JPS6249843A - 超音波結石破砕装置 - Google Patents
超音波結石破砕装置Info
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- JPS6249843A JPS6249843A JP60191250A JP19125085A JPS6249843A JP S6249843 A JPS6249843 A JP S6249843A JP 60191250 A JP60191250 A JP 60191250A JP 19125085 A JP19125085 A JP 19125085A JP S6249843 A JPS6249843 A JP S6249843A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
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。
で破砕する超音波結石破砕装置に関するものである。
[発明の技術的背景とその問題点]
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。
するようにした装置が実用化されている。
この装置は、所定の大きざを有し、かつ、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。
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。
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
ら行なうものである。
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
ら行なうものである。
しかしながら、上述した装置により数十回〜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
かがるとともに費用も多大に要するという問題がある。
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
かがるとともに費用も多大に要するという問題がある。
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、ざら、にはX線透視による観察が不
可欠でお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dとなる。
れる煩しさがあり、ざら、にはX線透視による観察が不
可欠でお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dとなる。
さらに、装置が大規模となり価格も極めて高価になると
いう問題がおる。
いう問題がおる。
[発明の目的]
本発明は上記事情に鑑みてなされたものでおり、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。
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。
[発明の概要]
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呂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
ータに基く断層像と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、前記第1の超音波トランスジ
ューサからその集束点に位置する破砕対象たる被検体内
の結石に向けて強力な超音波エネルギを発生させるバル
サとを有し、拍子手段上の集束点マーカに結石像を一致
させた状態でパルサにより第1の超音波トランスジュー
サを駆動し結石を破砕するようにしたことを特徴とする
ものである。
有しその幾何学的中心点に超呂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
ータに基く断層像と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、前記第1の超音波トランスジ
ューサからその集束点に位置する破砕対象たる被検体内
の結石に向けて強力な超音波エネルギを発生させるバル
サとを有し、拍子手段上の集束点マーカに結石像を一致
させた状態でパルサにより第1の超音波トランスジュー
サを駆動し結石を破砕するようにしたことを特徴とする
ものである。
[発明の実施例]
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ともにこの第1の超音波トランス
ジューサ]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@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なうCPU (中央処理装置)6及
びこのCPtJ6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
。
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ともにこの第1の超音波トランス
ジューサ]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@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なうCPU (中央処理装置)6及
びこのCPtJ6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
。
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なう信号変換系(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ll131 、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く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
所定形状の扱孔を設けた例えば共振周波数1MHzで直
径10cm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(辰動子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。
、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なう信号変換系(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ll131 、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く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
所定形状の扱孔を設けた例えば共振周波数1MHzで直
径10cm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(辰動子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。
前記第2の超音波トランスジューサ2は、前記俵孔内に
固定され、かつ細い振動子を配列してなる振動子アレイ
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。
固定され、か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。
前記第1の超音波トランスジュー1J1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かつその位置に固定できる
ようになっている。
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かつその位置に固定できる
ようになっている。
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内に渦された水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1−サ1.
2と被検体との間の超音波の送受波を効率よく行なうよ
うになっている。
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内に渦された水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1−サ1.
2と被検体との間の超音波の送受波を効率よく行なうよ
うになっている。
次に第1の信号処理系4について説明する。第1の信@
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。
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。
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超音波トランスジユ
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2
5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11
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。
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超音波トランスジユ
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2
5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11
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。
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なうように励振する
とともにこのセクタスキャンに基く第2の超音波トラン
スジ1−サ2からのエコー信号を受信する送受信回路2
7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二 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535Mを破砕する場合を例にとって
説明する。
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なうように励振する
とともにこのセクタスキャンに基く第2の超音波トラン
スジ1−サ2からのエコー信号を受信する送受信回路2
7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二 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535Mを破砕する場合を例にとって
説明する。
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。
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。
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。
にある腎結石像35を探す。
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づいて凹面振動子15の位置、
第1の超音波トランスジューサ1の音場領[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
とともに、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
。
系9に送られる信号に基づいて凹面振動子15の位置、
第1の超音波トランスジューサ1の音場領[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
とともに、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
。
そして、腎結石像35が断層像内に描写された段階でざ
らにアプリケータ3を微調整し、その腎結石@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。
らにアプリケータ3を微調整し、その腎結石@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。
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−サ1に大撮幅のパルス信号
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。
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−サ1に大撮幅のパルス信号
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。
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。
、腎結石35Mを破砕する。
このような超音波パルスの発生を何度が必要なだけ繰り
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。
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。
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1
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丈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。
ことから、予め被検体信号検出素子12を被検体の手1
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丈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。
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
基づくものでおるが、実際にはこれらは完全に対応して
いるとは限らない。
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
基づくものでおるが、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。
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。
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1530IIl/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1
0上に正しく表示されないことになる。
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1530IIl/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1
0上に正しく表示されないことになる。
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@35が表示され
ることになる。
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@35が表示され
ることになる。
さらに、超音波パルスの屈折等の影響のため、腎結石像
35の表示位置の誤差はより大きくなる。
35の表示位置の誤差はより大きくなる。
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。
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。
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ケ−タ3の位置を
調整する。
集束点マーカ38内に入るようにアプケ−タ3の位置を
調整する。
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CPU6
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271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4)1から被検体に向けてごく弱い超音波パルサ
が送波される。
ブシュボタンを押し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CPU6
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271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4)1から被検体に向けてごく弱い超音波パルサ
が送波される。
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2
5はこのエコー信号を受信し、第1の信号処理回路26
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。
し、超音波エコーとなって第1の超音波トランジューサ
1により受波されエコー信号に交換される。受信回路2
5はこのエコー信号を受信し、第1の信号処理回路26
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。
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。
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。
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
。
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
。
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535Mを破砕す
る。
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535Mを破砕す
る。
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。
確実に破砕することができる。
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。
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。
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−シフ1クタを変えることにより
拡大、縮小が可能である。
定値、すなわち、スケ−シフ1クタを変えることにより
拡大、縮小が可能である。
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
束点マーク38内に賢結石像35が入るように断層像の
スケールファクタを設定する。
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
束点マーク38内に賢結石像35が入るように断層像の
スケールファクタを設定する。
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おる。
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おる。
尚、上)ホ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。
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。
第2の超音波トランジューサ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日毎
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
。
の断層像を得る場合を考え、その各フレームの変り日毎
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
。
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a1〜a5は腎結石35Mからの反
射エコーに基づく第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
ランスジュー丈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(1の発射時刻から短い時間にし
かも(膜幅の小さい広幅なパルスa1が得られる。
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a1〜a5は腎結石35Mからの反
射エコーに基づく第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
ランスジュー丈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(1の発射時刻から短い時間にし
かも(膜幅の小さい広幅なパルスa1が得られる。
アプリケータ3の第1の超音波トランスジユーザ1を体
表33から少し遠ざけ腎結石35Mを集束点に近ずけた
場合には、上述したパルスa1よりも遅い時間でかつ振
幅がより大ぎく幅が狭いパルスa2が得られる。
表33から少し遠ざけ腎結石35Mを集束点に近ずけた
場合には、上述したパルスa1よりも遅い時間でかつ振
幅がより大ぎく幅が狭いパルスa2が得られる。
ざらに第1の超音波トランスジユーザ1を体表33から
達ざけ腎結UJ35M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。
達ざけ腎結UJ35M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。
第1の超音波トランスジューサ1をさらに体表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ad 、a5のようなパルスが得られる。
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ad 、a5のようなパルスが得られる。
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づくパルスが得られ、その
各パルスの包絡線を描けば第4図(b)のようになる。
毎秒30個の反射エコーに基づくパルスが得られ、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aQの発射時刻からこの包絡線のピーク点までの
時間下は、第1の超音波トランスジユーザ1の集束点と
腎結′EI35M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35Mに当って反射し第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。
時間下は、第1の超音波トランスジユーザ1の集束点と
腎結′EI35M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35Mに当って反射し第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。
すなわち、凹面撮動子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王というこ
とになる。
離2R間を超音波が伝播するに要する時間が王というこ
とになる。
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ユーザ1から音響カプラ2
2を経て被検体内の腎結石35Mに至るまでの平均音速
CMは下記(1)式で表わすことができる。
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ユーザ1から音響カプラ2
2を経て被検体内の腎結石35Mに至るまでの平均音速
CMは下記(1)式で表わすことができる。
CM = 2 R/T ・・・(1)前
記音速CMを求める手順を以下に説明する。
記音速CMを求める手順を以下に説明する。
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
ほどその振幅が大ぎくかつその幅が狭いため、@4図(
a)に示す各パルスa1〜a5の波形をCPtJ6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
さらに第1の信@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。
ほどその振幅が大ぎくかつその幅が狭いため、@4図(
a)に示す各パルスa1〜a5の波形をCPtJ6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
さらに第1の信@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。
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)式に基づく演算を図示しない演算手段で行なうこと
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10上には被検体の腎結石仰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。
、このデータと前記曲率半径Rの値とを取り込み前記(
1)式に基づく演算を図示しない演算手段で行なうこと
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10上には被検体の腎結石仰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。
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の破砕を行なうことももちろん可能である。
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の破砕を行なうことももちろん可能である。
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。
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。
また、集束点位置が凹面撮動子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IIJ、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。
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IIJ、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。
また、結石位置vl認手段11から発生ざぜる音は反射
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。
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。
ざらに、結石位置確認手段11としてスピーカを用いる
地被検体に対する影響を考慮しイヤホーンとしてもよい
。
地被検体に対する影響を考慮しイヤホーンとしてもよい
。
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おる。
要旨の範囲内で種々の変形が可能でおる。
例えば、上述した実施例では腎結石位置の確認を音響的
に行なう場合について説明したが、これに限らず第1の
信@91!X埋回路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、その振幅の大小を児なら
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。
に行なう場合について説明したが、これに限らず第1の
信@91!X埋回路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、その振幅の大小を児なら
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。
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。
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。
[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かつ何度でも繰り返
して破砕することができる。
けることなく被検体の結石を確実にかつ何度でも繰り返
して破砕することができる。
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。
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。
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、弔3図 弔4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、弔3図 弔4図
Claims (2)
- (1)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と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、前記第1の超
音波トランスジューサからその集束点に位置する破砕対
象たる被検体内の結石に向けて強力な超音波エネルギを
発生させるパルサとを有し、表示手段上の集束点マーカ
に結石像を一致させた状態でパルサにより第1の超音波
トランスジューサを駆動し結石を破砕するようにしたこ
とを特徴とする超音波結石破砕装置。 - (2)前記第2の超音波トランスジューサは、前記第1
の超音波トランスジューサの中心部に配置されている特
許請求の範囲第1項記載の超音波結石破砕装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60191250A JPH0738857B2 (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 結石破砕装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60191250A JPH0738857B2 (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 結石破砕装置 |
Related Child Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1184354A Division JPH0284950A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 超音波結石破砕装置 |
JP1184355A Division JPH0284951A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 超音波結石破砕装置 |
JP3213500A Division JPH074392B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 結石破砕装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6249843A true JPS6249843A (ja) | 1987-03-04 |
JPH0738857B2 JPH0738857B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=16271402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60191250A Expired - Lifetime JPH0738857B2 (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 結石破砕装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0738857B2 (ja) |
Cited By (12)
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-
1985
- 1985-08-29 JP JP60191250A patent/JPH0738857B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0738857B2 (ja) | 1995-05-01 |
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