JP3202735B2 - 衝撃波治療装置及び温熱治療装置 - Google Patents

衝撃波治療装置及び温熱治療装置

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JP3202735B2
JP3202735B2 JP21433099A JP21433099A JP3202735B2 JP 3202735 B2 JP3202735 B2 JP 3202735B2 JP 21433099 A JP21433099 A JP 21433099A JP 21433099 A JP21433099 A JP 21433099A JP 3202735 B2 JP3202735 B2 JP 3202735B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は生体内にある対象治
療物例えばガン組織、結石等を衝撃波の集束エネルギー
で破壊して治療する衝撃波治療装置に関するものであ
る。
【0002】または、連続超音波を使用してその熱的な
作用によりガン組織等を超音波の集束エネルギーで破壊
して治療する温熱治療装置に関するものである。
【0003】
【従来の技術】近年、衝撃波を照射することにより結石
等を破壊する衝撃波治療装置に関する様々の開発が試み
られている。例えば本件出願人による先願の特願昭62-2
90158号に記載のものがある。
【0004】以下、図面を参照しながらこの技術を説明
する。図9においてその全体の概略構成を示す衝撃波治
療装置は、後に詳述するように超音波からなる衝撃波を
送波する衝撃波トランスデューサ15と、この衝撃波ト
ランスデューサ15の形成する衝撃波送波領域とは異な
る音場領域を形成する超音波を送受波する超音波トラン
スデューサ16を含んで構成された衝撃波アプリケータ
17と、衝撃波トランスデューサ15に対しパルス信号
を送出するパルサ18と、前記超音波トランスデューサ
16に対しパルス信号を送出して、該超音波トランスデ
ューサ16がBモードスキャンを行うように励振すると
ともに、このBモードスキャンに基づく超音波トランス
デューサ16からのエコー信号を受信する送受信回路1
9と、この送受信回路19の出力信号を入力してこれに
振幅検波を施してビデオ信号として信号変換系21に送
出する信号処理回路20と、所定パラメータのもとにこ
の装置各部の制御を行うCPU(中央処理装置)22及
びこのCPU22に制御され前記送受信回路19,信号
処理回路20,パルサ18におけるパルス信号の送受信
タイミング等を制御するコントローラ23と、前記CP
U22により制御され前記送受信回路19,信号処理回
路20の出力信号に対し信号変換処理を行う信号変換系
21(例えばディジタルスキャンコンバータ)と、この
信号変換系21の出力信号を基に超音波トランスデュー
サ16による扇状の音場領域42,生体の体表像,腎臓
像,腎結石像等と、衝撃波トランスデューサ15の衝撃
波送波領域,集束点マーカ26等を表示するTVモニタ
等を含む表示手段27と、前記パルサ18から衝撃波ト
ランスデューサ15に送出されるパルス信号の発生タイ
ミングを設定すべくCPU22に接続されたパルス発生
スイッチ29と、前記衝撃波トランスデューサ15に対
する超音波トランスデューサ16の相対的位置関係を調
整する位置コントローラ30とから構成されている。
【0005】次に図8を用いて衝撃波アプリケータ17
について詳述する。この衝撃波アプリケータ17は、生
体32内の集束点41aに集束する衝撃波(例えば強力
なエネルギーの超音波パルス)を発生させる衝撃波トラ
ンスデューサ15と、この衝撃波トランスデューサ15
の衝撃波送波面15a側に設けられた水槽33と、前記
衝撃波トランスデューサ15の衝撃波送波面15aから
集束点41aに至る衝撃波送波領域41内に配置され、
生体表面32sに超音波送受波面16aを当接した状態
で前記集束点41aを含む音場領域42を形成し、生体
32のBモード像(断層像)データを収集する超音波ト
ランスデューサ16とを有している。
【0006】これらの構成要素についてさらに詳述すれ
ば、衝撃波トランスデューサ15は一定の曲率からなる
凹面振動子(図示省略)とを備えている。そしてこの衝
撃波トランスデューサ15の中央には超音波トランスデ
ューサ16がトランスデューサ支持駆動部36を介して
矢印B方向で移動可能に取り付けられている。このトラ
ンスデューサ支持駆動部36は、衝撃波トランスデュー
サ15に対する超音波トランスデューサ16の相対的位
置関係を調整する位置コントローラ30の制御信号に基
づき、超音波トランスデューサ16を矢印B方向に任意
に移動停止させる機構及びその駆動源を備えている。例
えば、超音波トランスデューサ16の側面にはラック部
材が固定されており、このラックと噛み合うピニオンギ
アを駆動軸に取り付けたモータを備えたトランスデュー
サ支持駆動部36は、位置コントローラ30によりモー
タの回転角が制御されることで衝撃波トランスデューサ
15と超音波トランスデューサ16との相対的な位置関
係を調整する。ところで、衝撃波トランスデューサ15
の衝撃波送波面15a側には、内部に衝撃波伝達液とし
て水を満たした水槽33が設けられているが、この水槽
33は衝撃波トランスデューサ15の外径とほぼ等しい
底面を有する円筒状または円すい状となっている。そし
てその側面には矢印B方向あるいはその方向と所定角度
内で伸縮できる蛇腹33aが形成されており、その底部
37は水とほぼ等しい音響インピーダンスを有する薄膜
となっている。
【0007】以上のように構成された衝撃波治療装置を
用いて、例えば図8中38で示される腎臓内の腎結石3
9を破壊治療する場合、まず衝撃波アプリケータ17の
水槽33の底部37を生体32の表面32sに密着さ
せ、この状態で送受信回路19,信号処理回路20及び
信号変換系21を制御し、超音波トランスデューサ16
を駆動して表示手段27の画面上に生体32の断層像を
表示する。この場合該超音波トランスデューサ16の超
音波送受波面16aが直接生体表面32sに当接するの
で、水槽底部,水等の影響を排除して鮮明な断層像を得
ることができる。次にこの断層像に腎臓像38が描写さ
れた段階でその中にある腎結石像39を探す。この場
合、表示手段27上には、CPU22から信号変換系2
1に送受信される信号に基づいて、衝撃波送波領域41
及び集束点マーカ26がそれぞれ対応する位置に表示さ
れるとともに、リアルタイムで表示される生体32の断
層像は衝撃波アプリケータ17の移動に伴ってその表示
部位が変化する。そして腎結石像39が断層像内に描写
された段階でさらに衝撃波アプリケータ17を微調整し
て、その腎結石像39が前記集束点マーカ26内に位置
するように設定し、この状態で衝撃波アプリケータ17
を固定する。この場合、蛇腹33aは設定されたその姿
勢を保持するので衝撃波アプリケータ17の固定を容易
に行える。
【0008】次にオペレータはパルス発生スイッチ29
を操作しCPU22,コントローラ23を介してパルサ
18に制御信号を送信する。これにより衝撃波トランス
デューサ15にパルス信号が送信され、衝撃波トランス
デューサ15は強力なエネルギーを超音波パルス(対象
治療物破壊用衝撃波)を集束点マーカ26の位置に相当
する位置に存在する腎結石39に向けて送波する。この
超音波パルスは腎結石39の位置で衝撃波となり、腎結
石を破壊する。
【0009】このような超音波パルスの発生を何度か必
要なだけ繰り返すことにより、腎結石39の全体を破壊
して治療することができる。
【0010】また、従来の温熱治療装置においても図9
に示す衝撃波トランスデューサ15,パルサ18をそれ
ぞれ連続超音波を発生する連続超音波トランスデュー
サ,連続発振回路として同様に構成して、集束点41a
に連続超音波トランスデューサからの連続超音波を集束
し、この集束点に熱を発生して、対象治療物を破壊治療
するようにしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】生体内の対象治療物を
治療する場合、その対象治療物は呼吸で動いたり、時々
生体自身が動いているのが普通であるから、治療の途中
で何回か治療効果を確認しながら治療を行うのが安全性
上好ましい操作法であると考えられる。
【0012】しかしながら、従来の衝撃波治療装置及び
温熱治療装置では、衝撃波照射発数又は連続超音波照射
時間と生体の状態,治療効果とを簡単に確認しながら治
療できないという問題があった。
【0013】そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされ
たものであり、治療効率向上を図ることのできる衝撃波
治療装置及び温熱治療装置を提供することを目的として
いる。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1記載の発明は、生体内の対象治療物に集束す
る衝撃波を発生する衝撃波発生手段を備えた衝撃波治療
装置において、前記衝撃波発生手段に印加する駆動電圧
を前記対象治療物への照射開始から終了迄の間に所定照
射数毎に徐々に高めるように制御する制御手段を有する
ことを特徴とするものである。
【0015】また、請求項2記載の発明は、生体内の対
象治療物に集束する連続超音波を発生する連続超音波発
生手段を備えた温熱治療装置において、前記連続超音波
発生手段に印加する駆動電圧を前記対象治療物への照射
開始から終了迄の間に所定照射時間毎に徐々に高めるよ
うに制御する制御手段を有することを特徴とするもので
ある。
【0016】(作用)上記構成の装置の作用を説明す
る。
【0017】請求項1記載の装置においては、衝撃波発
生手段に印加する駆動電圧を、照射開始から終了迄の間
に所定照射数毎に徐々に高めるように制御するので、安
全性の向上、治療効率の向上を図ることができる。
【0018】請求項2記載の装置においては、連続超音
波発生手段の駆動電圧を、照射開始から終了迄の間に所
定照射時間毎に徐々に高めるように制御するので、安全
性の向上、治療効率の向上を図ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下図1乃至図7を参照して本発
明の実施例を詳述する。尚、従来の技術の項で述べた衝
撃波治療装置の構成要素と共通のものは同一の番号を付
することによってその詳細な説明を省略する。
【0020】図1は本発明の一実施例である衝撃波治療
装置の概略全体斜視図を示すものである。
【0021】まず従来の衝撃波治療装置とは異なる構成
要素としては、信号出力手段としての衝撃波照射条件設
定装置101,照射衝撃波データ出力装置102,表示手段10
3,音声出力装置104がある。
【0022】本装置は、この衝撃波アプリケータ17を
傾斜動,移動するための保持機構HMと、表示手段10
3,後述する衝撃波照射条件設定装置101,音出力装置10
4等を備えたイメージングユニットIUと、照射衝撃波
データ出力装置102,CPU22等を備えたシステムコ
ントローラSCと、衝撃波アプリケータ17の外周に設
けられ保持機構HMを操作するための保持機構操作パネ
ル18と、衝撃波アプリケータ17の水槽33内の水の
量をコントロールする水コントローラ34と、生体(以
下「患者」ともいう)を載置する寝台Tとを有してい
る。尚、同図中FSで示すものは、保持機構HMをオペ
レータの足で操作するフットスイッチである。
【0023】図2は図1に示す装置のブロック図、図3
は衝撃波照射条件設定装置101の設定盤面を示す平面図
である。
【0024】この衝撃波照射条件設定装置101は、例え
ば衝撃波照射数,衝撃波の照射レート(以下簡単に「パ
ルスレート」と呼ぶ),衝撃波の駆動電圧,一時停止発
数(衝撃波の発生回数)等の衝撃波照射条件をオペレー
タが設定するための装置である。ここで衝撃波照射数と
は治療が終了するまでの全照射数でありパルスレートと
は単位時間あたりの照射数、例えばパルスレートが2.0
Hzであれば1秒間に2回の割で照射することを意味す
る量であり、一時停止発数とは衝撃波治療の1つのくぎ
り、例えば一時停止発数が300であれば照射が300回で停
止するものである。衝撃波照射条件設定項目としては、
照射数,衝撃波駆動電圧,パルスレート,一時停止発数
の4つある。
【0025】まず、衝撃波照射数の設定は衝撃波照射数
設定用の押しボタン、すなわちアップボタン201,ダウ
ンボタン202を適宜押すことにより行われる。ここでは
アップボタン201またはダウンボタン202を一度押すごと
に衝撃波照射数が100づつ増減する。このようにして衝
撃波照射数として、例えば3000が設定されれば、衝撃波
照射数(MaximumShot No.)の表示部206には、図からも
わかるように3000と表示される。この数字は設定が変更
または解除されるまでは変化しない。また一時停止発数
も同様に一時停止発数設定用のアップボタン204,ダウ
ンボタン205を適宜押すことによって行う。この場合も
同様にアップボタン204,ダウンボタン205によって100
単位で増減する。そして、一時停止発数表示部(Pause/R
emaining ShotNo.)207には例えば300が表示される。こ
の数字は衝撃パルスが照射されるごとに1づつ減少す
る。すなわち衝撃波が照射されている間は、一時停止ま
での残り発数を表示し、一時停止になった時点でマイク
ロ秒のオーダで瞬時に初期の設定値にもどる。次に衝撃
波駆動電圧は衝撃波駆動電圧設定用のツマミ213を左右
に回転させることによって設定される。この場合1kV
単位で増減して、例えば15kVに設定されれば駆動電
圧(Driving Voltage)の表示部211には15.0と表示され
る。パルスレートの場合も同様にツマミ214を左右に回
転させて設定する。この場合も0.5Hzの単位で増減す
る。例えば設定値が2Hzであれば表示部212には002.0
と表示される。その他、実際に照射した衝撃波照射数は
表示部207に表示される。すなわち、衝撃波が照射され
るごとに1づつ増加する。なお衝撃波が照射されるごと
にシュートランプ209が点灯する。また装置全体が衝撃
波を照射できる状態になければパルスレディーランプ21
0が点灯する。クリアボタン203は設定を解除するための
ものである。
【0026】次に、照射衝撃波データ出力装置102につ
いて説明する。これば例えば一般のパーソナルコンピュ
ータ等に使用されるプリンタ等を用いてもよいが、これ
によって例えば図4に示されているものを出力する。
尚、同図中乃至,…で示す番号は、図5に示すよう
に腎結石39の異なる集束位置を示すものである。ここ
での部分には1発目乃至1000発目の衝撃波パルスが駆
動電圧と対応づけて記録される。以下同様にには1001
発目乃至2000発目を、には2001発目乃至3000発目を、
には3001発目乃至4000発目を記録する。ここで乃至
,…の縦軸はそれぞれ0から20kVの駆動電圧とし
ている。ただし、設定条件に応じて縦軸,横軸のスケー
ルが変わる。その他には、設定した照射条件や患者情報
が記録される。この患者情報とは、同図中患者IDと記
されている部分であるが、これは例えば患者名や、その
患者の結石の位置,大きさ等、あるいはそれらを記号化
したものを記録する部分であり、適宜の入力装置、例え
ば付属のキーボード等によって行われる。
【0027】また、図4を見てもわかるように衝撃波パ
ルス300発ごとに、駆動電圧0から最大駆動電圧、すな
わち設定した駆動電圧まで増加させている。この300発
というのは一時停止発数であり、300発ごとに衝撃波照
射が停止することを意味している。一時停止する場合に
は集束点の位置を移動させることがあるが、このような
場合に、より高い安全性を確保するために駆動電圧を徐
々に高めていくようにCPU22によって制御されてい
る。具体的に示せば、全照射数が1000乃至4000であれば
衝撃波4パルスごとに1kVづつ最大駆動電圧まで増加
させ、全照射数が4001乃至8000であれば8パルスごとに
1kVづつ増加させるなどである。このような照射方法
を条件の1つとして設定できるようにしてもよい。
【0028】次に表示手段103について説明する。表示
手段103は、TVモニタ等を備え図9に示す従来例装置
の表示手段27の表示内容を表示すると共に衝撃波照射
の累積数N,パルスレートR,駆動電圧Vをも表示する
ものである。
【0029】次に音声出力装置104について説明する。
この音声出力装置104は、図示しない音声合成メモリ,
スピーカ等を備え、設定した衝撃波の一時停止発数分の
照射が終了すると、スピーカより音声合成メモリが記憶
する音声情報に基づく音声を出力しオペレータに衝撃波
照射の一時停止を知らせるものである。すなわち、衝撃
波照射条件設定装置101は、ボタン201,202の操作によ
り設定された衝撃波照射数分の照射が終了すると、終了
信号をシステムコントローラSCのCPU22に出力す
る。CPU22は、衝撃波照射条件設定装置101からの
終了信号に基づいて、イメージングユニットIUに配置
された音声出力装置104に音声出力信号を入力する。音
声出力装置104は、この音声出力信号に基づいて、音声
を出力するようにしている。
【0030】以上の要素を具備する衝撃波治療装置の動
作は次のようになる。まずオペレータは患者の体表に保
持機構操作パネル18を操作して衝撃波アプリケータ1
7を載置する。すると既に述べた各構成要素での信号処
理の後表示手段103に、音場領域42として表示される
断層像,衝撃波送波領域41,集束点マーカ26が表示
される。オペレータはこの表示手段103を見ながら衝撃
波アプリケータ17を操作して例えば腎結石39を探
す。腎結石39がみつかればオペレータはその結石39
の位置や大きさに応じて衝撃波照射条件を決定し、衝撃
照射条件設定装置101により設定する。この設定値が例
えば上述したように衝撃波照射数が3000,パルスレート
が2.0Hz,駆動電圧が15kV,一時停止発数が200で
あれば、CPU22の制御により信号変換系21を介し
て表示手段103の左上には表示画像に対応した衝撃波照
射状況が表示される(図6(a)参照)。ここで、衝撃
波照射の累積数Nは、既に述べた衝撃波照射条件設定装
置101の表示部207に示される数に相当するものであり、
ここでは未だ照射されていない状態であるのでN=0と
表示されている。衝撃波の照射が開始され、表示部207
に示される数が例えばN=1000となると図6(b)に示
すようにN=1000,R=2.0Hz,V=15kVと表示
される。また、パルスレートRは、治療の間では常に一
定値となるのでR=2Hzとなる。また,駆動電圧V
は、ここでV=15kVとなっている。既に述べたよう
に実際に照射する衝撃波の駆動電圧は衝撃波照射が終了
(この場合の例においては照射数3000)すれば、オペレ
ータは適宜のスイッチを押して治療記録をプリントアウ
トする。この場合は例えば図4に示されるようなものが
出力される。
【0031】ここでCPU22による衝撃波の出力制御
の簡単な一例を図7のフローチャートを用いて説明す
る。
【0032】まずステップ301において上述の設定装置1
01から衝撃波照射数(m),衝撃波(最大)駆動電圧
(W),パルスレート(R),一時停止発数(P)が設
定される。ここでnは、設定装置101における表示部207
に表示される照射衝撃波数に対応する数値であり初期値
は0である。以下においてパルスレートの説明は省略す
るが図示説明省略のクロックの入力によってコントロー
ルされている。次に、302乃至306は、駆動電圧の増加照
射数を設定するステップである。例えばmが3000であれ
ば302→303のステップをたどりi=4に設定される。す
なわち、4ショット照射するごとに駆動電圧(V)を1
kVづつ大きくしていくことを意味している。(ここで
は1kVづつ大きくする場合を例にとっている。0.5k
VやW/10kVという決め方でもよい。以下同様にm
=8000の場合には302→304→306のステップをたどりi
=10と設定される。
【0033】次に307は上述のパルス発生スイッチ29
の入力待ちのステップであり、入力された時点で次のス
テップ308に進む。ステップ308では照射累積数nとmを
比較し、n=mであればステップ309に進み治療が完了
する。また、n<mであればステップ310に進み、ここ
で一時停止までの残り発数qが評価される。q=0であ
れば一時停止となり設定装置101からの終了信号に基づ
いて、CPU22は、音声出力装置104を制御してスピ
ーカより音声を出力させ、q=P,V=0,j=0と再
設定されるステップ307にもどる。ここでjはVを増加
させるためのパラメータであり、上述のiと比較するこ
とによりVの増加が行われる。またq>0であれば次の
ステップ312に進む。以下312乃至318のステップは駆動
電圧を決定するステップでコントローラ23に衝撃波照
射の指令を出力する。またステップ307,ステップ320で
のパラメータの書き換えに対応して、設定装置101に表
示される数値もCPU22の制御により変化する。
【0034】図2に示す衝撃波治療装置の衝撃波トラン
スデューサ15,パルサ18をそれぞれ連続超音波を発
生する連続超音波トランスデューサ,連続発振回路と
し、集束点41aに連続超音波トランスデューサからの
連続超音波を集束し、この集束点に熱を発生して、対象
治療物を治療するように同様に構成した温熱治療装置と
しても図2に示す衝撃波治療装置と同様の効果を奏す
る。
【0035】また、表示画像と同時に表示する衝撃波照
射状況は厳密な対応を要するわけではなく、例えば数ミ
リ秒以下の時間差を有する対応であればその結果を十分
発揮することが可能である。
【0036】このように構成された本発明の実施例であ
る衝撃波治療装置によれば、衝撃波照射条件設定装置に
より設定された衝撃波の一時停止発数分の衝撃波発生が
終了すると、音声出力装置より音声が出力され、患者及
び操作者に知らせるようにしているので、患者はこの音
声によりリラックスすることができ、操作者は次の操作
に移れるので効率よく治療を行うことができる。
【0037】さらに、衝撃波の駆動電圧を徐々に上昇さ
せることにより安全性の高い治療を行うことができ、一
時停止発数を設定することで患者への過剰の衝撃波照
射、あるいは無駄な照射を防ぐことができる。
【0038】本発明は上記の実施例に限定されるもので
はなくその他にも様々に変形して実施できる。例えば衝
撃波治療装置について説明したが従来の技術の項の説明
した如く、その他の照射衝撃波データ出力装置として、
治療記録をプリントアウトするものではなく、これをモ
ニタ出力するものとしてもよく、既に述べた表示装置10
3に随時出力できるようにしても、専用の表示装置を設
けてもよい。またこれを適宜の記録媒体、例えばフロッ
ピーディスクや光ディスク等に記録できるようにしても
よい。
【0039】また音声出力装置は、ブザー等の音を出力
するものとしてもよい。
【0040】
【発明の効果】以上詳述した請求項1記載の発明によれ
ば、衝撃波発生手段に印加する駆動電圧、照射開始か
終了迄の間に所定照射数毎に徐々に高めるように制御
するので、安全性の向上、治療効率向上を図ることので
きる衝撃波治療装置を提供することができる。
【0041】また請求項2記載の発明によれば、連続超
音波発生手段の駆動電圧を、照射開始から終了迄の間に
所定照射時間毎に徐々に高めるように制御するので、安
全性の向上、治療効率向上を図ることのできる温熱治療
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の装置の概略全体斜視図である。
【図2】全体ブロック図である。
【図3】衝撃波照射条件設定装置の設定盤面を示す平面
図である。
【図4】治療記録の一例を示す図である。
【図5】衝撃波治療の集束点移動の一例を示す図であ
る。
【図6】表示手段の表示例を示す図である。
【図7】本装置の作用を示すフローチャートである。
【図8】衝撃波アプリケータの構成を示す断面図であ
る。
【図9】従来の衝撃波治療装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】 15 衝撃波トランスジューサ(衝撃波発生手段) 101 衝撃波照射条件設定装置(信号出力手段) 104 音声出力装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−270862(JP,A) 特開 平1−91845(JP,A) 特開 平1−185261(JP,A) 特開 昭62−183754(JP,A) 特開 昭63−99851(JP,A) 特開 平1−46445(JP,A) 特開 平1−250240(JP,A) 特開 平1−250241(JP,A) 特開 平1−129845(JP,A) 特開 昭58−75542(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 17/22 330 A61B 18/00 A61F 7/00 322

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生体内の対象治療物に集束する衝撃波を
    発生する衝撃波発生手段を備えた衝撃波治療装置におい
    て、 前記衝撃波発生手段に印加する駆動電圧を前記対象治療
    物への照射開始から終了迄の間に所定照射数毎に徐々に
    高めるように制御する制御手段を有することを特徴とす
    る衝撃波治療装置。
  2. 【請求項2】 生体内の対象治療物に集束する連続超音
    波を発生する連続超音波発生手段を備えた温熱治療装置
    において、 前記連続超音波発生手段に印加する駆動電圧を前記対象
    治療物への照射開始から終了迄の間に所定照射時間毎に
    徐々に高めるように制御する制御手段を有することを特
    徴とする温熱治療装置。
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