JPH0284951A - Ultrasonic calculus crushing device - Google Patents
Ultrasonic calculus crushing deviceInfo
- Publication number
- JPH0284951A JPH0284951A JP1184355A JP18435589A JPH0284951A JP H0284951 A JPH0284951 A JP H0284951A JP 1184355 A JP1184355 A JP 1184355A JP 18435589 A JP18435589 A JP 18435589A JP H0284951 A JPH0284951 A JP H0284951A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- ultrasonic
- ultrasonic transducer
- pulse
- tomographic image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 21
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 11
- 206010029148 Nephrolithiasis Diseases 0.000 abstract description 45
- 208000000913 Kidney Calculi Diseases 0.000 abstract description 42
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 29
- 230000008520 organization Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 2
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 201000001883 cholelithiasis Diseases 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 208000001130 gallstones Diseases 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は、被検体内にある結石を超音波の集束エネルギ
で破砕する超音波結石破砕装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objective of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an ultrasonic stone crushing device that crushes a stone inside a subject using focused energy of ultrasonic waves.
（従来の技術）
近年、衝撃波エネルギを利用して被検体内の結石を破砕
するようにした装置が実用化されている。(Prior Art) In recent years, devices that use shock wave energy to crush stones within a subject have been put into practical use.
この装置は、所定の大きさを有し、且つ、その内部に適
温の水を満たした容器内に結石を持った被検体を入れて
その結石の位置を回転楕円体の一方の焦点位置と一致さ
せ、他方の焦点位置で火薬の爆発や放電現象により衝撃
波を発生させてそのまわりに配置した回転楕円形の音響
ミラーにより衝撃波を結石部分に集束させるようにして
衝撃波エネルギにより結石を破砕するようにしたもので
ある。In this device, a subject with a stone is placed in a container of a predetermined size and filled with water at an appropriate temperature, and the position of the stone is aligned with the focal position of one of the spheroids. At the other focal point, a shock wave is generated by the explosion or discharge phenomenon of gunpowder, and a spheroidal acoustic mirror placed around the shock wave is focused on the calculus, so that the shock wave energy crushes the calculus. This is what I did.
この場合、被検体の結石の位置の確認は、前記容器の外
側に配置したＸ線透視装置により結石部分を表示しなが
ら行うものである。In this case, confirmation of the location of the stone in the subject is performed while displaying the stone portion using an X-ray fluoroscope placed outside the container.
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上述した装置により数千回乃至数百回の
破砕作用を繰り返す場合、１回の衝撃波の発生毎に火薬
や電極を取り替えなければならず、そのための時間が多
くかかると共に費用も多大に要するという問題がある。(Problem to be Solved by the Invention) However, when the above-mentioned device repeats the crushing action thousands to hundreds of times, it is necessary to replace the gunpowder and electrodes every time a single shock wave is generated, which requires a lot of time. There are problems in that it requires a lot of time and costs a lot.
また、この装置の場合被検体を水を満たした容器内に入
れる煩しさがあり、更にはＸ線透視による観察が不可欠
であるため被検体及びオペレータの受ける被爆量も無視
できない量となる。In addition, in the case of this apparatus, it is troublesome to place the subject in a container filled with water, and furthermore, since observation using X-ray fluoroscopy is essential, the amount of radiation exposure to which the subject and the operator are exposed cannot be ignored.
更に、装置が大規模となり価格も極めて高価になるとい
う問題がある。Furthermore, there is a problem that the device becomes large-scale and extremely expensive.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、Ｘ線の
被爆のおそれが全くなく適確に被検体の結石を破壊する
ことができ、しかも低価格な超音波結石破砕装置を提供
することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an ultrasonic stone crushing device that can accurately destroy stones in a subject without any fear of exposure to X-rays, and that is inexpensive. The purpose is to
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するための本発明の概要は、凹面形状を
有しその幾何学的中心点に超音波の集束点を形成する第
１の超音波トランスジューサと、この第１の超音波トラ
ンスジューサと所定の位置関係をもって配置され前記集
束点を含む音場領域を形成して被検体の断層像データを
得る第２の超音波トランスジューサと、前記断層像デー
タに基く断層像内に前記集束点に対応する集束点マーカ
を表示する表示手段とを具備することを特徴とするもの
である。[Structure of the Invention (Means for Solving the Problems) The outline of the present invention for achieving the above object is as follows: A first structure having a concave shape and forming an ultrasonic convergence point at its geometric center point. an ultrasonic transducer; a second ultrasonic transducer disposed in a predetermined positional relationship with the first ultrasonic transducer to form a sound field region including the focal point to obtain tomographic image data of the subject; The present invention is characterized by comprising display means for displaying a focal point marker corresponding to the focal point in a tomographic image based on image data.
（作 用）
上記構成によれば、断層像内に集束点マーカを表示する
ことにより位置決めが確実になり適確な結石破砕を行う
ことができる。(Function) According to the above configuration, by displaying the focal point marker in the tomographic image, positioning can be ensured and stone fragmentation can be performed accurately.
（実施例）
以下に本発明の実施例を詳細に説明する。第１図に示す
実施例装置は、後に詳述する異なる音場領域を形成する
超音波を送受波するために第１゜第２の超音波トランス
ジューサ１，２を含んで構成されたアプリケータ３と、
第１の超音波トランスジューサ１に対し強弱２種類のパ
ルス信号を送出すると共にこの第１の超音波トランスジ
ューサ１からの超音波エコー信号を受信して信号処理す
る第１の信号処理系４と、前記第２の超音波トランスジ
ューサ２に対しパルス信号を送出して超音波を発生させ
ると共に扇状に走査しこの第２の超音波トランスジュー
サ２からの超音波エコー信号を受信して信号処理する第
２の信号処理系５と、所定の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）６及びこ
のＣＰＵ６に制御され前記第１．第２の信号処理系４，
５におけるパルス信号の送受信タイミング、振幅１周波
数等を制御するコントローラ７からなる制御系８と、前
記ＣＰＵ６により制御され第２の信号処理系５の出力信
号に対し信号変換処理を行う信号変換系（例えばディジ
タルスキャンコンバータ）９と、この信号変換系９の出
力信号を基に第２の超音波トランスジューサ２による扇
状の音場領域３１、被検体の体表像３３．腎臓像３４．
腎結石像３５等と第１の超音波トランスジューサ１の位
置３６．音場領域３７．集束点マーカ３８等とを表示す
るＴＶモニタ等の表示手段１０と、前記第１の信号処理
系５の出力信号に基き被検体内の腎結石の位置を確認す
るスピーカ等の結石位置確認手段１１と、被検体の一部
、例えば手足等に接触可能に形成され被検体の心拍動等
を示す被検体信号を前記ＣＰＵ６に送る被検体信号検出
素子１２と、前記第１の信号処理系４から第１の超音波
トランスジューサ１に送られるパルス信号の発生タイミ
ングを設定すべく ＣＰＵ６に接続された第１゜第２の
ブツシュボタンからなるパルス発生スイッチ１３と、前
記信号変換系９における信号変換時における超音波音速
設定値を可変すべ（ＣＰＵ６に接続された音速設定手段
１４とを有し構成されている。次にアプリケータ３の具
体的構成について説明する。前記第１の超音波トランス
ジューサ１は、第２図に示すように中央部に所定形状の
抜孔を設けた例えば共振周波数ＩＭＨ２で直径ｌ０ｃｍ
の曲率を有する凹面振動子１５と、この凹面振動子１５
の背面に一様に接着したバッキング材１６とからなり、
凹面振動子１５の図示しない電極に第１のケーブル１７
を接続している。(Example) Examples of the present invention will be described in detail below. The embodiment shown in FIG. 1 includes an applicator 3 including first and second ultrasonic transducers 1 and 2 for transmitting and receiving ultrasonic waves forming different sound field regions, which will be described in detail later. and,
a first signal processing system 4 that transmits two types of strong and weak pulse signals to the first ultrasonic transducer 1 and receives and processes an ultrasonic echo signal from the first ultrasonic transducer 1; A second signal that sends a pulse signal to the second ultrasonic transducer 2 to generate ultrasonic waves, scans in a fan shape, receives an ultrasonic echo signal from the second ultrasonic transducer 2, and processes the signal. A processing system 5, a CPU (central processing unit) 6 that controls each part of this device based on predetermined parameters, and the first. second signal processing system 4,
a control system 8 consisting of a controller 7 that controls the transmission/reception timing, amplitude, frequency, etc. of the pulse signal in the second signal processing system 5; and a signal conversion system (controlled by the CPU 6) that performs signal conversion processing on the output signal of the second signal processing system 5. For example, a digital scan converter) 9, a fan-shaped sound field area 31 by the second ultrasonic transducer 2 based on the output signal of this signal conversion system 9, a body surface image 33 of the subject. Kidney image 34.
Kidney stone image 35 etc. and the position 36 of the first ultrasound transducer 1. Sound field area 37. a display means 10 such as a TV monitor that displays a focal point marker 38, etc.; and a stone position confirmation means 11 such as a speaker that confirms the position of a kidney stone within the subject based on the output signal of the first signal processing system 5. , a subject signal detection element 12 that is formed so as to be able to come into contact with a part of the subject, such as a limb, and sends a subject signal indicative of the subject's heartbeat etc. to the CPU 6; and the first signal processing system 4. A pulse generation switch 13 consisting of first and second pushbuttons connected to the CPU 6 to set the generation timing of the pulse signal sent to the first ultrasonic transducer 1, and a signal conversion time in the signal conversion system 9. The first ultrasonic transducer 1 includes a sound speed setting means 14 connected to the CPU 6. Next, the specific structure of the applicator 3 will be described. As shown in Fig. 2, a hole of a predetermined shape is provided in the center, for example, with a resonance frequency of IMH2 and a diameter of 10 cm.
A concave vibrator 15 having a curvature of
It consists of a backing material 16 uniformly adhered to the back side of the
A first cable 17 is connected to an electrode (not shown) of the concave vibrator 15.
are connected.
前記第２の超音波トランスジューサ２は、前記抜孔内に
固定され、且つ細い振動子を配列してなる振動子アレイ
２ａを前記凹面振動子１５の曲面に臨ませたセクタプロ
ーブであり、このセクタプローブから第２のケーブル１
８を引き出している。The second ultrasonic transducer 2 is a sector probe that is fixed in the hole and has a transducer array 2a formed by arranging thin transducers facing the curved surface of the concave transducer 15. to second cable 1
I'm pulling out an 8.
前記第１の超音波トランスジューサ１の外周部は、シャ
フト１９を有する固定枠２０により支持され、またこの
固定枠２０はアーム２１に結合されて固定枠２０を動か
すことにより第１．第２の超音波トランスジューサ１，
２を所望の位置に移動させ且つその位置に固定できるよ
うになっている。The outer periphery of the first ultrasonic transducer 1 is supported by a fixed frame 20 having a shaft 19, and this fixed frame 20 is coupled to an arm 21 to move the fixed frame 20 to move the first ultrasonic transducer 1. second ultrasonic transducer 1,
2 can be moved to a desired position and fixed at that position.
前記第１．第２の超音波トランスジューサ１゜２は、音
響カプラ２２により被検体の体表３３Ｍに対し音響的に
結合される。この音響カプラ２２は第２図に示すように
水とほぼ等しい音響インピーダンスを有する薄い膜で形
成された袋２３と、この袋２３内に満された水２３ａと
から構成され、この音響カプラ２２を前記第１．第２の
超音波トランスジューサ１，２の音場領域側に配置する
ことにより、第１．第２の超音波トランスジューサ１．
２と被検体との間の超音波の送受波を効率よく行うよう
になっている。Said 1st. The second ultrasonic transducer 1°2 is acoustically coupled to the subject's body surface 33M by an acoustic coupler 22. As shown in FIG. 2, this acoustic coupler 22 is composed of a bag 23 formed of a thin film having almost the same acoustic impedance as water, and water 23a filled in this bag 23. Said 1st. By arranging the second ultrasonic transducers 1 and 2 on the side of the sound field region, the first ultrasonic transducer 1 and 2 are placed on the sound field side. Second ultrasonic transducer1.
Ultrasonic waves are transmitted and received efficiently between the test object 2 and the subject.
次に第１の信号処理系４について説明する。第１の信号
処理系４は、制御系８のコントローラ７により制御され
、前記第１のケーブル１７を介して第１の超音波トラン
スジューサ１に対し大振幅。Next, the first signal processing system 4 will be explained. The first signal processing system 4 is controlled by the controller 7 of the control system 8, and transmits a large amplitude signal to the first ultrasonic transducer 1 via the first cable 17.
小振幅の２種類のパルス信号を送りこの第１の超音波ト
ランスジューサ１から強弱２態様の超音波を発生される
ように励振するパルサ２４と、第１の超音波トランスジ
ューサ１から被検体に送波される弱い超音波に基くエコ
ー信号を第１のケーブル１７を介して受信する受信回路
２５と、この受信回路２５の出力信号を入力しこれを可
聴周波数の音響信号に変換して前記結石位置確認手段１
１に送出する第１の信号処理回路２６とから構成されて
いる。A pulser 24 sends two types of small-amplitude pulse signals and excites the first ultrasonic transducer 1 so that two types of strong and weak ultrasonic waves are generated, and the first ultrasonic transducer 1 transmits the waves to the subject. A receiving circuit 25 receives an echo signal based on the weak ultrasonic waves transmitted via the first cable 17, and the output signal of this receiving circuit 25 is inputted and converted into an audio signal of an audible frequency to confirm the location of the stone. Means 1
1, and a first signal processing circuit 26 that sends signals to the signal processing circuit 1.
次に第２の信号処理系５について説明する。第２の信号
処理系５は、前記制御系８のコントローラ７により制御
され、第２の超音波トランス、ジューサ２に対し所定の
タイミングでパルス信号を送ってこの第２の超音波トラ
ンスジューサ２がセクタスキャンを行うように励振する
と共にこのセクタスキャンに基く第２の超音波トランス
ジューサ２からのエコー信号を受信する送受信回路２７
と、この送受信回路２７の出力信号を入力しこれに振幅
検波を施してビデオ信号として信号変換系９に送出する
第２の信号処理回路２８とから構成されている。Next, the second signal processing system 5 will be explained. The second signal processing system 5 is controlled by the controller 7 of the control system 8, and sends pulse signals to the second ultrasonic transformer and juicer 2 at predetermined timing, so that the second ultrasonic transducer 2 A transmitting/receiving circuit 27 that excites the scanning and receives echo signals from the second ultrasonic transducer 2 based on this sector scanning.
and a second signal processing circuit 28 which inputs the output signal of the transmitter/receiver circuit 27, performs amplitude detection on it, and sends it to the signal conversion system 9 as a video signal.
次に上記構成の装置における基本的作用を被検体内の腎
臓３４Ｍ内の腎結石３５Ｍを破砕する場合を例にとって
説明する。Next, the basic operation of the apparatus having the above-mentioned structure will be explained by taking as an example a case where a kidney stone 35M in a kidney 34M in a subject is crushed.
まずアプリケータ３の固定枠２０により支持されている
音響カプラ２２を被検体の体表（例えば背中）３３Ｍに
乗せ、この状態で第２の信号処理系５及び信号変換系９
を制御し、第２の超音波トランスジューサ２を駆動して
表示手段１０の画面上に被検体の断層像を表示する。First, the acoustic coupler 22 supported by the fixed frame 20 of the applicator 3 is placed on the body surface (for example, the back) 33M of the subject, and in this state, the second signal processing system 5 and the signal conversion system 9
and drives the second ultrasonic transducer 2 to display a tomographic image of the subject on the screen of the display means 10.
この断層像中に腎臓像３４が描写された段階でその中に
ある腎結石像３５を探す。When the kidney image 34 is depicted in this tomographic image, the kidney stone image 35 therein is searched for.
この場合、表示手段１０上には、ＣＰＵ６から信号変換
系９に送られる信号に基いて凹面振動子１５の位置、第
１の超音波トランスジューサ１の音場領域３７及び集束
点マーカ３８がそれぞれ固定された位置に表示されると
共に、リアルタイム、で表示される被検体の断層像はア
プリケータ３の移動に伴ってその表示部位が変化する。In this case, the position of the concave transducer 15, the sound field area 37 of the first ultrasonic transducer 1, and the focal point marker 38 are fixed on the display means 10 based on the signal sent from the CPU 6 to the signal conversion system 9. The tomographic image of the subject displayed in real time at the selected position changes as the applicator 3 moves.
そして、腎結石像３５が断層像内に描写された段階で更
にアプリケータ３を微調整し、その腎結石像３５が前記
集束点マーカ３８内に位置するように設定しこの状態で
アプリケータ３を固定する。Then, at the stage when the kidney stone image 35 is depicted in the tomographic image, the applicator 3 is further finely adjusted so that the kidney stone image 35 is located within the focal point marker 38, and in this state, the applicator 3 is to be fixed.
次にオペレータはパルス発生スイッチ１３の第１のブツ
シュボタンを押しＣＰＵ６． コントローラ７を介し
てパルサ２４に制御信号を送る。これによりパルサ２４
から第１の超音波トランスジューサ１に大振幅のパルス
信号が送られ第１の超音波トランスジューサ１は強力な
エネルギをもった超音波パルスを集束点マーカ３８の位
置に相当する位置にある被検体の腎結石３５Ｍに向けて
送波する。Next, the operator presses the first button of the pulse generation switch 13 and the CPU 6. A control signal is sent to the pulser 24 via the controller 7. As a result, pulsar 24
A large-amplitude pulse signal is sent to the first ultrasonic transducer 1, and the first ultrasonic transducer 1 sends an ultrasonic pulse with strong energy to the object at a position corresponding to the focus point marker 38. Send waves towards kidney stone 35M.
この超音波パルスは腎結石３５Ｍの位置で衝撃波となり
、腎結石３５Ｍを破砕する。This ultrasonic pulse becomes a shock wave at the position of the kidney stone 35M, and crushes the kidney stone 35M.
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３５Ｍの全体を破砕することが
できる。By repeating the generation of such ultrasonic pulses as many times as necessary, the entire kidney stone 35M can be crushed.
尚、被検体は心拍動や呼吸等のためわずかに動いている
ことから、予め被検体信号検出素子１２を被検体の手９
足や胸部、鼻等に接触しておき、この被検体信号検出素
子１２から得られる被検体信号と前記パルススイッチ１
３からの信号とをＣＰＵ６により同期させてパルサ２４
からのパルス信号の送出タイミングを制御するようにす
ればより効果的である。Note that since the subject is moving slightly due to heartbeat, breathing, etc., the subject signal detection element 12 is placed in advance on the subject's hand 9.
The object signal obtained from the object signal detection element 12 and the pulse switch 1 are brought into contact with the foot, chest, nose, etc.
The pulser 24 is synchronized with the signal from 3 by the CPU 6.
It is more effective to control the timing at which the pulse signal is sent from.
以上の実施例装置の動作は、第１の超音波トランスジュ
ーサ１による超音波パルスの集束点位置と表示手段１０
上の集束点マーカ３８とが誤差なく対応するとの前提に
基くものであるが、実際にはこれらは完全に対応してい
るとは限らない。すなわち、表示手段１０上で腎結石像
３５が集束点マーカ３８内に入るようにしても第１の超
音波トランスジューサ１による真の集束点が被検体内の
腎結石３５Ｍの位置と一致しない場合も生じる。The operation of the above embodiment apparatus is based on the position of the focal point of the ultrasonic pulse by the first ultrasonic transducer 1 and the display means 10.
This is based on the premise that the above focal point marker 38 corresponds without error, but in reality, these do not necessarily correspond completely. That is, even if the kidney stone image 35 is placed within the focus point marker 38 on the display means 10, the true focus point by the first ultrasonic transducer 1 may not match the position of the kidney stone 35M within the subject. arise.
これは、第２の超音波トランスジューサ２によるセクタ
スキャンに基くエコー信号からリアルタイムで断層像を
表示する際に、信号変換系１９において被検体内の超音
波伝播速度が一定の値（例えば１５３０ｍ／ｓ）である
と予め設定し、この伝播速度を距離に換算して第２の信
号処理系５からの出力信号を信号変換し結果を表示手段
１０上に表示することによるものである。すなわち、被
検体の実際の超音波伝播速度が上述した設定値と異なる
場合には、実際の腎結石３５Ｍの位置が表示手段１０上
に正しく表示されないことになる。This is because when displaying a tomographic image in real time from echo signals based on sector scanning by the second ultrasound transducer 2, the ultrasound propagation velocity within the subject is set to a constant value (for example, 1530 m/s) in the signal conversion system 19. ), the propagation speed is converted into a distance, the output signal from the second signal processing system 5 is converted into a signal, and the result is displayed on the display means 10. That is, if the actual ultrasonic propagation velocity of the subject differs from the above-mentioned set value, the actual position of the kidney stone 35M will not be correctly displayed on the display means 10.
具体例で説明すると、被検体の体表３３から腎結石３５
Ｍまで超音波パルスが到達する際の音速が上述した設定
値１５３０ （ｍ／ｓ）よりも速い場合には、その反射
エコーも速く帰ってくるため表示手段１０上には実際の
位置よりも近い位置関係をもって腎結石像３５が表示さ
れることになる。To explain with a specific example, a kidney stone 35 is detected from the body surface 33 of the subject.
If the speed of sound when the ultrasonic pulse reaches M is faster than the above-mentioned setting value of 1530 (m/s), the reflected echo will also return quickly, so the position on the display means 10 will be closer than the actual position. The kidney stone image 35 is displayed with the positional relationship.
更に、超音波パルスの屈折等の影響のため、腎結石像３
５の表示位置の誤差はより大きくなる。Furthermore, due to the effects of refraction of ultrasound pulses, kidney stone images3
The error in the display position of No. 5 becomes larger.
そこで、以下に本実施例装置において腎結石３５Ｍの真
の位置を確認しつつその破砕を行うための動作を説明す
る。Therefore, the operation for crushing the kidney stone 35M while confirming the true position of the kidney stone 35M in the apparatus of this embodiment will be described below.
まずオペレータは上述した場合と同様に腎結石像３５が
集束点マーカ３８内に入るようにアプリケータ３の位置
を調整する。First, the operator adjusts the position of the applicator 3 so that the kidney stone image 35 falls within the focal point marker 38, as in the case described above.
次にオペレータはパルス発生スイッチング１３の第２の
ブツシュボタンを押しＣＰＵ６に微弱パルス発生のため
の信号を送る。この信号によりコントローラ７はＣＰＵ
６に制御されてパルサ２４に制御信号を送り、この結果
、パルサ２４から第１の超音波トランスジューサ１に対
し小振幅のパルス信号が送られ、第１の超音波トランス
ジューサ１から被検体に向けてご（弱い超音波パルスが
送波される。Next, the operator presses the second button of the pulse generation switching 13 to send a signal to the CPU 6 to generate a weak pulse. This signal causes the controller 7 to
6, a control signal is sent to the pulser 24, and as a result, a small amplitude pulse signal is sent from the pulser 24 to the first ultrasonic transducer 1, and from the first ultrasonic transducer 1 toward the subject. (Weak ultrasound pulses are transmitted.
この弱い超音波パルスは被検体の各種組織に当って反射
し、超音波エコーとなって第１の超音波トランスジュー
サ１により受波されエコー信号に交換される。受信回路
２５はこのエコー信号を受信し、第１の信号処理回路２
６に送る。第１の信号処理回路２６はＣＰＵ６に制御さ
れ、入力したエコー信号のうちから集束点近傍からのエ
コー信号のみを検出しこれを可聴周波数の音響信号に変
換して送出する。結石位置確認手段１１はこの音響信号
を基に可聴音を発生する。This weak ultrasound pulse hits various tissues of the subject and is reflected, becoming an ultrasound echo that is received by the first ultrasound transducer 1 and exchanged into an echo signal. The receiving circuit 25 receives this echo signal and transmits it to the first signal processing circuit 2.
Send to 6. The first signal processing circuit 26 is controlled by the CPU 6, detects only the echo signal near the focal point from among the input echo signals, converts it into an audio signal of an audible frequency, and sends it out. The stone position confirmation means 11 generates an audible sound based on this acoustic signal.
オペレータは、この可聴音を聴きながら腎結石像３５が
集束点マーカ３８内あるいはその周辺に位置するように
アプリケータ３を動かし、可聴音が最大となる位置を探
す。While listening to this audible sound, the operator moves the applicator 3 so that the kidney stone image 35 is located within or around the focal point marker 38, and searches for the position where the audible sound is maximum.
このような操作により、腎結石の音響インピーダンスは
他の組織より大きいため可聴音が最大になったとき、第
１の調音波トランスジューサ１による超音波パルスの真
の集束位置と腎結石３５Ｍの位置とが一致したことにな
る。With this operation, when the audible sound is at its maximum because the acoustic impedance of the kidney stone is larger than that of other tissues, the true focal position of the ultrasound pulse by the first harmonic transducer 1 and the position of the kidney stone 35M can be determined. This means that they match.
この状態でオペレータはパルス発生スイッチ１３の第１
のブツシュボタンを押し、既述した場合と同様パルサ２
４から大振幅のパルス信号を第１の超音波トランスジュ
ーサ１に送って集束点に位置する腎結石３５Ｍを破砕す
る。In this state, the operator operates the first pulse generation switch 13.
Press the Button button and press the Pulsa 2 button as described above.
4 sends a large-amplitude pulse signal to the first ultrasonic transducer 1 to crush the kidney stone 35M located at the focal point.
以上の動作により、被検体内の腎体内の腎結石３５Ｍを
確実に破砕することができる。Through the above-described operations, the renal stone 35M within the renal body of the subject can be reliably crushed.
次に、本実施例装置において上述した結石位置確認手段
１１と表示手段１０上の断層像のスケールファクタの変
化とを組み合せて腎結石３５Ｍの破砕を行う動作につい
て説明する。Next, the operation of crushing the kidney stone 35M by combining the stone position confirmation means 11 described above and the change in the scale factor of the tomographic image on the display means 10 in the apparatus of this embodiment will be described.
表示手段１０上の断層像は信号変換系９における音速設
定値、すなわち、スケールファクタを変えることにより
拡大、縮小が可能である。The tomographic image on the display means 10 can be enlarged or reduced by changing the sound velocity setting value, that is, the scale factor, in the signal conversion system 9.
このためには、音速設定手段１４によりＣＰＵ６を介し
て信号変換系９の音速設定値を変え、結石位置確認手段
１１からの可聴音が最大となるとき表示手段１０上の集
束点マーカ３８内に腎結石像３５が入るように断層像の
スケールファクタを設定する。To this end, the sound speed setting means 14 changes the sound speed setting value of the signal conversion system 9 via the CPU 6, and when the audible sound from the calculus position confirmation means 11 is at the maximum, The scale factor of the tomographic image is set so that the kidney stone image 35 is included.
このようにスケールファクタを設定すれば、ある被検体
の腎結石３５Ｍに何度も破砕のための超音波パルスを加
えるときにより便利である。Setting the scale factor in this manner is more convenient when applying ultrasonic pulses to crush the renal stone 35M of a certain subject many times.
尚、上述したスケールファクタの自動的設定も本実施例
装置により可能である。以下にその手法について説明す
る。Note that the above-mentioned automatic setting of the scale factor is also possible with the apparatus of this embodiment. The method will be explained below.
第２の超音波トランスジューサ２により毎秒３０フレー
ムの断層像を得る場合を考え、その各フレームの変り１
毎に第１の超音波トランスジューサ１から弱い超音波パ
ルスを送波する。このようにすれば、第２の超音波トラ
ンスジューサ２によるリアルタイム断層像には同等影響
を与えることがなく第１の超音波トランスジューサ１か
ら毎秒当り３０個の超音波パルスを送波することができ
る。Consider the case where tomographic images are obtained at 30 frames per second by the second ultrasonic transducer 2, and the change in each frame 1
Each time the first ultrasonic transducer 1 transmits a weak ultrasonic pulse. In this way, the first ultrasonic transducer 1 can transmit 30 ultrasonic pulses per second without affecting the real-time tomographic image obtained by the second ultrasonic transducer 2.
第４図（ａ）におけるパルスａ。は第１の超音波トラン
スジューサ１から送波されるパルスを示すものであり、
同図（ａ）のパルスミ１乃至ａ５は腎結石３５Ｍからの
反射エコーに基く第１の超音波トランスジューサ１で受
信したエコー信号の検波波形を示すものである。同図（
ａ）から明らかなように腎結石３５Ｍが第１の超音波ト
ランスジューサ１の集束点よりも体表３３に近い位置に
あるときにはパルスａ。の発射時刻から短い時間にしか
も振幅の小さい広幅なパルスａ１が得られる。Pulse a in FIG. 4(a). indicates a pulse transmitted from the first ultrasonic transducer 1,
Pulse waves 1 to a5 in FIG. 3A show detected waveforms of echo signals received by the first ultrasonic transducer 1 based on echoes reflected from the kidney stone 35M. Same figure (
As is clear from a), when the renal stone 35M is located closer to the body surface 33 than the focal point of the first ultrasonic transducer 1, the pulse a is generated. A wide pulse a1 with a small amplitude is obtained in a short time from the firing time of the pulse a1.
アプリケータ３の第１の超音波トランスジューサ１を体
表３３から少し遠ざけ腎結石３５Ｍを集束点に近づけた
場合には、上述したパルスａ１よりも遅い時間で且つ振
幅がより大きく幅が狭いパルスａ２が得られる。When the first ultrasonic transducer 1 of the applicator 3 is moved a little away from the body surface 33 and the kidney stone 35M is brought closer to the focal point, a pulse a2 whose time is later than the pulse a1 described above and whose amplitude is larger and narrower is generated. is obtained.
更に第１の超音波トランスジューサ１を体表３３から遠
ざけ腎結石３５Ｍの位置が集束点の位置と一致した場合
には、パルスａ３のように振幅が最大で最も狭幅のパル
スａ３が得られる。Furthermore, when the first ultrasonic transducer 1 is moved away from the body surface 33 and the position of the kidney stone 35M coincides with the position of the focal point, a pulse a3 having the maximum amplitude and the narrowest width is obtained.
第１の超音波トランスジューサ１を更に体表３３から遠
ざけると腎結石３５Ｍの位置は集束点位置より遠方に至
りパルスａ４＋ ａ５のようなパルスが得られる。When the first ultrasonic transducer 1 is further moved away from the body surface 33, the position of the kidney stone 35M becomes further away from the focal point position, and pulses such as pulses a4+a5 are obtained.
この場合、アプリケータ３の移動を連続的に行なえば、
毎秒３０個の反射エコーに基くパルスが得られ、その各
パルスの包絡線を描けば第４図（ｂ）のようになる。パ
ルスａ。の発射時刻からこの包路線のピーク点までの時
間Ｔは、第１の超音波トランスジューサ１の集束点と腎
結石３５Ｍの位置とが一致したときにこの超音波トラン
スジューサ１から発射された超音波パルスが腎結石３５
Ｍにあたって反射し第１の超音波トランスジューサ１に
より受波されるまでの時間に相当する。In this case, if the applicator 3 is moved continuously,
Pulses based on 30 reflected echoes are obtained every second, and the envelope of each pulse is drawn as shown in FIG. 4(b). pulse a. The time T from the emission time to the peak point of this envelope line is the ultrasonic pulse emitted from this ultrasonic transducer 1 when the focal point of the first ultrasonic transducer 1 and the position of the kidney stone 35M coincide. 35 kidney stones
This corresponds to the time it takes for the wave to be reflected by M and to be received by the first ultrasonic transducer 1.
すなわち、凹面振動子１５の曲率半径をＲとすれば、距
離２Ｒ間を超音波が伝播するに要する時間がＴというこ
とになる。That is, if the radius of curvature of the concave transducer 15 is R, then the time required for the ultrasonic wave to propagate over a distance of 2R is T.
ここで、曲率半径Ｒは凹面振動子１５の幾何学的形状に
より予め定まっているため時間Ｔが求まれば、このとき
の第１の超音波トランスジューサ１から音響カプラ２２
を経て被検体内の腎結石３５Ｍに至るまでの平均音速Ｃ
Ｍは下記（１）式で表わすことができる。Here, since the radius of curvature R is predetermined by the geometrical shape of the concave transducer 15, if the time T is determined, the distance between the first ultrasonic transducer 1 and the acoustic coupler 22 at this time
The average speed of sound C until reaching the kidney stone 35M in the subject through
M can be represented by the following formula (1).
ＣＭ＝２Ｒ／Ｔ ・・・（１）前記音
速ＣＭを求める手順を以下に説明する。CM=2R/T (1) The procedure for determining the sound speed CM will be explained below.
既述したように腎結石からの反射エコーは集束点に近い
ほどその振幅が大きく且つその幅が狭いため、第４図（
ａ）に示す各パルスａｉ乃至ａ５の波形をＣＰＵ６によ
り制御される第１の信号処理回路２６で微分し第４図（
Ｃ）に示すような微分波形信号を用いれば集束点の位置
をより明確にとらえることができる。尚、第４図（ｄ）
は第４図（ｃ）に示す微分波形信号包絡線を示すもので
ある。このような反射信号あるいはその微分波形信号を
更に第１の信号処理回路２６においてＡ／Ｄ変換処理、
メモリへの格納処理、ディジタル回路によるピーク点検
出処理を行ない時間Ｔを自動検出する。As mentioned above, the echo reflected from a kidney stone has a larger amplitude and a narrower width the closer it is to the focal point;
The waveforms of the pulses ai to a5 shown in a) are differentiated by the first signal processing circuit 26 controlled by the CPU 6, and the waveforms shown in FIG.
If a differential waveform signal as shown in C) is used, the position of the focal point can be more clearly determined. Furthermore, Fig. 4(d)
represents the differential waveform signal envelope shown in FIG. 4(c). The reflected signal or its differential waveform signal is further subjected to A/D conversion processing in the first signal processing circuit 26.
The time T is automatically detected by performing storage processing in the memory and peak point detection processing using a digital circuit.
そして、検出した時間Ｔのデータを一旦メモリに格納し
、このデータと前記曲率半径Ｒの値とを取り込み前記（
１）式に基く演算を図示しない演算手段で行うことによ
り平均音速ＣＭを求め、これをＣＰＵ６を介して信号変
換系９に音速設定値として送ることにより、表示手段１
０上には被検体の腎結石像３５を誤差なく表示すること
ができ、これにより腎結石３５Ｍを確実に破砕すること
が可能となる。Then, the data of the detected time T is temporarily stored in the memory, and this data and the value of the radius of curvature R are taken in and the (
1) Calculation based on the formula is performed by a calculation means (not shown) to obtain the average sound speed CM, and this is sent to the signal conversion system 9 as a sound speed setting value via the CPU 6, thereby displaying the display means 1.
The kidney stone image 35 of the subject can be displayed on the screen 0 without any error, thereby making it possible to reliably crush the kidney stone 35M.
このようなスケールファクタの自動設定と結石位置確認
手段１１による集束点位置の音響的確認とを併用して腎
結石３５Ｍの破砕を行うことももちろん可能である。Of course, it is also possible to crush the kidney stone 35M by using such automatic setting of the scale factor and acoustic confirmation of the focal point position by the stone position confirmation means 11.
尚、実際の診断に際しては被検体組織の不均一性や超音
波パルスの減衰等があるため、前記（１）式に多少の補
正を加えることもあり得る。Note that, in actual diagnosis, there may be non-uniformity of the subject's tissue, attenuation of ultrasonic pulses, etc., so some correction may be added to the above equation (1).
また、集束点位置が凹面振動子１５の幾学的中心かられ
ずかにずれることもあり得るため、ＣＰＵ６により信号
変換系９を制御し第１の超音波トランスジューサ１によ
る音場領域３７及び集束点マーカ３８をわずかに非対称
に表示するようにすることもできる。Furthermore, since the focal point position may slightly deviate from the geometrical center of the concave transducer 15, the CPU 6 controls the signal conversion system 9 to adjust the sound field area 37 and the focal point by the first ultrasonic transducer 1. It is also possible to display the marker 38 slightly asymmetrically.
また、結石位置確認手段１１から発生させる音は反射エ
コーの振幅に比例させてもよいし、反射エコーが大きい
程間隔が狭くなるような断続音とすることができる。Further, the sound generated by the calculus position confirmation means 11 may be made proportional to the amplitude of the reflected echo, or may be an intermittent sound such that the larger the reflected echo, the narrower the interval.
更に、結石位置確認手段１１としてスピーカを用いる細
波検体に対する影響を考慮しイヤホーンとしてもよい。Furthermore, considering the effect on the fine wave specimen using a speaker as the calculus position confirmation means 11, earphones may be used.
本発明は上述した実施例に限定されるものではなくその
要旨の範囲内で種々の変形が可能である。The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the invention.
例えば、上述した実施例では腎結石位置の確認を音響的
に行う場合について説明したが、これに限らず第１の信
号処理回路２６で得た第４図に示すようなエコー信号を
表示手段１０に送り、その振幅の大小を見ながら破砕の
ためのパルス信号の発生タイミングを定めることができ
る。For example, in the above-described embodiment, the case where the kidney stone position is confirmed acoustically is explained, but the present invention is not limited to this, and the display means 10 displays an echo signal as shown in FIG. 4 obtained by the first signal processing circuit 26. The generation timing of the pulse signal for crushing can be determined by checking the magnitude of the amplitude.
また、上述した実施例装置では腎結石を破砕する場合に
ついて説明したが、これに限らず胆石破砕等にも適用す
ることができる。In addition, although the above-described embodiment apparatus has been described for crushing kidney stones, the present invention is not limited to this and can be applied to crushing gallstones, etc.
［発明の効果］
以上詳述した発明によれば、Ｘ線等の被爆を全く受ける
ことなく被検体の結石を確実に且つ何度でも繰り返して
破砕することができる。[Effects of the Invention] According to the invention detailed above, it is possible to reliably and repeatedly crush the stone of a subject without being exposed to X-rays or the like.
また、被検体を収容する水槽等が不要となり装置全体の
小形化、低価格化が可能な超音波結石破砕装置を提供す
ることができる。Further, it is possible to provide an ultrasonic stone crushing device that does not require a water tank or the like to house a subject, and the entire device can be made smaller and lower in price.
第１図は本発明の実施例装置を示すブロック図、第２図
は同装置におけるアプリケータの構成及びその音場領域
を示す概略説明図、第３図は同装置における表示手段上
の表示状態を示す説明図、第４図（ａ）は同装置の第２
の超音波トランスジューサにおける超音波パルスの送受
信の状態を示す波形図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）に
示す波形の包絡線を示す説明図、第４図（Ｃ）は第４図
（ａ）に示す受信パルスの微分波形を示す波形図、第４
図（ｄ）は第４図（Ｃ）に示す波形を示す波形の包絡線
を示す説明図である。
１・・・第１の超音波トランスジューサ、２・・・第２
の超音波トランスジューサ、３・・・アプリケータ、
４・・・第１の信号処理系、５・・・第２の信号処理系
、 ８・・・制御系、９・・・信号変換系、 １０・・
・表示手段、１１・・・結石位置確認手段、
１２・・・被検体信号検出素子、
１３・・・パルス発生スイッチ、
１４・・・音速設定手段、 ３３Ｍ・・・体表、３５・
・・腎結石像、 ３５Ｍ・・・腎結石。
Δφ−
弔
図
図
／FIG. 1 is a block diagram showing a device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing the configuration of an applicator in the same device and its sound field area, and FIG. 3 is a display state on a display means in the same device. FIG. 4(a) is an explanatory diagram showing the second
4(b) is an explanatory diagram showing the envelope of the waveform shown in FIG. 4(a), and FIG. Waveform diagram showing the differential waveform of the received pulse shown in Figure (a), No. 4
FIG. 4D is an explanatory diagram showing the envelope of the waveform shown in FIG. 4C. 1... First ultrasonic transducer, 2... Second
an ultrasonic transducer, 3... an applicator,
4... First signal processing system, 5... Second signal processing system, 8... Control system, 9... Signal conversion system, 10...
-Display means, 11... Stone position confirmation means, 12... Subject signal detection element, 13... Pulse generation switch, 14... Sound velocity setting means, 33M... Body surface, 35.
...Kidney stone image, 35M...Kidney stone. Δφ− Funeral map/
Claims (2)
束点を形成する第１の超音波トランスジューサと、この
第１の超音波トランスジューサと所定の位置関係をもっ
て配置され前記集束点を含む音場領域を形成して被検体
の断層像データを得る第２の超音波トランスジューサと
、前記断層像データに基く断層像内に前記集束点に対応
する集束点マーカとを表示する表示手段とを具備するこ
とを特徴とする超音波結石破砕装置。(1) A first ultrasonic transducer having a concave shape and forming an ultrasonic focal point at its geometric center; a second ultrasonic transducer for obtaining tomographic image data of the subject by forming a sound field region including the tomographic image data; and a display means for displaying a focal point marker corresponding to the focal point in the tomographic image based on the tomographic image data. An ultrasonic stone crushing device characterized by comprising:
音波の結石による反射エコー信号を検出し、その情報を
基に集束点マーカの表示位置を設定または調節する機能
を有する特許請求の範囲第１項記載の超音波結石破砕装
置。(2) Claim 1 having the function of detecting the echo signal of the ultrasound emitted from the first ultrasound transducer reflected by the stone and setting or adjusting the display position of the focal point marker based on that information. The ultrasonic stone crushing device described in Section 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184355A JPH0284951A (en) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | Ultrasonic calculus crushing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184355A JPH0284951A (en) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | Ultrasonic calculus crushing device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60191250A Division JPH0738857B2 (en) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | Calculus crusher |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0284951A true JPH0284951A (en) | 1990-03-26 |
| JPH0555138B2 JPH0555138B2 (en) | 1993-08-16 |
Family
ID=16151799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1184355A Granted JPH0284951A (en) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | Ultrasonic calculus crushing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0284951A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5124092A (en) * | 1974-08-21 | 1976-02-26 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| JPS60145131A (en) * | 1983-12-14 | 1985-07-31 | ジヤツク ドオリイ | Ultrasonic pulse apparatus for destructing stone |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1184355A patent/JPH0284951A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5124092A (en) * | 1974-08-21 | 1976-02-26 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| JPS60145131A (en) * | 1983-12-14 | 1985-07-31 | ジヤツク ドオリイ | Ultrasonic pulse apparatus for destructing stone |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0555138B2 (en) | 1993-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5435311A (en) | Ultrasound therapeutic system | |
| US4986275A (en) | Ultrasonic therapy apparatus | |
| JPS6249843A (en) | Ultrasonic stone crushing apparatus | |
| JPH0852151A (en) | Lithiasis crushing device and lithiasis position determiningdevice | |
| JP2534764B2 (en) | Shock wave therapy device | |
| JP2010504131A (en) | Feedback loop for the application of focused ultrasound | |
| JPH10510456A (en) | Device for detecting calculi and hollow bubbles | |
| JP2003339700A (en) | Ultrasonic probe, and ultrasonic diagnostic equipment | |
| JPH0284950A (en) | Ultrasonic calculus crushing device | |
| JPH0284951A (en) | Ultrasonic calculus crushing device | |
| JP3502727B2 (en) | Ultrasound imaging device | |
| JP3519882B2 (en) | Ultrasound imaging device | |
| JPH074392B2 (en) | Calculus crusher | |
| JP2735266B2 (en) | Pulse echo type ultrasonic device | |
| JP3189293B2 (en) | Ultrasound therapy equipment | |
| JPH0531119A (en) | Ultrasonic calculus crusher | |
| JP2645038B2 (en) | Shock wave therapy device | |
| JP2644237B2 (en) | Ultrasound therapy equipment | |
| JPH02116360A (en) | Impulse wave treating device | |
| JP2003339701A (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus | |
| JPH02140154A (en) | Impulse wave treating device | |
| JPH03170144A (en) | Calculus crushing device | |
| JPH072167B2 (en) | Shock wave therapy device | |
| JPH07231893A (en) | Impulse wave therapeutic device and ultrasonic therapeutic device | |
| JPH01178253A (en) | Shock wave treatment apparatus |