(57)【要約】【課題】照射目標位置までの距離に応じて射出する超音波の周波数を設定する。【解決手段】本超音波照射装置１００は、超音波の進行距離と周波数と減衰率との関係を記憶している周波数選択データメモリ２１０を有している。周波数選択手段１４０は、入力手段１６０から入力された超音波の照射目標位置に応じて、周波数選択データメモリ２１０に記憶されている超音波の伝播距離と周波数と発熱量との関係に基づいて、超音波発生源１１０から射出する超音波の周波数を選択する。周波数選択手段１４０が選択した周波数に基づいて、制御手段１２０は、超音波発生源１１０に印加する電圧を算出し、その電圧を補正演算手段１２２が補正する。補正した電圧に基づく制御手段１２０による制御の下、駆動手段１３０は、超音波発生源１１０を駆動し、超音波発生源１１０に超音波を射出させる。【選択図】図１
2012090780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標位置に向けて超音波を射出する超音波発生源と、
前記超音波発生源から前記目標位置までのうち伝播によって超音波が減衰する進行距離と該超音波の周波数と該超音波のエネルギに係る値との関係を表す伝播状態情報を記憶する記憶手段と、
前記伝播状態情報に基づいて、前記進行距離に応じて、前記超音波発生源から射出する前記超音波の周波数を選択する周波数選択手段と、
前記周波数選択手段が選択した周波数の前記超音波を前記超音波発生源が射出するように制御を行う制御手段と、
を具備することを特徴とする超音波照射装置。
【請求項２】
前記伝播状態情報は、超音波の周波数と進行距離と反射波強度との関係を表す情報であることを特徴とする請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項３】
前記伝播状態情報は、超音波の周波数と進行距離と減衰率との関係を表す情報であることを特徴とする請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項４】
前記伝播状態情報は、超音波の周波数と進行距離と該超音波によって発生する発熱量との関係を表す情報であることを特徴とする請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項５】
前記超音波の反射波強度に基づいて、超音波の減衰率を算出する減衰率演算手段と、
前記超音波の減衰率に基づいて、超音波によって発生する発熱量を算出する発熱量演算手段と、
を更に具備し、
前記周波数選択手段は、前記発熱量に基づいて、前記目標位置における前記超音波による発熱の量が最大となるような前記周波数を選択する、
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波照射装置。
【請求項６】
前記超音波の反射波強度に基づいて、超音波の減衰率を算出する減衰率演算手段を更に具備し、
前記周波数選択手段は、前記減衰率に基づいて、前記目標位置における前記超音波による発熱の量が最大となるような前記周波数を選択する、
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波照射装置。
【請求項７】
前記超音波の減衰率に基づいて、超音波によって発生する発熱量を算出する発熱量演算手段を更に具備し、
前記周波数選択手段は、前記発熱量に基づいて、前記目標位置における前記超音波による発熱の量が最大となるような前記周波数を選択する、
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波照射装置。
【請求項８】
前記伝播状態情報に基づく情報を表示する表示手段を更に具備する請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記超音波発生源の出力の周波数特性に応じて、前記駆動手段の駆動を補正する補正演算手段を有することを特徴とする請求項１に記載の超音波照射装置。
【請求項１０】
前記超音波発生源は、超音波を射出して該射出した超音波の反射波を受信し、該反射波の強度に応じた信号であって前記伝播状態情報として機能する信号を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織に集束超音波を照射し、例えば病巣を加熱して凝固させる処置が知られている。このような処置においては、処置対象となる集束超音波の照射位置を適切な温度まで加熱するため、超音波によって適当量のエネルギを投入する必要がある。そこで例えば特許文献１には、前記生体組織の減衰率の情報を算出する、超音波を用いた治療装置に係る技術が開示されている。この特許文献１に開示されている治療装置は、超音波を射出し、その反射波を受信して、受信信号の強度に基づいて、前記生体組織の減衰率を算出する。特許文献１に開示されている技術によれば、算出した前記生体組織における超音波の減衰率に基づいて、処置対象位置まで伝播するうちに減衰する超音波エネルギを補正するように、超音波発生源に印加する駆動電圧を設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２７７３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、媒体中を伝播するに従い減衰していく超音波の減衰量は、超音波の周波数が高いほど大きい。したがって、高周波数の超音波は、低周波数の超音波に比べて、伝播距離が短いうちに減衰するので生体組織の深部に到達しにくい。一方で、生体組織を加熱するための超音波による発熱は、超音波のエネルギが生体組織に吸収されることにより起こる。したがって、低周波数の超音波を用いると、高周波数の超音波を用いる場合に比べて発熱量は小さい。即ち、超音波は、照射する周波数によって生体内伝播における減衰量と目標位置における熱変換率の両者が異なる。以上のため、伝播距離と熱変換率との関係から、超音波で加熱したい目標位置までの距離に応じて、超音波発生源から射出するエネルギに対して目標位置における発熱量の割合（以後、発熱効率と呼ぶ）が極大となる周波数が存在する。
【０００５】
特許文献１に開示されている技術では、生体組織の減衰率に基づいて、超音波発生源に印加する駆動電圧を設定する。しかしながら上記の様な、周波数に応じた発熱効率は考慮されていない。
【０００６】
そこで本発明は、超音波を照射する目標位置に応じて適切な超音波の周波数を設定することができる超音波照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を果たすため、本発明の超音波照射装置の一態様は、目標位置に向けて超音波を射出する超音波発生源と、前記超音波発生源から前記目標位置までのうち伝播によって超音波が減衰する進行距離と該超音波の周波数と該超音波のエネルギに係る値との関係を表す伝播状態情報を記憶する記憶手段と、前記伝播状態情報に基づいて、前記進行距離に応じて、前記超音波発生源から射出する前記超音波の周波数を選択する周波数選択手段と、前記周波数選択手段が選択した周波数の前記超音波を前記超音波発生源が射出するように制御を行う制御手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、超音波発生源から目標位置までのうち伝播によって超音波が減衰する進行距離と該超音波の周波数と該超音波のエネルギに係る値との関係を表す伝播状態情報に基づいて超音波発生源から射出する超音波の周波数を選択するので、超音波を照射する目標位置に応じて適切な超音波の周波数を設定することができる超音波照射装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波照射装置の構成例を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る超音波照射装置の動作例を示すフローチャート。
【図３】均一媒体と不均一な媒体とにおける距離に対する反射波の強度を説明するための模式図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る超音波照射装置の構成例を示すブロック図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る超音波送受信装置の構成例を示すブロック図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る超音波照射装置の動作例を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２の実施形態において表示手段に表示される発熱量を示すグラフの一例を表す図。
【図８】本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る超音波照射装置の構成例を示すブロック図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る超音波照射装置の構成例を示すブロック図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る超音波発生源の構成例を示す図。
【図１１】フェーズドアレイにより制御された超音波発生源から射出される超音波の位相と波面との関係を説明するための図。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る超音波照射装置の動作例を示すフローチャート。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る超音波送受信装置の構成例を示すブロック図。
【図１４】単パルス衝撃波に含まれる超音波の、超音波強度の周波数特性の概略を示す模式図。
【図１５】並列同時受信法を説明するための模式図。
【図１６】並列同時受信法を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る超音波照射装置の構成例を図１に示す。超音波照射装置１００は、超音波発生源１１０と、制御手段１２０と、駆動手段１３０と、周波数選択手段１４０と、表示手段１５０と、入力手段１６０と、周波数選択データメモリ２１０とを有する。超音波発生源１１０は、例えば病巣を加熱して凝固させる処置等に用いられる、目標位置に焦点を結ぶ集束超音波を射出する。本実施形態における超音波発生源１１０は、例えば静電容量型振動子（ｃａｐａｓｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；ｃＭＵＴ）や電磁誘導型振動子等、複数の周波数の超音波を射出することができる振動子で構成されている。或いは、超音波発生源１１０は、特定の周波数の超音波を射出する振動子を複数有しており、周波数に応じて射出に用いる振動子を変更することができるように構成されていてもよい。
【００１１】
制御手段１２０は、駆動手段１３０と周波数選択手段１４０と表示手段１５０と入力手段１６０と周波数選択データメモリ２１０と、それぞれ接続しており、本超音波照射装置１００の動作の全体を制御する。また、制御手段１２０は、超音波発生源１１０の出力の周波数特性に応じて、超音波発生源１１０に入力する信号を補正するための演算を行う補正演算手段１２２を有している。駆動手段１３０は、制御手段１２０と超音波発生源１１０と接続しており、制御手段１２０の制御の下、超音波発生源１１０を駆動する。表示手段１５０は、制御手段１２０の制御の下、本超音波照射装置１００に関する各種情報や、射出する超音波の周波数と超音波の伝播特性との関係等を表示する。入力手段１６０は、ユーザの指示を入力する手段であり、例えばキーボード、ジョイスティック、マウス、各種スイッチなどである。また、入力手段１６０は、後述するとおり、超音波を照射する目標位置を入力するものであれば、マン−マシンインターフェースに限らず、その他の手段でもよい。
【００１２】
周波数選択手段１４０は、制御手段１２０と周波数選択データメモリ２１０と接続している。周波数選択手段１４０は、周波数選択データメモリ２１０から情報を取得し、その情報に基づいて、超音波発生源１１０から射出する超音波の周波数を決定する。周波数選択手段１４０は、決定した周波数に係る情報を、制御手段１２０に出力する。
【００１３】
本実施形態において周波数選択データメモリ２１０は、超音波の周波数ｆと、超音波の進行距離と、超音波のエネルギに係る値である減衰率α（ｆ）との関係を記憶している。ここで本実施形態では、超音波が伝播する生体組織は、均一な物質であると仮定しており、生体組織において一般的に知られている周波数に応じた超音波吸収係数α（ｆ）を用いている。
【００１４】
次に、本実施形態において周波数選択手段１４０が、周波数選択データメモリ２１０に記憶されている超音波の周波数ｆと超音波の進行距離と超音波の減衰率α（ｆ）との関係に基づいて、超音波発生源１１０から射出する超音波の周波数を決定する方法について説明する。
【００１５】
均一な生体組織内を伝播する超音波（平面波）の強度Ｉは、次式（１）のように表すことができる。
【数１】
2012090780.tif 000003
ここで、Ｉ０は原点における超音波強度（Ｗ）、α（ｆ）は超音波吸収係数（Ｎｐ／ｍ）、ｘは原点からの超音波伝播距離（ｍ）であり、超音波の強度Ｉの単位はＷである。
【００１６】
超音波のエネルギが熱に変換されることにより超音波が減衰するので、超音波が照射された際の発熱量Ｑは、その超音波の減衰量δＩと等しい。即ち、原点からの距離がｘ１である位置から、距離ｘ２だけ超音波が伝播するときの発熱量Ｑは、原点からの距離がｘ１である位置における超音波強度Ｉ１と、原点からの距離が（ｘ１＋ｘ２）である位置における超音波強度Ｉ２との差に等しい。したがって、原点からの距離がｘ１である位置から、距離ｘ２だけ超音波が伝播するときの発熱量Ｑは、次式（２）で表される。
【数２】
2012090780.tif 000004
【００１７】
ここで、単位距離あたりの発熱量Qを考える。式（２）においてｘ２を単位距離とし、ｘ１を超音波を照射する目標位置までの距離とすると、式（２）は、照射目標位置までの距離ｘ１と周波数ｆとの関数となる。そこで、ｘ２＝１として、前記式（２）を周波数ｆについて偏微分すると、次式（３）のようになる。
【数３】
2012090780.tif 000005
【００１８】
したがって、次式（４）を満たすとき、式（２）で表される発熱量Ｑは、極大値をとる。
【数４】
2012090780.tif 000006
【００１９】
本実施形態において周波数選択手段１４０は、式（４）を満たす周波数を求め、その周波数を、超音波発生源１１０から射出する超音波の周波数、即ち動作周波数として決定する。
【００２０】
このように、例えば超音波発生源１１０は、目標位置に向けて超音波を射出する超音波発生源として機能し、例えば周波数選択データメモリ２１０は、超音波の進行距離と周波数とエネルギに係る値との関係を表す伝播状態情報を記憶する記憶手段として機能し、例えば周波数選択手段１４０は、超音波発生源から射出する超音波の周波数を選択する周波数選択手段として機能し、例えば制御手段１２０は、周波数選択手段が選択した周波数の超音波を超音波発生源が射出するように制御を行う制御手段として機能し、例えば表示手段１５０は、伝播状態情報に係る情報を表示する表示手段として機能し、例えば補正演算手段１２２は、超音波発生源の周波数特性に応じて、前記駆動手段の駆動を補正する補正演算手段として機能する。
【００２１】
次に本実施形態に係る超音波照射装置の動作を、図２に示すフローチャートを参照して説明する。本超音波照射装置のユーザは、超音波発生源１１０を、例えば脱気水が封入された袋等により構成された超音波伝播媒体を介して、超音波を照射する生体組織に押し当てる。ユーザは、生体組織の表面から超音波を照射したい目標位置までの距離を、入力手段１６０から入力する。ここで、本実施形態で考慮している超音波の減衰は、超音波が生体組織内を伝播する際の減衰であるので、生体組織の表面から目標位置までの距離（例えば体表から目標位置までの距離）が前記した超音波の進行距離ｘ１となる。
【００２２】
ステップＳ１０１において、入力手段１６０は、入力された照射目標位置までの距離を制御手段１２０に出力する。  
ステップＳ１０２において、制御手段１２０は、入力手段１６０から入力された照射目標位置までの距離を、周波数選択手段１４０に出力し、超音波発生源１１０から射出する超音波の周波数である動作周波数の選択を、周波数選択手段１４０に要求する。
【００２３】
ステップＳ１０３において、周波数選択手段１４０は、周波数選択データメモリ２１０に記憶されている、超音波の周波数ｆと超音波の進行距離と超音波の減衰率α（ｆ）との関係を参照し、制御手段１２０から入力された照射目標位置までの距離に対して、前記式（４）を満たす周波数を求める。周波数選択手段１４０は、この周波数を動作周波数として、制御手段１２０に出力する。
【００２４】
ステップＳ１０４において、制御手段１２０は、周波数選択手段１４０が選択し出力した動作周波数を入力する。また、制御手段１２０は、周波数選択手段１４０が算出した式（２）で表される相対的な発熱量Ｑに係る情報を周波数選択手段１４０から取得する。制御手段１２０は、相対的な発熱量Ｑに係る情報を利用して、選択した動作周波数を超音波発生源１１０から射出した場合に、目標位置において希望する発熱量が得られるような、超音波発生源１１０の出力強度を算出する。更に制御手段１２０は、算出した出力強度の超音波を射出するために必要な、超音波発生源１１０に印加する電圧を算出する。
【００２５】
ステップＳ１０５において、制御手段１２０内の補正演算手段１２２は、超音波発生源１１０に印加する電圧に対して、超音波発生源１１０の周波数特性に応じた補正を加える。即ち、超音波発生源１１０は、周波数に応じて、印加される電圧と実際に出力する超音波の強度との関係が一定でない。そこで、補正演算手段１２２は、制御手段１２０が算出した出力強度を超音波発生源１１０が射出できるように、超音波発生源１１０の周波数特性について補正を施す。例えば、ある基準電圧を印加しても射出する超音波の出力が基準値よりも小さくなる周波数については、超音波発生源１１０に印加する電圧を大きくするように補正する。
【００２６】
ステップＳ１０６において、制御手段１２０は、補正演算手段１２２によって補正された印加電圧値を用いて、当該動作周波数で超音波発生源１１０を駆動するように、駆動手段１３０の動作を制御する。  
ステップＳ１０７において、駆動手段１３０は、制御手段１２０の制御の下、超音波発生源１１０を駆動する。その結果、超音波発生源１１０は、前記動作周波数で振動し、動作周波数を有して目標位置において希望する発熱量に応じた発熱を起こさせる超音波を、射出する。この超音波が照射された目標位置においては、希望する発熱量の熱が発生する。
【００２７】
本実施形態によれば、周波数選択データメモリ２１０を参照し、前記式（４）を満たす目標位置までの距離に対する周波数を用いるので、当該目標位置に超音波を照射する際には、他の周波数で超音波発生源１１０を動作させたときに比べて、前記式（２）で表される発熱量Ｑが大きくなる。即ち、本超音波照射装置１００は、発熱効率がよい超音波照射を行うことができる。また、補正演算手段１２２によって、超音波発生源１１０の特性に応じた補正が施されるので、この補正を行わない場合に比べて、より正確な発熱量の制御が可能となる。
【００２８】
本実施形態の説明では、入力手段１６０は、例えばキーボード等であるとし、ユーザが生体組織の表面から照射目標位置までの距離を入力するとして説明した。しかしながらこれに限らず、以下のように構成してもよい。超音波発生源１１０の形状（例えば幾何学的焦点位置を有する凹面形状）によって超音波発生源１１０から焦点位置までの距離が規定されている場合、超音波発生源１１０から生体組織表面までの距離が求まれば、生体組織表面から照射目標位置までの距離が求まる。そこで、超音波発生源１１０から生体組織表面までの距離を検出する手段を組み合わせ、検出された超音波発生源１１０から生体組織表面までの距離の情報と、超音波発生源１１０から焦点位置までの距離の情報とから、生体組織の表面から照射目標位置までの距離を算出する手段を、入力手段１６０として機能させてもよい。また、例えば画像診断装置等と組み合わせて、生体組織表面及び照射目標位置を画像等から算出するシステムにおいては、当該システムの照射目標位置を算出する手段を、この照射目標位置を制御手段１２０に入力する入力手段１６０として機能させてもよい。
【００２９】
また、各照射目標位置までの距離ｘ１に対して、式（４）を満たす周波数ｆを予め求めてその関係をテーブルにしておき、このテーブルを周波数選択データメモリ２１０に記憶しておいてもよい。この場合、周波数選択手段１４０は、周波数選択データメモリ２１０に記憶されている照射目標位置までの距離ｘ１に対する周波数ｆの関係に基づいて、超音波発生源１１０から射出する超音波の動作周波数を選択する。このように動作周波数を選択することも本実施形態と等価である。
【００３０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。ここで第２の実施形態の説明では、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。第１の実施形態においては、周波数選択手段１４０は、周波数選択データメモリ２１０に記憶されている超音波の周波数と進行距離とエネルギに係る値との関係に基づいて、目標位置までの距離とその距離に対して最適な周波数との関係を算出している。ここで、目標位置までの距離とその距離に対して最適な周波数との関係を算出するにあたっては、超音波が伝播する生体組織は、均一な物質であると仮定している。しかしながら、生体組織は、均一な物質であると仮定できない場合もある。図３に、あらかじめ決められた強度の超音波を生体に照射した場合の、超音波が反射する位置までの距離に対する検出される反射波の強度の関係の一例を示す。図３において、実線は、理想的な均一媒体の場合を示し、破線は、実際の生体組織の場合を示す。この例に示すように、実際の生体組織の場合、距離に対して反射波強度が滑らかな曲線を描かない。そこで、本実施形態では、超音波照射装置１００は、超音波を照射する対象である生体組織に実際に超音波を照射して得られた反射波の強度を表すテーブルを参照して動作周波数を決定する。
【００３１】
本実施形態に係る超音波照射装置１００は、第１の実施形態の構成に加えて、図４に示すように、発熱量演算手段１７０と、減衰率演算手段１８０とを更に有している。また、第１の実施形態の場合の周波数選択データメモリ２１０に代えて、本実施形態に係る超音波照射装置１００は、周波数選択データメモリ２２０を有している。周波数選択データメモリ２２０は、後述する通り、第１の実施形態における周波数選択データメモリ２１０と、記憶するデータが異なり、生体組織に実際に超音波を照射して得られた反射波の強度を表すテーブルを記憶している。また、第１の実施形態の場合の周波数選択手段１４０に代えて、本実施形態に係る超音波照射装置１００は、周波数選択手段１４２を有している。周波数選択手段１４２は、後述する通り、第１の実施形態における周波数選択手段１４０と動作周波数を選択する手法が異なる。
【００３２】
周波数選択手段１４２は、発熱量演算手段１７０と接続している。周波数選択手段１４２は、発熱量演算手段１７０が算出した、照射目標位置と周波数とに依存する発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、使用する周波数を決定する。発熱量演算手段１７０は、減衰率演算手段１８０と接続している。減衰率演算手段１８０は、生体組織に超音波を照射した際の反射波の強度を表すテーブルを記憶している周波数選択データメモリ２２０と接続している。減衰率演算手段１８０は、前記反射波の強度を表すテーブルに基づいて、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を算出する。ここで、ｄｉｓは距離を表し、ｆは周波数を表す。
【００３３】
まず、周波数選択データメモリ２２０に記憶されている反射波の強度を表すテーブルの作成方法を説明する。本実施形態では、図５に示すような、超音波照射装置１００とは異なる、超音波送受信装置３００を用いて生体組織の超音波伝播特性を計測する。超音波送受信装置３００は、超音波を照射し、照射した超音波の反射波を受信する装置である。この図に示すように、超音波送受信装置３００は、超音波振動子３１０と、振動子駆動手段３２０と、受信手段３３０と、受信信号解析手段３４０と、送受信装置制御手段３５０と、周波数選択データメモリ２２０とを有する。
【００３４】
超音波振動子３１０は、様々な周波数の超音波を射出できる超音波振動子である。超音波振動子３１０が射出する超音波は、例えば細いビーム波に制御されている。また、超音波振動子３１０に超音波が入射すると、超音波振動子３１０の振動面は振動し、超音波振動子３１０は電気信号を発生する。即ち、超音波振動子３１０は、超音波受信器としても機能する。
【００３５】
振動子駆動手段３２０は、送受信装置制御手段３５０の制御の下、超音波振動子３１０を駆動し、超音波振動子３１０に様々な周波数の超音波を射出させる。受信手段３３０は、超音波振動子３１０が超音波を受信して発生した電気信号を入力する。受信手段３３０は、受信した信号を増幅し、受信信号解析手段３４０に出力する。
【００３６】
受信信号解析手段３４０は、受信手段から受信信号を入力し、反射超音波強度を決定する。また、受信信号解析手段３４０は、送受信装置制御手段３５０から、超音波の出力周波数を取得する。また、受信信号解析手段３４０は、送受信装置制御手段３５０から、超音波振動子３１０から超音波を射出したタイミングを取得し、超音波の射出から受信までの時間に基づいて、受信した反射超音波の進行距離、即ち、反射位置を算出する。受信信号解析手段３４０は、超音波の出力周波数と超音波の反射位置と反射超音波強度とを関連付ける。受信信号解析手段３４０は、超音波の出力周波数と超音波の反射位置と反射超音波強度との関係を、送受信装置制御手段３５０に出力する。
【００３７】
送受信装置制御手段３５０は、超音波送受信装置３００全体を制御する。送受信装置制御手段３５０は、振動子駆動手段３２０を制御して、超音波振動子３１０から射出する超音波の出力周波数、出力強度、出力パルス数等を制御する。また、送受信装置制御手段３５０は、受信信号解析手段３４０から入力した出力周波数毎の、超音波の反射位置に対する反射超音波の受信強度を周波数選択データメモリ２２０に記憶させる。
【００３８】
次に、超音波送受信装置３００による、周波数選択データメモリ２２０に記憶されている反射波の強度を表すテーブルの作成に係る動作を説明する。超音波送受信装置３００は、超音波照射装置１００を用いて例えば病巣を加熱して凝固させる処置等を行う対象である生体組織についてのデータを取得する。超音波振動子３１０の超音波を送受信する面は、使用者によって、生体組織に対して超音波伝播媒体を介して押し当てられる。送受信装置制御手段３５０の制御の下、振動子駆動手段３２０は、超音波振動子３１０を駆動する。まず、超音波振動子３１０は、所定の周波数の超音波を短時間だけ射出する。ここで超音波振動子３１０から射出される超音波の強度は、生体組織に影響を与えない程度の強度である。
【００３９】
射出された超音波は、生体組織内を伝播する。伝播する超音波の一部はそれぞれ、生体組織内の各部で反射する。この反射波は、超音波振動子３１０に到達する。超音波振動子３１０は、この到達した反射波を受信して、その信号を受信手段３３０に出力する。受信手段３３０は、受信信号を増幅する。受信手段３３０は、増幅した受信信号を、受信信号解析手段３４０に出力する。
【００４０】
受信信号解析手段３４０は、受信信号を解析する。即ち、受信信号解析手段３４０は、送受信装置制御手段３５０から超音波を射出したタイミングを取得し、それに基づいて、超音波を送信してから反射波を受信するまでの時間を算出する。この算出した時間に基づいて、当該反射波が反射した位置を算出する。生体組織内の超音波の伝播速度が既知であるので、その伝播速度で往復する時間から反射した位置が求まる。例えば、超音波の射出から比較的短い時間経過後に受信された反射波は、超音波振動子３１０から比較的近い位置で反射された超音波であり、超音波の射出から比較的長い時間経過後に受信された反射波は、超音波振動子３１０から比較的遠い位置で反射された超音波である。このようにして、受信信号解析手段３４０は、超音波振動子３１０から反射位置までの距離を決定する。超音波振動子３１０から反射位置までの距離を決定すれば、超音波振動子３１０から生体組織の表面までの距離を明らかにすることで、生体組織の表面から反射位置までの距離、即ち生体組織内における超音波の進行距離を求めることができる。また、受信信号解析手段３４０は、送受信装置制御手段３５０から超音波の出力周波数を取得する。受信信号解析手段３４０は、決定した進行距離と出力周波数と反射超音波強度との関係を、送受信装置制御手段３５０に出力する。
【００４１】
更に、同様の動作を、超音波振動子３１０から射出する超音波の周波数を様々に変化させて行う。その結果、送受信装置制御手段３５０は、各周波数について進行距離に対する、反射超音波強度を取得することができる。送受信装置制御手段３５０は、取得した各周波数について反射位置までの距離に対する反射超音波強度の関係、即ち、反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）を、周波数選択データメモリ２２０に記憶させる。ここで、ｄｉｓは進行距離を表し、ｆは算出に用いた超音波の周波数を表す。
【００４２】
本実施形態に係る超音波照射装置１００の周波数選択手段１４２は、周波数選択データメモリ２２０に保存された、反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、超音波発生源１１０から射出する超音波の周波数を決定する。本実施形態に係る超音波照射装置１００の動作を図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４３】
ステップＳ２０１において、入力手段１６０は、ユーザから入力された超音波を照射する旨の指示、及び超音波の進行距離に該当する生体組織の表面から超音波を照射する目標位置までの距離を制御手段１２０に出力する。  
ステップＳ２０２において、制御手段１２０は、入力手段１６０から、入力された照射目標位置までの距離を、周波数選択手段１４２に出力し、周波数選択手段１４２に動作周波数の選択を要求する。
【００４４】
ステップＳ２０３において、減衰率演算手段１８０は、周波数選択手段１４２から発熱量の出力を要求された発熱量演算手段１７０による減衰率の出力要求に応じて、まず、周波数選択データメモリ２２０に記憶された反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）を読み出す。減衰率演算手段１８０は、読み出した反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、各照射超音波の周波数についての、生体組織における照射目標位置までの距離における超音波の減衰率を算出する。即ち、例えばある周波数ｆについて、減衰率演算手段１８０は、まず、距離ａ１で反射した反射波の強度Ｉａ１と、距離ａ１よりも超音波振動子３１０から微小距離だけ遠い距離ａ２で反射した反射波の強度Ｉａ２とを取得する。減衰率演算手段１８０は、反射波強度Ｉａ１と反射波強度Ｉａ２との強度差ΔＩより、距離ａ１から距離ａ２までの距離における超音波の減衰率を算出する。このように、減衰率演算手段１８０は、対象の生体組織における照射目標位置までの距離で反射した反射超音波の強度に基づいて微分演算を行い、各距離での超音波の減衰率を算出することができる。更に、同様の動作を、超音波の周波数を様々に変化させて行う。その結果、減衰率演算手段１８０は、各距離について、各周波数における減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を算出することができる。ここで、ｄｉｓは進行距離を表し、ｆは算出に用いた超音波の周波数を表す。減衰率演算手段１８０は、算出した減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を、発熱量演算手段１７０に出力する。なお、骨等、超音波を反射しやすい物質がある部分では、反射率が急激に上昇し、減衰量が急激に高くなることがある。
【００４５】
ステップＳ２０４において、発熱量演算手段１７０は、減衰率演算手段１８０から入力した減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を算出する。ここで、ｄｉｓは進行距離を表し、ｆは算出に用いた超音波の周波数を表す。例えば発熱量演算手段１７０は、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を、以下のように求めることができる。超音波発生源１１０から、周波数ｆ１で強度Ｉ０の超音波を射出したとき、射出された超音波は、生体組織内を伝播する。このとき、生体組織内の伝播経路における照射目標位置までの各距離での減衰率α（ｄｉｓ，ｆ１）を積算していくことによって、即ち積分演算することにより減衰量を求め、これを強度Ｉ０から差し引くことにより、生体組織内の各距離での超音波強度Ｉを算出することができる。したがって、微小領域における超音波強度Ｉの低下量を算出することによって、当該領域での超音波の減衰量を算出することができる。ここで、ある位置での超音波の減衰量は、当該位置での発熱量と同じであるとみなすことができる。したがって上記のようにして、各距離での発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ１）を算出することができる。このうような演算を、周波数を変化させて行うことによって、各距離での各周波数に関する発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を算出することができる。発熱量演算手段１７０は、算出した各位置での各周波数に関する発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を、周波数選択手段１４２に出力する。
【００４６】
ステップＳ２０５において、周波数選択手段１４２は、発熱量演算手段１７０から入力した発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）と、制御手段１２０から入力された超音波の照射目標位置までの距離とに基づいて、超音波発生源１１０から射出する超音波の周波数、即ち動作周波数を選択する。例えば、ユーザが指定した位置において、発熱量が最大となる周波数を選択する。周波数選択手段１４２は、選択した動作周波数を制御手段１２０に出力する。
【００４７】
ステップＳ２０６において、制御手段１２０は、周波数選択手段１４０が選択し出力した動作周波数を入力する。制御手段１２０は、相対的な値である発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を利用して、選択した周波数を用いた際に目標位置において希望する発熱量が得られるように、超音波発生源１１０の出力強度を算出する。更に制御手段１２０は、算出した出力強度の超音波を射出するために超音波発生源１１０に印加する電圧を算出する。
【００４８】
ステップＳ２０７において、制御手段１２０内の補正演算手段１２２は、第１の実施形態の場合と同様に、超音波発生源１１０に印加する電圧に対して、超音波発生源１１０の振動特性に応じた補正を加える。  
ステップＳ２０８において、制御手段１２０は、補正演算手段１２２によって補正された印加電圧値を用いて、当該動作周波数で超音波発生源１１０を駆動するように、駆動手段１３０の動作を制御する。
【００４９】
ステップＳ２０９において、駆動手段１３０は、制御手段１２０の制御の下、超音波発生源１１０を駆動する。その結果、超音波発生源１１０は、前記動作周波数で振動し、動作周波数を有し目標位置において希望する発熱を起こさせる超音波を射出する。この超音波が照射された目標位置は、発熱する。
【００５０】
本実施形態によれば、超音波送受信装置３００によって対象生体組織に超音波を照射し、その反射波の強度を取得し、その取得した反射超音波強度に基づいて、発熱量が最大となる周波数を選択するので、発熱効率がよい超音波照射を行うことができる。ここで、生体組織毎に異なる可能性のある超音波の伝播特性を実際に計測するので、第１の実施形態のように理想的な均一物質を仮定する場合よりも精度良く超音波を照射することができる。
【００５１】
なお、本超音波照射装置１００の動作において、例えば、発熱量演算手段１７０が算出した発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を示す図７に示すようなグラフを、表示手段１５０に表示させることが好ましい。このようなグラフを表示することにより、ユーザは、生体組織の超音波の伝播特性を視覚的に確認しながら、本超音波照射装置１００を操作することができる。
【００５２】
本実施形態の説明では、ユーザにより目標位置までの距離が入力されてから、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を算出する手順としている。しかしながら、動作の順序はこれに限らず、例えば、ユーザによる目標位置までの距離が入力される前に、予め発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を算出しておき、ユーザによる指示が入力されたら直ちに周波数選択手段１４２が発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を参照して、動作周波数を選択するように構成してもよい。また、反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）から、全ての周波数ｆについて減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を算出し、その後に発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を算出すると説明したが、周波数毎に減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）と発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）とを順に算出するようにしてもよい。その他同様に、ここで説明した要旨を逸脱しない範囲で、動作の順番を入れ替えることも可能である。
【００５３】
また、目標位置までの距離に応じた反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）が深さ方向の１次元のデータであることから、照射目標の最大断面を網羅する２次元Ｃモード（体内の一定の深さ）面内を超音波ビームで順次スキャンすることにより、３次元情報としての反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）データを構築することができる。この動作をあらかじめ行い、まずは必要な領域内全ての反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）データ（３次元情報）を構築し、次に図６に示す本実施形態に係る超音波照射装置１００の動作を行うようにしても良い。
【００５４】
なお、本実施の形態では、あらかじめ決められた強度の超音波を生体組織に照射し、生体組織内部からの反射波を受信して反射波強度を得ていた。他方、照射超音波強度を任意とし、生体組織内部から得られた反射超音波強度を照射超音波強度に対する相対値で表しても良い。この場合は、周波数選択データメモリ２２０は、生体組織に実際に超音波を照射して得られた反射波と照射超音波の相対値である強度比を表すテーブルを記憶することになる。また、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を算出する前に、反射波と照射超音波の強度比から反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）を算出する。
【００５５】
［第２の実施形態の第１の変形例］
次に、本発明の第２の実施形態の第１の変形例について説明する。ここで本変形例の説明では、第２の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本変形例に係る超音波照射装置１００は、図８に示すように、第２の実施形態に係る超音波照射装置１００の、減衰率演算手段１８０がなく、周波数選択データメモリ２２０の代わりに、周波数選択データメモリ２２２が設置されている。周波数選択データメモリ２２２には、第２の実施形態における減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）が記憶されている。本変形例では、発熱量演算手段１７０が、周波数選択データメモリ２２２に記憶されている減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を算出する。超音波照射装置１００のその他の構成及び動作は、第２の実施形態の場合と同様である。
【００５６】
周波数選択データメモリ２２２に、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を記憶するため、本変形例では、例えば超音波送受信装置３００において、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を算出する。例えば、送受信装置制御手段３５０が、第２の実施形態における減衰率演算手段１８０と同様に、反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を算出する。そして、例えば、送受信装置制御手段３５０が、算出した減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を、周波数選択データメモリ２２２に記憶させる。
【００５７】
本変形例によっても、超音波照射装置１００は、第２の実施形態の場合と同様に機能し、同様の効果を得ることができる。  
また、照射対象領域を全て含むような範囲で、あらかじめ反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）データ取得及び減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）の算出を行い、周波数選択データメモリ２２２に３次元的な減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）データを記憶するようにしても良い。
【００５８】
［第２の実施形態の第２の変形例］
次に、本発明の第２の実施形態の第２の変形例について説明する。ここで本変形例の説明では、第２の実施形態との相違点について説明する。本変形例に係る超音波照射装置１００は、図１を参照して説明した第１の実施形態に係る超音波照射装置１００と同様に、第２の実施形態に係る超音波照射装置１００の、発熱量演算手段１７０と減衰率演算手段１８０とがなく、周波数選択データメモリ２２０の代わりに、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を記憶する周波数選択データメモリが設置されている。即ち、図１において、周波数選択手段１４０に代えて周波数選択手段１４２が配置され、周波数選択データメモリ２１０に代えて、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を記憶する周波数選択データメモリが配置されている。
【００５９】
本変形例では、周波数選択手段１４２は、周波数選択データメモリに記憶された発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、超音波発生源１１０から射出する超音波の周波数を決定する。超音波照射装置１００のその他の構成及び動作は、第２の実施形態の場合と同様である。
【００６０】
本変型例では、周波数選択データメモリに保存されている発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を得るため、超音波送受信装置３００において、例えば、送受信装置制御手段３５０が、第２の実施形態における減衰率演算手段１８０と同様に、反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を算出する。更に、送受信装置制御手段３５０は、第２の実施形態における発熱量演算手段１７０と同様に、算出した減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を算出する。そして、例えば、送受信装置制御手段３５０が、算出した発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を、周波数選択データメモリに記憶させる。
【００６１】
本変形例によっても、超音波照射装置１００は、第２の実施形態の場合と同様に機能し、同様の効果を得ることができる。  
なお、照射対象領域を全て含むような範囲で、あらかじめ反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）データ取得、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）の算出、及び発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）の算出を行い、周波数選択データメモリ２２２に３次元的な発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）データを記憶するようにしても良い。
【００６２】
［第２の実施形態の第３の変形例］
次に、本発明の第２の実施形態の第３の変形例について説明する。ここで本変形例の説明では、第２の実施形態及びその変形例との相違点について説明する。前記した第２の実施形態及びその変形例においては、周波数選択手段１４２は、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を用いて動作周波数を選択している。これに対して本変形例では、周波数選択手段１４２は、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を用いて動作周波数を選択する。
【００６３】
本変形例では、生体組織が均一媒体であると仮定する。生体組織が均一媒体であると仮定すると、第１の実施形態で用いている式（４）を満たすときを、照射目標位置までの距離に応じた最適な動作周波数とすることができる。そこで本変形例では、周波数選択手段１４２は、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を用いて、式（４）を満たすように照射目標位置までの距離に応じた最適な動作周波数を決定する。本変形例においては、周波数選択データメモリに、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）が記憶されていてもよいし、周波数選択データメモリに、反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）が記憶されており、減衰率演算手段がこの反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を算出するように構成されていてもよい。
【００６４】
本変形例によれば、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、動作周波数を決定するので、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を算出する必要がなく、処理を簡略化することができる。
【００６５】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。ここで本実施形態の説明では、第２の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本変形例に係る超音波照射装置１００は、第２の実施形態に係る超音波照射装置１００と超音波送受信装置３００との機能を併せ持っている。
【００６６】
本変形例に係る超音波照射装置１００は、図９にその構成例を示すように、超音波発生源１１５と、制御手段１２５と、駆動手段１３５と、周波数選択手段１４２と、表示手段１５０と、入力手段１６０と、発熱量演算手段１７０と、減衰率演算手段１８０と、周波数選択データメモリ２２６と、受信手段３３０と、受信信号解析手段３４０とを有する。
【００６７】
本実施形態に係る超音波発生源１１５は、第２の実施形態における超音波照射装置１００と、超音波振動子３１０との機能を兼ね備えるため、集束波もビーム波も射出することができる。このため、超音波発生源１１５は、フェーズドアレイによって、集束波もビーム波も射出することができるように構成されている。即ち、超音波発生源１１５は、図１０に示すように、複数の超音波素子１１５２が寄せ集められて構成されている。この超音波素子１１５２は、それぞれ別々に駆動手段１３５に接続されており、各超音波素子１１５２から射出される超音波の位相は、駆動手段１３５によってそれぞれ自在に調整できる。
【００６８】
ここで、超音波発生源１１５の動作について図１１を参照して説明する。図１１は、中段に超音波発生源１１５の断面を模式的に示している。ここで超音波発生源１１５内の各区切られている四角形は、各超音波素子１１５２を示している。また、下段は各超音波振動子の振動波形の位相を模式的に示し、上段はこの超音波発生源１１５が射出する超音波の波面を示す。例えば、図１１（ａ）に示すように、超音波発生源１１５から射出される超音波の位相を、中心部から周縁部にかけて徐々に進めると、超音波発生源１１５全体としては、焦点Ｆに集束する集束超音波を発生することができる。また、図１１（ｂ）に示すように、位相を変化させれば焦点Ｆの位置を変化させることができる。また、図１１（ｃ）に示すように、全ての超音波素子から同位相の超音波が射出すれば、超音波発生源１１５全体としては、平面波を発生することができる。また、公知の超音波診断装置に付属する超音波プローブのように、超音波発生源１１５内の駆動する振動子を限定し、かつ位相制御を行うことで、公知の超音波診断装置で用いる診断用超音波と同様のビーム状の超音波（ビーム波）を照射することが可能となる。
【００６９】
本実施形態に係る超音波発生源１１５は、制御手段１２５の制御の下、駆動手段１３５によって上記のように超音波素子１１５２毎に駆動され、集束波やビーム波を射出する。更に、超音波発生源１１５は、第１の実施形態及び第２の実施形態の超音波発生源１１０と同様に、様々な周波数の超音波を射出することができる。また、第２の実施形態に係る超音波振動子３１０と同様に、超音波発生源１１５は、超音波を受信すると、受信信号を発生する。超音波発生源１１５は、この受信信号を、受信手段３３０に出力する。
【００７０】
受信手段３３０は、第２の実施形態の超音波送受信装置３００の受信手段３３０と同様に、超音波発生源１１５から入力された信号を増幅し、受信信号解析手段３４０に出力する。受信信号解析手段３４０は、第２の実施形態の超音波送受信装置３００の受信信号解析手段３４０と同様に、反射波の、生体組織における反射位置までの距離と、出力周波数と、反射超音波強度との関係である反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）を求め、それを制御手段１２５に出力する。
【００７１】
制御手段１２５は、第２の実施形態に係る制御手段１２０と送受信装置制御手段３５０との機能を兼ね備える。例えば、制御手段１２５は、駆動手段１３５を制御して、超音波発生源１１５に集束超音波やビーム状の超音波を射出させる。この際、制御手段１２５に含まれる補正演算手段１２２は、超音波発生源１１５の周波数特性に応じた補正を行う。また、制御手段１２５は、周波数選択手段１４２に、目標部位に超音波を照射する際に最適な出力周波数の値を要求する。また、制御手段１２５は、受信信号解析手段３４０が解析した反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）を入力する。制御手段１２５は、入力した反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）を、減衰率演算手段１８０に出力する。
【００７２】
減衰率演算手段１８０は、第２の実施形態に係る減衰率演算手段１８０と同様に、反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を算出し、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を発熱量演算手段１７０に出力する。発熱量演算手段１７０は、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を算出する。発熱量演算手段１７０は、算出した発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を、周波数選択データメモリ２２６に出力し、周波数選択データメモリ２２６に発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を記憶させる。
【００７３】
周波数選択手段１４２は、第２の実施形態に係る周波数選択手段１４２と同様に、周波数選択データメモリ２２６に記憶されている発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、制御手段１２５から入力した超音波を照射したい目標位置までの距離に応じて、出力周波数を決定する。周波数選択手段１４２は、決定した出力周波数を、制御手段１２５に出力する。
【００７４】
次に、ユーザから超音波照射の指示が入力されたときの本実施形態に係る超音波照射装置１００の動作を、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。  
ステップＳ３０１において、制御手段１２５は、超音波発生源１１５から射出する超音波の周波数を設定し、短時間だけ超音波を射出するように駆動手段１３５を制御する。  
ステップＳ３０２において、超音波発生源１１５は、制御手段１２５の制御の下、駆動手段１３５によって駆動され、生体組織に向けてビーム波を射出する。射出された超音波は、生体組織内を伝播する。伝播する超音波の一部はそれぞれ、生体組織内の各部で反射する。
【００７５】
ステップＳ３０３において、超音波発生源１１５は、生体組織内の各部で反射した反射超音波を受信する。超音波発生源１１５は、受信信号を受信手段３３０に送信する。  
ステップＳ３０４において、受信手段３３０は、受信信号を増幅する。受信手段３３０は、増幅した受信信号を、受信信号解析手段３４０に出力する。
【００７６】
ステップＳ３０５において、受信信号解析手段３４０は、受信信号を解析する。即ち、受信信号解析手段３４０は、制御手段１２５から超音波を射出したタイミングを取得し、それに基づいて、超音波を送信してから反射波を受信するまでの時間を算出する。更に、超音波を送信してから反射波を受信するまでの時間に基づいて、生体組織の表面から反射位置までの距離、即ち進行距離を決定する。また、受信信号解析手段３４０は、送受信装置制御手段３５０から超音波の出力周波数を取得する。受信信号解析手段３４０は、決定した反射位置までの距離と出力周波数との関係である反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）を、制御手段１２５に出力する。
【００７７】
ステップＳ３０６において、制御手段１２５は、取得した反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）を、減衰率演算手段１８０に出力する。  
ステップＳ３０７において、減衰率演算手段１８０は、反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）を算出し、発熱量演算手段１７０に出力する。
【００７８】
ステップＳ３０８において、発熱量演算手段１７０は、入力した減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を算出する。  
ステップＳ３０９において、発熱量演算手段１７０は、算出した発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を、周波数選択データメモリ２２６に記憶させる。
【００７９】
ステップＳ３１０において、制御手段１２５は、他の周波数の情報が必要か否かを判断する。例えば、低周波数から順に出力周波数を増加させながら所定の範囲の周波数の情報を取得する場合には、出力周波数を増加させた後の周波数が所定の範囲内であるか否かを判断する。
【００８０】
ステップＳ３１０における判断で、他の周波数の情報が必要であると判断された場合、ステップＳ３１１において、制御手段１２５は、出力周波数の設定値を所定の方法で変化させ、処理をステップＳ３０１に移す。  
ステップＳ３１０における判断において、他の周波数の情報が必要でないと判断された場合、ステップＳ３１２において、制御手段１２５は、ユーザから、処置用超音波を照射する生体組織の表面から目標位置までの距離、即ち超音波の進行距離と超音波を照射する旨の指示の入力を待つ。
【００８１】
ユーザの指示が入力されたら、ステップＳ３１３において、制御手段１２５は、入力された照射目標位置までの距離を、周波数選択手段１４２に出力し、周波数選択手段１４２に動作周波数の選択を要求する。  
ステップＳ３１４において、周波数選択手段１４２は、周波数選択データメモリ２２６に記憶されている発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、照射目標位置までの距離に応じた動作周波数を選択する。周波数選択手段１４２は、選択した動作周波数を制御手段１２０に出力する。
【００８２】
ステップＳ３１５において、制御手段１２５は、周波数選択手段１４２が選択した動作周波数を入力し、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を利用して、選択した周波数を用いた際に目標位置において希望する発熱量が得られるように、超音波発生源１１５の出力強度を算出する。更に制御手段１２０は、算出した出力強度の超音波を射出するために超音波発生源１１５に印加する電圧を算出する。
【００８３】
ステップＳ３１６において、制御手段１２５内の補正演算手段１２２は、超音波発生源１１５に印加する電圧に対して、超音波発生源１１５の振動特性に応じた補正を施す。  
ステップＳ３１７において、制御手段１２５は、補正演算手段１２２によって補正された印加電圧値を用いて、当該動作周波数で超音波発生源１１５を駆動するように、駆動手段１３５の動作を制御する。この際、制御手段１２５は、駆動手段１３５を制御して、超音波発生源１１５から射出する超音波を集束超音波とする。
【００８４】
ステップＳ３１８において、駆動手段１３０は、制御手段１２５の制御の下、超音波発生源１１５を駆動する。その結果、超音波発生源１１５は、前記動作周波数で振動し、動作周波数を有し目標位置において希望する発熱を起こさせる集束超音波を射出する。この超音波が照射された目標位置は、発熱する。
【００８５】
本実施形態によっても、超音波照射装置１００は、第２の実施形態の場合と同様に機能し、同様の効果を得ることができる。また、第２の実施形態では、超音波照射装置１００により目標部位に集束超音波を照射する前に、予め超音波送受信装置３００を用いて、生体組織に係る超音波伝播特性を計測する必要がある。これに対して、本実施形態に係る超音波照射装置１００は、第２の実施形態に係る超音波照射装置１００と、超音波送受信装置３００とを１台で兼ね備えるので、第２の実施形態の場合と比較して、ユーザが行う作業を簡便にすることができる。
【００８６】
なお、図１２を参照して説明した本実施形態のフローでは、生体組織内の超音波伝播特性を計測し、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を取得するステップＳ３１０からステップＳ３１１までの動作と、処置用超音波を照射するステップＳ３１３からステップＳ３１７までの動作とを、一連の動作として説明したが、これらはそれぞれ独立の動作として分離してもよいことは勿論である。或いは、ステップＳ３１２の判断をステップＳ３０１の前に実施し、ステップＳ３０１からステップＳ３１８までの動作をユーザからの入力待ちを含まずに連続して動作するようにしてもよい。また、本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、ここで説明した要旨を逸脱しない範囲で、動作の順番を入れ替えたり変更したりすること可能である。
【００８７】
また、第２の実施形態の場合と同様に、３次元的に発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）データ等をあらかじめ構築しておき、ステップＳ３１２以降を例えば別の日時にて実施するようにしても良い。  
また、第２の実施形態の第３の変形例と同様に、周波数選択手段１４２は、生体組織を均一媒体であるとみなして、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）によらず、減衰率α（ｄｉｓ，ｆ）に基づいて、動作周波数を決定してもよい。また、超音波照射装置１００の動作において、表示手段１５０に、発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）を表すグラフなどを表示させることが好ましい。
【００８８】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。ここで本実施形態の説明では、第３の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。第３の実施形態においては、周波数選択データメモリ２２６に記憶されている発熱量発熱量Ｑ（ｄｉｓ，ｆ）のテーブルを作成するために、超音波発生源１１５を用いて、生体組織の超音波伝播特性を計測している。
【００８９】
本実施形態では、第３の実施形態の場合と同様に、超音波照射装置１００の超音波発生源１１０を用いて、生体組織の超音波伝播特性を計測する。但し、第３の実施形態の超音波発生源１１５は、フェーズドアレイを利用して、ビーム波を用いて、生体組織の超音波伝播特性を計測するが、本実施形態では、集束超音波を用いて生体組織の超音波伝播特性を計測する。本実施形態では、超音波の照射位置を３次元的に走査して、各部の生体組織の超音波伝播特性を計測する。
【００９０】
本実施形態に係る超音波照射装置１００の構成を図１３に示す。本構成は、図９を参照して説明した第３の実施形態に係る超音波照射装置１００の構成に加えて、スキャナ４１０と、スキャナ駆動手段４２０と、スキャナ制御手段４３０とを有する。ここで、超音波発生源は、集束超音波のみを射出する、超音波発生源１１０を用いる。スキャナ４１０は、超音波発生源１１０を保持し、超音波発生源１１０の位置を移動させる。スキャナ４１０は、スキャナ制御手段４３０の制御の下、スキャナ駆動手段４２０によって駆動される。
【００９１】
本実施形態に係る超音波照射装置１００の動作を説明する。本実施形態ではまず、発熱量Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）のテーブルを作成するためのデータを取得する。このデータ取得のための動作を説明する。まず、制御手段１２５は、スキャナ制御手段４３０に、減衰率計測用の超音波の集束位置の座標を出力する。スキャナ制御手段４３０は、制御手段１２５から入力された集束位置の座標に超音波発生源１１０から射出される超音波の集束位置が一致するように、スキャナ駆動手段４２０を制御して、スキャナ４１０を駆動させ、超音波発生源１１０を移動させる。
【００９２】
超音波発生源１１０は、第３の実施形態の場合と同様に、制御手段１２５の制御の下、駆動手段１３５によって駆動され、減衰率計測用の数パルスの超音波を生体組織に照射する。超音波発生源１１０は、照射した超音波の反射波を受信する。超音波発生源１１０は、受信した反射波の信号を受信手段３３０に出力する。受信手段３３０は、入力された受信信号を増幅し、受信信号解析手段３４０に出力する。
【００９３】
受信信号解析手段３４０は、制御手段１２５から、超音波発生源１１０から射出された超音波の集束位置の座標（ｘ，ｙ，ｚ）と、超音波の周波数ｆとを取得し、入力された増幅された受信信号に基づいて、第３の実施形態と同様に、反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を算出する。ここで、超音波の集束位置の座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、生体組織の表面から目標位置までの距離、即ち超音波の進行距離の情報を含む。受信信号解析手段３４０は、算出した反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を、制御手段１２５に出力する。制御手段１２５は、入力した反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を、図示しない処理用メモリに記憶する。
【００９４】
制御手段１２５は、所定のパターンに従ってスキャナ４１０を移動させるように、スキャナ制御手段４３０に指令を出力する。制御手段１２５は、超音波の集束位置の座標（ｘ，ｙ，ｚ）を変化させ、上記の反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）の取得を繰り返し実施させる。このようにして、生体組織の各部に関する反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を取得する。通常、処置用の超音波を照射する領域は、予め検討されている。したがって、制御手段１２５は、この照射領域に超音波を照射する際に超音波が伝播する領域をスキャンするように、スキャナ４１０を動作させる。
【００９５】
スキャンして照射対象領域内の反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を取得したら、制御手段１２５は、取得した反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を減衰率演算手段１８０に出力する。減衰率演算手段１８０は、超音波の進行方向について隣り合う位置の反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）の差を算出することで、減衰率α（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を算出する。減衰率演算手段１８０は、算出した減衰率α（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を、発熱量演算手段１７０に出力する。発熱量演算手段１７０は、入力した減衰率α（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）に基づいて、発熱量Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を算出する。発熱量演算手段１７０は、算出した発熱量Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を、周波数選択データメモリ２２８に保存する。
【００９６】
制御手段１２５は、超音波発生源１１０から射出する超音波の周波数を変更するか判断する。例えば、照射する超音波の周波数範囲は予め設定されており、制御手段１２５は、予め設定された範囲の情報を取得したか否かを判断する。周波数を変更すると判断されたとき、制御手段１２５は、出力周波数の設定を変更し、上記の発熱量Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を取得する処理を繰り返す。周波数を変更しないと判断されたとき、制御手段１２５は、処理を終了する。
【００９７】
このようにして生体組織の関係する部分について超音波伝播特性を計測する。以上のようにすることで、位置及び周波数毎に応じた発熱量Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）のテーブルを作成する。処置の際には、この発熱量Ｑのテーブルを参照する。本実施形態では、超音波を照射する目標位置までの距離のみに限らず、目標位置の座標を指定することができる。その他の構成及び動作は、第１乃至３の実施形態と同様である。本超音波照射装置１００は、周波数選択手段１４２が選択した、最も効率的に照射ができる周波数を用いて、超音波照射を実施する。
【００９８】
第３の実施形態では、処置用の超音波が伝播する経路については考慮せず、計測用の超音波発生源１１５の伝播経路に基づく情報を取得している。これに対して、本実施形態では、生体組織の超音波伝播特性を取得する際に、処置用の集束超音波の射出に用いる超音波発生源１１０を用いる。集束超音波を射出する超音波発生源１１０を用いることによって、受信する反射波には、超音波発生源１１０から焦点位置までの伝播経路のみの情報が含まれる。したがって、処置用の集束超音波を照射する際に、実際に超音波が伝播する領域の情報を正確に取得することができる。さらに焦点位置をスキャンすることによって、各位置での正確な情報を取得することができる。これらによって、本実施形態では、第３の実施形態の場合よりも精度良く効率的な超音波照射が可能となっている。
【００９９】
なお、上記説明のように、スキャナ４１０を用いて、機械的にスキャンするに限らず、次のようにしてもよい。即ち、超音波の発生源として前記したフェーズドアレイで焦点位置を変化させられる超音波発生源１１５を用いる。超音波発生源１１５の位置は固定させておき、フェーズドアレイを利用して、焦点位置をスキャンさせる。このようにしても超音波照射装置１００は、上記した本実施形態の場合と同様に機能し、同様の効果を得ることができる。また、スキャナ４１０による超音波発生源１１５の移動と、フェーズドアレイによる焦点位置を変化とを併用してもよい。
【０１００】
また、本実施形態においても。例えば、発熱量演算手段１７０が算出した発熱量Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を示すグラフなどを、表示手段１５０に表示させることが好ましい。例えば、（ｘ，ｙ，ｚ）を表す３次元グラフ上に、色を用いて発熱量や最適な周波数を表示してもよいし、任意のパラメータを抽出してグラフを作成し、それを表示してもよい。このようなグラフを表示することにより、ユーザは、生体組織の超音波の伝播特性を視覚的に確認しながら、本超音波照射装置１００を操作することができる。
【０１０１】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。ここで本実施形態の説明では、第４の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。第４の実施形態においては、発熱量Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）のテーブルを作成するために、周波数を変化させながら生体組織の超音波伝播特性を繰り返し計測している。これに対して本実施形態では、様々な周波数成分を含む単パルス衝撃波を照射する。単パルス衝撃波を用いることで、一度に広い周波数帯域に関する情報を取得することができる。
【０１０２】
本実施形態では、ある位置に固定された超音波発生源１１０から、単パルス衝撃波を射出する。その後超音波発生源１１０は、反射波を受信する。超音波発生源１１０は、受信した反射波の信号を受信手段３３０に出力する。受信手段３３０は入力した信号を増幅し、受信信号解析手段３４０に出力する。受信信号解析手段３４０は、入力した信号を周波数解析する。例えば高速フーリエ変換により、周波数毎の反射波の強度を算出する。
【０１０３】
ここで、超音波発生源１１０から射出する実際の単パルス衝撃波は、理想的な単パルス衝撃波と異なり、全ての周波数について同一の強度を持つものではない。即ち、実際の単パルス衝撃波の周波数スペクトルは、図１４にそのスペクトルの概略を示すように、パルス持続時間による周波数を中心としたスペクトルの拡がりを有しており、周波数毎に強度の違いを有する。また、有限振幅効果により、伝播距離に応じて周波数成分が変化する。そこで、この強度の違いを補正する。例えば、予め無減衰均一媒体中を仮定できる物質を用いて、超音波発生源１１０から射出する単パルス衝撃波の周波数スペクトルを求めておく。受信信号解析手段３４０は、この予め求めておいた周波数スペクトルに基づいて、超音波発生源１１０から射出される超音波の、周波数による強度の違いをキャンセルするように、補正を行う。また、単パルス衝撃波の理想との差による、周波数毎の出力強度の違いのみならず、超音波発生源１１０の振動特性に基づく周波数毎の出力強度の違いも発生する可能性がある。この違いも補正することが望ましい。
【０１０４】
受信信号解析手段３４０は、制御手段１２５から、焦点位置の座標（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する。補正した周波数分解された反射波の強度と、焦点位置の座標（ｘ，ｙ，ｚ）との関係を表す反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を制御手段１２５に出力する。スキャナ４１０による超音波発生源１１０の位置の移動を含むその他の動作は、第４の実施形態の場合と同様である。
【０１０５】
本実施形態によれば、超音波伝播特性を取得するにあたって、射出する超音波の周波数を挿引する必要がなく、１回の単パルス衝撃波の射出のみで各周波数に関する情報を取得することができる。したがって、超音波伝播特性を取得するにあたって、超音波周波数を変更しながら照射する手間と時間を省くことができる。
【０１０６】
［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。ここで本実施形態の説明では、第３の実施形態及び第４の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。第３の実施形態における基本となる形態ではビーム波を射出し、その反射波を受信して、ビーム波の進行路全体について情報を取得していた。即ち、１次元の位置情報のみ取得している。第４の実施形態では、スキャナ４１０を用いて、集束超音波を空間的にスキャンしながら３次元的な情報を取得している。第４の実施形態では、情報の正確さは増すが、情報取得に要する時間が長くなる。そこで本実施形態では、並列同時受信法を用いる。
【０１０７】
本実施形態では、図１０を参照して説明した第３の実施形態と同様な、フェーズドアレイを利用して超音波を射出することができる構成を用いる。即ち、複数の超音波素子１１５２が組み合わされて構成される超音波発生源１１５を用いる。超音波発生源１１５が平面波を生体組織に照射すると、その後受信する反射波には、生体組織内の様々な位置から反射した反射波が含まれている。ここで、図１５に示す位置Ｐ１点及びＰ２点で反射した超音波の波面を模式的に表すと、それぞれ図１５の破線及び一点破線のようになる。即ち、点音源Ｐ１及びＰ２にて発生した超音波を超音波発生源１１５を構成する各超音波素子１１５２が受信することと等価な状態になる。したがって、各超音波素子１１５２が受信する超音波について、関心位置（例えばＰ１やＰ２）に基づいて時間についての逆問題を解くことにより、関心位置に関する反射波を算出することができる。
【０１０８】
より具体的には、超音波発生源１１５を構成する各超音波素子１１５２にそれぞれ遅延回路を接続する。この遅延回路によって、受信信号に様々な遅延値を重畳する。図１６（ａ）に模式図を示すように、両矢印で模式的に示す様に各超音波素子１１５２の位置に応じた遅延値を、各超音波素子１１５２によって受信された反射波の信号に重畳させると、位置Ｐ３で反射された超音波の強度を求めることができる。同様に、図１６（ｂ）に両矢印で模式的に示す様に、各超音波素子１１５２の位置に応じた遅延値を、各超音波素子１１５２によって受信された反射波の信号に重畳させると、位置Ｐ４で反射された超音波の強度を求めることができる。
【０１０９】
即ち、各超音波振動子が受信した反射波の強度を位相毎に解析することで、超音波発生源１１５をスキャンしたときと同様に、生体組織内の各部で反射した超音波の反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を、超音波発生源１１５をスキャンせずに、同時に取得することができる。このように、受信波の位相を制御して、各位置での反射波の強度を一斉に取得する方法を並列同時受信法という。なお、反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を算出する際には、各超音波素子１１５２の指向性によって生じる振幅の低下を補正する。反射超音波強度Ｉｒｅｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｆ）を、取得した後の動作は、第４の実施形態におけるそれと同様である。
【０１１０】
本実施形態によれば、第４の実施形態で得られる情報と同様の、生体組織内の各部の超音波伝播特性に係る正確な情報を、超音波発生源１１５をスキャンすることなく、短時間で取得することができる。
【０１１１】
［第７の実施形態］
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。本実施形態では、並列同時受信法を用いる第６の実施形態において、第５の実施形態と同様に単パルス衝撃波を用いる。単パルス衝撃波照射と並列同時受信法を併用することにより、周波数を変化させながら計測することなく、様々な周波数に関する生体組織内の超音波伝播特性を取得できると共に、超音波発生源１１５をスキャンすることなく、生体組織内の各位置における超音波伝播特性を取得できる。したがって、第５の実施形態及び第６の実施形態と比較して、短時間で必要な情報を取得することができる。
【０１１２】
なお、第１の実施形態乃至第７の実施形態の何れの場合においても、装置の特性に基づく、送受信特性のばらつきを補正することが望ましい。このため、例えば、予め超音波を減衰させない物質に超音波を照射した際の、装置の送信特性や受信特性を計測しておく。そして、計測した装置の送信特性や受信特性に基づいて、超音波照射装置１００の動作の各種特性を補正する。
【０１１３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１１４】
また、上述の各実施形態では、生体内における超音波の反射率が一定であることを前提としているが、実際の組織では臓器の違い、脂肪層、筋層、血管壁、血管内など、反射率が異なるものもある。そのような場合には、生体内部のＭＲＩ、ＣＴ、超音波等の３次元画像をあらかじめ取得して、体表から照射目標までの超音波伝播経路中に存在する臓器や組織をマッピングしておき、３次元的な位置毎に超音波の反射率を考慮した反射波強度の補正を施すようにしても良い。
【０１１５】
また、各実施形態では超音波の照射対象を生体組織としているが、これに限るものではなく、同様の効果が得られる照射対象物であれば、例えば、樹脂や、流体中に配置された物質等でもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１００…超音波照射装置、１１０…超音波発生源、１１５…超音波発生源、１１５２…超音波素子、１２０…制御手段、１２２…補正演算手段、１２５…制御手段、１３０…駆動手段、１３５…駆動手段、１４０…周波数選択手段、１４２…周波数選択手段、１５０…表示手段、１６０…入力手段、１７０…発熱量演算手段、１８０…減衰率演算手段、２１０…周波数選択データメモリ、２２０…周波数選択データメモリ、２２２…周波数選択データメモリ、２２６…周波数選択データメモリ、２２８…周波数選択データメモリ、３００…超音波送受信装置、３１０…超音波振動子、３２０…振動子駆動手段、３３０…受信手段、３４０…受信信号解析手段、３５０…送受信装置制御手段、４１０…スキャナ、４２０…スキャナ駆動手段、４３０…スキャナ制御手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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