JPH02104343A - 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］ この発明は、超音波治療装置、詳しくは、体外で発生さ
せた強力な超音波を体内に発生した結石やＩｈ１ｔ瘍な
どの治療対象物に集中させて治療を施す超音波治療装置
に関する。

［従来の技術］ 従来のこの種の超音波治療装置としては、例えば特開昭
６０−１４５１３１号公報、実開昭６２−１６４０１２
号公報などが既に知られている。

そして、この超音波による衝撃波を用いる超音波治療装
置は、一般に圧電素子からなる超音波振動子を多数、部
分球面形状に形成された球殻体の取付板に、モザイク状
に並べて取り付けて構成した超音波発生体を、水等の超
音波伝達液を充填した軟性樹脂等からなるダイヤプラム
状のウォータバッグを介して人体表面に接触させ、腎臓
、肝臓。

胆のう、胆管等の内部に存在している結石等の治療対象
物に、上記超音波発生体で発生した超音波を集束させて
上記結石等を破壊するように構成されている。上記超音
波は超音波振動子に超音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せるようになっている。

このように構成されている超音波治療装置による超音波
治療においては、人体とウォータバッグとの間に空気間
隙が存在しないようにしなければならない。なぜならば
空気間隙が生じると、この間隙間の空気の、上記超音波
伝達液とは大きく異なった音響インピーダンスのために
、超音波は殆ど反射してしまい、治療用超音波は人体に
伝播しないからである。従って、この点に着目し、人体
表面とウォータバッグとの間に形成される空気間隙を除
去する手段を設けた超音波治療装置が実開昭６２−１６
４０１２号公報によって提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記実開昭６２−１６４０１２号公報に開示
されている超音波治療装置は、人体表面とウォータバッ
グ間に形成された空気間隙を除去する手段は設けられて
いるが、人体とウォータバッグとの間に空気間隙が形成
されているか否かを検知する手段がない。このため、治
療を行なう前に人体表面とウォータバッグとの間に形成
されている空気間隙を除去したとしても、本当に空気間
隙が除去されたかどうかは解らないし、またその後、治
療中に患者の呼吸等によりウォータバッグと人体表面と
の間に、新たに空気間隙が形成されることもあり、この
ような場合に、上記超音波治療装置で治療を行なうと治
療時間が長くかかるばかりでなく、治療効果も上らない
という問題点があった。

従って、本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し、人
体表面とウォータバッグとの間に形成される空気間隙の
有無を検出し、その検出情報に基づいて空気間隙を除去
することによって効率のよい治療が行なえるようにした
超音波治療装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、上記目的を達成するために、体外で発生さ
せた超音波を体内の治療対象部位に向けて集束するよう
に照射して治療を行なう超音波治療装置において、 上記超音波を発生する超音波発生手段と、この超音波発
生手段に連設されていて、内部に超音波伝播媒体を収納
し、治療時に人体表面に当接し、体内の治療対象部位に
超音波を伝達する超音波伝達手段と、 人体表面と上記超音波伝達手段との間に空気間隙が存在
するか否かを検知する検出手段と、この検出手段によっ
て検知された空気間隙の有無を報知する手段と、 を具備したことを特徴とする。

［作　用］ 人体表面と超音波伝播媒体（ウォータバッグ）との間に
形成された空気間隙を検出手段によって検出し、空気間
隙がある場合には、それを術者に報知すると共にこの空
気間隙を除去する。

［実　施　例］ 以下、図示の実施例によって本発明を説明する。

先ず本発明の詳細な説明するに先立ち、本発明の適用さ
れる超音波治療装置の全体の構成について説明する。

この超音波治療装置は、第５図に示すように体内の結石
位置を検出する観ａｐ１手段（位置検出手段）と、位置
決め信号発生手段と、発生体移動手段７と、結石２を破
壊する超音波発生手段１４とを具備した構成となってい
る。

上記観測手段は、人体１に対して超音波を放射して体内
の結石２の位置を検出する超音波観測装置１１と、この
装置からの検出信号による結石位置をＣＲＴなどの画面
上に表示するデイスプレィ装置１８等で構成されている
。

上記位置決め信号発生手段は、上記デイスプレィ装置１
８の画面上の狙うポイントに指示マーカー等を設け、こ
の指示マーカーの位置に砕石用超音波の焦点がくるよう
に、発生体移動手段７へ制御信号を出力するものである
。

上記発生体移動手段７は、超音波伝達手段であるウォー
タバッグ４と次に述べる超音波発生体３とを数値制御ロ
ボット等により上記位置決め信号に従って移動させて砕
石用超音波を結石２に集束させる。上記超音波発生体３
は、圧電素子からなる超音波振動子８を、部分球面形状
に形成された取付板９の前面に多数モザイク状に並べて
固定されてなるものであって、前面の超音波発生面が人
体１に向けて配置されるようになっており、この超音波
発生体３と人体１との間には、液体注入および圧力制御
手段を有する軟性樹脂等からなるウォータバッグ４が配
設され、同バッグ４内には水等の超音波伝達液６が充填
されている。

上記超音波発生手段１４は、周知の超音波パルス電圧発
生回路で、同回路は前記各超音波振動子８を駆動するよ
うになっている。

第１図は、本発明の第１実施例を示す超音波治療装置の
構成を示すブロック図である。なお、この超音波治療装
置の構成は上記第５図に示した超音波治療装置とほぼ同
様に構成されているので、同一構成部材については同一
符号を付し、その説明は省略する。以下の実施例につい
ても同様とする。

第１図において、超音波発生体３は、部分円弧状球面か
らなる取付板９の前面に配設された圧電素子からなる多
数の超音波振動子８と、この超音波振動子８の最外周に
配設された超音波振動子からなり、同振動子の全てが空
気間隙を検出する検出手段１０を兼ねたものとからなっ
ている。

上記検出手段１０は第１の送受信回路１２に接続され、
この第１の送受信回路１２はＣＰＵ１３に直接接続され
ている。また第１の送受信回路１２は検出回路１５を介
してＣＰＵ１３に接続されている。上記多数の超音波振
動子８は、全ての超音波振動子８を駆動する超音波駆動
回路２０を介してＣＰＵ１３に接続されている。人体１
内の結石２の位置を検出する超音波観測装置１１は、第
２の送受信回路１６に接続されている。この第２の送受
信回路１６は、ＣＰＵ１３に接続されているほか、処理
回路１７を介して結石位置を表示するデイスプレィ装置
１８に接続されている。また、発生体移動手段７は、発
生体移動回路１９を介してＣＰＵ１３に接続されている
。上記ＣＰＵ１３には、治療用超音波照射スイッチ２１
および警報器２２（例えばランプ）が接続されている。

次に、このように構成された実施例の超音波治療装置の
作用を、第１図および第２図に示した砕石のフローチャ
ートに基づいて説明する。

まず、ＣＰＵ１３から発生体移動回路１９．第２の送受
信回路１６．第１の送受信回路１２に信号を送り、それ
ぞれ発生体移動手段７．観測装置１１、検出手段１０を
駆動させる。

上記発生体移動手段７は、ウォータバッグ４を人体１の
表面に押しあてる。上記観１１１１１装置１１は観測用
超音波を照射して、その反射波を受信して、第２の送受
信回路１６に送る。この第２の送受信回路１６は、受信
信号を処理回路１７に送り、ここで受信信号は、画像処
理や結石位置の計算等の処理をされてデイスプレィ装置
１８に送られ、人体１内の結石付近の断層像を表示する
。また、処理回路１７で処理された信号のうち、結石２
のデータはＣＰＵｌ３に送られる。上記検出手段１０は
、微弱な超音波を発振する。この超音波は、治療用超音
波の通過路に入っている。そして、上記検出手段１０は
、微弱な超音波の反射波を受信する。この受信波は、第
１の送受信回路１２を介して検出回路１５に送られる。

この検出回路１５では受信波のピーク値がある閾値を越
えた場合には、人体１とウォータバッグ４の間に空気間
隙５が存在すると判別する。この判別手段は、超音波は
空気があると、その空気との界面で殆んど反射するので
、受信する反射波のピーク値が大きくなることを利用し
ている。従って、人体１とウォータバッグ４との間に空
気間隙５がある場合にはＣＰＵ１３に信号を送り、ＣＰ
Ｕ１３では、警報器２２に信号を発して警報器２２を駆
動させると共に、発生体移動回路１９に信号を送って発
生体移動手段７を駆動させて、ウォータバッグ４を人体
１に更に押しつけて、人体１とウォータバッグ４上の間
に存在する空気間隙５を除去すると共に治療用超音波の
集束点を結石に合わせる。以上のような動作を縁り返し
て人体１とウォータバッグ４の間にある空気間隙５を除
去する。

ところで、ウォータバッグ４を人体１に押しつけていっ
ても、人体１とウォータバッグ４との間にある空気間隙
５が除去できない場合もある。このような場合にはウォ
ータバッグ４は１人体１を押し続けるが、ＣＰｏｌＢで
は発生体移動回路１９に、発生体移動手段７の移動量ま
たは超音波伝達液６の液圧がある閾値を越えたときには
・発生体移動手段７を停止する信号を送るようになって
いるので、人体１は必要以上に圧迫されない。

そして、この場合には、初めから操作をしなおす。

さて、人体１とウォータバッグ４との間の空気間隙がな
くなった場合には、ＣＰＵ１３は治療用超音波照射スイ
ッチ２１の動作を可能にする。従って治療用超音波照射
スイッチ２１をオンすると、同スイッチ２１からＣＰＵ
１Ｂに治療開始の信号が送られる。ＣＰＵ１３は、この
信号が送られると超音波駆動回路２０に駆動信号を送り
、超音波振動子８より治療用超音波が照射され治療が開
始される。そして、適切な回数だけ超音波照射を行なっ
た後、治療用超音波の照射は一時停止され、再び人体１
とウォータバッグ４との間の空気間隙の有無を調査する
。

以上の諸動作を繰り返し行なうことによって正確な治療
を効率よく行なうことができる。

なお、本実施例においては、検出手段１０は、多数の超
音波振動子のうち、最外周の超音波振動子を全部用いる
ようにしたが、最外周の超音波振動子の一部でもよいこ
とは勿論である。

上記のように構成された本実施例によれば、超音波治療
装置の超音波発生体における超音波振動子の最外周のも
のを検出用に使用しているため、構造が簡単でスペース
もとらず、かつ、人体１とウォータバッグ４の間の治療
用超音波の通過路における空気間隙の有無のチエツクが
でき、その情報をもとに空気間隙を除去できるので敏速
に且つ効率よくしかも正確に治療が行なえる。

第３図は、この発明の第２実施例を示す超音波治療装置
の構成ブロック図である。上記第１実施例においては、
人体１とウォータバッグ４との間の空気間隙の有無を検
出する検出手段１０は治療用超音波を照射する多数の超
音波振動子８のうち最外周の超音波振動子を使用したが
、本実施例ではこの検出手段１０は、ＰＶＤＦからなる
圧電素子フィルム２３で構成される。このＰＶＤＦフィ
ルム２３は第４図に示すように、円形のＰＶＤＦフィル
ム２３ｅを中心とし、そのＰＶＤＦフィルム２３ｅの周
囲を外側からりつむように配設されたＰＶＤＦフィルム
２３ａ〜２３ｄとからなり、これらはウォータバッグ４
の人体表面への接触部の裏面の治療用超音波の通過路に
取り付けられている。このＰＶＤＦフィルム２３は、第
３図に示すように定電圧電源２４に接続されている。こ
の定電圧電源２４は、ＣＰｏｌＢに直接接続される検出
回路２５を介してＣＰＵ１３に接続されている。上記以
外の諸構成は、上記第１実施例と全く同様である。

このように構成された第２実施例の超音波治療装置にお
いては、人体１とウォータバッグ４との間の治療用超音
波の通過路にある空気間隙の検出は、以下のようにして
行なわれる。

先ず、ＣＰＵ１３により、定電圧電源２４に信号を送り
、定電圧電源２４を動作させる。定電圧電源２４は、検
出手段１０、即ちＰＶＤＦフィルム２３に一定の電圧を
印加する。このとき、ＰＶＤＦフィルム２３に流れる電
流を計測し、これらの信号は検出回路２５に送られる。

信号を受けた検出回路２５では、電圧、電流の波形から
ＰＶＤＦフィルムのインピーダンスを計算し、このイン
ピーダンス値がある閾値以下になった時に人体１とウォ
ータバッグ４との間に空気間隙があると判断する。これ
は、ＰＶＤＦや超音波振動子においては、空気と接して
いる場合と水や人体と接している場合とでは、インピー
ダンスの値が変わってくる。一般にＰＶＤＦや超音波振
動子が空気と接している場合のインピーダンスの値は、
水や人体と接している場合に較べて小さい値となる。も
し計算したインピーダンスが検出回路２５の閾値よりも
小さい場合には、検出回路２５はＣＰＵ１３に信号を送
り、このＣＰＵ１３は、警報器２２に信号を送って警報
器２２を駆動させると共に、発生体移動回路１９に信号
を送って発生体移動手段７を駆動させてウォータバッグ
４を人体１に押しつけて、人体１とウォータバッグ４と
の間の空気間隙を除去する。以後の作用は上記第１実施
例と同様である。

この第２実施例によれば上記第１実施例と同様の効果が
得られるほかに、構造が更に簡単となり、またＰＶＤＦ
フィルム２３を何枚も取り付けているため、空気間隙の
位置が明確になり空気間隙の除去が容易になるという効
果が発揮される。

なお、本実施例では、検出手段として、ＰＶＤＦフィル
ムを用いたが、ＰＶＤＦフィルムの代わりに導電性ゴム
を用いて導電性ゴムの抵抗値の変化で人体１とウォータ
バッグ４との間の空気間隙の有無を検出してもよい。

また、上記実施例では、術者等に人体とウォータバッグ
との間の空気間隙の有無を知らせる手段の警報器として
ランプを用いたが、ランプの代わりにブザー等を用いて
もよい。

また、この発明は治療を目的とする物体が結石２のみに
限定されるものではないことは言うまでもなく、対象の
装置としても結石破壊装置に限定されずに超音波を対象
物に集束させて治療する装置全てに適用可能であること
は勿論である。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、人体とウォータバ
ッグとの間の空気間隙を検出し、これを報知すると共に
この空気間隙を除去することができるので、効率よく治
療が行なえる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、本発明の第１実施例を示す超音波治療装置の
構成ブロック図、 第２図は、上記第１図の超音波治療装置の動作を示すフ
ローチャート、 第３図は、本発明の第２実施例を示す超音波治療装置の
構成ブロック図、 第４図は、上記第３図の超音波治療装置におけるＰＶＤ
Ｆフィルムをウォータバッグ内より見た背面図、 第５図は、超音波治療装置の全体の構成を示す概略図で
ある。 １・・・・・・・・・・・人　体 ３・・・・・・・・・・・・超音波発生体（超音波発生
手段）４・・・・・・・・・・・・ウォータバッグ（超
音波伝達手段）５・・・・・・・・・・・・空気間隙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）体外で発生させた超音波を体内の治療対象部位に
   向けて集束するように照射して治療を行なう超音波治療
   装置において、 上記超音波を発生する超音波発生手段と、 この超音波発生手段に連設されていて、内部に超音波伝
   播媒体を収納し、治療時に人体表面に当接し、体内の治
   療対象部位に超音波を伝達する超音波伝達手段と、 人体表面と上記超音波伝達手段との間に空気間隙が存在
   するか否かを検知する検出手段と、この検出手段によっ
   て検知された空気間隙の有無を報知する手段と、 を具備したことを特徴とする超音波治療装置。