JP2004237091A - 超音波衝撃波結石破砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一方では破砕すべき結石が衝撃波源の焦点に存在する場合にのみ超音波衝撃波を送出し、他方ではそれを僅かな費用で実現可能にする。
【解決手段】超音波アプリケータ（１０）と、Ｂ画像（１３）を生成し表示する超音波装置（１２）と、Ｂ画像（１３）を評価する評価装置（１５）と、焦点（Ｆ）に集束される超音波衝撃波を発生する超音波衝撃波発生器（６）とを備え、評価装置（１５）は超音波衝撃波発生器（６）に対して制御信号（Ｓ）を、焦点（Ｆ）と結石（Ｋ）との一致が評価装置（１５）内で検知された場合にのみ超音波衝撃波の発生を可能とするように供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は結石を破砕するための超音波衝撃波結石破砕装置に関する。

患者の体内に存在する結石、例えば腎臓結石を超音波衝撃波によって破砕する場合、結石を取り囲む組織を保護するために、超音波衝撃波は常に結石に正確に集束することが必要である。その理由は、一方では周辺組織に障害を与えないためであり、他方では破砕に必要な衝撃波パルスの数を最少限に抑制するためである。

固有の衝撃波源の中心に、機械的揺動によって衝撃波源の焦点周辺のＢ画像を生成する超音波変換器が配置されている超音波衝撃波結石破砕装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この公知の装置は衝撃波源の正確な位置決めを可能とし、従って超音波変換器によって検知された結石が衝撃波源の焦点に存在することが保証される。しかし、この装置の問題点は、結石の位置が治療処置中に衝撃波源に対して相対的に固定されず、患者が動かなくても呼吸動作によって３ｃｍ程度までの位置ずれを生じることである。

結石が衝撃波発生器の焦点に存在する場合にのみ実際に衝撃波が発生されることを保証するために、高エネルギーの衝撃波パルスに先立って弱い超音波信号を投射し、それによるエコー信号（Ａ画像）を受信するように衝撃波発生器を駆動することことが知られている（例えば特許文献２参照）。エコー信号を評価し、その評価結果に応じて衝撃波発生器用の制御信号が生成される。その場合、強いエコー信号は、結石が衝撃波発生器の焦点に存在し衝撃波パルスが発生されるための指標となる。エコー信号が受信されなかった場合、衝撃波は抑制される。連続して３回エコー信号が受信されなかった場合、それは、結石が呼吸動作のためではなく焦点の外部に存在し大きな位置ずれが例えば患者の動きによって生じていることの指標となる。この場合、衝撃波アプリケータは衝撃波源の近くに配置された超音波変換器を有する超音波装置によって生成されたＢ画像を用いて新たに位置決めされなければならない。

処置時間を短縮するために、すでに述べた特許文献２による公知の装置を、衝撃波の発射後所定の待機時間が経過したとき、パルス−エコー測定に利用され衝撃波より短い時間幅を持つ測定信号が発生されるように変形することが提案されている（例えば特許文献３参照）。この公知の装置の場合、エコー信号の評価に基づいて、結石が衝撃波の焦点に現実に存在することが検知された場合に衝撃波が発生される。すなわち上述の装置とは異なり、結石が焦点に存在しない場合には衝撃波パルスが抑制されると共に、結石が呼吸動作のために焦点領域内に到達した場合には衝撃波パルスが寧ろ意識的に発生される。

Ｂ画像を生成するために設けられた超音波変換器が特許文献１による公知の装置と同様に衝撃波発生器の中心に位置決めされる装置が知られている（例えば特許文献４参照）。この公知の装置の場合はまた、上位に設けられた結石破砕モード用作動スイッチが位置決めモード中に阻止される。

特許文献２、特許文献３および特許文献４による公知の装置の場合、衝撃波発生器を２つの異なるモードで、すなわち結石破砕用大容量とＡ画像検出用小容量とで駆動することが常に必要である。このことは、一方ではそのような駆動方式を可能とする圧電形衝撃波発生器の使用を前提とする。他方では衝撃波源のエネルギー供給に必要な供給装置も高価になる。すなわち、これは出力に大きな強弱比を持たせなければならないか、または別の駆動モードのために２つの異なる供給装置を使用する場合、それらを衝撃波源に切替え可能に接続しなければならない。衝撃波パルス発生のために大きなエネルギーを伝達しなければならないので、そのような切替えは容易ではない。
米国特許第４６１７９３１号明細書 米国特許第４８０３９９５号明細書 米国特許第５２１５０９１号明細書 欧州特許第０３９１３７８号明細書

従って本発明の課題は、一方では破砕すべき結石が衝撃波源の焦点に存在する場合にのみ超音波衝撃波パルスを送出し他方ではそれを僅かな費用で実現可能にする超音波衝撃波結石破砕装置を提供することである。

この課題は本発明によれば、超音波アプリケータと、Ｂ画像を生成し表示する超音波装置と、Ｂ画像を評価する評価装置と、焦点に集束された超音波衝撃波を発生する超音波衝撃波発生器とを備え、評価装置は超音波衝撃波発生器に対して制御信号を、焦点と結石との一致が評価装置内で検知された場合にのみ超音波衝撃波の発生を可能とするように供給することによって解決される。

結石の位置測定および治療のためにそれぞれ特殊化され高度に開発された装置が使用されるので、すなわち一方ではＢ画像の生成のために超音波装置が使用され、他方では結石を点状の正確さで破砕するのに最適である焦点特性を有する衝撃波の発生のために超音波衝撃波源が使用されるので、結石が衝撃波源の焦点に存在する場合にのみ衝撃波パルスが発生されることが高精度で保証される。さらに、圧電形衝撃波源によって発生された衝撃波パルスの焦点特性よりも、大きな焦点直径に基づいて良好である焦点特性を有する衝撃波パルスを発生する電磁形衝撃波源の適用が可能となる。

本発明の好ましい構成において、評価装置は超音波装置のビデオ出力端に接続可能な独立の装置ユニットである。このことは、高価な構造変更を必要とすることなしに、すでに述べた超音波装置の適用を可能とする。

本発明を図に示す実施例についてさらに詳細に説明する。

図１に示す超音波衝撃波結石破砕装置は、水封入部を介して患者４の体表面に装着されている衝撃波源２を含んでいる。衝撃波源２はパルス供給ユニット６に接続されている。パルス供給ユニット６は手動操作可能な外部作動スイッチ８を介して起動され、衝撃波源２へ必要な高電圧パルスを供給する。衝撃波源２の近くで衝撃波源２に対して空間的に固定した位置に、患者４の主表面に結合される超音波アプリケータ１０が配置されている。超音波アプリケータ１０を用いて、画像形成用超音波装置１２内にＢ画像が生成され、そのＢ画像がモニタ１４の画面に表示される。この実施例ではＢ画像を評価する評価装置１５が超音波装置１２内に組込まれている。評価装置１５によって衝撃波源２の焦点Ｆに結石Ｋが存在するか否かが検知される。その評価の結果に応じて制御信号Ｓが生成される。この制御信号Ｓは、結石Ｋが衝撃波源２の焦点Ｆの外部にある場合には作動スイッチ８に直列に接続された制御スイッチ１６を開き、焦点Ｆと結石Ｋとが一致している場合には制御スイッチ１６を閉じる。制御スイッチ１６が閉じられると、外部作動スイッチ８の手動操作によって衝撃波パルスが発生される。

図１にはさらに実施形態の変形例が波線で示されている。この変形例では、超音波装置１２によって生成されたＢ画像１３のデジタル化および評価が外部装置ユニット１８内で行われる。外部装置ユニット１８は超音波装置１２のビデオ出力端に接続され、評価装置１５を含んでいる。

その場合、従来型の超音波装置１２を用いることができ、従って既存の結石破砕装置および結石位置測定のための既存の超音波装置を問題なく装置交換なしに追加設置することができる。

本発明による超音波衝撃波結石破砕装置の一実施例を示すブロック図

符号の説明

２ 衝撃波源
４ 患者
６ パルス供給ユニット
８ 外部作動スイッチ
１０ 超音波アプリケータ
１２ 超音波装置
１３ Ｂ画像
１４ モニタ
１５ 評価装置
１６ 制御スイッチ
１８ 外部装置ユニット
Ｋ 結石
Ｓ 制御信号
Ｆ 焦点

Claims (4)

1. 超音波アプリケータ（１０）と、Ｂ画像（１３）を生成し表示する超音波装置（１２）と、Ｂ画像（１３）を評価する評価装置（１５）と、焦点（Ｆ）に集束される超音波衝撃波を発生する超音波衝撃波発生器（６）とを備え、評価装置（１５）は超音波衝撃波発生器（６）に対して制御信号（Ｓ）を、焦点（Ｆ）と結石（Ｋ）との一致が評価装置（１５）内で検知された場合にのみ超音波衝撃波の発生を可能とするように供給することを特徴とする結石を破砕するための超音波衝撃波結石破砕装置。
2. 評価装置（１５）が超音波装置（１２）内に組込まれていることを特徴とする請求項１記載の超音波衝撃波結石破砕装置。
3. 評価装置（１５）は、超音波装置（１２）のビデオ出力端に接続可能な独立の装置ユニット（１８）の一部であることを特徴とする請求項１記載の超音波衝撃波結石破砕装置。
4. 超音波衝撃波発生器（６）が、制御信号（Ｓ）によって制御された制御スイッチ（１６）を介して外部作動スイッチ（８）に接続されることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の超音波衝撃波結石破砕装置。

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