JPH02116360A - 衝撃波治療装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、生体内に存在す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壊して治療する衝撃
波治療装置に関する。

（従来の技術） 生体内の結石を破砕する装置として、特開昭６２−４９
８４３に開示されたものがある。第５図はこの装置の超
音波アプリケータの断面を示している。

同図に示す超音波アプリケータ１は、中央部に所定形状
の扱孔を有し、且つ、所定の曲率を有して形成された凹
面振動子２と、この凹面振動子２の背面に一様に接着さ
れたバッキング材３とを有してなる。超音波プローブ４
は、送受波面（超音波アレイ）４ａが凹面振動子２の超
音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ている。尚、５は氷袋であり
、６は生体である。

ところで、上記装置を用いて生体内の結石を破砕する場
合には、衝撃波の集束点位置を結石に合わせる必要があ
り、これを集束点位置決めと称している。この集束点位
置決めは、表示手段上に生体のＢモード像（断層像）と
共に衝撃波の集束点位置を示すマーカを表示し、この集
束点マーカと結石とを表示画面上で一致させることによ
って行うことが考えられる。ここでマーカはアプリケー
タ１によって幾何学的に定まる集束点位置を示している
。

（発明が解決しようとする課題） しかし、Ｂモード画像上で被破砕物の位置を確認するの
は実際には容易ではない。また、Ｂモード画像上の集束
点マーカはアプリケータ１によって幾何学的に定まる位
置であり、実際に送波される衝撃波の集束点位置と若干
界なる場合があるのにもかかわらず、実際に送波された
衝撃波の集束点位置を確認することができない。更に、
Ｂモード像では、衝撃波を送波した後において被破砕物
の破砕の程度の確認が困難である。

そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、その目的
とするところは、被破砕物の位置確認を容易に行うこと
ができ、また、実際に送波される衝撃波の集束点の位置
を確認することができ、更に、被破砕物の破砕の程度を
確認することができる衝撃波治療装置を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、生体に向けて超音波の送受を行う超音波プロ
ーブと、この超音波プローブによって送波された超音波
の受信エコーに基づいて前記生体のＢモード像の形成処
理を行う第１の処理手段と、前記生体に向けて衝撃波を
送波する衝撃波発生手段とを有し、この衝撃波発生手段
より送波された衝撃波によって生体内被破砕物を破砕す
るようにした衝撃波治療装置において、前記超音波の受
信エコーより生体内での超音波ドプラ偏移周波数を求め
、これに基づいてカラーフローマツピング処理を行う第
２の処理手段と、このカラーフローマツピング処理結果
を、前記第１の処理手段により形成されたＢモード像上
に重畳して表示する表示手段とを有するものである。

（作　用） 破砕用衝撃波は集束点において大きな圧力（数ｉｏｏ乃
至１０００　ｂａｒ）を生ずる。それ故、第２図に示す
ように被破砕物２３にこの衝撃波２４が当った瞬間にそ
の被破砕物２３は大きな圧力を受けてＦ方向に移動する
。そしてこの衝撃波２４が通過した後に被破砕物２４は
、第３図に示すように被破砕物の周辺組織よりＦ′方向
く第２図のＦと反対方向）の圧力を受け、これによって
減衰振動する。

ここで、被破砕物２４が上記の衝撃波によって破砕され
ていない状態では、被破砕物２４は原形を止めたまま減
衰振動することになるが、破砕された場合には第４図に
示すように被破砕物２４の小片が、それぞれ衝撃波集束
点に対する相対的位置及び周囲状況に応じて四方ハルに
移動する。

従って、被破砕物を含む所定領域に超音波を送波し、こ
の超音波の周波数偏移情報を分析すれば、被破砕物の移
動の様子を知ることができる。

そこＣ本発明では、生体中の血流分布像（２次元イメー
・ジ）形成の場合と同様に、超音波の受信エコーより超
音波のドプラ偏移周波数を求め、これに基づいてＣＦＭ
（カラー・フロー・マツピング）処理を行い、この処理
結果をＢモード像上に重畳して表示し、これを衝撃波治
療の際のモニタ画像としている。

被破砕物例えば結石においては他の組織に比してドアラ
信号が大きいと考えられる。このため位置決めの際に比
較的弱い衝撃波を送波すれば、結石位置を上記のＣＦＭ
像上で確認することができる。勿論、破砕用として強力
な衝撃波を送波した場合でも、被破砕物の位置はＣＦＭ
像上より明らかである。

また、生体組織に強い衝撃波が照射された場合、組織が
変形移動するため、実際に送波された衝撃波の集束点位
置を上記のＣＦＭ像上で確認することができる。

更に、衝撃波の照射により被破砕物が破砕された場合と
逆に破砕されない場合とで、更には破砕による小片の大
きさ等によっても、被破砕物の移動状態が異なるため、
被破砕物の破砕程度をも上記のＣＦＭ像上で確認するこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示している。

１６は衝撃波アプリケータであり、このアプリケータ１
６は球面状に形成された衝撃波発生手段１６ａと、この
手段１６ａより発生された衝撃波を生体Ｐにまで効率良
く伝達する水袋１６ｂとを有する。衝撃波発生手段１６
ａとしては、第５図に示すのと同様に凹面振動子を適用
してもよいし、あるいは、渦状に巻回されたコイルとこ
れに近接して配置された金属膜とを有して成る電磁誘導
型音源を適用してもよい。水袋１６ｂは蛇腹部１６Ｃを
有し伸縮自在となっている。そしてこの衝撃波アプリケ
ータ１６の中央部には超音波プロー７１７が取付けられ
ている。この超音波プローブ１７は生体Ｐに向けて超音
波の送受を行うものであり、先端部に複数の振動子をア
レイ状に配列して成る。

２１はパルサであり、前記衝撃波発生手段１６ａはこの
パルサ２１によって駆動される。この駆動のタイミング
はタイミングコントローラ２０によって制御される。

このタイミングコントローラ２Ｑよりの衝撃波発生タイ
ミング信号は、パルサ２１へ伝達されると共に、デイレ
イカウンタ１９へも伝達されるようになっている。この
デイレイカウンタ１９は衝撃波発生タイミングより所定
時間遅れた時相でデータ取込みタイミング信号を発生す
るものでおり、このデータ取込みタイミング信号は後述
するＤＳＣｌ４に伝達されるようになっている。また、
このデータ取込みタイミング信号の時相はデイレイ設定
部１８によって変更できるようになっている。

１０はＲＰＧ　（レートパルスジェネレータ）であり、
このＲＰＧＩＯはレートパルスを発生する。

発生されたレートパルスは送受信制御部１１及びＤＳＣ
（ディジタルスキャンコンバータ）１４に伝達されるよ
うになっている。

送受信制御部１１は超音波プローブ１７を介して超音波
の送受信を行うものであり、送信系と受信系とから成る
。送信系はレートパルスに対して所定の遅延時間を付与
する送信遅延部と、この遅延出力に応じて、超音波プロ
ーブ１７における振動子を励据するための駆動パルスを
発生するパルサ等を有して成り、受信系は、超音波プロ
ーブ１７によって受波された超音波エコーを増幅するプ
リアンプと、この増幅出力に対して所定の遅延時間を付
与する受信遅延部と、この遅延出力を加算する加算器等
を有して成る。

そしてこの送受信制御部１１の後段にはＢモード処理回
路１２及びＣＦＭ９！１理回路１３が配置されている。

Ｂモード処理回路１２は、前記送受信制御部１１の出力
（加算出力）の振幅検波を行う検波器と、この振幅検波
出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ　（アナログ・
ディジタル）変換器等を有して成り、このＡ／Ｄ変換出
力がＤＳＣｌ４に伝達される。ここでこのＢモード処理
回路１２により、本発明における第１の処理手段が実現
される。

また、ＣＦＭ処理回路１３は、超音波受信エコーを位相
検波する位相検波回路と、この位相検波出力よりクラッ
タ成分を除去するＭＴＩフィルタと、このフィルタ出力
より自己相関を求める自己相関器と、この自己相関出力
より移動物体の平均速度、パワーを求める各演算器等を
有して成り、この各演算出力がＤＳＣｌ４に伝達される
。

ここでこのＣＦＭ処理回路１２にあける演算処理をカラ
ー７０−マツピング処理と称する。故に本発明における
第２の処理手段はこのＣＦ’Ｍ’Ｍ理回路１３により実
現される。

ＤＳＣｌ　４はフレームメモリを有して成り、このＤＳ
Ｃｌ４において、サンプリング系と表示系との走査変換
が行われる。このＤＳＣｌ４内のフレームメモリへのデ
ータ書込みタイミングは、デイレイカウンタ１９よりの
データ取込みタイミング信号によって決定される。そし
てこのＤＳＣｌ４による走査変換出力は表示部１５に伝
達され、ここで表示される。表示部１５はカラーデイス
プレィを有して成る。この表示部１５による画像表示は
、白黒Ｂモード１５ａ上にＣＦＭ像（カラー像）１５ｂ
が重畳されたものとなる。

ここで、この表示部１５が、本発明における表示手段の
一例である。

次に、上記のように構成された実施例装置の作用につい
て説明する。

超音波プローブ１７を介して送受信制御部１１により超
音波の送受信が行われ、Ｂモード処理回路１２の処理に
より、ＤＳＣｌ４内のフレームメモリに生体ＰのＢモー
ド像が形成され、それが表示部１５上に表示される。

また、タイミングコントローラ２０より衝撃波発生タイ
ミング信号が送出されると、パルサ２１より駆動信号が
出力され、これにより衝撃波発生手段１６ａから、生体
Ｐ内で集束する衝撃波が発生される。

一方、ＣＦＭ処理回路１３では、上記の超音波送受信に
より得られた超音波エコーより生体Ｐ内での超音波のド
プラ偏移周波数が求められ、これに基づいてＣＦＭ処理
が実行され、ＤＳＣｌ４内のフレームメモリにＣＦＭ像
が形成される。このＣＦＭ像はこのＤＳＣｌ４において
上記Ｂモード像と合成され、表示部１５においてＢモー
ド像上に重畳表示される。

ここで、衝撃波発生後における、ＤＳＣｌ４内のフレー
ムメモリへのデータ書込みは次のように制御される。

衝撃波発生タイミングより所定時間遅延されてデータ取
込みタイミング信号がデイレイカウンタ１９からＤＳＣ
ｌ４に伝達されると、ＤＳＣｌ　４は、このタイミング
信号入力時よりフレームメモリへのデータ書込みを開始
し、１フレ一ム分のデータ書込みを終了した時点で当該
フレームメモリへのデータ書込みを停止する。このよう
な動作がデータ取込みタイミング信号発生毎にすなわち
衝撃波発生毎に繰返される。上記のデータ取込みタイミ
ングはデイレイ設定部１８より任意に設定することがで
きる。つまり、位置決めや結石破砕の程度が最も良く観
察できる時相での静止画像表示を行うことができるので
ある。

また、ＣＦＭ像表示は次のように行われる。

すなわち、結石及びその周辺組織が超音波プローブ１７
に近づく場合と逆に遠ざかる場合とで異なる色が割当て
られ、更に結石及びその周辺組織移動の平均速度若しく
はパワーが輝度変化で表現される。結石とその周辺組織
とでは音響インピーダンスが異なるため、当該結石及び
その周辺組織の移動を上記ＣＦＭ像１５ｂ上で判別する
ことができる。

生体Ｐ内の結石においては他の組織特に結石の周辺組織
に比してドアラ信号が大きいと考えられるため、位置決
めの際に、比較的弱い衝撃波を送波すれば、結石位置を
ＣＦＭ像１５ｂ上で確認することができる。また、位置
決め終了後に、結石破砕用として強力な衝撃波を送波し
た場合でも、音響インピーダンスの違いにより結石の方
がその周辺組織よりも大きく移動するため、結石位置を
ＣＦＭ像１５ｂ上で確認することができる。

更に、生体組織に強い衝撃波が照射された場合、組織が
変形移動するため、この様子がＣＦＭ像１５ｂ上に表わ
れる。従ってこのＣＦＭ＠１５ｂにより、実際に送波さ
れた衝撃波の集束点位置を確認することができる。

そして生体Ｐ内の結石が破砕された場合と破砕されない
場合とで、更には破砕された結石の小片の大きさ等によ
っても、衝撃波に対する結石の移動状態が異なるため、
結石の破砕程度をもＣＦＭ像１５ｂにより確認すること
ができる。

このようにＢモード像１５ａに重畳してＣＦＭ像１５ｂ
を表示することにより、衝撃波治療の際のモニタとして
好適な画像表示を行うことができるので、位置決めに要
する時間の短縮及び位置決め精度の向上が図れ、更には
衝撃波の無駄打ち防止及びオペレータの負担軽減が図れ
る。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形実施が可能であるのは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、被破砕物の位置確
認を容易に行うことができ、また、実際に送波される衝
撃波の集束点位置を確認することができ、更に、被破砕
物の破砕の程度を確認することができる衝撃波治療装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図、
第３図及び第４図は衝撃波による被破砕物移動の説明図
、第５図は従来装置の説明図である。 １２・・・Ｂモード処理回路（第１の処理手段〉、１３
・・・ＣＦＭ処理回路（第２の処理手段）、１５・・・
表示部（表示手段）、 １６・・・衝撃波アプリケータ、 １６ａ・・・衝撃波発生手段、 １７・・・超音波プローブ、　Ｐ・・・生体。 代理人　弁理士　三　　澤　　正　　義弟 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 生体に向けて超音波の送受を行う超音波プローブと、こ
   の超音波プローブによつて送波された超音波の受信エコ
   ーに基づいて前記生体のＢモード像の形成処理を行う第
   １の処理手段と、前記生体に向けて衝撃波を送波する衝
   撃波発生手段とを有し、この衝撃波発生手段より送波さ
   れた衝撃波によつて生体内被破砕物を破砕するようにし
   た衝撃波治療装置において、前記超音波の受信エコーよ
   り生体内での超音波ドプラ偏移周波数を求め、これに基
   づいてカラーフローマッピング処理を行う第２の処理手
   段と、このカラーフローマッピング処理結果を、前記第
   １の処理手段により形成されたＢモード像上に重畳して
   表示する表示手段とを有することを特徴とする衝撃波治
   療装置。