JPH0693889B2 - Ultrasonic body temperature measuring device - Google Patents
Ultrasonic body temperature measuring deviceInfo
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- JPH0693889B2 JPH0693889B2 JP20883985A JP20883985A JPH0693889B2 JP H0693889 B2 JPH0693889 B2 JP H0693889B2 JP 20883985 A JP20883985 A JP 20883985A JP 20883985 A JP20883985 A JP 20883985A JP H0693889 B2 JPH0693889 B2 JP H0693889B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波を利用して生体組織の温度を測定する超
音波生体温度測定装置に係り、特に超音波と生体組織と
の相互作用による非線形効果を利用したものに関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic living body temperature measuring apparatus for measuring the temperature of living body tissue using ultrasonic waves, and particularly to a non-linearity due to interaction between the ultrasonic wave and the living body tissue. Regarding those that utilize the effect.
癌等の生体内組織を生体内において破壊するための手法
として、被破壊組織のみを選択的に長時間加熱する方法
(「ハイパーサーミヤ」と称される)がある。As a method for destroying in-vivo tissue such as cancer in vivo, there is a method of selectively heating only the tissue to be destroyed for a long time (referred to as "hyperthermia").
被破壊組織の選択加熱方法としては種々の方法が考えら
れるが、温熱治療において被破壊組織の温度を正確に把
握することは温熱治療の効果を調べる上であるいは適切
な温熱治療を行う上で極めて重要である。Although various methods can be considered as the selective heating method for the tissue to be destroyed, it is extremely important to accurately grasp the temperature of the tissue to be destroyed in the thermotherapy in order to examine the effect of the thermotherapy or to perform an appropriate thermotherapy. is important.
ところで、従来の温熱治療においては、例えばサーモカ
ップル等を生体内に穿設し、穿刺したサーモカップル等
で被破壊組織の温度を直接測定することにより、被破壊
組織の温度モニタを行っている。By the way, in the conventional hyperthermia, for example, a thermocouple or the like is pierced in a living body, and the temperature of the crushed tissue is directly measured by the punctured thermocouple or the like to monitor the temperature of the crushed tissue.
しかしながら、このような穿刺による温度測定は生体に
対して侵襲的であるばかりでなく、被破壊組織たる癌細
胞を正常組織に散らしてしまうという欠点がある。However, such temperature measurement by puncture is not only invasive to the living body, but also has the drawback that cancer cells, which are tissues to be destroyed, are scattered in normal tissues.
また、温熱治療に際して被破壊組織及びその周辺組織の
温度分布を2次元的に把握したいという要請もあるが、
上記サーモカップル等を用いる直接測定法は被破壊組織
中の数点の温度測定が限度であるため、上記の要請に到
底応えられるものではない。In addition, there is a demand for two-dimensional understanding of the temperature distribution of the tissue to be destroyed and its surrounding tissue during hyperthermia treatment.
The direct measurement method using the above-mentioned thermocouple or the like cannot meet the above demands at all because the temperature measurement at several points in the tissue to be destroyed is limited.
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目
的とするところは、生体に対して非侵襲であり且つ生体
の正常組織に悪影響を及ぼすことなく、生体組織の温度
分布情報を速やかに得ることができる超音波生体温度計
測装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to rapidly obtain temperature distribution information of a living tissue without being invasive to the living body and without adversely affecting normal tissues of the living body. Another object of the present invention is to provide an ultrasonic living body temperature measuring device that can be obtained.
上記目的を達成するための本発明の概要は、超音波振動
子アレイを構成する複数の超音波振動子を送波用の第1
の振動子群と受波用の第2の振動子群とに切り換て使用
し、生体に向って送波した超音波の生体よりの反射波を
基に生体所望部位の温度分布情報を得る超音波生体温度
計測装置において、前記第1の振動子群の励振に供され
る駆動電圧を段階的に可変なる駆動電圧制御部と、この
駆動電圧の可変毎に送波された超音波の反射波による受
波信号を基に受波信号の駆動電圧依存パラメータを算出
すると共に、算出された駆動電圧依存パラメータより生
体局所における局所電圧依存パラメータを得ることによ
り、生体所望部位の温度がそれぞれ異なる複数の局所電
圧依存パラメータ画像を作成する電圧依存パラメータ計
算回路と、作成された複数の局所電圧依存パラメータ画
像より画像間の変化率を算出する変化率計算回路と、算
出された変化率を2次元画像として表示するディスプレ
イとを有して構成したことを特徴とするものである。An outline of the present invention for achieving the above object is to provide a plurality of ultrasonic transducers constituting an ultrasonic transducer array for transmitting a first ultrasonic wave.
Used by switching to the second transducer group for receiving and the second transducer group for receiving waves, and obtains the temperature distribution information of the desired portion of the living body based on the reflected wave from the living body of the ultrasonic wave transmitted toward the living body. In the ultrasonic living body temperature measuring apparatus, a drive voltage control unit for gradually changing a drive voltage used for exciting the first transducer group, and reflection of ultrasonic waves transmitted every time the drive voltage is changed. By calculating the driving voltage dependent parameter of the received signal based on the received signal by the wave and obtaining the local voltage dependent parameter in the living body region from the calculated driving voltage dependent parameter, the temperature of the desired part of the living body is different from each other. The voltage-dependent parameter calculation circuit that creates the local voltage-dependent parameter image, the change-rate calculation circuit that calculates the change rate between images from the created multiple local voltage-dependent parameter images, and the calculated change rate It is characterized in that it has structure and a display for displaying the dimensions image.
以下、本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described.
ここで先ず、本発明の原理について説明する。本発明
は、振動子に供給する駆動電圧の大きさと、その駆動電
圧より駆動された振動子から送波され、生体内で反射さ
れた反射波を受波した受波信号の大きさとの関係を示し
た駆動電圧依存パラメータの温度依存性から生体内の温
度を計測するものである。電圧依存パラメータKと非線
形パラメータB/Aと超音波伝播速度(以下、音速とい
う)Cとの間には次の関係がある。First, the principle of the present invention will be described. The present invention relates to the relationship between the magnitude of a drive voltage supplied to a vibrator and the magnitude of a received signal that receives a reflected wave that is transmitted from the vibrator driven by the drive voltage and that is reflected in the living body. The temperature in the living body is measured from the temperature dependence of the driving voltage dependence parameter shown. The following relationship exists between the voltage-dependent parameter K, the non-linear parameter B / A, and the ultrasonic wave propagation velocity (hereinafter referred to as sound velocity) C.
kは超音波の減衰,反射,周波数,音場の効果が含まれ
る定数である。ただし、kの温度依存性は小さい。 k is a constant that includes the effects of ultrasonic wave attenuation, reflection, frequency, and sound field. However, the temperature dependence of k is small.
他方、音速の温度依存性は非線形パラメータの温度依存
性より一般に1桁以上大きいので、電圧依存パラメータ
Kの温度依存性は近似的に次式のように表わされる。On the other hand, since the temperature dependence of the sound velocity is generally larger than the temperature dependence of the nonlinear parameter by one digit or more, the temperature dependence of the voltage dependence parameter K is approximately represented by the following equation.
つまり、電圧依存パラメータKの温度変化率は、音速の
温度変化率のほぼ2倍となることから、電圧依存パラメ
ータの温度変化率は、音速変化を測定するより2倍の感
度で得ることができる。また、電圧依存パラメータ変化
率ξ(x,y)は、次式により表わされる。 That is, since the temperature change rate of the voltage-dependent parameter K is almost twice the temperature change rate of the sound velocity, the temperature change rate of the voltage dependent parameter can be obtained with twice the sensitivity as compared with the measurement of the sound velocity change. . The voltage-dependent parameter change rate ξ (x, y) is expressed by the following equation.
この(3)式の演算実行により得られるξ(x,y)を画
像として表示すれば、表示画面上において温度の変化し
た部分と変化しない部分とが明瞭に区別することができ
る。温度の絶対値を得る場合には、人体様ファントム又
は動物等を用いた実験等によって各部位毎のξ変化率と
温度との絶対値を測定し、測定値よりm=dK/dTを求
め、求めたmを次式に代入することにより温度変化ΔT
を算出すれば良い。 By displaying ξ (x, y) obtained by executing the calculation of the equation (3) as an image, it is possible to clearly distinguish the portion where the temperature changes and the portion where the temperature does not change on the display screen. When obtaining the absolute value of the temperature, the absolute value of the ξ change rate and the temperature for each part is measured by an experiment using a human-like phantom or an animal, and m = dK / dT is calculated from the measured value. Substituting the obtained m into the following equation, the temperature change ΔT
Should be calculated.
第3図(a)乃至(c)は上記原理に基づいて生成され
る画像を模式的に示したものであり、同図(a)は加熱
前の電圧依存パラメータKT0(x,y)画像、同図(b)は
加熱中の電圧依存パラメータKT(x,y)画像、同図
(c)は電圧依存パラメータ変化率ξ(x,y)画像すな
わち温度変化率画像であり、温度上昇部分が明瞭に表現
される。 3 (a) to 3 (c) schematically show images generated based on the above principle, and FIG. 3 (a) shows an image of the voltage-dependent parameter K T0 (x, y) before heating. , (B) is a voltage-dependent parameter K T (x, y) image during heating, (c) is a voltage-dependent parameter change rate ξ (x, y) image, that is, a temperature change rate image. The part is clearly expressed.
次に、局所電圧依存パラメータK(x,y)の測定原理に
ついて説明する。Next, the principle of measuring the local voltage dependent parameter K (x, y) will be described.
<超音波伝播経路のスキャン> 第4図に示すようにリニア電子スキャン用プローブ1を
用い、生体表面に接している超音波送受波面2の一端A1
を中心とする第1の振動子群より、生体表面と垂直(超
音波偏向角θ=0゜)となる方向に超音波パルスを発射
する。すると超音波パルスは生体内における送波経路A1
−P11を直進し、点P11での反射波が受波経路P11−B11を
通り、B11を中心とする第2の振動子群によって受波さ
れる。この超音波伝播経路A1−P11−B11における平均駆
動電圧依存パラメータ(11)が算出されると(後述す
る)、再びA1を中心とする第1の振動子より上記と同様
に超音波が送波され、送波された超音波の点P12での反
射波が、今度はB12を中心とする第2の振動子により受
波される。そして、この場合の超音波伝播経路A1−P12
−B12における平均駆動電圧依存パラメータ(12)が
算出される。以下同様に第4図にように送波する超音波
振動子アレイを2分し、右側は左側のスキヤンを折り返
して行うことにより、片側でm×n個、左右併せて2m×
n個の平均駆動電圧依存パラメータが算出される。<Scanning of ultrasonic wave propagation path> As shown in FIG. 4, a linear electronic scanning probe 1 is used, and one end A 1 of an ultrasonic wave transmitting / receiving surface 2 in contact with a living body surface is used.
An ultrasonic pulse is emitted from a first transducer group centered on the direction of (0) in a direction perpendicular to the surface of the living body (ultrasonic deflection angle θ = 0 °). Then, the ultrasonic pulse is transmitted in the living body by the transmission path A 1
Go straight through −P 11 , the reflected wave at the point P 11 passes through the receiving path P 11 −B 11, and is received by the second transducer group centered on B 11 . When the average drive voltage dependent parameter ( 11 ) in this ultrasonic wave propagation path A 1 -P 11 -B 11 is calculated (described later), the first transducer centered around A 1 again produces an ultrasonic wave in the same manner as above. The sound wave is transmitted, and the reflected wave of the transmitted ultrasonic wave at the point P 12 is received by the second transducer, which is centered on B 12 this time. Then, the ultrasonic propagation path A 1 -P 12 in this case
Average drive voltage dependent parameters in -B 12 (12) is calculated. Similarly, by dividing the ultrasonic transducer array that transmits waves as shown in Fig. 4 into two parts and folding back the left side scan line on the right side, m × n pieces on one side, 2 m × total on both sides.
The n average drive voltage dependent parameters are calculated.
<平均駆動電圧依存パラーメータ()の算出> 次に、超音波伝播経路A1−P11−B11の場合を例にとり、
平均駆動電圧依存パラメータ11の算出について説明す
る。A1を中心とする第1の振動子群を構成する各超音波
振動子の励振に供される駆動電圧すなわちパルサ出力電
圧uを例えば10,20,…,100〔ボルト〕というように変化
させ、各電圧毎に、B11を中心とする第2の振動子群に
よる受信エコーの振幅v〔ボルト〕を求め、これを記憶
する。次に次式(5)のプロット(第4図)によって傾
きγと切片δとを求める。<Calculation of Average Driving Voltage Dependent Parameter ()> Next, taking the case of the ultrasonic propagation path A 1 -P 11 -B 11 as an example,
The calculation of the average drive voltage dependent parameter 11 will be described. The drive voltage used for exciting the ultrasonic transducers constituting the first transducer group centering on A 1 or the pulser output voltage u is changed to, for example, 10, 20, ..., 100 [volt]. , For each voltage, the amplitude v [volt] of the echo received by the second transducer group centered on B 11 is obtained and stored. Next, the slope γ and the intercept δ are obtained by the plot (FIG. 4) of the following equation (5).
このとき、平均駆動電圧依存パラメータ と非線形パラメータ(B/A)及び音速(C)との間には
次式(3)が成立する。 At this time, the average drive voltage dependent parameter And the nonlinear parameter (B / A) and sound velocity (C), the following equation (3) is established.
ここで、0は周波数及び距離に依存する定数である。
同様にして2m×n個のi,jが求められる。 Here, 0 is a constant that depends on frequency and distance.
Similarly, 2m × n i, j are obtained.
<局所電圧依存パラメータの算出> このようにして求められた2m×n個の平均駆動電圧依存
パラメータi,jを用い、次式により局所電圧依存パラ
メータK(i,j)を算出することができる。<Calculation of Local Voltage Dependent Parameter> Using the 2m × n average driving voltage dependent parameters i, j thus obtained, the local voltage dependent parameter K (i, j) can be calculated by the following equation. .
すなわち、平均駆動電圧パラメータi,jは超音波伝播
経路Ai−Pij−Bijの平均駆動電圧パラメータを表してい
る。また、平均駆動電圧パラメータi,j+1は超音波
伝播経路Ai−Pij+1−Bij+1の平均駆動電圧パラメータを
表している。従って、Pij近傍の局所駆動電圧パラメー
タK(i,j)は次式で表すことができる。That is, the average drive voltage parameter i, j represents the average drive voltage parameter of the ultrasonic wave propagation path Ai-Pij-Bij. The average drive voltage parameter i, j + 1 represents the average drive voltage parameter of the ultrasonic wave propagation path Ai-Pij +1 -Bij +1 . Therefore, the local drive voltage parameter K (i, j) near Pij can be expressed by the following equation.
K(i,j)=i,j+1−i,j …(7) 次に、上記原理に則った本発明の一実施例について説明
する。K (i, j) = i, j + 1 - i, j (7) Next, an embodiment of the present invention based on the above principle will be described.
第1図は本発明の一実施例たる超音波生体温度計測装置
のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic living body temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
振動子アレイ11は第4図のプローブの超音波送受波面2
に配列されており、電圧パルスを加えられると超音波パ
ルスを放射し、超音波が入射すると電圧を発生して超音
波を検出する。The transducer array 11 is the ultrasonic wave transmitting / receiving surface 2 of the probe shown in FIG.
When the voltage pulse is applied, an ultrasonic pulse is emitted, and when the ultrasonic wave is incident, a voltage is generated to detect the ultrasonic wave.
振動子アレイ11{T1〜T128}は振動子素子幅aが0.45mm
のものが素子中心間隔d=0.5mmで128素子直線上に並ん
でいる。これらの各振動子素子に対する電気信号の送受
はケーブル3内のリード線12を通して行う。Transducer array 11 {T 1 to T 128 } has transducer element width a of 0.45 mm
These are arranged on a straight line of 128 elements with the element center distance d = 0.5 mm. Transmission and reception of electric signals to and from each of these transducer elements are performed through the lead wire 12 in the cable 3.
CPU(中央処理装置)21は例えば10MHz基準クロックを発
生するパルス発生器を有し、その基準クロックを分周し
て例えば4KHzのレートパルスを発生し16ケの送信遅延回
路15を経由して16ケのパルサ14を駆動する。パルサ14の
出力はマルチプレクサ13により振動子アレイ11のうちA1
(第4図)を中心とする振動子群T1〜T16にそれぞれ接
続される。振動アレイ11はブローブのコーティング材を
通して体表に接し、振動素子から発生した超音波は生体
中に放射される。標準的な生体組織の音速をC0=1530m/
sとすれば、超音波ビームをθ0方向に放射するには隣
接する各素子間の遅延時間τ0は、 τ0=(d/C0)・sinθ …(8) となり、このような遅延時間差をもって各素子が駆動さ
れるように送信遅延回路15を設定する。即ちPD1=0,PD2
=τ0,PD3=2τ0,……,PD16=15τ0なる遅延時間を与
える。The CPU (central processing unit) 21 has a pulse generator that generates, for example, a 10 MHz reference clock, divides the reference clock to generate a rate pulse of, for example, 4 KHz, and outputs 16 pulses via 16 transmission delay circuits 15. Drive the pulsar 14 of Ke. The output of the pulsar 14 is sent to the A 1 of the oscillator array 11 by the multiplexer 13.
They are connected to vibrator groups T 1 to T 16 centered on (FIG. 4), respectively. The vibration array 11 is in contact with the body surface through the coating material of the probe, and the ultrasonic wave generated from the vibration element is radiated into the living body. The sound velocity of standard living tissue is C 0 = 1530m /
If s is used, the delay time τ 0 between adjacent elements to radiate the ultrasonic beam in the θ 0 direction is τ 0 = (d / C 0 ) · sin θ (8) The transmission delay circuit 15 is set so that each element is driven with a time difference. That is, PD 1 = 0, PD 2
= Τ 0 , PD 3 = 2τ 0 , ......, PD 16 = 15τ 0
もし生体組織の音速がC0であれば超音波ビームはθ0方
向へ進むが一般にはC0とは限らずC0と異なる値Cであ
る。このとき超音波の伝播する方向θはスネルの法則か
ら sinθ/C=sinθ0/C0 …(9) で示される値となる。If the ultrasonic beam if the acoustic velocity is a C 0 of the biological tissue is generally proceeds to theta 0 direction is C 0 a different value C is not limited to C 0. At this time, the propagation direction θ of the ultrasonic wave has a value represented by sin θ / C = sin θ 0 / C 0 (9) according to Snell's law.
超音波パルスを放射した後、マルチプレクサ13はB
11(第4図)を中心とする振動子群Tm〜Tm+15の16ケと
受信遅延回路16を接続するように切換えられ、このTm〜
Tm+15により受信された超音波反射波信号は送信の場合
と同様の遅延を受けて合成され受信回路19に入力され
る。即ち、受信遅延回路16の遅延時間はRD1=15τ0,RD2
=14τ0,……,RD15=τ0,RD16=0のように設定され
る。このようにすると振動子群Tm〜Tm+15は生体の音速
がC0(C)であればθ0(θ)方向に指向性を持ち、θ
0(θ)方向から反射波を受信する。受信信号は受信回
路19で増幅,検波され、A/D変換器20によりA/D変換され
てバッファメモリ22に記憶される。バッファメモリ22は
レートパルスのタイミングを基準として10MH2のクロッ
クでアドレスが決定されており、バッファメモリ22に記
憶された受信波形のサンプル値のアドレスは、超音波パ
ルス発射時点からの時間に100nsの精度で正確に一致し
ている。After emitting the ultrasonic pulse, the multiplexer 13
Switching is performed so that 16 units of transducer groups Tm to Tm +15 centered on 11 (Fig. 4) and the reception delay circuit 16 are connected.
The ultrasonic reflected wave signals received by Tm +15 are delayed by the same delay as in the case of transmission, combined, and input to the reception circuit 19. That is, the delay time of the reception delay circuit 16 is RD 1 = 15τ 0 , RD 2
= 14τ 0 , ..., RD 15 = τ 0 , RD 16 = 0. In this way, the transducer groups Tm to Tm +15 have directivity in the θ 0 (θ) direction if the speed of sound of the living body is C 0 (C), and θ
The reflected wave is received from the 0 (θ) direction. The reception signal is amplified and detected by the reception circuit 19, A / D converted by the A / D converter 20, and stored in the buffer memory 22. The address of the buffer memory 22 is determined by a clock of 10 MH 2 with reference to the timing of the rate pulse, and the address of the sample value of the received waveform stored in the buffer memory 22 is 100 ns at the time from the ultrasonic pulse emission time point. The accuracy is exactly the same.
記憶された波形のピーク値はP点からの反射波を示して
おり、P点の振幅値が受信エコーの振幅(v)を示して
いる。The peak value of the stored waveform indicates the reflected wave from point P, and the amplitude value at point P indicates the amplitude (v) of the received echo.
CPU21の制御により駆動電圧制御部17が動作し、パルサ1
4の出力電圧uが10,20,…,100〔V〕というように変化
する。各電圧(u)の印加により所定の作動子群が励振
され、超音波が送波される。各電圧(u)毎に送波され
た超音波の反射波は所定の振動子群により受波され、そ
の受波信号の振幅(v)が各電圧(u)毎にバッファメ
モリ22に書き込まれる。同一条件での超音波送受波が複
数回行われる場合には、加算回路23が動作し、受波信号
の加算平均処理が行われる。The drive voltage control unit 17 operates under the control of the CPU 21, and the pulser 1
The output voltage u of 4 changes in the order of 10, 20, ..., 100 [V]. Application of each voltage (u) excites a predetermined group of actuators, and ultrasonic waves are transmitted. The reflected wave of the ultrasonic wave transmitted for each voltage (u) is received by a predetermined transducer group, and the amplitude (v) of the received signal is written in the buffer memory 22 for each voltage (u). . When the ultrasonic transmission / reception under the same condition is performed a plurality of times, the adder circuit 23 operates to perform the averaging process of the received signals.
次に、前記バッファメモリ22に書き込まれたu,v情報
(駆動電圧(u)毎の受波信号)は、CPU21の制御によ
り読み出され、電圧依存パラメータ計算回路24に伝達さ
れる。そしてこの電圧依存パラメータ回路24において前
(5)式の傾きγと切片δとが求められ、最終的に平均
電圧依存パラメータi,jがフレームメモリ25に書き込
まれる。フレームメモリ25に2m×n個の平均依存パラメ
ータが書き込まれた後、速やかにi,j、i,j+1が読
み出され、読み出されたi,jは前記電圧依存パラメー
タ計算回路24に戻され、前(7)式による局所電圧依存
パラメータK(i,j)の算出に供される。算出された局
所依存パラメータ(i,j)はフレームメモリ25のi,jの
記憶位置の値と置き換えられる。Next, the u, v information (received signal for each drive voltage (u)) written in the buffer memory 22 is read out by the control of the CPU 21 and transmitted to the voltage-dependent parameter calculation circuit 24. Then, the voltage-dependent parameter circuit 24 finds the slope γ and the intercept δ of the equation (5), and finally the average voltage-dependent parameters i and j are written in the frame memory 25. After 2m × n average dependent parameters are written in the frame memory 25, i, j and i, j + 1 are read out immediately, and the read i, j are returned to the voltage dependent parameter calculation circuit 24. , And is used for calculation of the local voltage dependent parameter K (i, j) by the equation (7). The calculated locally dependent parameter (i, j) is replaced with the value of the memory location of i, j in the frame memory 25.
以上がK(i,j)画像の作成ルーチンである。フレーム
メモリ25に書き込まれた局所依存パラメータK(i,j)
が、生体中における被破壊組織の加熱前のものであれば
該パラメータによって形成される画像をKTO(i,j)と
し、また、加熱中のものであればKT(i,j)としてそれ
ぞれ区別する。画像の作成ルーチン自体は加熱前,加熱
中共に同様である。このようにして作成されたKTO(i,
j)画像,KT(i,j)はCPU21の制御により読み出され、変
化率計算回路26に伝達される。そしてこの変化率計算回
路26において前(3)式の演算が実行され、温度変化率
画像ξ(i,j)が求められる。求められた温度変化率画
像ξ(i,j)はディスプレイメモリ27を介してD/A変換器
28に入力され、このD/A変換器28によりディジタル信号
に変換された後にCRTディスプレイ29に2次元表示され
る。The above is the creation routine of the K (i, j) image. Locally dependent parameter K (i, j) written in the frame memory 25
Is K TO (i, j) the image formed by the parameter if it is before heating the tissue to be destroyed in the living body, and K T (i, j) if it is during heating. Differentiate each. The image creation routine itself is the same before and during heating. K TO (i,
j) The image, K T (i, j) is read out by the control of the CPU 21 and transmitted to the change rate calculation circuit 26. Then, in the change rate calculation circuit 26, the calculation of the equation (3) is executed to obtain the temperature change rate image ξ (i, j). The obtained temperature change rate image ξ (i, j) is transferred to the D / A converter via the display memory 27.
It is input to 28, converted into a digital signal by this D / A converter 28, and then displayed two-dimensionally on a CRT display 29.
第2図はCRTディスプレイ29の表示の一例を示すもので
ある。画面30上の左側には生体の超音波Bモード像31が
表示され、表示された超音波Bモード像31において被破
壊組織(加熱対象部位)32を確認することができる。33
は超音波伝播経路であり、必要に応じて超音波Bモード
像31に重畳表示される。また、画面30上の右側には温度
変化画像35が表示される。温度変化画像35は前記D/A変
換器28の出力を輝度変調して白黒表示とすることもでき
るが、カラー変換してカラー表示とした方が温度変化を
把握する上で優れている。カラー表示する場合には、カ
ラーバー37を併せて表示するのが好ましい。さらに、温
度変化画像35中に設定されたカーソルポイント36におけ
る電圧依存パラメータ変化率ξ及びキャリブレートされ
た温度変化ΔTが、画面30上の右下に数値表示される。FIG. 2 shows an example of the display on the CRT display 29. An ultrasonic B-mode image 31 of the living body is displayed on the left side of the screen 30, and a tissue to be destroyed (a heating target site) 32 can be confirmed in the displayed ultrasonic B-mode image 31. 33
Is an ultrasonic wave propagation path, and is superimposed and displayed on the ultrasonic wave B mode image 31 as needed. A temperature change image 35 is displayed on the right side of the screen 30. The temperature change image 35 can be subjected to brightness modulation of the output of the D / A converter 28 to be displayed in black and white, but color conversion to color display is better for grasping the temperature change. In the case of color display, it is preferable to display the color bar 37 together. Further, the voltage-dependent parameter change rate ξ at the cursor point 36 set in the temperature change image 35 and the calibrated temperature change ΔT are numerically displayed on the lower right of the screen 30.
以上のような表示によれば、被破壊組織32及びその周辺
組織の温度分布をマクロ的にしかも直感的に認識するこ
とができるので、適切な温熱治療を行う上で極めて効果
的である。According to the display as described above, the temperature distribution of the tissue 32 to be destroyed and the surrounding tissue can be recognized macroscopically and intuitively, which is extremely effective in performing appropriate hyperthermia treatment.
このように本実施例装置にあっては、超音波と生体組織
との相互作用による非線形効果を積極的に利用して生体
所望部位の温度計測を行うものであり、従来のようなサ
ーモカップル等を用いるものではないから、生体に対し
て非侵襲であり、生体の正常組織に悪影響を及ぼすとい
う不都合は生じ得ない。また、本実施例装置によれば、
従来臨床的にルーチン検査に使用されているリアルタイ
ム断層装置と同時併用が可能でしかも同一ブローブで検
査することができるので、通像の断層像を観測しながら
適当な断面で音速及び非線形パラメータ測定モードにワ
ンタッチで切換えるという理想的な検査方法を実施でき
る。As described above, in the device of the present embodiment, the temperature of a desired part of the living body is measured by positively utilizing the non-linear effect due to the interaction between the ultrasonic wave and the living tissue, and the conventional thermocouple etc. Since it is not used, there is no inconvenience that it is non-invasive to the living body and adversely affects the normal tissue of the living body. Further, according to the apparatus of this embodiment,
Since it can be used simultaneously with the real-time tomography equipment that has been clinically used for routine examinations, and it can be inspected with the same probe, the sound velocity and non-linear parameter measurement mode can be used at an appropriate cross section while observing a tomographic image. The ideal inspection method can be implemented with one-touch switching.
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の
範囲内で適宜に変形実施が可能であるのはいうまでもな
い。例えば上記実施例においては第4図に示すように超
音波の送波指向性(偏向角)を0゜に設定したものにつ
いて説明したが、偏向角を0゜以外に設定しても温度計
測を行うことができる。Although one embodiment of the present invention has been described above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment and can be appropriately modified within the scope of the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the ultrasonic wave transmission directivity (deflection angle) is set to 0 ° as shown in FIG. 4 has been described, but the temperature measurement can be performed even if the deflection angle is set to other than 0 °. It can be carried out.
以上詳述したように本発明によれば、生体に対して非侵
襲であり且つ生体組織の温度分布情報を速やかに得るこ
とができる超音波生体温度計測装置を提供することがで
きる。As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic living body temperature measuring device which is non-invasive to a living body and which can quickly obtain temperature distribution information of living tissue.
第1図は本発明の一実施例たる超音波生体温度計測装置
のブロック図、第2図は本実施例装置における表示の一
例を示す説明図、第3図(a),(b),(c)乃至第
5図は本発明の原理を説明するためのものであり、第3
図(a),(b),(c)は本発明の原理に基づいて生
成される画像の説明図、第4図は超音波伝播径路のスキ
ャン方法の説明図、第5図は1/u2と1/v2との関係図であ
る。 11……超音波振動子アレイ、 17……駆動電圧制御部、 24……電圧依存パラメータ計算回路、 26……変化率計算回路、 29……ディスプレイ。FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic living body temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a display in the apparatus according to the present embodiment, and FIGS. 3 (a), (b), ( c) to FIG. 5 are for explaining the principle of the present invention.
(A), (b) and (c) are explanatory views of an image generated based on the principle of the present invention, FIG. 4 is an explanatory view of a scanning method of an ultrasonic propagation path, and FIG. 5 is 1 / u It is a relationship diagram between 2 and 1 / v 2 . 11 …… Ultrasonic transducer array, 17 …… Driving voltage controller, 24 …… Voltage-dependent parameter calculation circuit, 26 …… Change rate calculation circuit, 29 …… Display.
Claims (1)
波振動子を送波用の第1の振動子群と受波用の第2の振
動子群とに切り換て使用し、生体に向って送波した超音
波の生体よりの反射波を基に生体所望部位の温度分布情
報を得る超音波生体温度計測装置において、前記第1の
振動子群の励振に供される駆動電圧を段階的に可変なる
駆動電圧制御部と、この駆動電圧の可変毎に送波された
超音波の反射波による受波信号を基に受波信号の駆動電
圧依存パラメータを算出すると共に、算出された駆動電
圧依存パラメータより生体局所における局所電圧依存パ
ラメータを得ることにより、生体所望部位の温度がそれ
ぞれ異なる複数の局所電圧依存パラメータ画像を作成す
る電圧依存パラメータ計算回路と、作成された複数の局
所電圧依存パラメータ画像より画像間の変化率を算出す
る変化率計算回路と、算出された変化率を2次元画像と
して表示するディスプレイとを有して構成したことを特
徴とする超音波生体温度計測装置。1. A living body in which a plurality of ultrasonic transducers forming an ultrasonic transducer array are used by switching to a first transducer group for wave transmission and a second transducer group for wave reception. In the ultrasonic living body temperature measuring apparatus for obtaining the temperature distribution information of the desired portion of the living body based on the reflected wave of the ultrasonic wave transmitted toward the body, the driving voltage used for exciting the first transducer group is The drive voltage control unit is variable stepwise, and the drive voltage dependent parameter of the received signal is calculated based on the received signal by the reflected wave of the ultrasonic wave transmitted for each variable of the drive voltage, and is calculated. A voltage-dependent parameter calculation circuit that creates a plurality of local voltage-dependent parameter images in which the temperature of the desired part of the living body is different by obtaining the local voltage-dependent parameter in the living body from the driving voltage-dependent parameter, and the created plurality of local voltage-dependent parameters parameter A change rate calculating circuit for calculating the rate of change between the images from the data images, ultrasonic biometric temperature measuring apparatus characterized by being configured and a display for displaying the calculated rate of change as a two-dimensional image.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20883985A JPH0693889B2 (en) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | Ultrasonic body temperature measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20883985A JPH0693889B2 (en) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | Ultrasonic body temperature measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6268439A JPS6268439A (en) | 1987-03-28 |
| JPH0693889B2 true JPH0693889B2 (en) | 1994-11-24 |
Family
ID=16562957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20883985A Expired - Lifetime JPH0693889B2 (en) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | Ultrasonic body temperature measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693889B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01299553A (en) * | 1988-05-27 | 1989-12-04 | Agency Of Ind Science & Technol | Ultrasonic hyperthermia device |
| JP2009279355A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Ultrasonic diagnostic method and apparatus |
-
1985
- 1985-09-24 JP JP20883985A patent/JPH0693889B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6268439A (en) | 1987-03-28 |
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