JPS63260546A - 超音波治療装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、超音波治療装置、詳しくは体外からの超音波
衝撃波を体内の治療対象物である結石に集中させて砕石
等の治療を施す超音波治療装置に関する。

［従来の技術］ 超音波治療装置の一例としての結石破壊装置は公知（特
開昭６０−１４５１３１号公報参照）であり、一般に、
圧電素子からなる超音波振動子を多数、球面形状にモザ
イク状に並べて形成した衝撃波発生体を水等を充填した
ウォーターバッグを介して人体に接触させ、腎臓や肝臓
内に存在している治療対象物である結石に、上記多数の
超音波振動子からの超音波衝撃波を集中させて結石を破
壊するようにしている。超音波衝撃波は超音波振動子に
衝撃波発生回路からのパルス状電圧を印加することによ
り発生される。また、結石の位置を確認するためには、
Ｘ線あるいは超音波観測装置により行ない、体外からの
衝撃波の焦点を結石に手作業で合わせるようにしていた
。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来の装置においては結石の移動については
特に自動的に追尾していないので、呼吸等によって結石
か移動してしまうという追従性も”、＋！！ｊ　＜　、
結石が衝撃波の焦点から容易に外れてしまい破砕の効率
を低下させており、また、Ｘ線あるいは体外式の超＆波
蜆ａｌｌｌ装置で結石の位置を見つけた後、マニュアル
で焦点合わせをしていたため、焦点合わせか極めて厄介
であり、多くの労力と工数を要していた。

従って、本発明の目的は、−１一連したような従来の超
音波治療器置における欠点を解消するために、確認され
た結石に対して容易に、しかも正確に焦点を合わせるこ
とかでき、砕石の効率を一段と向上させると共に治療時
間を短縮して患否に苦痛を与えないようにした超音波治
療装置を提供するにある。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明は、
上記目的を達成するために、強力超音波発生用振動子ア
レイの一部に設けた超音波探触子と、この超音波探触子
を、一定の角度毎に超音波断層像を得るように回転させ
る手段と、一定の角度毎に得た超音波断層像のうち、最
もエコー強度の強い部分を抽出し、その座標位置を検出
する手段と、この検出された座標位置に、上記強力超音
波発生用振動子アレイの焦点を移動させる手段とを具備
したことを特徴とするものである。

即ち、第１図の概念図に示すように、人体１の内部の結
石１１を含んだ超音波断層像を、超音波治療器の超音波
探触子２．同超音波探触子２の走査器３および超音波観
測装置４によって得るようにし、このとき、上記超音波
探触子２を走査器３により３次元的に走査して２次元の
超音波断層像を曳数枚得る。この段数枚の２次元の超音
波断層像から画像処理装置５および位置検出装置６によ
り結石１１の位置情報を検出し、この位置情報に基づい
て位置制御器９は強力超音波発生用振動子アレイ７の焦
点を、振動子アレイ移動器８により移動させ、同アレイ
７の焦点が結石１１と一致したところで強力超音波駆動
回路１０を動作させ、強力超音波発生用振動子アレイ７
を駆動して強力超音波を発生させ、結石１１に集束する
ことによって同結石１１を破砕する。

換言すれば、３次元の人体断面の超音波像を取り込み、
これをリアルタイムで画像処理して結石の位置を見つけ
、この位置情報に基づいて強力超音波の焦点合わせを常
に行なうようにしたものである。

［実　施　例］ 第２図は、本発明の一実施例を示す超音波治療装置の概
要構成図であって、上記第１図の概念図中の構成要素と
同一の構成部材については同一符号を付しである。

第２図において、強力超音波発生用振動子アレイ７は、
圧電素子からなる超音波振動子１３を多数、球面板上に
モザイク状に並べて貼設して形成したものであって、強
力超音波駆動回路１０により駆動され、発生した強力超
音波は、同強力超音波発生用振動子アレイ７の焦点Ｆに
集束される。

超′ｒｒｉ波探触子２は電子セクタスキャン型の探触子
であって、破線で示した扇形状の部分の断層像を得るも
のである。

人体１と上記超音波探触子２との間には、超音波の減衰
を防市するために水等を充満させるか、または上記振動
子アレイ７を覆うパウチ（図示されず）に水を充満させ
て、人体１に密着させるようにする。上記超音波探触子
２は、例えばステッピングモータ等からなる探触子走査
器３により、例えば４５°きざみに回転し、その角度毎
に超音波観測装置４からロータリートランス１４を介し
て超音波送信パルスが送られ、そのエコー信号が逆に超
音波探触子２からロータリートランス１４を介して超音
波観測装置４に戻ってＢモード像として表示される。こ
の超音波観７１１１＋装置４からのビデオ信号は画像処
理装置５に人力され、位置検出装置６により、結石１１
の位置情報を得、それを位置制御器９へ人力する。一方
、探触子走査器３からもステッピングモータの回転角度
情報が同位置制御器９に入力される。位置制御器９は、
これらの情報を基に振動子アレイ移動器８を駆動するよ
うになっている。

次に、以上のように構成された超音波治療装置の作用に
ついて説明する。いま探触子走査器３により、超音波探
触子２を、一定角度毎、例えば第３図（Ａ）に示すよう
に、４５°の回転毎にＢモード像が得られるように回転
し、一定の強度以上の部分のみ抽出すれば、第３図（Ｂ
）に示すようなＰ１〜Ｐ４の４枚の像が得られる。これ
らＰ１〜Ｐ４像毎に第４図に示すようなアルゴリズムで
画像処理装置５、位置検出装置６により処理を行なう。

即ち、超音波観測装置４からのＢモード像の情報を画像
処理装置５にとり込む。この際一定の強度以上の部分の
み抽出するような２ｒＬ化処理を行なうと、結石は他の
組織よりもエコーが強いため、容易に抽出することがで
きる。次にこの抽出された結石１１の部分のエコー面積
を計算する。

そして、上記Ｐ１〜Ｐ４の像面の４枚の中から抽出され
た結石の面積が一番大きい面（この場合Ｐ２像面）を求
め、このときの探触子走査器３の角度（この場合４５°
）を求めると共に、更にその面における結石のエコーの
重心位置６点（第５図参照）を求め、その重心Ｇ点の座
標を出力する。

次いで上記重心Ｇ点と強力超音波発生用振動子アレイ７
の焦点であるＦ点の差ΔＸ、Δｙ（第５図参照）および
探触子走査器３の角度θ（第３図（Ａ）参照）を位置検
出装置６で求め、その値（ΔＸ、Δｙ、θ）を位置制御
器９へ出力する。

位置制御器９はΔＸ、Δｙ、θの情報に従い、例えばｘ
−ｙ−ｚステージからなる振動子アレイ移動器８を駆動
し、結石１１（第２図参照）の位置と強力超音波発生用
振動子アレイ７の焦点Ｆ位置とを一致させる。この状態
で上記振動子アレイ７から強力超音波駆動回路１０によ
る強力超音波をその焦点Ｆにある結石に集中してこれを
破砕する。

なお、本実施例では、４５°の角度の回転毎にＢモード
像をとりこむようにしたが、これに限るものでなく、角
度をもっと細かくきざんでやるようにすれば、更に正確
な位置合わせができることは明らかである。例えば探触
子走査器３を２回転／秒とし、θを５°きざみでとりこ
むようにすれば、３６０’、３８面のＢモード像を０．
５秒で処理できるので、実用上結石の動きには充分追従
できる。従って、常に結石のエコーの重心に強力超音波
の焦点Ｆがあるので、いつでも強力超音波駆動回路１０
を駆動すれば、最大効率で結石を破砕することができる
。

第６図は、上記第２図の超音波治療装置における他の使
用例を示すモード像である。上記第２図の実施例の場合
は結石のエコーの重心と実際の結石の重心との位置が一
致しているという前提で説明しているが、特に固い結石
の場合は、超音波の特性により、結石１１の超音波探触
子２寄りの境７　　界にて図示のような高エコー２１が
発生し、単純にエコーの重心を求めただけでは実際の結
石１１の重心位置とは異なってしまう。

このような場合には、例えば超音波探触子２から最遠の
点、あるいは、エコーの形状より実際の結石の位置を推
測し、そこに焦点を合わせるようにすれば良い。

なお、上記実施例における超音波探触子２は電子セクタ
形状のものであるが、これはコンベックス、リニア、メ
カ走査形のものであっても良いことは言うまでもない。

また、本実施例は、結石を破壊する場合について説明し
たが、本発明による体外式強力超音波の集束技術は、体
内の血栓溶融。

徐放剤（外部より超音波を薬をしみ込ませた材料に当て
、薬を徐々に放出する）、ハイパーサーミア等にも利用
できるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、確認された結石に
対して容易に、しかも正確に焦点を合わせることができ
、強力超音波のパワーを結石に集中し、短時間に効率よ
く砕石を行なうことができ、治療時間を短縮して患者に
苦痛を与えるようなこともない。よって従来の欠点を解
消した超音波治療装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概念図、 第２図は、本発明の一実施例を示す超音波治療装置の概
要構成図、 第３図（Ａ）は、上記第２図の超音波治療装置における
超音波探触子の回転角度の一例を示す線図、 第３図（Ｂ）は、上記超音波探触子の各回転角度におけ
るそれぞれのＢモード像、 第４図は、本発明における結石を振動子アレイｊｔｔ点
位置に合わせるだめの手順を示すフローチャート、 第５図は、−］ユ記第３図（Ｂ）中のＰ２像面における
結石と超音波発生用振動子アレイの焦点位置との関係を
示すＢモード像、 第６図は、上記第２図の超＆波治療装置における他の使
用例を示すためのＢモード像である。 １・・・・・・・・・人　体 ２・・・・・・・・・超音波探触子 ３・・・・・・・・・探触子走査器（探触子回転手段）
６・・・・・・・・・位置検出装置（座標位置検出手段
）８・・・・・・・・・振動子アレイ移動器（振動子ア
レイ移動手段） １１・・・・・・・・・結　石

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 体内の結石等の患部位置を超音波観測装置で観測し、体
   外で発生させた衝撃波を集束させて治療する超音波治療
   装置において、 強力超音波発生用振動子アレイの一部に設けた超音波探
   触子と、 この超音波探触子を、一定の角度毎に超音波断層像を得
   るように回転させる手段と、 一定の角度毎に得た超音波断層像のうち、最もエコー強
   度の強い部分を抽出し、その座標位置を検出する手段と
   、 この検出された座標位置に、上記強力超音波発生用振動
   子アレイの焦点を移動させる手段と、を具備したことを
   特徴とする超音波治療装置。