JPH04338462A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、悪性腫瘍の治療・結石
の治療等に好適な超音波治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波照射による悪性腫瘍治療装置・衝
撃波照射による結石破砕治療装置に、超音波による照準
・監視機能を付加した従来例としては、米国特許４８２
１７３０　号のように超音波または衝撃波の送波口径に
超音波プローブを組み込んだ装置が従来知られている。 このような装置では、治療効果を生ぜせしめるためにも
、照準・監視のためにも、共に音波を用いるので、自己
整合性を有し、生体中の屈折などの影響による照準誤差
を小さく抑えることができるという原理的利点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記技術によって照準
誤差の小さな集束音波治療が可能となったが、照準を確
認する観点に立った場合には、上記技術のみでは必ずし
も充分とは言えない。すなわち、現状の結石破砕治療の
場合では、衝撃波を受けた結石が放射圧によって動くこ
とを超音波画像上観察することによって、衝撃波が結石
に命中してるか否かを判定しているに過ぎない。悪性腫
瘍治療の場合に至っては、腫瘍と周辺組織との音響イン
ピーダンスの差が僅かであるので、放射圧による治療部
位の動きも超音波画像上監視することは難しく、実際に
集束音波が治療標的部位に命中していることを確認する
ことは現状では不可能に近い。さらに、周辺組織に対す
る副作用を防止するという観点からは、治療標的部位以
外で発生するキャビティションを検出し抑止することが
肝要であるが、上記技術のみではきわめて困難である。

【０００４】本発明の課題は、このような問題点を解決
し、集束音波が治療標的部位に命中していることを的確
に確認することのできる装置を実現することであり、こ
れによって、治療標的部位以外に副作用を生ずる恐れの
少ない集束音波治療を可能とすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明では、集束音波発生用送波器に、照準・監視の
ために、走査可能な指向性を有する超音波送受波器を付
加し、その送受波器が、それ自身により送信されるパル
ス状超音波により生ずるエコーだけでなく、上記送波器
により送信される集束音波により生ずるエコーや偶数倍
高調波をも受信可能であるよう構成する。その上で、上
記送波器により、パルス状またはバースト波状の音波を
送信し、その波面またはその波面を延長してできる平面
または曲面が、上記送受波器の送受信面を通過する時刻
に同期して、上記送受波器からパルス状超音波が送信さ
れるよう構成する。

【０００６】

【作用】上記の構成により、上記送受波器自身の送受信
により得られる２次元超音波パルスエコー像に、上記送
波器による送信と上記送受波器による受信により得られ
る超音波像が重畳された２次元超音波像を得ることがで
きる。この像から、上記送波器により送波された音波の
集束位置やキャビティションの発生しやすい位置を超音
波パルスエコー像中における位置として確認することが
できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１，図
２，図３，図４は、それぞれ、本発明の一実施例のアプ
リケータの断面図、治療装置全体の回路構成図、送信の
波形およびタイミングを示す図、集束音波発生用送波回
路の共振特性可変部の回路図である。

【０００８】アプリケータの集束強力音波送波部は、音
響整合材・接地電極・ヒートシンクを兼ねた軽金属基板
３の片面に、圧電セラミクスよりなる共振周波数数百ｋ
Ｈｚ〜数ＭＨｚの圧電素子１を接着した構成となってい
る。また、治療対象患者の体との音響的カップリングと
して、脱気した水を収めた水袋４が取付けられている。 軽金属基板３には、治療対象患部への強力音波の集束と
患部領域内の集束点の電子走査とを、必要最小限数の電
気的に独立な振動子素子によって可能とするために、内
向きの球面曲率半径が与えられている。強力音波の送波
は、送波制御回路１１の制御に従って回路１２により駆
動信号が生成され、駆動アンプ１３に入力され、可変共
振回路１４を介して圧電素子１が駆動されることにより
行なわれる。

【０００９】アプリケータには、また、治療対象患部へ
の集束強力音波の照準と強力音波照射中の監視を、超音
波像により行なうことを可能とするために、超音波送受
波器２が取り付けられている。本実施例の超音波送受波
器はアレイ型であり、約１００個の圧電素子により構成
されている。また、その上方には回転機構５を設け、自
転できる構造としている。回転機構５には、その回転角
を検出する機能が組み込まれており、その回転は制御回
路１０により制御される。

【００１０】パルスエコー法による超音波撮像は、送波
制御回路１６の制御に従い送受波アンプ１５により送受
波器２が駆動されて、超音波パルスが走査方向に送波さ
れ、反射エコーが、再び送受波器２に受信され送受波ア
ンプ１５に増幅されて、受波ビ−ム走査ならびにフォー
カス回路１７により像形成されることにより行なわれる
。得られたエコー像信号は表示回路１８に入力され、表
示器１９に、異なる自転角に対応する複数個の２次元断
層像２０として、複数断層像の交線２１とともに表示さ
れる。

【００１１】また、強力音波の連続的照射に先立ち、強
力音波の集束点（焦点）を上記２次元断層像中で確認す
ることを可能とするために、図３に示すタイミングにて
強力音波送波器１と撮像用超音波送受波器２によるパル
ス状音波の送信を行なう。図１のように、撮像用送受波
器２が強力音波送波器１の送信面よりも突き出した構成
となっている場合には、まず強力音波送波器１によるパ
ルス状音波の送信を図中（ａ）に示すように行ない、撮
像用送受波器２の位置における音圧波形の振幅が図中（
ｂ）のように最大になるときに撮像用送受波器２による
パルス状音波の送信を図中（ｃ）に示すように行なう。 撮像用送受波器２の受信帯域は、強力音波周波数の偶数
倍を含むものとし、強力音波の非線形効果により生ずる
高調波を受信可能なものとする。強力音波の集束点は一
定とし、送受波器２を走査して撮像を行なえば、図２に
示すように強力音波の集束位置を示す像２２がパルスエ
コー像２０に重畳された状態で得られる。

【００１２】図３に示した送信タイミングにより強力音
波の集束位置を示す像２２はパルスエコー像２０に対し
て、ほぼ正確な位置に表示されるが、さらに、像２２の
深さ方向の拡がりを小さくするために、パルス状音波送
波時の駆動系の共振特性はパルス特性を重視し、効率を
重視する強力音波連続送波時の共振特性と比較してＱ値
が小さくなるよう切換えることが望ましい。そのために
は、図２に示したように強力音波送波制御回路１１から
の信号によりその共振特性が制御される可変共振回路１
４を介して圧電素子１が駆動されるように構成する。可
変共振回路１４は、図４に示すように、強力音波連続送
波時にはインダクタンス３０とキャパシタンス３１によ
り構成される共振回路が接続され、パルス状音波送波時
には共振回路が外れ直結されるよう制御回路１１からの
信号によりスイッチ３２および３３が切換えられる。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、集
束強力音波が患部に正しく集束されていることを画像上
で容易に確認できる治療装置を実現することができ、そ
の結果として、より安全性の高い治療を可能とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のアプリケータの縦断面図お
よび平面図。

【図２】本発明の一実施例の治療装置全体の回路構成を
示すブロック図。

【図３】本発明の一実施例におけるパルス状音波送波時
の音圧波形図。

【図４】本発明の一実施例における強力音波送波用可変
共振回路の回路図。

【符号の説明】

１…強力音波送波用素子群、２…照準監視用超音波送受
波素子群、３…軽金属基板、４…音響カップリング用水
袋、５…超音波送受波器回転機構、１０…主制御回路、
１１…強力音波送波制御回路、１２…強力音波送波素子
駆動信号生成回路、１３…駆動アンプ、１４…可変共振
回路、１５…超音波送受波アンプ、１６…超音波パルス
送波制御回路、１７…受波ビ−ム走査ならびにフォ−カ
ス回路、１８…表示回路、１９…表示器、２０…２次元
断層像、２１…複数断層像の交線、２２…強力音波の集
束位置を示す像、３０および３１…連続送波用共振回路
を構成するインダクタンスおよびキャパシタンス、３２
および３３…共振特性切換えスイッチ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フォーカス機構をもつ音波送波器と走査可
   能な指向性を有する超音波送受波器を具備する超音波治
   療装置において、上記送波器により送信されるパルス状
   またはバースト波状の音波の波面が上記送受波器の送受
   信面を通過する時刻に同期して、上記送受波器からパル
   ス状超音波が送信されるよう構成されていることを特徴
   とする超音波治療装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の装置において
   、上記送受波器が、それ自身により送信されるパルス状
   超音波のエコーと上記送波器により送信される音波の偶
   数倍高調波信号とを共に受信可能であるよう構成されて
   いることを特徴とする超音波治療装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の装置において
   、上記送受波器による送受信により得られる超音波パル
   スエコー信号により構成した２次元像と、上記送波器に
   よる送信と上記送受波器による受信により得られる超音
   波像とを重畳させて表示するよう構成されていることを
   特徴とする超音波治療装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の装置において
   、上記送波器の時間平均送信出力が上記複数群送受波器
   の時間平均送信出力より大であることを特徴とする超音
   波治療装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項記載の装置において
   、上記送波器により１回に照射される音波の継続時間が
   可変であることを特徴とする超音波治療装置。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項記載の装置において
   、上記送波器のフォーカス機構が焦点位置を可変とする
   機構を有することを特徴とする超音波治療装置。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第１項記載の装置において
   、上記送波器に付随する送波回路の共振特性が可変であ
   ることを特徴とする超音波治療装置。