JP2530019B2 - 衝撃波治療装置 - 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砕して治療する衝撃波
治療装置に関する。

（従来の技術） 従来の衝撃波治療装置としては、超音波を衝撃波とし
て用いた超音波治療装置がある。この超音波治療装置
は、被検体内の被破砕物の破砕用超音波の集束点を形成
する超音波トランスジューサと、前記被検体の断層像デ
ータを収集する超音波トランスジューサとを備えている
のが通常である。そして治療を施す際には、まず断層像
データを収集する超音波トランスジューサにより患部
（被破砕物）の様子を表示部上に表示させ、次にこの表
示画像を観察しながら被破砕物としえ例えば結石等を破
砕用超音波の送波により破砕する治療を施している。具
体的には、前記表示部上には破砕用超音波の集束点を示
すマーカが断層像と共に表示され、このマーカを被破砕
物に一致させた状態で破砕用超音波を送波し、結石等の
破砕を行うようにしている。また、このような従来装置
では破砕用超音波のショット数を計数して、この計数値
が予め設定されたショット数に達した際に該超音波の送
波を停止するようにし、その後に例えばＸ線診断装置等
によって改めて該被破砕物の断層像を表示部上に表示さ
せて破砕結果を確認するようにしていた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前述した従来装置では送波される破砕用超
音波のショット数を目安に破砕用超音波の停止，再開を
行っていたために、実際の被破砕物が破砕されたか否か
を破砕用超音波の送波中に把握することは困難であっ
た。このことは、被破砕物の破砕が完了した後において
も引き続き強力な破砕用超音波を送波する危険があるこ
とを意味し、また、被破砕物の破砕が完了していない状
態で破砕用超音波を送波を停止してしまうという問題が
ある。前者の場合は必要の無い衝撃波を送波することに
なり安全性の観点から早急に解決すべき問題であり、後
者の場合にはいたずらに治療に要する時間を必要とする
という問題がある。

そこで本発明は上記事情を考慮してなされたものであ
り、破砕用衝撃波の送波中においても被破砕物の破砕状
態が確認できる衝撃波治療装置の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を達成するため本発明の構成では、被検体に
向けて破砕用衝撃波を送波して該被検体内の被破砕物を
破砕治療する衝撃波治療装置において、破砕用衝撃波の
送波前及び当該衝撃波送波中の被破砕物の断層像データ
を収集するデータの収集手段と、このデータの収集手段
により得られた断層像データに基づいて破砕用衝撃波送
波前の断層像と共に当該衝撃波送波中の断層像を表示す
る表示手段とを備えている。

（作 用） 上記構成を備えた本発明の作用について説明する。

まず、データ収集手段によって破砕用衝撃波の送波前
の被破砕物の断層像データを収集した後に該衝撃波の送
波を開始し、データ収集手段により破砕用衝撃波送波中
の被破砕物の断層像データを収集する。このようにして
得られた断層像データに基づいて破砕用衝撃波送波前の
断層像と共に当該衝撃波送波中の断層像が表示手段に表
示される。これにより、衝撃波送波中においても被破砕
物の破砕状態が確認できる。

（実施例） 以下、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は一実施例としての衝撃波治療装置の構成ブロ
ック図である。尚、本実施例では衝撃波として超音波を
用いた実施例について説明する。

同図において衝撃波治療装置は、被検体の被破砕物の
破砕用超音波の集束点を形成する衝撃波トランスジュー
サ１及びこの衝撃波トランスジューサ１によって形成さ
れる超音波の集束点を含む領域に対して超音波を送受す
る超音波トランスジューサ２を含んで成る衝撃波アプリ
ケータ３を有する。また、衝撃波トランスジューサ１に
対しパルス信号を送出するパルサ４と、コントローラ５
を介して前記超音波トランスジューサ２に対しパルス信
号を送出してセクタスキャン等を行うように励振し、こ
の各セクタスキャンに基づく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６と、この送受
信回路６の出力信号を取込みこれに振幅検波を施してビ
デオ信号として信号変換系８に送出する信号処理回路７
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を中心として構成されたシステムコントローラ９
と、このシステムコントローラ９に制御され前記送受信
回路6,信号処理回路7,パルサ４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５とを有する。更に、前記システムコントローラ９に
より制御され送受信回路6,信号処理回路７の出力信号に
対し信号変換処理等を行う信号変換系８と、この信号変
換系８から出力される断層像データを記憶する画像メモ
リ20aおよび前記システムコントローラ９からの制御信
号により該画像メモリ20aに記憶された断層像データか
らサブトラクション像を構成し、また、これにグレイ変
換処理を行うサブトラクション・グレイ変換処理部20b
とを有する画像処理部20と、前記システムコントローラ
９からの制御信号に基づき、画像処理部20から出力され
る画像データと共に、超音波トランスジューサ２による
セクタ状の音場領域，破砕用超音波の集束点を示す集束
点マーカ等を表示するTVモニタ等を含む表示部10とを有
する。ここでこの表示部10が、本発明における表示手段
に相当する。また、前記パルサ４から衝撃波トランスジ
ューサ１に送出されるパルス信号の発生タイミングを設
定すべくシステムコントローラ９に接続され、パルスの
送信開始を指示するスイッチ（図示しない）を備えた治
療スタートスイッチ11と、前記衝撃波トランスジューサ
１に対する超音波トランスジューサ２の相対的位置関係
を調整する位置コントローラ12とを有する。

本実施例において前記超音波トランスジューサ２は、
破砕用超音波の送波前の被破砕物の断層像データ及び破
砕用超音波の送波中の被破砕物の断層像データを収集す
るデータ収集手段としての機能を有する。

次に前記衝撃波アプリケータ３について第２図を参照
して詳述する。

同図において衝撃波アプリケータ３は、被検体14内に
被破砕物例えば腎結石18を破砕する破砕用超音波（例え
ば強力なエネルギの超音波パルス）の集束点15を形成す
る前記衝撃波トランスシューサ１と、この衝撃波トラン
スジューサ１の超音波送波面1a側に設けられた水槽16
と、前記衝撃波トランスジューサ１の超音波送波面1aか
ら集束点15に至る超音波送波領域17内に配置され、かつ
被検体表面14Sに超音波送受波面2aを当接した状態で前
記集束点15を含む音場領域27を形成し、該被検体14の断
層像データを収集する前記超音波トランスジューサ２と
を有して構成されている。尚、超音波トランスジューサ
２は前述した位置コントローラ12からの制御信号に基づ
き矢印Ａ方向で任意に移動，停止が行えるようになって
いる。この移動制御は図中13で示す位置センサの検出信
号を基準として行われる。

以上のように構成された衝撃波治療装置の作用につい
て、第６図に示すタイミングチャートをも参照しつつ、
第２図に19で示す腎臓内の腎結石18を破砕治療する場合
を想定して説明する。尚、第６図中27は治療スタートス
イッチ,28は破砕前画像記憶・表示,29は破砕中画像記憶
・表示,30はサブトラクト画像記憶・表示,31は衝撃波発
生パルストリガのそれぞれタイミングを示す。但し、断
層像は例えば30フレーム／秒で該装置の電源が投入され
ている間は表示部10に表示されている。

まず衝撃波アプリケータ３に設けられている水槽16を
被検体14の表面14Sに載置し、この状態で送受信回路6,
信号処理回路７及び信号変換系８を制御して超音波トラ
ンスジューサ２を駆動し、表示部10に該被検体14の断層
像を表示させる。

この場合、表示部10上にはシステムコントローラ９か
ら信号変換系８に送受信される信号に基づいて衝撃波ト
ランスジューサ１より送波される超音波に対応する集束
点マーカに表示される。しかし、リアルタイムで表示さ
れる被検体14の断層像は衝撃波アプリケータ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18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３を微調整して、その腎結石像
18に集束点マーカ（図示しない）が一致するように設定
し、この状態で衝撃波アプリケータ３を固定する。

この状態すなわち破砕用超音波が送波されていない状
態において、オペレータは治療をスタートさせるべく治
療スタートスイッチ11を押下する。

一方、腎結石像18の断層像データは画像メモリ20aに
記憶される。この場合の記憶データは、第３図（ａ）に
示す被検体の１呼吸内の複数の断層像P₁乃至P_nの全ての
断層像についてのデータである。

オペレータはこの表示部10上に表示されている断層像
を監視する。次の１呼吸分にくると衝撃波パルスを発生
するようにシステルコントローラ9,コントローラ５を介
してパルサ４に制御信号を送信する。

これによりパルサ４から衝撃波トランスジューサ１に
パルス信号が送信され、衝撃波トランスジューサから強
力なエネルギの超音波パルス（被破砕物破砕用超音波）
が腎結石18に向けて送波される。この超音波パルスは集
束点の位置で衝撃波となり、腎結石18を破砕する。そし
て、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18の全体を破砕して治療す
る。

この破砕用超音波の送波中、第３図（ｂ）に示すよう
な連続した呼吸中に得られる複数の断層像Q₁乃至Q_nを全
ての断層像データが画像メモリ20aに記憶される。

さらに画像画像処理部20は、システムコントローラ９
からの制御信号により前記２つの断層像データから第３
図（ｃ）に示すようなサブトラクション像R₁乃至R_nを１
フレーム分だけ遅れて作成し、さらに該サブトラクショ
ン像データの階調値に応じてグレイ変換処理を行う。

すなわち、破砕用超音波の送波前の腎結石18のピクセ
ル濃度は第４図（ａ）中22で示され、一方、破砕用超音
波の送波中の腎結石18のピクセル濃度は同図（ｂ）中2
2′で示される。従って、これらのピクセル濃度のサブ
トラクトを行うと同図（ｃ）に23で示すように、一部の
ピクセル濃度値が負の値となる。このことを利用して例
えば負の値となった領域23aを青色で表示させるように
し、正の値となった領域を赤色で表示させるようにする
と、表示部を観察するだけで腎結石18の破砕状態が明瞭
に判断できるようになる。尚、同図（ｄ）は腎結石18の
破砕前の状態をプロフィールで示し、同図（ｅ）は破砕
前の状態を示すもので、それぞれ同図（ａ），（ｂ）に
対応している。

そして、第５図に示すように前記画像メモリ20aに記
憶されている、破砕用超音波の送波前の断層像24及び破
砕用超音波の送波中の断層像25とともにこれらのサブト
ラクション像26を表示部10上に表示する。

オペレータはこの表示を見て腎結石18の破砕状態を容
易に把握することができるので、ほぼ破砕が完了したと
判断した時点で破砕用超音波の送波を停止指示し、破砕
が完了していないと判断したなら破砕用超音波の送波を
続行する。

以上説明した本実施例によれば、簡単な操作でしかも
容易に、破砕用超音波の送波中においても被破砕物の破
砕状態が確認できる。従って、被破砕物の破砕が完了し
た後においても引き続き強力な破砕用超音波を送波する
危険を回避することができる。また、被破砕物の破砕が
完了していない状態で破砕用超音波を送波を停止してし
まうという問題を生じないので、被検体の安全を確保で
き、治療時間の短縮を図ることも可能となる。

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。

前記実施例ではオペレータが表示部に表示されるサブ
トラクション像を観察して超音波の送波，停止を指示す
るようにしたが、これに限るものではなく次のように構
成してもよい。

予め、ファントムあるいはこれまでの臨床経験等から
被破砕物が破砕されるサブトラクション像の負の領域
（面積）の値を基準値として画像処理部内に記憶してお
き、得られたサブトラクション像の負の領域が該基準値
以上になった際には超音波の送波を自動的に停止するよ
うにしてもよい。このように構成した際には前述した効
果とともに、オペレータの負担を軽減することもできる
ようになる。

また、上記実施例では、破砕用超音波送波前の断層像
24及び破砕用超音波送波中の断層像25とともにこれらの
サブトラクション像26を表示部10上に表示するようにし
たものについて説明したが、このサブトラクション像26
の表示を省略してもよい。なぜなら、破砕用超音波送波
前及び送波中の断層像25,26の表示により、本発明の目
的を達成し得るからである。

更に、上記実施例では、一台の表示部10上に画像表示
を行うようにしたものについて説明したが、複数の表示
部を用いて各画像を個別的に表示するようにしてもよ
い。

尚、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
ともできる。

［発明の効果］ 以上詳細したような本発明によれば、破砕用衝撃波の
送波中においても被破砕物の破砕状態が確認できる衝撃
波治療装置の提供ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての衝撃波治療装置の構
成ブロック図、第２図は第１図に示す超音波アプリケー
タの断面とその使用状態を示す説明図、第３図（ａ）乃
至（ｃ）はそれぞれ１呼吸内に得られる衝撃波の送波
前，送波中及びこれらのサブトラクション像の断層像を
示す説明図、第４図（ａ）乃至（ｃ）は衝撃波の送波
前，送波中及びこれらのサブトラクション像のピクセル
濃度値の変化を示す説明図、第４図（ｄ），（ｅ）は衝
撃波の送波前，送波中の被破砕物の説明図、第５図は表
示部に表示される断層像及びサブトラクション像を示す
説明図、第６図は第１図に示す衝撃波治療装置のタイミ
ングチャート図である。 ２……衝撃波トランスジューサ（データ収集手段）、 10……表示部（表示手段）、14……被検体、 18……被破砕物、21……表示制御手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体に向けて破砕用衝撃波を送波して該
   被検体内の被破砕物を破砕治療する衝撃波治療装置にお
   いて、破砕用衝撃波の送波前及び当該衝撃波送波中の被
   破砕物の断層像データを収集するデータ収集手段と、こ
   のデータの収集手段により得られた断層像データに基づ
   いて破砕用衝撃波送波前の断層像と共に当該衝撃波送波
   中の断層像を表示する表示手段とを備えたことを特徴と
   する衝撃波治療装置。