JPH0512937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は被検体内にある被破砕物例えばガン細
胞、結石等を衝撃波の集束エネルギで破壊して治
療する衝撃波治療装置に関する。

（従来の技術） 従来、超音波治療装置として特開昭62−049843
に開示されたものがある。この超音波治療装置を
構成する超音波アプリケータの断面図を第６図に
示す。

同図に示す超音波アプリケータ１は、中央部に
所定形状の抜孔を設けた直径10cmの曲率を有する
凹面振動子２と、この凹面振動子２の背面に一様
に接着したバツキング材３とからなる。

第２の超音波トランスジユーサ４は、前記抜孔
内に固定され、かつ細い振動子を配列してなる振
動子アレイ４ａを前記凹面振動子２の曲面に臨ま
せたセクタプローブである。

図中５は音響カプラであり、これは内部に水を
満たし、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６から構成されてい
る。

他方、第７図に示すような超音波アプリケータ
７を備えた超音波治療装置も用いられている。

すなわち、同図に示す超音波アプリケータ７
は、寝台８の下方に設けられた前記第６図に示す
凹面振動子２と同様の凹面振動子９と、この凹面
振動子９の超音波送受波面と寝台８に設けられた
開口部１３に臨ませて設けられた内部に水を満た
した水槽１０と、この水槽１０内に設けられたメ
カニカルプローブ１１とを備えたものである。

尚、図中１２は凹面振動子９で形成される超音
波の集束状態を示す。

（発明が解決しようとする問題点） まず、第６図に示す超音波アプリケータ１で
は、第２の超音波トランスジユーサ４の超音波送
受波面（超音波アレイ）４ａが、凹面振動子２の
超音波送受波面と同一曲面あるいはその面より後
退させた位置に配置されている。

このような構成の超音波アプリケータでは、ま
ず、第２の超音波トランスジユーサ４で送受波さ
れる超音波は、音響カプラ５の内部に満たされた
水、さらに被検体と当接する薄い膜を介在させた
ものとなるために、散乱、減衰等を避けることが
できない。従つて、図示しない表示部に表示され
る表示画像はノイズによる影響を受け被破砕物の
認識が困難となる。

また、該表示部に被破砕物を表示させた際には
該被破砕物の表示位置がその両面の下方に表示さ
れるので被破砕物の確認が難しいという問題があ
つた。

他方、第７図に示す第２の超音波トランスジユ
ーサでは第６図に示す問題点とともにメカニカル
プローブであることに起因する欠点、すなわち表
示される画質の低下、機構部分による大型化、振
動に対して弱い等の問題があつた。さらに、同図
に示す超音波アプリケータでは寝台８に固定され
ているのでハンドリングすることが困難であると
いう欠点を有していた。

そこで本発明は上述した各問題点を解決すべ
く、被検体内の被破砕物の認識容易な衝撃波治療
装置の提供を目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上述した問題点を解決するための本発明の構成
は、被検体に向けて衝撃波の送波を行う衝撃波ア
プリケータを備えた衝撃波治療装置において、前
記衝撃波アプリケータは被検体内に非破砕物破砕
用衝撃波の集束点を形成する衝撃波トランジユー
サと、この衝撃波トランスジユーサの衝撃波送波
面に設けた水槽と、衝撃波トランスジユーサの衝
撃波送波面から集束点にいたる衝撃波送波領域内
に配置され、かつ、被検体表面に超音波送受波面
を露出させて直接当接した状態で前記集束点を含
む音場領域を形成し該被検体の断層像データを収
集する超音波トランスジユーサとを具備したもの
としている。

（作用） 上記目的を備えた本発明の作用は、衝撃波トラ
ンスジユーサの衝撃波送波面から集束点にいたる
衝撃波送波領域内に超音波トランスジユーサを配
置するとともに、この超音波トランスジユーサの
超音波送受波面を被検体に当接させた状態で該被
検体の断層像データを収集する。

（実施例） 以下本発明の一実施例について図面を参照して
説明する。尚、本実施例では衝撃波として超音波
を用いたものを例として説明する。

第５図は一実施例衝撃波治療装置の構成ブロツ
ク図である。

同図において衝撃波治療装置は、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
ランスジユーサ１５と、この衝撃波トランスジユ
ーサ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
ジユーサ１６を含んで構成された超音波アプリケ
ータ１７と、衝撃波トランスジユーサ１５に対し
パルス信号を送出するパルサ１８と、前記超音波
トランスジユーサ１６に対しパルス信号を送出し
て、該超音波トランスジユーサ１６がセクタスキ
ヤンを行うように励振するとともに、このセクタ
スキヤンに基く超音波トランスジユーサ１６から
のエコー信号を受信する送受信回路１９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、振幅、周
波数等を制御するコントローラ２３と、前記
CPU２２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（例えばデイジタルスキヤ
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ジユーサ１６による扇状
の音場領域２５、被検体の体表像、腎臓像、腎結
石像等と、衝撃波トランスジユーサ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、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
等を示す被検体信号を前記CPU２２に送る被検
体信号検出素子２８と、前記パルサ１８から衝撃
波トランスジユーサ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、第１、第２のスイツチ（図示しない）を備
えたパルス発生スイツチ２９と、前記衝撃波トラ
ンスジユーサ１５に対する超音波トランスジユー
サ１６の相対的位置関係を調整する位置コントロ
ーラ３０とを有して構成されている。

次に、前記衝撃波アプリケータ１７について第
１図乃至第４図を参照して詳述する。

まず第１図において衝撃波アプリケータ１７
は、被検体３２内に被破砕物例えば腎結石を破砕
する被破砕物破砕用衝撃波（例えば強力なエネル
ギの超音波パルス）の集束点４１ａを形成する衝
撃波トランスジユーサ１５と、この衝撃波トラン
スジユーサ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ジユーサ１
５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、かつ、被検体
表面３２Ｓに超音波送受波面１６ａを露出させて
直接当接した状態で前記集束点４１ａを含む音場
領域４２を形成し該被検体３２の断層像データを
収集する超音波トランスジユーサ１６とを有して
構成されている。

前記衝撃波トランスジユーサ１５は、一定の曲
率からなる凹面振動子と、この背面に一様に接着
したバツキング材（いずれも図示しない）とを備
えてなるものである。そしてこの衝撃波トランス
ジユーサ１５の中央には超音波トランスジユーサ
１６がトランスジユーサ支持駆動部３６を介し矢
印Ｂ方向で移動可能に取り付けられている。

このトランスジユーサ支持駆動部３６は前述し
た位置コントローラ３０からの制御信号に基づき
矢印Ｂ方向で任意に移動、停止が行える機構及び
その駆動源を備えたものである。本実施例におい
ては、超音波トランスジユーサ１６の側面にラツ
ク部材を固定し、このラツクと噛み合うピニオン
ギヤを駆動軸に取り付けたモータとを備えてお
り、前記位置コントローラ３０からモータの回転
量あるいは回転角を制御することで衝撃波トラン
スジユーサ１５と超音波トランスジユーサ１６と
の相対的な位置関係を調整している。尚、このト
ランスジユーサ支持駆動部３６は他の任意の構成
としたものでよく、また必ずしも設ける必要はな
い。すなわち、超音波トランスジユーサ１６は衝
撃波トランスジユーサ１５の中央に固定してもよ
く、あるいは一定の力を矢印Ｂ方向に加えた場合
に手動で同方向で移動できる機構としてもよい。

ところで、衝撃波トランスジユーサ１５の衝撃
波送波面１５ａ側には、内部に衝撃波伝達液とし
て水を満した水槽３３が設けられている。

図示水槽３３は、衝撃波トランスジユーサ１５
の外径寸法値とほぼ等しい略有底円筒状または円
すい状からなるものである。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、また、その
底部３７は水とほぼ等しい音響インピーダンスか
らなる薄膜としている。その詳細を第２図に示
す。

同図に示すようにその底部３７の中央には、超
音波トランスジユーサ１６の超音波送受波面１６
ａの側面形状に対応して形成した切欠部３７ａが
形成されており、本実施例においてはこの切欠部
３７ａと超音波トランスジユーサ１６の超音波送
受波面１６ａの側面とは溶着あるいは接着されて
固定されている。従つて、超音波トランスジユー
サ１６の移動に従つて薄膜は変形できるようにし
ている。又、この構成から超音波送受波面１６ａ
は薄膜とともに被検体表面３２Ｓと直接接触す
る。尚、本実施例においては蛇腹３３ａは外部か
ら力を作用しない場合にはその姿勢を保持できる
ように形成している。これは例えば蛇腹３３ａを
構成する材質を適宜設定するか補助具を設けるな
どすればよい。

第３図に上記水槽３３の他の一実施例を示す。

同図に示す水槽４４は側面に蛇腹３３ａを形成
した点では共通するが、本実施例では該底部４６
の中央に形成した切欠部４６ａと同形状の筒状部
材４５を形成した点が異なる。すなわち、切欠部
４６ａの外径寸法値と同寸法値の筒状部材４５を
該底部４６から側面上端４４ａあたりまで形成
し、その上端部４５ａを前記衝撃波トランスジユ
ーサ１５の中央に形成した切欠部４３周囲と接着
するようにしている。従つて、衝撃波トランスジ
ユーサ１５にこの水槽４４を装着した際には、内
部に満される水が外部に洩れることがない。そし
てこの筒状部材４５内には超音波トランスジユー
サ１６が挿入されるようになる。尚、この筒状部
材４５は水槽４４の底部と一体として形成しても
よく、別の材質から形成してもよい。このような
構成の衝撃波アプリケータの外観は第４図に示す
ようになる。ところで、前記第２図、第３図に示
した一実施例水槽は、いづれも側面に蛇腹を形成
したものを示したが、これは必ずしも必要ではな
く、適宜必要に応じて形成すればよい。

以上のように構成された衝撃波治療装置の作
用、効果について、主に第１図に３８で示す腎臓
内の腎結石３９を破砕治療する場合を想定して説
明する。

まず衝撃波アプリケータ１７に設けられている
水槽３３を被検体３２の表面３２Ｓに載置し、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を制御して超音波トランスジユー
サ１６を駆動して表示手段２７の画面上に被検体
の断層像を表示する。この場合該超音波トランス
ジユーサ１６の超音波送受波面１６ａが直接被検
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。従つて、被破砕物の把握、認識が容易とな
る。

この断層像中の腎層像中に腎臓像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２１に送受信される信号に基づいて
凹面振動子（図示しない）の位置、衝撃波トラン
スジユーサ１５の衝撃波送波領域４１及び集束点
マーカ２６がそれぞれ固定された位置に表示され
るとともに、リアルタイムで表示される被検体３
２の断層像は衝撃波アプリケータ１７の移動に伴
つてその表示部位が変化する。この場合、超音波
トランスジユーサ１６の超音波送受波面１６ａ
は、衝撃波トランスジユーサ１５の衝撃波送波面
１５ａより集束点に至る衝撃波送波領域に配置さ
れるので、被破砕物の表示位置を画面の中央に位
置させることができる。従つて、被破砕物の確認
が容易となる。また、超音波トランスジユーサ１
６は衝撃波トランスジユーサ１５との相対的位置
関係を調整できるのでさらに治療行為を容易とで
きる。

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
リケータの固定を容易とできる。

次にオペレータはパルス発生スイツチ２９の第
１のスイツチを操作し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。
これによりパルサ１８から衝撃波トランスジユー
サ１５にパルス信号が送信され、衝撃波トランス
ジユーサ１５は強力なエネルギの超音波パルス
（被破砕物破砕用衝撃波）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。

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。

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２８
を被検体の手、足や胸部、鼻等に接触しておき、
この被検体信号検出素子２８から得られる被検体
信号と前記パルススイツチ２９からの信号とを
CPU２２により同期させてパルサ１８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。

尚、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。

例えば上述した実施例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。また、第２図及び第
３図に示すような構成とした水槽３３又は４４を
用いた場合には前述した効果とともに超音波トラ
ンスジユーサの超音波送受波面を防水する必要が
ない。

［発明の効果］ 以上詳細したように本発明によれば、被検体内
の被破砕物の識別容易な衝撃波治療装置の提供が
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の衝撃波治療装置に用いられる
衝撃波アプリケータの断面図、第２図及び第３図
は水槽の一実施例を示す一部断面を含む斜視図、
第４図は第１図に示す衝撃波アプリケータの外観
斜視図、第５図は本発明の衝撃波治療装置の構成
ブロツク図、第６図及び第７図は従来の衝撃波ア
プリケータの断面図である。 １５……衝撃波トランスジユーサ、１５ａ……
衝撃波送波面、１６……超音波トランスジユー
サ、１６ａ……超音波送受波面、１７……衝撃波
アプリケータ、３２…被検体、３２Ｓ……被検体
表面、３３，４４…水槽、４１ａ……集束点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検体に向けて衝撃波の送波を行う衝撃波ア
   プリケータを備えた衝撃波治療装置において、前
   記衝撃波アプリケータは被検体内に被破砕物破砕
   用衝撃波の集束点を形成する衝撃波トランスジユ
   ーサと、この衝撃波トランスジユーサの衝撃波送
   波面に設けた水槽と、衝撃波トランスジユーサの
   衝撃波送波面から集束点にいたる衝撃波送波領域
   内に配置され、かつ、被検体表面に超音波送受波
   面を露出させて直接当接した状態で前記集束点を
   含む音場領域を形成し該被検体の断層像データを
   収集する超音波トランスジユーサとを具備したこ
   とを特徴とする衝撃波治療装置。 ２ 前記水槽は被検体との当接面に超音波トラン
   スジユーサの超音波送受波面に対応形成した切欠
   部を備えたものである特許請求の範囲第１項記載
   の衝撃波治療装置。 ３ 前記水槽は中央部に超音波トランスジユーサ
   を挿通可能な挿通孔を備えた略円筒状からなるも
   のである特許請求の範囲第１項記載の衝撃波治療
   装置。