のブロック図である。
らびに所属の像発生電子装置のブロック図である。
【図３】超音波センサ手段のおよび所属の像発生電子装
置の変形実施例のブロック図である。
置の変形実施例のブロック図である。
【図４】本発明による結像装置を標定装置として含む治
療装置のブロック図である。
療装置のブロック図である。
【図５】図４による治療装置の変形実施例のブロック図
である。
である。
１ 音波源 ２ 中央開口 ３ 結像レンズ ４ 超音波センサ手段 ５ 像発生電子装置 ６ モニタ ７ 電気式パルス発生器 ８ トリガ線路 ９ａ〜９ｄ ＰＶＤＦシート １８〜２３ マルチプレクサ ２４ 増幅器 ２５ Ａ／Ｄ変換器 ２６ 制御ユニット ２７ 制御線路 ２８ マルチプレクサ制御装置 ３６ 支持体 ３８，３９ ４：１アナログマルチプレクサ ４０ 増幅器 ４１ Ａ／Ｄ変換器 ４２ 算出−および制御ユニット ４５ 操作手段 ４７ 衝撃波源 ４８ 集束レンズ ５０ 制御ユニット ５１ レンズ体 ５３ 結合ダイヤフラム ５４ チューブ ５５ 結像ヘッド ５６ スイッチ ５７ 超音波センサアプリケータ ５８ スイッチ
Claims (10)
- 【請求項１】 対象（Ｏ）を結像するための超音波結像
装置において、 ａ） 音波源（１）を設け、該音波源は、焦点（Ｆ）へ
集束するパルス状の音波を発生し、 ｂ） 音波結像レンズ（３）を設け、該結像レンズの対
物レンズ側の焦点を音波の焦点（Ｆ）の領域に位置さ
せ、 ｃ） 少なくとも２次元のセンサマトリクスを有する超
音波センサ手段（４）を設け、該センサ手段を結像レン
ズ（３）の像側焦点の領域に設け、該結像レンズは、結
像されるべき対象（Ｏ）において反射され、結像レンズ
（３）により分離される音波の成分の圧力の空間分布に
相応する電気出力信号を送出し、 ｄ） 像発生電子装置（５）を設け、該電子装置へ超音
波センサ手段（４）の出力信号が導びかれ、前記電子装
置は該出力信号にもとづいて対象（Ｏ）の、尺度となる
実際の３次元の像を発生し、さらに ｅ） 表示手段（６）を設け、該表示手段は像を表示す
ることを特徴とする、超音波結像装置。 - 【請求項２】 超音波センサ手段（４）が、複数個の例
えば規則的に設けられる平面状の圧力センサへ分割され
るセンサマトリクスおよび、該センサマトリクスと結像
レンズ（３）との間隔を調整する手段を有している、請
求項１記載の結像装置。 - 【請求項３】 超音波センサ手段（４）が３次元のセン
サマトリクスとして構成されており、該センサマトリク
スが圧力センサの、例えば規則的な空間的配置体を含
む、請求項１記載の結像装置。 - 【請求項４】 ３次元のセンサマトリクスが、それぞれ
複数個の圧力センサへ分割され圧電的に作動される、電
極の設けられるポリビニルふっ化物シートとして構成さ
れいる、請求項３記載の結像装置。 - 【請求項５】 パルス状の音波の焦点（Ｆ）が結像レン
ズ（３）に対して相対的に変位可能であり、該結像レン
ズが可変焦点距離のレンズとして実施されており、該レ
ンズの焦点距離は、パルス状の音波の焦点の変位の際に
次のように設定される、即ち結像レンズ（３）の対物レ
ンズ側の焦点が少なくとも実質的に、パルス状の音波の
焦点に位置するように設定される、請求項１から４まで
のいずれか１項記載の結像装置。 - 【請求項６】 結像レンズが、像発生電子装置（５）の
中に設けられているシミュレーションアルゴリズムによ
り形成される、請求項１から５までのいずれか１項記載
の結像装置。 - 【請求項７】 音波源（１）がパルス状の波として衝撃
波を発生する、請求項１から６までのいずれか１項記載
の結像装置。 - 【請求項８】 請求項１から７までのいずれか１項記載
の、患者の身体(Ｂ)の中に存在する対象(Ｓ)を集束され
る音波により治療する医療装置であって、該医療装置
は、集束される音波源と、治療されるべき対象(Ｓ)を特
定する位置定め装置と、超音波結像装置とを含み、集束
される音波源（４７）が、治療のために用いられる集束
される音波も、像発生のために用いられるパルス状の音
波も発生し、像の中へ、治療のために用いられる集束化
された音波の焦点領域（ＦＺ）の瞬時の位置を示すマー
クが挿入されることを特徴とする、医療装置。 - 【請求項９】 音響レンズ（５１）が設けられており、
該音響レンズは、治療のために用いられる音波を集束す
るための領域（４８）および、結像レンズ（３）を結像
する領域を有する、請求項８記載の医療装置。 - 【請求項１０】 結像レンズ（３）と超音波センサ手段
（４）が１つのユニットを構成し、該ユニットは超音波
ヘッドと例えば超音波位置定め装置のセクタスキャナ
（５７）と交換可能である、請求項８記載の医療装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4241339 | 1992-12-08 | ||
| DE4331020.6 | 1993-09-13 | ||
| DE4241339.7 | 1993-09-13 | ||
| DE4331020A DE4331020A1 (de) | 1992-12-08 | 1993-09-13 | Ultraschall-Abbildungseinrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06230489A true JPH06230489A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=25921118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5307985A Withdrawn JPH06230489A (ja) | 1992-12-08 | 1993-12-08 | 超音波結像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5370120A (ja) |
| JP (1) | JPH06230489A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4021783A1 (de) * | 1990-07-11 | 1992-01-16 | Holzer Walter | Kopier- und chiffriergeraet |
| KR101954746B1 (ko) * | 2018-05-11 | 2019-03-07 | (주)웨버인스트루먼트 | 멀티어레이 피에조 다중배열 압전식 체외충격파 치료장치 |
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