JP3135248B2 - 超音波治療装置 - 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、癌組織や結石などの被治療物を、超音波と
媒質とが非線形相互作用によって生じた衝撃波で破壊す
る衝撃波結石破砕装置や、超音波の収束エネルギーによ
る温熱作用で癌組織などを破壊する連続波温熱治療装置
などの超音波治療装置に関する。

（従来の技術） 超音波治療装置において、例えば衝撃波結石破砕装置
において用いられているアプリケータは、第４図に示す
ような構成となっている。同図において、アプリケータ
１は、中央部に所定の穴を有し、且つ球面状に形成され
第２の超音波を発生するための超音波振動子２を有して
いる。

超音波プローブ４（以下、プローブという。）は、前
記穴に挿通され且つ送受波面（超音波アレイ）4aが超音
波振動子２の衝撃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となるように配置され、第１の超音
波としての超音波６を被検体７内の被治療物８に送波す
る。なお３は超音波振動子２と被治療物８との距離を調
整するための伸縮自在なゴム膜であり、５は前記ゴム膜
３に満たされ音響伝搬媒質としての水である。

前記アプリケータ１を用いて生体内の被治療物８とし
ての結石を破砕する場合には、超音波振動子２から発射
される超音波９の収束点位置，すなわち焦点位置9aを結
石に合わせる必要があり、これを焦点位置決めと称して
いる。

この焦点位置決めは、図示しない表示手段としてのTV
モニタ上に前記プローブ４を用いて超音波の送受波によ
り得た被検体のＢモード像と焦点位置9aとを示す焦点マ
ーカとを表示し、焦点マーカと結石位置とを表示画面上
で一致させた後、超音波と媒質（例えば水）との非線形
相互作用によって生じた衝撃波を結石に照射している。
ここで、焦点位置と被治療物の位置とを合わせるには、
ゴム膜３内の水５とゴム膜３の伸縮とを調整することに
よって行なっている。

また前記超超音波アプリケータ１の他の例としては、
例えばゴム膜とジャバラとアプリケータ内の音響伝搬媒
質としての水５の量とを調整することにより、焦点位置
と被治療物の位置とを合わせるよう位置決めするものも
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、衝撃波結石破砕装置は、アプリケータ
１を含む装置内部の各装置、例えば被治療物８の位置を
Ｂモード像で表示するための超音波イメージング装置、
アプリケータ内の衝撃波発生源としての超音波振動子２
を駆動するための衝撃波駆動装置（パルサーなど）の装
置の準備状態をチェックしないで、照射スイッチをオン
動作することにより、超音波振動子２からの超音波と、
媒質（例えば水）との非線形相互作用によって生じた衝
撃波が被治療物に照射されていた。

つまり各々装置の準備が完了していない時に誤操作に
より照射スイッチをオン動作させてしまうと、例えば被
検体に不必要な衝撃波が照射されることになり、被検体
の安全性に問題があった。またこのような問題は、超音
波を連続的に送波して収束エネルギーにより被治療物を
治療する連続波温度熱治療装置にも上記同様のことが言
える。

そこで本発明の目的は、衝撃波の誤照射を防止し、被
検体の安全性を確保して、被治療物を十分に破砕し得る
超音波治療装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記目的を達成するために、超音波振動子か
ら被検体の被治療体に向けて治療用超音波を送波し当該
被治療体を治療する超音波治療装置において、前記超音
波振動子から前記治療用超音波を発生するために前記超
音波振動子を駆動するパルサーと、前記被治療体を含む
断面を超音波で走査し、その反射波に基づいて前記断面
に関するＢモード像を表示するイメージングユニット
と、前記治療用超音波の発生を指示するための手動スイ
ッチと、前記手動スイッチがオンされ、且つ前記イメー
ジングユニットが前記Ｂモード像をリアルタイムで表示
している状態にあるとき、前記パルサーから前記超音波
振動子への駆動信号の出力を許可する制御手段とを具備
したことを特徴とする。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用
を呈する。操作者により手動スイッチがオンされたとし
ても、イメージングユニットの状態がＢモード像をリア
ルタイムで表示している状態にない、例えば記録画像を
再生している状態にあるような場合には、超音波振動子
から治療用超音波が送波されない。従って、治療中は常
に、Ｂモード像により被治療体及びその周囲をリアルタ
イムで確認できる状態が確保され得る。

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波治療装置の一実施例とし
て衝撃波結石破砕装置の構成を示すブロック図、第２図
はシステムコントローラ20の詳細を示す図、第３図は前
記システムコントローラ20のフロー図である。

第１図において、アプリケータ１は、図示しない被治
療物に対して第２の超音波を発射するための複数の振動
子を併設した超音波振動子２と、超音波振動子２の間に
第１の超音波を送波する複数の振動子を併設したプロー
ブ４とを有している。なお第２の超音波と水との非線形
相互作用とによって衝撃波が生じるものとなっている。

前記プローブ４は、複数の超音波振動子を併設してな
り、セクタ走査を行なうべく、超音波ビームの送波方向
が順次扇状に変わるように各々振動子の励振タイミング
を所望方向に応じて変化させていく。

イメージング部12は、送受信回路13、信号処理部14、
メモリ15を有する。

前記送受信回路12は、超音波レートパルスを前記プロ
ーブ４の振動子ごとに所定の方向に超音波を送波する如
く遅延時間を与え、この遅延されたレートパルスで前記
プローブ４を駆動する。プローブ４からの超音波は、被
検体に送波され、該被検体からの反射超音波は送受信回
路12に受信される。また前記送受信回路12は、前記受信
信号を所定レベルまで増幅し、各々の振動子からの受信
信号に対して、送信で遅延した時間と同じ遅延時間をか
け、さらにこれらの受信信号を加算する。

信号処理部14は、前記送受信回路12から出力される受
信信号の包絡線を検波し、Ｂモード像データ（断層像デ
ータ）を得、これを前記メモリ15に供給する。

前記メモリ15は、前記Ｂモード像データを内部のフレ
ームメモリに書き込み、読み出したデータをTVモニタ30
に供給する。

一方、アプリケータ１には関節部1aを有し、この関節
部1aにアーム31が取り付けられている。アーム31は、関
節部32に掛けられ、さらにアーム制御部16に取り付けら
れている。アーム制御部16は、関節部32を介してアーム
31を移動させることによりアプリケータ１を上下方向，
左右方向及び傾斜及び任意の位置に移動制御するもので
ある。

水循環回路17は、内部のタンクに水５を満たし、通路
35を介して水５をアプリケータ１内に循環させるもので
ある。

ベッド制御部18は、図示しない被検体を載置するため
のベッド37を任意の位置に移動制御するものである。

パルサー19は、超音波振動子２から超音波を発生させ
るべく超音波振動子２を駆動するものである。

システムコントローラ20は、前記パルサー19の準備状
態のチェック及びの駆動制御，イメージング部12の準備
状態のチェック及びアプリケータ内プローブによるリア
ルタイムＢモード像データを得るための制御，アーム制
御部16の準備状態のチェック及び駆動制御，水循環回路
17の準備状態のチェック及び駆動制御，ベッド制御部18
の準備状態のチェック及び駆動制御を行なうものとなっ
ている。

第２図は前記システムコントローラ20の操作パネルを
示す図である。システムコントローラ20は、電源SW（ス
イッチ）21,被検体（例えば患者）の治療後の画像をメ
モリ15に記憶するための患者治療記録SW22,水循環回路1
7の水循環を制御するために指令を与える水循環SW23,前
記アーム制御部16を制御することによりアプリケータ１
を移動させるためのアプリケータ移動SW24,衝撃波照射
条件SW25,衝撃波モードSW26,照射SW28を有する。

次に前記システムコントローラ20による各部の制御を
第３図に従って説明する。

まず、電源SW21をオンし（ステップｂ）、且つアプリ
ケータ1,イメージング部12,アーム制御部16,ベッド制御
部18,パルサー19の全てのモニタ電源をオンしたとき、
これら各部がオンラインであるか否かのチェックを行な
う。

そして前記各部の準備状態チェックを行なう（ステッ
プｃ）。システムコントローラ20は水循環SW23をオン
し、アプリケータ１内に水が満たされているか、温度は
上昇しているか、気泡はあるか否かチェックし、水が満
たされて一定温度になり、気泡がないときには水循環回
路17から準備完了信号を入力し、LED（発光ダイオー
ド）をオンする。

またイーメジング部12の各部の準備完了（例えば記憶
装置に記録されていた画像を再生していないか）をチェ
ックし且つアプリケータ内のプローブ３のリアルタイム
Ｂモード像を表示している準備状態をチェックして準備
完了信号を出力する。アーム制御部16,ベッド制御部18
ではパーク位置に配置されていないかどうかチェック
し、パーク位置に配置されていなければ、準備完了信号
を出力し、システムコントローラ20はLEDをオンする。
さらにパルサー19における故障をチェックし、正常であ
れば準備完了信号を出力し、システムコントローラ20は
LEDをオンする。

イメージング部12において、例えば患者の個人情報
（ID）を入力，ハンドプローブでＢモードを得た後、デ
ュアルモードSwで画面を移動し、その後、アプリケータ
内プローブへ切り換える（ステップｄ）。

そして超音波振動子２によりアプリケータ１の焦点位
置を調整する（ステップｅ）。

次に衝撃波モードSW26をオンしてポジションモードに
し、且つアプリケータ移動SW24をオンしてアーム制御部
16によりアプリケータ１を上下方向，左右方向，傾斜に
移動する。そしてイメージング部12によりTVモニタ30上
に得られたリアルタイムＢモード像を用いて、結石位置
と前記焦点位置とを合わせるようにする（ステップ
ｆ）。

さらに衝撃波照射条件SW25をオンし、衝撃波照射条件
を設定する（ステップｇ）。例えば衝撃波電圧，衝撃波
のパルスレート，最大ショット番号，パルスショット番
号を設定してLEDで示す。

以上の装置の各部が準備完了した後に、衝撃波SW28を
オンすると、システムコントローラ20からパルサー19に
超音波振動子２を駆動するための指令が与えられる。そ
うすると、パルサー19からの駆動信号により超音波振動
子２が駆動されるので、超音波が送波される。

そしてこの超音波と水との非線形相互作用によって衝
撃波が発生し、この衝撃波が被検体に照射される（ステ
ップｈ）。ここでは前記結石位置と前記焦点位置が合わ
せられた状態でスタートスイッチをオンすると、衝撃波
が被検体の被治療物に照射される。そして前記ショット
番号がカウントアップされ、停止ショット番号まで衝撃
波が照射され、停止スイッチがオンされる。

さらに患者治療記録SW22をオンし、衝撃波照射条件及
び破砕後の画像をイメージング部12内のメモリ15に記憶
する（ステップｊ）。また衝撃波照射条件及び砕後の画
像を図示しないプリンターなどにプリントアウトしても
良い。

かくして次の患者に替わったときには、アプリケータ
１の位置をリセットし、患者ID情報を新たに入力し、ま
たヘッド制御部18をパーク位置に移動させる準備を行な
う（ステップｋ）。なお次の患者が治療を行なう場合に
は、前記ステップｄに戻り上記同様な処理を行なえば良
い。

もしその日の治療が終了した場合には、終業処理を行
ない（ステップｌ）、電源SW21をオフする（ステップ
ｍ）。

このように本実施例によれば、超音波治療装置の各部
の動作準備状態を判定し、準備完了前にはアプリケータ
１の超音波振動子２に超音波を発射させないための信号
を与えるので、動作が正常であるときのみ超音波を発射
することができ、また衝撃波の誤照射を防止でき、被検
体の安全性が確保できる。

例えばイメージング部12において画像記憶装置に記録
されていた超音波画像を再生している時に、衝撃波SW28
が誤ってオンされても、各部の準備完了信号が全てシス
テムコントローラ20に入力しなければ、衝撃波は照射さ
れなくなる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。上述した実施例においては、超音波治療装置の一実
施例として衝撃波結石破砕装置について説明したが、超
音波の連続波の収束エネルギーによる温熱効果作用で癌
組織などを治療する連続波温度熱治療装置にも本発明は
適用できる。この場合にあっては、複数の振動子を併設
したプローブから超音波を連続的に被治療物に送波する
ことによって治療を行なう。

このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実
施可能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、被検体の安全性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波治療装置の一実施例として
衝撃波結石破砕装置の構成を示すブロック図、第２図は
システムコントローラの詳細を示す図、第３図は前記シ
ステムコントローラのフロー図、第４図はアプリケータ
の構成を示す図である。 １……アプリケータ、２……超音波振動子、３……ゴム
膜、４……プローブ、５……水、８……被治療物、9a…
…焦点、12……イメージング部、13……送受信回路、14
……信号処理部、15……メモリ、16……アーム制御部、
17……水循環回路、18……ヘッド制御部、19……パルサ
ー、20……システムコントローラ、30……TVモニタ、31
……関節部、32……アーム、35……通路、37……ベッ
ド。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波振動子から被検体の被治療体に向け
   て治療用超音波を送波し当該被治療体を治療する超音波
   治療装置において、 前記超音波振動子から前記治療用超音波を発生するため
   に前記超音波振動子を駆動するパルサーと、 前記被治療体を含む断面を超音波で走査し、その反射波
   に基づいて前記断面に関するＢモード像を表示するイメ
   ージングユニットと、 前記治療用超音波の発生を指示するための手動スイッチ
   と、 前記手動スイッチがオンされ、且つ前記イメージングユ
   ニットが前記Ｂモード像をリアルタイムで表示している
   状態にあるとき、前記パルサーから前記超音波振動子へ
   の駆動信号の出力を許可する制御手段とを具備したこと
   を特徴とする超音波治療装置。