JPH06261907A

JPH06261907A - 超音波治療装置

Info

Publication number: JPH06261907A
Application number: JP5053506A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Aida; 聡相田; Katsuhiko Fujimoto; 克彦藤本; Mariko Shibata; 真理子柴田; Yoshiharu Ishibashi; 義治石橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-09-20

Abstract

(57)【要約】【目的】治療目標の状況に応じて最適な音響エネルギ
ーを供給可能とする。また、治療目標への位置合わせ及
び治療効果の確認を迅速かつ容易にし、治療用音響エネ
ルギーを有効利用する超音波治療装置を提供する。【構成】測定用超音波を送受信し、かつ、破砕用超音
波を送信可能なアプリケータと、前記測定用超音波に対
する治療対象物からの反射波に基づいて前記破砕用超音
波の焦点サイズ、エネルギー量又は焦点位置等を制御す
る手段とから構成する。また、前記患者体内を撮像する
放射線撮像装置と、前記患者体内のアプリケータの焦点
位置の超音波画像を撮像する超音波撮像装置と、前記放
射線撮像及び超音波撮像装置を移動可能に保持する移動
機構とからなる構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強力な超音波を使用し生
体内の結石を治療する超音波結石破砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、尿路系を中心とする結石の治療に
おいて、体外から衝撃波を照射して結石を破砕する治療
法Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy (ESWL)が用
いられるようになってきた。同様に、体内の腫瘍に対し
て体外から衝撃波を集束させて治療する方法も検討され
ている。

【０００３】ところでこのESWLに用いられる衝撃波源に
は大別して３つの方式がある。第一の方式は水中放電方
式と呼ばれ、回転楕円体の一部を成す反射鏡の第一焦点
に一対の電極を置き、放電をさせる。この水中放電で発
生した球状衝撃波は反射鏡で反射集束された第二焦点に
集中し、そこに置かれた結石を破砕する。

【０００４】第二の方式は電磁誘導方式で、スピーカー
のとよく似た原理で衝撃波を発生させる。平板状のコイ
ルに急激に大きなパルス電流を流すと前面に置かれた導
電板に逆起電力による大きな反発力が発生し、これが平
面状の衝撃波となる。この平面衝撃波は音響レンズで集
束され焦点を形成する。

【０００５】第三の方式はピエゾ方式である。球殻の一
部の形状を成すピエゾ素子に大電圧パルスを加えると強
力な超音波が発射される。この超音波は媒体の非線形性
により次第に衝撃波に形を変え、球殻の中心である焦点
では強力な衝撃波となる。

【０００６】この３種類の衝撃波源はそれぞれ一長一短
があり、どれが最適な衝撃波源であるとは言えないのが
現状である。例えば水中放電方式は一般にエネルギは大
きいが焦点サイズも大きく破砕力は大きな傾向がある
が、破砕片のサイズも大きくなってしまい、体外への排
出が困難となってしまう場合があった。逆にエピゾ方式
では一般にエネルギが小さく焦点も鋭いため、破損片が
細かいと言う利点があるものの破砕力がやや劣るという
問題があった。そして電磁誘導方式はその中間と言われ
ている。これら焦点での物理的特性は衝撃波源の方式に
よりほとんど決まってしまい、任意にコントロールする
ことはできないと考えられてきた。『ところが最近、特
願平４−２５３５５３号に示されるように、複数のピエ
ゾ素子の駆動位相を変えることにより焦点サイズを制御
する方式が提案されてきた。これによれば、「治療開始
時は焦点を大きくして早く破砕を進め、ある程度破砕が
進行したら、今度は焦点を小さく絞り破砕片を細かくす
る」あるいは「開始時は結石が頑強であるためフルパワ
ーで照射し、有る程度以上破砕が進行したら、パワーを
低減する」などの制御が可能である。

【０００７】また、衝撃波源の種類、焦点サイズ以外に
も結石の破砕状況を決定する因子が明らかになってきて
いる（第６回日本ＭＥ学会秋季大会論文集ｐ３８）。詳
述すれば、衝撃波焦点と結石との位置関係により結石の
破砕力が異なっており、また、結石の種類によっても影
響を受ける。例えば、活性アルミナ製のモデル結石のよ
うに非常に硬い反面脆い結石では、焦点の相対位置では
大きく変化せず、どちらかというと結石後面に焦点を一
致させた場合が破砕力最大となっている。また、胆石の
ように比較的柔らかく、音響インピーダンスも低く、余
り脆くないと思われる結石では表面近傍に焦点を一致さ
せた時が最も破砕力が大きく、結石の奥に焦点を入れる
と急激に破砕力が低下している。従って、胆石では焦点
位置を表面に合わせたいところであるが、実際には困難
である。

【０００８】即ち、特願平３−３２４７８１号に示すよ
うに、胆嚢胆石を下方から照射する場合、胆石表面は胆
嚢前壁に接触している場合が多いが、もし焦点を結石表
面に一致させると胆嚢壁が高圧力に晒され、損傷（ほと
んどが炎症性の肥厚）が起き易くなる。このため、破砕
力が低下すること考慮した上、焦点を結石の奥に合わせ
ている。ところが、胆嚢胆石を上方から照射する場合は
状況が大きく異なってくる。なぜなら、結石は重力の関
係で胆嚢底部に沈み込むことになるからである。このと
き、胆石の上方即ち衝撃波源側には胆汁が存在する。こ
のため焦点を結石表面に合わせても胆嚢前壁での衝撃波
強度は弱いため損傷をあまり発生することなく治療が可
能となる。

【０００９】これに加えて、衝撃波の焦点位置を照射目
標に正確に位置合わせするために、画像描出用の超音波
や放射線等が用いられている。今、画像描出用の超音波
を用いた場合、超音波伝搬経路上に肋骨等の障害物が存
在すると、照射目標が不明瞭になったり描出不可能にな
る等の問題があった。そこで、特開平３−２８０９４２
号公報に示されているように、治療用アプリケータ内超
音波画像描出用プローブ（インナープローブ）が移動・
回転して障害物から画像描出用超音波の伝搬経路を避け
るようにする方法が知られている。しかしながら、超音
波描出手段のみを備えた従来の装置では、超音波による
描出が困難な照射目標に対しては、適応できないという
問題があった。

【００１０】また、放射線のみを位置合わせに用いた場
合には、その被爆量が問題となり、治療中の長時間リア
ルタイムモニタリングができなかった。そこで、最近で
は、図８に示すように、治療用アプリケータ内に放射線
撮像管及び画像描出用超音波プローブの両方を設け、ま
たは図９に示すように、放射線撮像管が取り外し可能な
ように設計された超音波治療装置が提案されているが、
それらはいずれも超音波画像描出用プローブの軸がアプ
リケータに固定されており、障害物が存在すると超音波
画像による照射目標の描出が困難であった。さらに、衝
撃波の伝搬経路内に放射線撮像管が常時存在する装置で
は、衝撃波のエネルギーの一部が上記撮像管により散乱
されてしまい、エネルギー利用効率が悪いという欠点が
あった。また、照射線撮像管を脱着する装置では、治療
・診断毎に放射線撮像管を取り外し・取付を行わなけれ
ばならず、煩雑であった。

【００１１】さらに、衝撃波の焦点位置を照射目標に合
わせる際に、一般に、まず照射目標を外部ハンドプロー
ブによって描出し、そのときの外部ハンドプローブの傾
斜角、方位角及び位置から治療用アプリケータの傾斜
角、方位角及び位置を決定する。このとき、外部ハンド
プローブの位置は患者の体表にマークをつけることによ
って明確になるが、角度及び回転角は、専ら操作者の記
憶に頼っていた。従って、手動操作が容易な外部ハンド
プローブは簡単に照射目標を描出できるが、機械的操作
が必要な治療用アプリケータ内インナープローブによる
照射目標の描出、即ち、衝撃波の焦点位置と照射目標と
を合わせることは容易ではなかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、結石
の状態、種類により衝撃波焦点の形状や位置を制御する
方法が提案されていているが、操作者が治療前、或は治
療中に治療対象である結石を連続的に観察し、衝撃波発
生源を制御する必要が有り、操作が煩雑と成り実施は難
しかった。

【００１３】本願発明は、衝撃波による治療に際し、結
石の状態，種類等を計測用超音波により測定し、衝撃波
の形状や位置等を最適な照射条件に設定することができ
る体外衝撃波結石破砕装置を提供するものである。

【００１４】また、従来の放射線撮像管と超音波画像描
出用プローブを内蔵した治療用超音波アプリケータでは
肋骨などの障害物がある場合に照射目的の明瞭な描写が
困難であり、その際には照射目的に治療用超音波エネル
ギを投与する際の位置合わせに時間がかかるなどの欠点
があった。また、放射線撮像管が治療用超音波の伝播経
路内にあると、放射線撮像管によって治療用超音波のエ
ネルギが散乱されてしまい超音波エネルギの利用効率が
悪くなってしまう、もしくは放射線撮像管の取付けや取
り外しを必要とする装置では手間がかかるなどの問題点
があった。

【００１５】さらに、治療用アプリケータ内超音波プロ
ーブの操作が機械的な操作であるために超音波ハンドプ
ローブに代表される手による操作感覚と大きく異なって
おり、照射目的の描出が容易ではなかった。

【００１６】本願発明は、上記のようなイメージングに
伴う欠点を除去し、治療用超音波のエネルギを有効利用
し、照射目的への位置合わせ及び治療効果の確認を迅速
且つ容易にする体外衝撃波結石破砕装置を提供すること
を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するために、第１の発明では、音響的エネルギー
発生手段からの音響的エネルギーを患者体内の結石等の
対象物に照射して破砕治療する超音波治療装置におい
て、前記音響的エネルギー発生手段は、前記対象物近傍
に測定用音響的エネルギーを送信し、かつ、前記測定用
音響的エネルギーに対応する反射波を受信可能であっ
て、前記受信された反射波に基づいて前記対象物近傍の
物理的状態を解析する手段と、この手段に基づいて音響
的エネルギーの性状を変化させる手段とからなる超音波
治療装置を構成する。

【００１８】また、第２の発明では、音響的エネルギー
発生手段からの音響的エネルギーを患者体内の結石等の
対象物に照射して破砕治療する超音波治療装置におい
て、前記患者体内を放射線撮像可能な放射線撮像手段
と、前記音響的エネルギー発生手段の焦点位置の超音波
画像を撮像可能な超音波撮像手段と、前記放射線撮像手
段若しくは前記超音波撮像手段又はこれらの手段を移動
可能に保持する移動手段とから超音波治療装置を構成す
る。

【００１９】

【作用】本願第１の発明よれば、ピエゾ素子を用いた衝
撃波源では、強力な衝撃波を発射するものと同一のピエ
ゾ素子から微弱な超音波を送受信させ、結石を含む領域
からの反射波を周波数解析することで、焦点領域の結石
破片サイズを求め、該計測値を基に「結石が破砕されて
いない」と判断すれば、焦点サイズ及びエネルギは最大
の条件で照射を続け、また「結石破片がかなり小さくな
ってきた」と判断すれば、焦点サイズあるいはエネルギ
を小さくする、という制御が可能となる。

【００２０】また、上記と同様に衝撃波発生用ピエゾ素
子で結石を含む領域の反射信号を収集して所定値以上の
強力な反射波を検出し、その前方の所定領域の反射波強
度を計測する。その反射強度が所定値以上なら結石前方
に組織が接触していると判断し、焦点位置を変化させ反
射強度最大である結石表面から奥に設定する。逆に該反
射強度が低く、前方が液体であると判定された場合は、
焦点を反射強度最大の結石表面に一致させ、最適な照射
条件で治療を進行させることができる。

【００２１】一方、本願第２の発明によれば、放射線撮
像管の中心軸及び移動可能な超音波画像描出用プローブ
の中心軸が常に治療用音響エネルギの焦点上にあること
により、肋骨などにより超音波画像で照射目的が明瞭に
描出できない場合は、超音波画像描出用プローブを移動
することにより、治療用アプリケータ及び放射線撮像管
を移動することなく超音波画像上で照射目的を明瞭に描
出可能とする。その結果、治療用音響的エネルギの入力
方向に対して、水平面の位置合わせを放射線像により行
い垂直面の位置合わせを超音波像により確実に行えるよ
うになるので、位置合わせが３次元的に確実且つ迅速に
行える。また、超音波プローブのみを移動させて超音波
画像が明瞭になるように調整できるので、治療用アプリ
ケータを動かさずにすみ、治療前後で同じ角度の放射線
画像が撮影可能となり、治療効果の比較が容易になる。

【００２２】また、治療用の音響的エネルギの伝播経路
外に放射線撮像管を配置することで放射線撮像管による
音響エネルギの散乱を避け、放射線の伝播経路上に伸縮
可能な容器を配置し、放射線画像の撮影時には上記容器
を伸張して内部に放射線伝播媒質を導入し、音響的エネ
ルギの放射時には上記容器を収縮することにより、放射
線撮像時及び音響的エネルギの照射時ともにエネルギの
利用効率が向上する。

【００２３】さらに、外部超音波ハンドプローブ及び治
療用アプリケータにそれらの傾斜角及び方位角の検出
器、好ましくは小型の光ファイバジャイロを取り付け、
前記の角度を操作者に表示することにより、操作者が容
易に治療用アプリケータの傾斜角及び方位角をハンドプ
ローブのそれと同じにできるようにし、かつ、治療用ア
プリケータの軸をレーザ光によりガイドし治療用アプリ
ケータを接触させるべき体表の位置を明示することで、
照射目的の描出及び位置合わせが容易になる。また、上
述の操作者の操作範囲を自動制御することにより、ハン
ドプローブによる照射目的の描出後は自動的に治療用ア
プリケータの傾斜角及び方位角を制御し、確実かつ迅速
に治療可能とする。

【００２４】

【実施例】以下に第１〜２発明の実施例について図を用
いて説明する。図１は、第１発明の実施例に係る超音波
治療装置の構成図を示す図である。衝撃波源であるピエ
ゾ素子群１は水袋２により患者３にカップリングされて
いる。ピエゾ素子群１はそれぞれ駆動回路群４に接続さ
れている。該駆動回路群４は、初めは高電圧電源７から
アッテネータ５を介して低電圧が供給されており、送信
遅延回路群１７により適当な遅延を与えられたパルスの
タイミングで駆動され、衝撃波にならない程度の弱い超
音波パルスを照射する。ここで該遅延値は操作者が図示
しない超音波診断装置などの画像装置で描出した結石に
焦点が一致するように設定してある。体内に照射された
超音波は音響インピーダンスの異なる部分で反射され
る。この反射波は送信に用いたものと同じピエゾ素子群
１で受信される。この受信されたＲＦ信号波通常、送信
遅延回路群１７と同じ遅延値を有する受信遅延回路群１
８で遅延を与えられた後、アンプ５で増幅され、ゲート
回路１０により焦点領域からの信号のみが取り出され
る。これは駆動回路４が駆動されたタイミングを取り込
み、焦点までの距離の往復時間後にサンプリングゲート
を設けることで容易に実現できる。分離された信号はピ
ーク値検出回路１１に送られ振幅最大値を検出し、その
値を結石判定回路１２に送る。結石判定回路１２ではこ
のピーク値と予め設定してあった閾値との大小関係を判
定し、それを制御回路８に送る。またこのピーク値はＣ
ＲＴ１６に表示される。

【００２５】一方、ゲート回路１０で分離された信号は
スペクトルアナライザ１３にも送られ周波数分析された
そのデータが破砕度計測回路１４に送られる。該破砕度
計測回路１４はまず前記ピーク値検出回路１１からの出
力により周波数成分のデータを正規化する。正規化され
たデータのうちある周波数（例えば１５０ＫＨｚ）の強
度と設定値との比率を求める。この設定値はあらかじめ
記憶させておいたデータでも良いし、また外部スイッチ
１５で採取タイミングを決定された前記測定データの一
つでも良い。このようにして求められた比率によりは破
砕片サイズを計測し、そのデータを制御回路８に送る。
またこの比率はＣＲＴ１６に表示される。

【００２６】次に制御回路８は、結石判定回路１３から
「閾値より大」という信号が送られた上で、破砕度計測
回路１４から「結石は十分大きい」という信号が送られ
た場合、焦点には破砕されていない結石が存在すると判
断してアッテネータ５を制御し、駆動電圧が最大の条件
で駆動回路群４を駆動する。またこの時、送信遅延回路
群１７の遅延値は、焦点を拡大する値にセットされる。

【００２７】この状態で治療が進み、ある程度結石が破
砕されてくると、前記結石破砕度計測回路１４からの信
号は「結石は不十分だが小さい」に変わってくる。この
データにより制御回路８はアッテネータ５を制御し、出
力を絞ると同時に、送信遅延回路１７も制御し、鋭い焦
点を形成する。これにより破砕片はさらに細かくなり、
砂状となる。そして最終的には前記結石破砕度計測回路
１４からの信号が「結石は十分小さい」になるため、衝
撃波の照射は停止されることになる。

【００２８】ここで衝撃波の性状のうち、焦点サイズと
衝撃波エネルギの両方を同時に制御したが、どちらか一
方でもかまわない。また、破砕度を計測するために反射
波ピーク値で正規化した１５０ＫＨｚの単一周波数のピ
ーク値を用いたが、これ以外にも特開平４−１１１２３
６に示されるような他の破砕度を表す特性値を用いても
かまわない。

【００２９】図２は、第１発明の他の実施例に係る超音
波治療装置の構成図を示す図である。同図において上記
実施例と同じ働きをする構成要素に関しては同一名称・
番号で示した。

【００３０】ピエゾ素子群１はそれぞれ駆動回路群４に
結合されており、該駆動回路群４は、初めは切り換えス
イッチ２１を介して低電圧電源２２に結合されている。
該駆動回路４は送信遅延回路群１７により適当な遅延を
与えられたパルスのタイミングで駆動され、衝撃波にな
らない程度の弱い超音波パルスを照射する。ここで該遅
延値は操作者が図示しない超音波診断装置などの画像装
置で描出した結石に焦点が一致するように設定してあ
る。体内からの反射波は送信に用いたものと同じピエゾ
素子群１で受信される。この受信されたＲＦ信号は通
常、送信遅延回路群１７と同じ遅延値を有する受信遅延
回路群１８で遅延を与えられた後、アンプ５で増幅さ
れ、ゲート回路１０により焦点領域からの信号のみが取
り出される。分類された信号は信号分析回路２４に導か
れる。ここで該信号分析回路２４の動作を説明する。図
３はゲート回路１０で切り出されたＲＦ信号を示す図で
ある。まず該信号分析回路２４は結石の表面からの反射
と思われる最大の反射振幅を示す点３１の時刻を求め
る。そしてさらにこの最大振幅点３１の手前の所定幅
τ、ここでは約２μsec （距離として約３ｍｍ）の中の
信号のエネルギの積分値を求める。もし結石の前方にす
ぐ軟部組織が接触しているなら、該エネルギ積分値は無
数の反射波を積分するため比較的大きな値を示す。逆に
結石手前には組織がなく、例えば胆汁などの液体が存在
する場合は、反射体がほとんど無いため該エネルギ積分
値は極めて小さくなる。次にこの信号分析回路２４は上
記のように求めた最大振幅時刻とエネルギ積分値を制御
回路８’に送る。この制御回路８’では、もし「結石の
手前が液体」と判断したときは、振幅最大点に衝撃波焦
点を一致させるように送信遅延回路１７を制御する。ま
た逆に「結石の手前は組織」と判断したときは、衝撃波
焦点を振幅最大点の奥に位置するように送信遅延回路１
７を制御する。これにより結石近傍の組織障害を最小に
しながら最大の効率で結石を破砕できる。

【００３１】第１の実施例では結石からの反射信号から
結石の破砕度を判定して衝撃波を制御したが、該反射信
号には結石の種類に関する情報も含まれている。従って
該信号の解析により結石の種類を読みとり、その種類に
応じて最も効率的な破壊を実現する衝撃波焦点サイズ、
位置等を制御することも可能である。

【００３２】また、他の実施例では結石及びその周辺の
状況を計測する手段に、衝撃波源と同一のピエゾ素子か
ら微弱な超音波を送受信させ該受信信号を解析する手法
を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば結石の位置を求めるための超音波あるいはＸ線の
画像解析から結石の破砕状況を判断する手法が知られて
いるが、これら破砕状況を定量化したデータの特性値を
用いても同様の効果が得られる。また該画像解析から結
石の前方の液体の存在並びに結石の特性判定をすること
により、衝撃波の制御を行うようにしてもよい。［第２発明」図４は、第２発明の実施例に係る超音波治
療装置の構成を示す図である。ここでは、ピエゾ素子を
用いた体外衝撃波結石破砕用アプリケータについて説明
する。

【００３３】強力な超音波を発生するピエゾ素子群１は
焦点Ｆを中心とする球の一部を成すように構成されてい
る。超音波画像描出用プローブ４１は、その中心軸Ｃ₁
が焦点Ｆを通過しかつピエゾ素子群１の中心軸Ｃ₂ と所
定の角度を成すように保持具４２に固定されており、中
心軸Ｃ₁ を中心に回転でき且つ前後動が可能である。ま
たこの保持具４２はピエゾ素子群１の中心軸Ｃ₂ を中心
に回転させることができる。さらに、中心軸Ｃ₂ と放射
線受像装置４３及び放射線発生装置４３’の中心軸は一
致している。伸縮容器４４は例えば有機材料でできた膜
であり、伸縮容器制御部４５によって放射線画像撮影時
には伸張し、患者３に接触する。このときアプリケータ
４６は衝撃波伝播媒質の水によって満たされているが、
伸縮容器４４の内部は放射線の減衰定数が水よりも小さ
い空気によって満たされている。伸縮容器４４が伸張し
たことによるその容積分の水は圧力弁Ｂを介して水タン
クＴによって吸収され、患者３に余分な圧力が加わらな
いようになっている。放射線撮影が終了すると伸縮容器
４４は収縮し、アプリケータ４６の内部はすべて水で満
たされ衝撃波が効率よく伝播できるようになる。このと
きの伸縮容器４４の容積分の水はタンクＴから圧力弁Ｂ
を介して供給される。

【００３４】次に、実際の結石破砕治療手順を例として
説明する。あらかじめ検査しておいたデータから体内の
どの部位に結石が存在するか把握しておく。そして、予
想される部位が描出されるように放射線装置４３，４
３’によって放射線像を撮影する。このとき、伸縮容器
４４内は空気で満たされており、放射線は水によって減
衰なしに生体に到達する。撮影後は容器４４は制御部４
５によって収縮し、アプリケータ４６は衝撃波伝播媒質
の水によって満たされる。撮影された映像は、放射線画
像表示部４７によって表示され、アプリケータ４６の中
心軸から治療目標がどの方向にどの位ずれているか、操
作者は直ちに読みとることができる。操作者が入力部４
８を介して上記ずれを入力すると、コントローラ４９が
制御信号をアプリケータ移動手段５０に送信し、治療目
標がアプリケータ４６の軸５に一致するまでアプリケー
タ４６は放射線画像の面に対して平行に移動する。その
後操作者は、超音波画像表示装置４７によって超音波プ
ローブ３による生体内像を観察しながらアプリケータ４
６を軸Ｃ₂ に平行移動させれば、衝撃波焦点と治療目標
が重なったときに超音波画像表示装置４７’上に治療目
標が描出される。このとき、超音波画像が明瞭になるよ
うに保持具４２または超音波プローブ４１を回転し調整
することができる。

【００３５】以上の操作により、放射線及び超音波を用
いて３次元的に簡単かつ迅速な位置合わせが可能とな
る。次に、上述の画像描出用超音波プローブの詳しい構
造を図５に示す。

【００３６】超音波画像描出用プローブ４１はモータ５
１ａに接続されており回転できる。さらに、超音波プロ
ーブ４１及びモータ５１は支柱５２に取り付けられてお
り、支柱５２はラックピニオン５３によって可動台５４
上を上下に移動する。さらに、可動台５４は、モータ５
１ｂ及びベルト５５によって保持具４２上を移動する。
保持具４２はピエゾ素子群１の曲率と同じ曲率になって
いるので、可動台５４の移動後も超音波プローブ４１の
中心軸Ｃ₁ は常にピエソ素子群１から発生する治療用超
音波エネルギの焦点Ｆに一致する。

【００３７】次に、伸縮容器４４について、説明する。
伸縮容器４４は例えば有機材料でできた袋状になってお
り、その伸張と収縮は制御部４５によって制御される。
容器４４の伸張時には制御部４５によってポンプＰから
可撓性のチューブ５６を通して空気が容器４４内に導入
され、収縮時には容器４４内の空気は排出される。

【００３８】次に他の実施例について、図６に従って説
明する。図６は、放射線受像装置４３，放射線発生装置
４３’，伸縮する容器４４，可撓性のチューブ５６，放
射線装置用保持具６１及びアーム６２を除けば図４に示
した装置と構造的には同じであるので、他の構成要素は
省略してある。容器４４は放射線受像装置４３上に装着
されている。放射線受像装置４３，容器４４及びチュー
ブ５６は保持具６１によってアプリケータ４６の軸Ｃ₂
を中心に回転可能である。放射線装置の軸Ｃ₃ は常に治
療用超音波の焦点Ｆ上にあり、アプリケータ４６の軸Ｃ
₂ に対して所定の角度で傾いている。ピエゾ素子群１
は、図３（ｂ）の斜線で示したように円周方向に穴があ
いており、放射線受像装置４３及び発生装置４３’の軸
Ｃ₃ はその穴の中心に沿って円周方向に動かせるように
なっている。さらに、放射線の撮影時には容器４４は制
御部４５によってチューブ５６を介して空気が導入され
図３（ｂ）に示すように膨らみ、治療用超音波照射時に
は、容器４４の内部の空気は排出されてしぼむ。このよ
うに放射線装置をアプリケータの外に配置することで、
放射線受像装置（あるいは発生装置）による治療用超音
波の散乱を避けることができる。また、放射線装置の軸
Ｃ₃ が治療用超音波の焦点Ｆに一致したままアプリケー
タ４６の軸Ｃ₂ を中心に回転可能なので２方向撮影で３
次元位置を決定できる。また、肋骨などの障害物のため
に治療目標をうまく描出できない場合は放射線装置の軸
Ｃ₃ を回転して障害物を避けることができ、常に治療目
標の描出が可能となる。

【００３９】実際の位置合わせの手順は以下のようにな
る。放射線画像に写っている治療目標をアプリケータ４
６の軸上に一致させるために必要なアプリケータ４６の
移動量を電子計算機６３によって計算し、その計算値に
従ってアプリケータ４６の軸Ｃ₂ が治療目標に一致する
までの移動機構６４によってアプリケータ４６を移動し
たのち、軸５に平行に移動して焦点位置を治療目標に一
致させる。

【００４０】なお、超音波画像描出用プローブ４１も実
施例の１で説明したように治療用超音波の焦点に一致さ
せたまま移動可能である。図７は、放射線画像および超
音波画像が表示されている例であり、放射線画像と超音
波画像を並列することによって、体内の結石の位置が簡
単に把握できるようになっている。図７ｂは、画面上で
点線で示されているように治療用超音波の伝播経路が超
音波画像に対してある角度を持っている場合であるが、
このように衝撃波伝播経路を点線で示すことにより超音
波画像と衝撃波伝播経路の相対位置関係がただちにわか
るようになっている。

【００４１】なお、第２発明では、いずれも超音波プロ
ーブ４１を衝撃波伝播経路内に配置したがこれにこだわ
ることはなく、治療目標が確認できる位置であればどこ
でもよい。

【００４２】

【発明の効果】第１の発明によれば、操作者が連続的に
煩雑な制御をしなくても結石の状況に応じて最適な衝撃
波の性状で治療を行うことができ、治療効率及び安全性
が向上する。

【００４３】また、第２の発明によれば、治療用アプリ
ケータの軸と所定の角度をなし且つ治療用アプリケータ
の焦点と一致した軸を持つことを特徴とする移動可能な
超音波画像描出用プローブと放射線装置により、アプリ
ケータを移動しなくてもアプリケータ内部超音波プロー
ブまたは放射線装置を移動させることにより、肋骨など
の障害物に影響されずに明瞭な超音波が像または放射線
画像を確実に描出できるので、３次元的に、迅速かつ容
易な位置合わせが可能となる。

【００４４】また、治療用音響的エネルギの照射にとも
ない治療目標が微妙に移動して治療目標が明瞭に描出で
きなくなったとしても、治療用超音波プローブのみを動
かすことにより治療目標をリアルタイムで明瞭に描出で
きる。その結果、治療中に治療用アプリケータを動かす
ことがなくなるので、治療前後で同じ位置及び角度で放
射線像を撮影でき、よって、治療効果の比較が容易にな
る。

【００４５】さらに、伸縮する容器を放射線装置の軸上
且つ治療用音響的エネルギの伝播部内に形成し、放射線
装置を上記伝播部外に設置することにより、放射線発生
装置（あるいは受像装置）を脱着しなくても治療用音響
的エネルギを散乱させることがなくなるので、装置の操
作性及び治療用音響的エネルギの利用効率を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の一実施例に係る超音波治療装置の
構成を示す図。

【図２】第１発明の他の実施例に係る超音波治療装置
の構成を示す図。

【図３】図２における反射超音波の受信波形を示す
図。

【図４】第２発明の一実施例に係る超音波治療装置の
構成を示す図。

【図５】図４における画像描出用超音波プローブの詳
細を示す図。

【図６】第２の発明の他の実施例に係る超音波治療装
置の構成を示す図。

【図７】第２発明における放射線画像及び超音波画像
の表示例を示す図。

【図８】従来の治療装置を示す図。

【図９】従来の治療装置を示す図。

【符号の説明】

１…ピエゾ素子群２…水袋４…駆動回路群５…アッテネータ７、２３…高電圧電源８…制御回路１０…ゲート回路１１…ピーク値検出回路１２…結石判定回路１３…スプクトラムアナライザ１４…破砕度計測回路２１…切り換えスイッチ２２…低電圧電源２４…信号分析回路４１…超音波描出用プローブ４２…保持具４３…放射線受像器４３’…放射線発生器４４…伸縮容器４５…伸縮容器制御部４６…アプリケータ４７…放射線画像表示部４７’…超音波画像表示部４８…入力部４９…コントローラ５０…アプリケータ移動手段５１ａ，５１ｂ…モータ５１…支柱５３…ラックピニオン５４…可動台５５…ベルト５６…チューブ６１…放射線装置用保持具６２…アーム６３…電子計算機６４…移動機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石橋義治神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音響的エネルギー発生手段からの音響的
エネルギーを患者体内の対象物に照射して破砕治療する
超音波治療装置において、前記音響的エネルギー発生手段は、前記対象物近傍に測
定用音響的エネルギーを送信し、かつ、前記測定用音響
的エネルギーに対応する反射波を受信可能であって、前
記受信された反射波に基づいて前記対象物近傍の物理的
状態を解析する手段と、この手段に基づいて音響的エネ
ルギーの性状を変化させる手段とからなることを特徴と
する超音波治療装置。
【請求項２】前記対象物近傍の物理的状態を解析する
手段は、前記対象物の径の大きさを計測する手段である
ことを特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。
【請求項３】前記対象物近傍の物理的状態を解析する
手段は、前記対象物の前記衝撃波進行方向に対して手前
側の生体組織の存在を判別する手段であることを特徴と
する請求項１記載の超音波治療装置。
【請求項４】前記対象物近傍の物理的状態を解析する
手段は、前記対象物の種類を判別する手段であることを
特徴とする請求項１記載の超音波治療装置。
【請求項５】前記音響的エネルギーの性状を変化させ
る手段は、焦点サイズ、音響的エネルギー量又は焦点位
置のうち、すくなくとも一つであることを特徴とする請
求項１記載の超音波治療装置。
【請求項６】音響的エネルギー発生手段からの音響的
エネルギーを患者体内の結石等の対象物に照射して破砕
治療する超音波治療装置において、前記患者体内を放射線撮像可能な放射線撮像手段と、前記音響的エネルギー発生手段の焦点位置の超音波画像
を撮像可能な超音波撮像手段と前記放射線撮像手段若し
くは前記超音波撮像手段又はこれらの手段を移動可能に
保持する移動手段とからなることを特徴とする超音波治
療装置。
【請求項７】前記超音波撮像手段は、前記音響的エネ
ルギーの伝搬経路内に設けられていることを特徴とする
請求項６記載の超音波治療装置。
【請求項８】前記放射線撮像手段は、前記音響的エネ
ルギーの伝搬経路内に設けられていることを特徴とする
請求項６記載の超音波治療装置。
【請求項９】前記放射線撮像手段は、前記音響的エネ
ルギーの伝搬経路外に設けられ、前記音響的エネルギー
の伝搬経路と前記放射線撮像手段からの放射線の伝搬経
路とを空間的に分離する手段を有する請求項６記載の超
音波治療装置。