JPH03205046A - 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、更に詳しくは体外で発生
させた治療用の超音波を体内の腫瘍や結石等の治療対象
部位に向けて集束させて腫瘍や結石等を治療する超音波
治療装置に関するものである。

［従来の技術］ ９０°直円錐からなる反射体と、放物線を軸に直角な直
線の周りに回転した曲面の形をした回転放物線曲面型反
射体（以下、放物曲面型反射鏡という）とを結合し、上
記直円錐反射体に入射する超音波を放射状に円筒面波と
して水平方向に伝播し、放物曲面型反射鏡で、この超音
波を反射して、その焦点に集める技術手段は、Ａ、Ｂａ
ｒＯｎｅによってＰａｒａｂＯｌｉＣＣｏｎｃｅｎｔｒ
ａｔｏｒ　（放物反射型集束子）として１９５２年に発
表されて既に周知である。

（超音波技術便覧Ｐ１７３〜Ｐ　１７４、超音波の集束
参照）。

そして、この技術を利用して特開昭６０−２１４２１１
号公報に示されるように、放物曲面を有するホーンに対
して同軸上に鋭角の頂角を有する円錐型のコーンを設け
ることによって装置の小型化を図った超音波集束装置や
、特開昭６１−５１５１１号公報に開示されているよう
に、超音波送受波素子側端部の開口径を超音波送受波素
子の前面の口径よりも所定量小さく形成したホーンを備
えた超音波集束装置や、また特開昭６１．−１７０４６
６号公報に開示されている衝撃波発生装置が既に提案さ
れている。

［発明が解決しようと憚る課題］ ところが、この種従来の超音波集束装置を治療装置とし
て使用する場合には、患者個人、個人によって腫瘍の大
きさ、形状等がそれぞれ異なっているため、この治療対
象部位の状況に応じて超音波の集束状態を適確に変えら
れるようにする必要がある。

しかし、従来の技術においては上述のように装置の小型
化は可能であるが、所望する超音波の集束状態に変える
ことはできなかった。

従って、本発明の目的は、簡単な構成で、かつ治療対象
部位に応じて超音波を最適な集束状態に変えられるよう
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及び作用］本発明による超
音波治療装置は、治療用の超音波を発生して放射する超
音波発生器と、この超音波発生器の超音波放射面に対向
して配設し、上記放射面から入射した超音波を反射する
略コーン状反射面を有する円錐型反射体と、上記円錐型
反射体の周囲に配設し、該円錐型反射体のコーン状反射
面で反射された超音波を更に反射して治療部位に集束さ
せる反射鏡とを備え、且つ複数の超音波の焦点を得るべ
く上記円錐型反射体及び反射鏡の少なくとも一方の反射
角度を複数設定している。

この構成で、反射角度の異なる反射面の組み合わせを変
えること番ごよって、超音波の焦点面を可変し、所望と
する治療部位に超音波を集束させることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す超音波治療装置の概
略構成図である。

集束超音波発生体１は、放物曲面型反射鏡２とこの反射
鏡２の内部に配設された円錐型反射体５゜６と超音波発
生器４とで、その主要部が構成されている。

」−記放物曲面型反射鏡２は、その内面に回転放物曲面
からなる反射面３が形成されており、その中心軸線」−
の下部（第１図において）には、例えばＰＺＴ製の圧電
素子、またはボルト締めのランジュバン振動子等からな
り、治療用の超音波を発生して円錐型反射体５，６に向
けて放射する上記超音波発生器４が配設されている。そ
して、この発生器４の超音波放射面に対向して上記反射
鏡２内の中心軸線上に上記円錐型反射体５．６が次のよ
うにして配設される。

即ち、この円錐型反射体は本実施例においては、９０”
直円錐体からなる第１円錐型反射体５とこの反射体５と
は頂角が異なる反射面を有する第２円錐型反射体６とで
形成されており、第１円錐型反射体５に一体に形成され
た支軸５ａの先端部が上記反射鏡２の上方開口面に横架
されたコーン取付用バー８にナラｒ−７によって取っ付
（プられることによって第１円錐型反射体５が支持され
第２円錐型反射体６は上記支軸５ａにその中心孔を挿通
されて上記第１円錐型反射体５に連設して配設されてい
る。

一方、この集束超音波発生体１からの超音波を、人体１
００内の腫瘍１１０に効率良く集束させるなめに、上記
放物曲面型反射鏡２の上方開口部と人体１００の体表面
との間には、つオータバッグ１０が配設される。このウ
ォータバッグ１０は例えば脱気水等からなる超音波伝播
液９を充満させたパウチで構成されていて上記反射鏡２
の上方開口部を覆うように取り付けられる。また上記反
射鏡２の一側方には、人体１００内の治療対象部位であ
る腫瘍１１０等の位置、大きさ等を観察するための超音
波観察用プローブ１１が上記反射鏡２にプローブ取付治
具１２によって取り付けられている。この超音波観察用
プローブ１１は、より正確に腫瘍等を観察できるように
、その先端部は、つオークバッグ１０内に挿入されてお
り、同ウオ−タバッグ１０と超音波観察用プローブ１１
との隙間はゴムバンド１３等によって水密性が保持され
ている。

そして、上記超音波発生器４には発振器１４で発生した
出力信号を増幅器１５で増幅した駆動信号が印加される
ようになっており、また超音波観察用プローブ１１の観
察出力は超音波観察装置１６で処理されてｃｐｕ　＜中
央処理装置）１７を介してＣＲＴ等の表示装置１８上で
モニタされるようになっている。他方、腫瘍１１０等の
治療部位に超音波の集束位置を合わせるために、上記集
束超音波発生体１を移動させるための、例えば周知の数
値ロボット等で構成された集束超音波発生体移動手段１
９が上記ＣＰＵ　１７を介して、例えばキーボード等か
らなる外部制御装置２０によって駆動されるようになっ
ていて、これによって集束超音波発生体１の位置制御が
行われるようになっている。

次に、このように構成された上記第１実施例の超音波治
療装置の作用について述べると、先ず、術者は生体１０
０内の腫瘍等の治療部位を超音波観察用プローブ１１の
出力信号より超音波観察装置１６によって画像化された
出力をＣＲＴ等の表示装置１８で観察する。そして、そ
の治療部位の大きさによって異なる頂角を有する複数の
円錐型反射体中より最適の反射面を有する第１および第
２円錐型反射体５，６または２つ以上の反射体を選択し
て、これらを組み合せ、ナツト７によってコーン取付用
バー８に取り付ける。しかるのち、外部制御装置２０に
よって超音波の集束位置と腫瘍位置との位置合せを行う
ために集束超音波発生体移動手段１９に命令を送り、集
束超音波発生体１を移動させる。そして、腫瘍に集束位
置が一致したところで外部制御装置２０によりＣＰ　Ｕ
　１．７を介して発振器１４に命令を送り、増幅器１５
によって増幅された信号により超音波発生器４から超音
波を発生させる。

すると、発生した超音波は頂角の異なる円錐型反射体の
反射面によって、そのコーン状反射面の組合せ数だけ異
なった方向に反射され、その結果、この反射された超音
波は放物曲面型反射鏡２の回転放物曲面の反射面３にそ
れぞれ異なった角度で入射する。一般に放物曲面の特性
から放物面の中心軸に平行に入射した超音波は、その焦
点に集束するが、ある入射角度をもって入射した場合は
、その角度に応じて集束位置が焦点から外れていくこと
になる。

従って、コーン状反射面で異なった方向に反射して回転
放物曲面に異なった角度で入射した超音波は、それぞれ
の入射角に応じてそれぞれ異なった位置に集束すること
になり、結果としてコーン状反射面の組み合せに応じた
超音波の集束状態が得られることになる。つまり患者の
生体内の腫瘍や結石の状態に対応した治療用超音波の集
束状態がコーン状反射面の適切な選択組合せによるだけ
で得られることになる。

このように上記第１実施例によれば、術者は治療前に超
音波観察用プローブで治療対象部位の状態を確認して、
その状態に応じて頂角の異なる円錐型反射体の反射面の
組合せを適当に選択することによって最も効率的に治療
の行える超音波の集束状態とすることができる。しかも
自由に簡単に治療用超音波の集束状態を変えられると共
に敏速で適確な治療が行える。

第２図は、本発明の第２実施例を示す超音波治療装置に
おける集束超音波発生体ＩＡの断面図である。この超音
波治療装置の全体の構成は上記第１実施例のものと全く
同じである。よって要部の相違点についてのみ説明する
。生体１００内に存在する腫瘍が更に大きな場合は治療
用の超音波は更に一広範囲にわたって集束させる必要が
ある。従って、この第２実施例においては、異なる頂角
を有する円錐型反射体を３種類積み重ねて設けるように
しである。即ち、超音波発生器４がわから順に第１円錐
型反射体５、第２円錐型反射体２１および第３円錐型反
射体２２を支軸５ａによってコーン取付用バー８にナツ
ト７で取り付けるようにしたものである。

かくすれば、超音波発生器４で発生した超音波は３種類
のコーン状反射面により多くの角度によつて反射され、
より多くの入射角度で放物曲面型反射Ｍ２め回転放物曲
面の反射面３に入射することになり、より広範囲にわた
って集束することになる。

このようにコーン状反射面の組み合せを多段に変えるだ
けで適確に集束する状態を変化させることができる。

第３図は、本発明の第３実施例を示す超音波治療装置に
おける集束超音波発生体ＩＢの断面図である。この超音
波治療装置の全体の構成も上記第１実施例のものと全く
同じであるから同じ構成部材には同一符号を付し、その
説明は省略し、要部の相違点のみについて説明する。

本実施例においては、円錐型反射体２３の反射面が第３
図に示すように右側と左側とでは異なっていて、それぞ
れ異なる頂角を有する反射体の反射面で形成されている
。従って、上記第１．第２実施例とはコーン状反射面の
頂角の違いの組み合せ方が異なっている。つまり円錐体
の頂角の組み合せ方は本実施例のような組み合せ方も存
在するということで、この第３実施例の基本的な作用お
よび効果は、上記第１実施例のものと同じである。

なお、この実施例では円錐型反射体２３の反射面で放物
曲面反射面３がわに反射されない領域の、超音波発生器
４より発生する超音波成分をカットするために、超音波
制御部材２４が超音波発生器４上の適宜の位置に配設さ
れる。

次に、第４図は本発明の第４実施例を示す超音波治療装
置における集束超音波発生体ＩＣの断面図であって、こ
の実施例の超音波治療装置の全体の構成も上記第１実施
例のものと同じである。

回転放物曲面の反射面３に入射する超音波の入射角度を
変化させるために、互いに異なった頂角を有する第１円
錐型反射体２５ａ、第２円錐型反射体２５ｂが互いの頂
角を反対側に向けて一体に形成されていて、それぞれ反
射体下部をコーン取付用バー８ａに一体に固着されてい
る。そして、上記コーン取付用バー８ａは上記反射鏡２
に回転自在に取り付けられており、ステッピングモータ
２７により減速機２６を介して回転せられるようになっ
ている。

このように構成された第４実施例によれば、術者は腫瘍
の状態を見ながらステッピングモータ２７に信号を送り
、決められた回転角度だけコーン取付用バー８ａを回転
させて必要な超音波の集束状態が得られるように、何れ
かの円錐型反射体２５ａ、２５ｂを選択すれば最適な治
療を行うことができる。

第５図は本発明の第５実施例を示す超音波治療装置の概
略構成図、第６図（Ａ）〜（Ｄ）は超音波の集束状態を
示す説明図である。

この実施例は、第１、第２円錐型反射面２５ａ。

２５ｂを有する反射体２５をコーン取付バー８ａに取付
け、このバー８ａを介してステッピングモータ２７にて
回転させ、第１及び第２円錐型反射面２５ａ、２５ｂを
選択的に切り替える第４実施例に加え、この反射体２５
を超音波集束点に対して遠近移動（図面上では上下動）
可能にすると共に、それに応じて反射鏡２内面の放物曲
面反射面３を反射角度の異なる第１反射面３ａと第２反
射面３ｂとに形成したものである。そのため、上記モー
タ２７及びバー８ａの軸受体３１は載置台３２を介して
伸縮自在な蛇腹３３の頂部に設置されており、この蛇腹
３３の伸縮に応じて上下動し、それに伴ってバー８ａに
取付けられた反射体２５が第１反射面３ａないし第２反
射面３ｂ間を移動するようになっている。また、このバ
ー８ａの上下移動範囲にわたって反射鏡２にはガイド溝
３４が形成されている。上記蛇腹３３の伸縮は、気体又
は液体をポンプ３５にて給排することにより行われ、液
体の場合にはタンク３６が接続される。

このような構成で、反射体２５を回転させ、及び上下動
させることにより第６図（Ａ）〜（Ｄ）に示す如く超音
波の集束領域を種々可変することが可能である。

第７図は本発明の第６実施例を示す説明図である。この
実施例は、異なる頂角を有する複数の例えば第１、第２
反射面３７ａ、３７ｂを有するコーン状反射体３７と、
同心円状に例えば第１、第２振動子３８ａ、３８ｂに分
割された振動子３８、及びこの振動子３８を選択的に駆
動する選択駆動手段３９とから構成され、上記分割され
た第１、第２振動子３８ａ、３８ｂの各々に頂角の異な
る第１、第２の反射面３７ａ、３７ｂが対向している。

この構成では駆動される振動子３８ａ、３８ｂを切り替
えることにより、第７図（＾）、（Ｂ）に示す如く超音
波の集束距離を変えることができる。

この場合、第７図（＾）の集束距離Ｌａと第７図（Ｂ）
の集束距離ＬｂとはＬａ　＞Ｌｂである。このように構
成することにより、超音波発生器が小型で、駆動させる
振動子を切り替えるだけで超音波の集束距離を変えるこ
とができる。

第８図は本発明の第７実施例を示す説明図である。この
実施例は、第１放物反射面３ａ及び第２放物反射面３ｂ
を有する反射鏡３と同心状に分割された第１、第２振動
子３８ａ、３８ｂと、この振動子を選択的に駆動する選
択駆動手段３９とを備え、各反射面３ａ、３ｂに各振動
子３８ａ、３８ｂが対応している。この実施例の作用及
び効果は上記第６実施例と同じである。

第９図は本発明の第８実施例を示す概略図である。この
実施例は上述した第５実施例（第５図）に対し、超音波
振動子４を同心円状に例えば２分割して第１振動子４ａ
と第２振動子４ｂとし、この振動子を選択的に駆動する
選択駆動手段３９を設けたものであり、第１０図（Ａ）
〜（０）に示す如く超音波の集束距離をＬａ、Ｌｂ、Ｌ
Ｃ，Ｌｄと変えることができ、超音波の集束距離及び集
束状態を細かく変えることができて、用途に合った照射
パターンで治療することができる。

第１１図は本発明の第９実施例を示す説明図で、この実
施例は反射鏡２内面の放物反射面３が、複数の焦点を有
する近似式で表わされ、この近似式を中心軸の回りに回
転させた形状としたものである。この構成では、放物面
の形状を変えることにより、ある決まった長さ範囲に超
音波を集束でき、長方方向に超音波を作用させたいとき
に有利である。

第１２図は本発明の第１０実施例を示す説明図で、この
実施例は、反射体２５に平面２５ｃと曲面２５ｄとを形
成したもので、反射体２５の平面２５ｃで反射した超音
波は領域Ａに集束し、曲面２５ｄで反射した超音波は領
域Ｂに集束する。この構成では、超音波の作用領域に強
弱を付けることができるので（領域Ａは強、領域Ｂは弱
）、超音波を強く作用させたい領域と、あまり強く作用
させたくない領域とを区別して作用させることができる
。例えば、大きな結石が存在する部分に超音波の強い部
分を当て、周辺に存在する小さな結石には超音波の比較
的弱い部分が当たるようにして、−度に広範囲の治療を
行うことができる。

第１３図は本発明の第１１実施例を示す説明図で、この
実施例は第１０実施例とは逆に反射鏡３の反射面を平面
３Ｃと曲面３ｄに形成したものであり、平面３Ｃで反射
した超音波は領域Ｂに集まり、曲面３ｄで反射した超音
波は領域Ｂに集まる。

この実施例の効果は上述の第１０実施例と同じである。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、患者の治療対象部位
である腫瘍や結石等の状態、つまり大きさや位置等に応
じて、頂角の異なる円錐型反射体の組合せを適宜選択す
るだけで、適確な治療用超音波の集束状態を得ることが
でき、簡単な構成および手順で確実な治療が行え、この
種従来の欠点を除去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図は本発明の第１実施例を示す超音波治療装置の概
略構成図、第２図は本発明の第２実施例を示す超音波治
療装置における集束超音波発生体の断面図、第３図、第
４図は本発明の第３および第４実施例を示す超音波治療
装置における集束超音波発生体のそれぞれ断面図、第５
図および第６図は本発明の第５実施例を示し、第５図は
超音波治療装置の概略構成図、第６図（Ａ）〜（Ｄ）は
超音波の集束状態を示す説明図、第７図（Ａ）　（Ｂ）
は本発明の第６実施例を示す説明図、第８図は本発明の
第７実施例を示す説明図、第９図は第８実施例を示す説
明図、第１０図（Ａ）〜（Ｄ）は説明図、第１１図は本
発明の第９実施例を示す説明図、第１２図、第１３図は
本発明の第１０および第１１実施例を示す説明図である
。 １、ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ・・・・・集束超音波発生体２・
・・・・・放物曲面型反射鏡 ３・・・・・・放物曲面反射面 ＝１．３８・・・・・・超音波発生器 ５．６，２１，２２．２５ａ、２５ｂ、３７−円錐型反
射体 第２図 第３図 第１図 第６図（Ａｌ 第６図 第６図［８） 第６図 第７図（Ａ） 第８図（Ａ） 第７図（Ｂ） 第８図（Ｂ） 第９図 第１１図 第１０図（Ａ） 第１０図 （Ｂ） 第１２図 ８ 第１０図（Ｃ） 第１０図（Ｄ） 第１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 治療用の超音波を発生して放射する超音波発生器と、 この超音波発生器の超音波放射面に対向して配設し、上
   記放射面から入射した超音波を反射する略コーン状反射
   面を有する円錐型反射体と、上記円錐型反射体の周囲に
   配設し、該円錐型反射体のコーン状反射面で反射された
   超音波を更に反射して治療部位に集束させる反射鏡と を備え、且つ複数の超音波の焦点を得るべく上記円錐型
   反射体及び反射鏡の少なくとも一方の反射角度を複数設
   定したことを特徴とする超音波治療装置。