JPH05309099A - 衝撃波治療装置及び超音波温熱治療装置 - Google Patents

衝撃波治療装置及び超音波温熱治療装置

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JPH05309099A
JPH05309099A JP4154920A JP15492092A JPH05309099A JP H05309099 A JPH05309099 A JP H05309099A JP 4154920 A JP4154920 A JP 4154920A JP 15492092 A JP15492092 A JP 15492092A JP H05309099 A JPH05309099 A JP H05309099A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】破砕治療に伴って生体内の治療対象物が小形化
した場合に衝撃波又は強力超音波の照射範囲を追随させ
て容易に調整でき、安全に効率良く治療ができる衝撃波
治療装置及び超音波温熱治療装置を提供する 【構成】 衝撃波発生源３等の衝撃波送波面等を少なく
とも２組のリング形の振動子により形成し、各リング形
の振動子により生ずる衝撃波等の合成焦点領域が可変す
るように各リング形の振動子の励振タイミングを遅延制
御部１０、遅延回路１１ａ〜１１ｆを用いて調整する。
又、パルサ１２ａ〜１２ｆから各リング形の振動子に出
力されるパルス電圧をピーク圧制御部１３で段階的に調
整することで、衝撃波のピーク圧力を可変調整すること
ができるので、破砕治療する際に患者に与える苦痛を和
らげることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、腎や尿管の結石、癌
組織等の治療対象物を、超音波パルスの衝撃波エネルギ
ーにより破砕治療する衝撃波治療装置、及び超音波の集
束エネルギーにより破壊治療を行う超音波温熱治療装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】衝撃波治療装置には、その衝撃波の発生
源として、超音波振動子を用いたものがある。この超音
波による衝撃波治療装置は、水中放電式、微小爆発方式
等の装置に比べて、衝撃波発生源に消耗要素がなく、低
ランニングコストで装置を維持できるという特徴があ
る。かかる衝撃波による破砕治療では、衝撃波発生源か
ら生じる衝撃波の焦点領域が治療対象物に比べて小さす
ぎる場合、破砕に時間がかかり過ぎて、治療回数が多く
なり治療効率が悪くなるという問題がある。
【０００３】この問題を解決すべく、衝撃波の焦域の拡
大を目的とした衝撃波治療装置として、本願の一発明者
により発明され、既に開示されたものがある（特開平２
−１２１６４７号）。尚、焦域とは、送波された衝撃波
においてピーク圧力の判値以上を示す領域をいう。かか
る装置では、図７、図８に示すように、アプリケータの
衝撃波送波面３０を複数系統の振動子群３１で凹面状に
形成し、各振動子群３１、例えば、ａ組、ｂ組ごとに形
成される衝撃波の集束点３１ａ、３１ｂ等を互いに近接
させることにより、その焦域３２を拡大できるようにし
ている。尚、開示発明では、各振動子群３１によって発
生する衝撃波を互いに近接させて焦域３２を広げる手段
として、幾何学的に形成する方法と、衝撃波の発生タイ
ミングを制御するために遅延回路を用いる方法とが提案
されている。
【０００４】又、前記装置において、衝撃波を発生する
駆動回路を、連続超音波が発生できる駆動回路に代えれ
ば、衝撃波治療装置を連続波温熱治療装置として機能さ
せることができるので、かかる技術思想は、温熱治療装
置においても集束エネルギーの焦域を拡大するのに利用
できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
衝撃波治療装置等において、衝撃波等の焦域を可変調整
するのに比較的容易と考えられる各振動子の励振タイミ
ングを制御する場合でも、各振動子の数に応じたチャン
ネル数の遅延回路等が必要となり、その励振制御は大変
に複雑になるという問題がある。他方、治療対象物やそ
の破砕治療の状況に応じて最も効率の良い焦点領域で衝
撃波等を照射して破砕治療を行うことが望まれている。
又、結石を破砕治療するのには、その衝撃波パルスのピ
ーク圧力又はその連続波の集束エネルギーの温度を所定
の閾値以上にする必要があり、他方、ピーク圧力等を過
大にすると、患者に苦痛を与え、麻酔が必要となり、破
砕治療の安全性の面でも問題が生じる場合がある。
【０００６】この発明は、これらの問題を解決するため
になされたもので、破砕治療に伴って生体内の治療対象
物が小形化した場合に衝撃波の照射範囲を追随させて容
易に調整でき、安全に効率良く治療ができる衝撃波治療
装置を提供すること、及び破壊治療に伴って生体内治療
対象物が小形化した場合に強力超音波の集束エネルギー
の照射範囲を追随させて容易に調整でき、安全に効率良
く治療ができる超音波温熱治療装置を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明による衝撃波治
療装置は、超音波イメージングプローブによって送受波
した信号に基づいてモニタに生体の断層像を表示すると
ともに、その生体の断層像の上に衝撃波発生源によって
生ずる衝撃波の集束領域を示すマーカーを表示するよう
にした衝撃波治療装置において、衝撃波発生源の衝撃波
送波面を少なくとも２組のリング形の振動子により形成
し、各リング形の振動子により生ずる衝撃波の合成焦点
領域が可変するように各リング形の振動子の励振タイミ
ングを調整する手段を備えたことを特徴とする。尚、か
かる装置では、そのリング形は、それぞれ略等面積であ
ることが望ましい。又、かかる衝撃波治療装置には、衝
撃波の焦点面における音圧力のピーク圧力が変化するよ
うに各リング形の振動子の励振を可変調整する手段を設
けると良い。
【０００８】この発明による超音波温熱治療装置は、超
音波イメージングプローブによって送受波した信号に基
づいてモニタに生体の断層像を表示するとともに、その
生体の断層像の上に強力超音波発生源によって生ずる強
力超音波の集束領域を示すマーカーを表示するようにし
た超音波温熱治療装置において、強力超音波発生源の強
力超音波送波面を少なくとも２組のリング形の振動子に
より形成し、各リング形の振動子により生ずる強力超音
波の合成焦点領域が可変するように各リング形の振動子
の励振タイミングを調整する手段を備えたことを特徴と
する。尚、かかる装置においても、そのリング形は、そ
れぞれ略等面積であることが望ましい。又、かかる超音
波温熱治療装置には、強力超音波によるピーク昇温温度
が変化するように各リング形の振動子の励振を可変調整
する手段を設けると良い。
【０００９】
【作用】上記手段の衝撃波治療装置、又は超音波温熱治
療装置によれば、衝撃波発生源等にリング形の振動子を
用いているため、衝撃波等の焦点領域（焦点幅、焦点深
さ幅）の可変調整は、少ないリング形の振動子の励振タ
イミングを変えるだけで簡単に行うことができる。これ
により治療対象物やその破砕治療の状況に応じて最も治
療効率の良い焦点領域で衝撃波等を照射して破砕治療を
行うことができる。尚、リング形をそれぞれ略等面積に
することにより、各リングから出力されるエネルギーが
同一となるので、破砕治療に要する、衝撃波等の焦点領
域を形成する制御を簡単にすることができる。
【００１０】更に、衝撃波等の焦点領域を可変調整する
他に衝撃波パルスのピーク圧力又はその強力超音波の集
束エネルギーのピーク昇温温度をも可変調整することが
できる装置では、破砕治療に伴って小形化した治療対象
物に衝撃波の照射範囲を追随させるとともに、治療対象
物の性質等に応じてピーク圧力等を調整し、少ない照射
回数で効率良く治療することができる。
【００１１】
【実施例】以下この発明の衝撃波治療装置の一実施例に
ついて図面を用いて説明する。
【００１２】図１は、衝撃波治療装置の構成を示す機能
ブロック図である。
【００１３】衝撃波治療装置は、各ユニットの連携制御
を行うコントローラ１と、患者Ｐの超音波断層像と共に
衝撃波の集束領域を示すマーカーをモニタに表示する超
音波診断装置２と、水容器内に衝撃波発生源３及び超音
波イメージングプローブ４が配置されたアプリケータ５
と、前記衝撃波発生源３の圧電素子に印加する電圧の制
御を行う振動子駆動装置６と、超音波イメージングプロ
ーブ４に対する衝撃波発生源３の上下方向の位置関係を
調整する位置コントローラ７と、患者Ｐを寝かせた状態
で固定する昇降式の治療寝台８等を有する。
【００１４】アプリケータ５は、水容器の中央部に超音
波イメージングプローブ４が配置され、図２に示すよう
に６組のリング形の振動子３ａ〜３ｆにより衝撃波発生
源３の衝撃波送波面が球面状に形成された構造になって
いる。又、リング形の振動子３ａ〜３ｆは、図を省略し
たが、それぞれ略等面積のリング板に圧電素子を適宜、
張り付けた構造になっており、振動子駆動装置６によっ
て印加される電圧を受けて各リング板ごとに独立して振
動できるようになっている。
【００１５】尚、リング形の振動子３ａ〜３ｆは、図３
に示すように、励振タイミングを異ならせる手段によ
り、その振動子から生じる衝撃波の集束点深度のみを微
量に変えて合成衝撃波の焦点ビームに幅を設けることが
できるようになっている。このリング形の振動子３ａ〜
３ｆの励振タイミングを変える制御は、コントローラ１
のＣＰＵ１ａの下で振動子駆動装置６によって行われ
る。
【００１６】図４は振動子駆動装置６の構成を示した機
能ブロック図である。
【００１７】振動子駆動装置６は、リング形の振動子３
ａ〜３ｆの各圧電素子にパルス電圧を印加するパルサ１
２ａ〜１２ｆと、ＣＰＵ１ａから送出される命令信号に
基づいて作動する遅延制御部１０と、この遅延制御部１
０から送出される制御信号を受けてパルサ１２ａ〜１２
ｆの駆動タイミングを調整する遅延回路１１ａ〜１１ｆ
と、ＣＰＵ１ａから送出される、制御データに基づいて
パルサ１２ａ〜１２ｆのパルス電圧を制御するピーク圧
制御部１３とを有する。
【００１８】尚、パルサ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２
ｄ、１２ｅ、１２ｆは、それぞれに対応する３ａ、３
ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆのリング形の振動子を励振
する圧電素子にパルス電圧を印加するように配線されて
いる。又、図５に示す衝撃波の焦点領域が大から図６に
示す焦点領域が小まで数段階に分けて選択を可能にする
ため、図を省略した記憶系にパルサ１２ａ〜１２ｆの駆
動タイミングを遅延させる遅延プログラムが保存されて
いる。
【００１９】次に破砕治療を行う場合の衝撃波治療装置
の動作を説明する。
【００２０】先ず、患者Ｐを寝台８の上に寝かせた後、
超音波診断装置２により治療対象物Ｓの周囲におけるＢ
モード断層像と、衝撃波発生源３から発生する衝撃波の
集束領域を示すマーカーとをモニタに表示させる。次に
位置コントローラー７を制御駆動させて、前記マーカと
治療対象物とをモニタの表示画面上で一致させる。そし
て、治療対象物Ｓの大きさを確認し、衝撃波の焦点領域
をコントローラ１の入力系で選択する。
【００２１】このように治療対象物の大きさに応じて衝
撃波の焦点領域を選択すると、それに対応する遅延プロ
グラムが記憶系からＣＰＵ１ａに取り込まれ、このＣＰ
Ｕ１ａから遅延制御部１０に命令信号が送出される。そ
して、この命令信号を遅延制御部１０が受けると、制御
信号を各遅延回路１１ａ〜１１ｆに送出し、各遅延回路
１１ａ〜１１ｆは対応したパルサ１２ａ〜１２ｆから出
力されるパルス電圧のタイミングを遅延させて衝撃波に
よる照射治療ができるようになっている。尚、治療対象
物Ｓが比較的に大きい場合は、パルサ１２ａ、１２ｂ、
１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆのそれぞれに対して駆
動タイミングを、０、０．４μｓ、０．８μｓ、１．１
μｓ、１．７μｓ、２．６μｓと遅延させたりする。こ
れにより図５に示すように衝撃波の焦点幅（横方向）が
５mm、ピーク圧力が７０ＭPaの衝撃波治療が可能にな
る。他方、破砕治療によって治療対象物Ｓが小さくなっ
た場合は、遅延をかけずに衝撃波を照射する。かかる場
合は、図６に示すように衝撃波の焦点幅が２mm、ピーク
圧力が７０ＭPaの衝撃波治療を行うことが可能になる。
【００２２】又、結石等の治療対象物に衝撃波を照射し
て破砕治療するには、通常、３０００乃至５０００回の
衝撃波を照射するが、最初から高いピーク圧力の衝撃波
を照射すると、患者に苦痛を与えることになるため、ピ
ーク圧制御部１３では、ＣＰＵ１ａから治療開始の指令
信号を受けると、ピーク圧力を段階的に適当な高さまで
上げ、その後、最適なピーク圧力で破砕治療ができるよ
うにパルサ１２ａ〜１２ｆの出力電圧の制御がなされ
る。
【００２３】尚、上記装置において、振動子駆動装置６
のパルサ１２ａ〜１２ｆを、波数を指定できるバースト
波である、強力超音波を発生させる装置に代えることに
より、前記衝撃波治療装置を超音波温熱治療装置として
機能させることができる。この場合、超音波温熱治療装
置のピーク圧制御部１３は、破壊治療時のピーク昇温温
度を可変調整するピーク温度制御部として機能する。
【００２４】
【発明の効果】この発明の衝撃波治療装置又は超音波温
熱治療装置は、衝撃波発生源又は強力超音波発生源にリ
ング形の振動子を用いているため、衝撃波等の焦点領域
を可変調整する場合、少ないリング形の振動子の励振タ
イミングを変えるだけで簡単に行うことができる。従っ
て、複数の振動子群から発生する衝撃波等の集束点を近
接させて衝撃波の焦域を広げるように制御する場合より
も制御回路の小型化、簡略化を図ることができ、装置の
製造や保守管理が容易になる。更に、衝撃波パルスのピ
ーク圧力又はその強力超音波の集束エネルギーのピーク
昇温温度をも可変調整することができる装置では、段階
的にピーク圧力等の調整ができるので、患者に与える苦
痛を無くすことができ、治療時に麻酔が不要となり、破
砕治療等を安全に行うことができる。又、破砕治療等に
伴って小形化した治療対象物に衝撃波等の照射範囲を追
随させることができるとともに、治療対象物の性質等に
応じてピーク圧力等の調整ができ、少ない照射回数で効
率良く治療することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の衝撃波治療装置の構成を
示すブロック図である。
【図２】同実施例の衝撃波発生源のリング形の振動子を
示す図である。
【図３】同実施例で衝撃波の焦点領域を広げた状態を示
す図である。
【図４】同実施例における振動子駆動装置の構成を示し
た機能ブロック図である。
【図５】同実施例で具体的に衝撃波の焦点領域を広げた
状態を示す図である。
【図６】同実施例で衝撃波の焦点領域を広げない場合の
状態を示す図である。
【図７】従来技術によって衝撃波焦域を広げた状態を示
す図である。
【図８】従来技術の衝撃波治発生源の振動子群を示す図
である。
【符号の説明】
１ コントローラ ２ 超音波診断装置 ３ 衝撃波発生源 ４ 超音波イメージングプローブ ５ アダプター ６ 振動子駆動装置 ７ 位置コントローラ ８ 治療寝台 １０ 遅延制御部 １３ ピーク圧制御部 Ｐ 患者 Ｓ 治療対象物

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超音波イメージングプローブによって送
    受波した信号に基づいてモニタに生体の断層像を表示す
    るとともに、その生体の断層像の上に衝撃波発生源によ
    って生ずる、衝撃波の集束領域を示すマーカーを表示す
    るようにした衝撃波治療装置において、 衝撃波発生源の衝撃波送波面を少なくとも２組のリング
    形の振動子により形成し、各リング形の振動子により生
    ずる、衝撃波の合成焦点領域が可変するように各リング
    形の振動子の励振タイミングを調整する手段を備えたこ
    とを特徴とする衝撃波治療装置。
  2. 【請求項２】 リング形は、それぞれ略等面積であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の衝撃波治療装置。
  3. 【請求項３】 衝撃波の焦点面における音圧力のピーク
    圧力が変化するように各リング形の振動子の励振を可変
    調整する手段を設けた請求項１、２記載の衝撃波治療装
    置。
  4. 【請求項４】 超音波イメージングプローブによって送
    受波した信号に基づいてモニタに生体の断層像を表示す
    るとともに、その生体の断層像の上に強力超音波発生源
    によって生ずる強力超音波の集束領域を示すマーカーを
    表示するようにした超音波温熱治療装置において、 強力超音波発生源の強力超音波送波面を少なくとも２組
    のリング形の振動子により形成し、各リング形の振動子
    により生ずる強力超音波の合成焦点領域が可変するよう
    に各リング形の振動子の励振タイミングを調整する手段
    を備えたことを特徴とする超音波温熱治療装置。
  5. 【請求項５】 リング形は、それぞれ略等面積であるこ
    とを特徴とする請求項４記載の超音波温熱治療装置。
  6. 【請求項６】 超音波による、ピーク昇温温度が変化す
    るように各リング形の振動子の励振を可変調整する手段
    を設けた請求項４、５記載の超音波温熱治療装置。
JP15492092A 1992-03-10 1992-06-15 超音波治療装置 Expired - Lifetime JP3386488B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15492092A JP3386488B2 (ja) 1992-03-10 1992-06-15 超音波治療装置
US08/322,359 US5524625A (en) 1992-03-10 1994-10-13 Shock wave generating system capable of forming wide concretion-disintegrating region by energizing ring-shaped transducers, and hyperthermia curing system

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5163492 1992-03-10
JP4-51634 1992-03-10
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Publication Number Publication Date
JPH05309099A true JPH05309099A (ja) 1993-11-22
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