JPH05317327A - 結石破壊装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】センターノイズに妨害されることなく、衝撃波
の焦点と結石との位置合わせを容易に行うことができる
結石破壊装置を提供する。 【構成】本発明の結石破壊装置は、所定の焦点Ｆに衝撃
波を集束可能な衝撃波発生用振動子１と、衝撃波発生用
振動子１の回転対称軸線６に沿って配置されるとともに
超音波を送受信可能な振動子アレイ５を設けた超音波プ
ローブ４１と、超音波プローブ４１からの受信信号を処
理して超音波断層画像データを作成する画像処理手段４
４とを備える。振動子アレイ５は、その振動子面の法線
を回転対称軸線６と所定の角度をなして配置され、画像
処理手段４４は、超音波スキャン範囲の中心線が前記回
転対称軸線に一致するように前記受信信号に所定の遅延
時間を付与可能に構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衝撃波で結石を破壊す
る結石破壊装置に係り、特に、衝撃波の焦点と結石とを
位置合わせ可能な超音波プローブを備えた結石破壊装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】結石破壊装置は、被検体内に生じた胆石
等の結石を衝撃波によって破壊する装置であり、手術に
よらずに結石治療が可能な医療装置として、現在広く使
用されている。

【０００３】図６は、従来の結石破壊装置を示したもの
である。

【０００４】従来の結石破壊装置は、所定の焦点Ｆに衝
撃波を集束可能な衝撃波発生用振動子１と、焦点Ｆを結
石２内の領域に位置合わせするための超音波プローブ３
とを備える。

【０００５】衝撃波発生用振動子１は、所定の回転体を
なす圧電体４を備え、この圧電体４に衝撃波用パルスを
印加することによって焦点Ｆに衝撃波を集束するように
なっている。

【０００６】超音波プローブ３は、衝撃波発生用振動子
１の回転対称軸線６に沿って配置してある。

【０００７】また、超音波プローブ３には振動子アレイ
５を設けてあり、この振動子アレイ５に超音波用パルス
を印加することによって、所定の範囲αに超音波を発振
可能なっているとともに、反射してきた超音波を受信可
能になっている。

【０００８】従来の結石破壊装置は、さらに、振動子ア
レイ５からの受信信号を処理して超音波断層画像データ
を作成する画像処理手段１１と、この超音波断層画像デ
ータを画像として表示するモニター１２とを備える。

【０００９】従来の結石破壊装置を用いて結石２を破壊
するには、まず、衝撃波の焦点Ｆと結石２とを位置合わ
せする。

【００１０】図７は、モニター１２に表示された超音波
断層画像３１および衝撃波の焦点位置を示す図形３２を
示したものである。

【００１１】図形３２は、２本の破線からなり、これら
の交点３３によって衝撃波の焦点Ｆを示すようになって
いる。

【００１２】したがって、モニター１２に表示された交
点３３および超音波断層画像３１によって、衝撃波の焦
点Ｆと結石２との位置関係を確認することができる。

【００１３】したがって、衝撃波の焦点Ｆと結石２とを
位置合わせするには、交点３３と超音波断層画像３１に
含まれる結石２の画像３４が一致するように、衝撃波発
生用振動子１および超音波プローブ３を移動させればよ
い。

【００１４】交点３３と画像３４とが一致したならば、
衝撃波発生用振動子１に衝撃波用パルスを印加する。

【００１５】衝撃波発生用振動子１に衝撃波用パルスを
印加すると、衝撃波発生用振動子１は焦点Ｆに衝撃波を
集束させ、その焦点Ｆに存在する結石２を破壊する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７で
わかるように、モニター１２には、センターノイズと呼
ばれるノイズ３５がモニター１２の中央付近に発生し、
このセンターノイズ３５のために交点３３および結石画
像３４が非常に見えにくくなり、焦点Ｆを結石２に位置
合わせする作業がきわめて困難になるという問題を生じ
ている。

【００１７】センターノイズ３５は、振動子アレイ５の
振動子面に垂直な線上に対応するモニター位置に発生す
るノイズであり、超音波受信信号が振動子アレイ５から
画像処理手段１１に送られる際に外来ノイズが混入する
ために生じるものである。

【００１８】すなわち、振動子アレイ５を構成する複数
の圧電素子（図示せず）からの受信信号は、画像処理手
段１１内でそれぞれ所定の遅延時間を付与された後で加
算されるが、振動子面に垂直な線上については、同じ遅
延時間が付与される。

【００１９】したがって、このような線上ではノイズが
相殺されずに重畳され、センターノイズ３５としてモニ
ター画面に現れ、結石の位置合わせ操作を妨害する。

【００２０】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、センターノイズに妨害されることなく、衝撃
波の焦点と結石との位置合わせを容易に行うことができ
る結石破壊装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の結石破壊装置は請求項１に記載したよう
に、所定の焦点に衝撃波を集束可能な衝撃波発生用振動
子と、前記衝撃波発生用振動子の回転対称軸線に沿って
配置されるとともに超音波を送受信可能な振動子アレイ
を設けた超音波プローブと、前記超音波プローブからの
受信信号を処理して超音波断層画像データを作成する画
像処理手段とを備えた結石破壊装置において、前記振動
子アレイは、その振動子面の法線を前記回転対称軸線と
所定の角度をなして配置され、前記画像処理手段は、超
音波スキャン範囲の中心線が前記回転対称軸線に一致す
るように前記受信信号に所定の遅延時間を付与可能に構
成したものである。

【００２２】また、本発明の結石破壊装置は請求項３に
記載したように、所定の焦点に衝撃波を集束可能な衝撃
波発生用振動子と、前記衝撃波発生用振動子の回転対称
軸線に沿って配置されるとともに超音波を送受信可能な
振動子アレイを設けた超音波プローブと、前記超音波プ
ローブからの受信信号を処理して超音波断層画像データ
を作成する画像処理手段とを備えた結石破壊装置におい
て、前記超音波プローブは、超音波のビーム方向を前記
回転対称軸線に対して所定の角度だけ偏向可能な音響的
偏向手段を備え、前記画像処理手段は、超音波スキャン
範囲の中心線が前記回転対称軸線に一致するように前記
受信信号に所定の遅延時間を付与可能に構成したもので
ある。

【００２３】

【作用】本発明の結石破壊装置によれば、振動子アレイ
の振動子面の法線が衝撃波の焦点から外れるので、セン
ターノイズに妨害されることなく、焦点を結石に位置合
わせすることができる。

【００２４】また、超音波プローブのスキャン範囲の中
心線が回転対称軸線と一致するので、従来どおり、モニ
ターの中央に回転対称軸線および衝撃波の焦点を表示す
ることが可能となり、上述の位置合わせを容易に行うこ
とができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の結石破壊装置の実施例につい
て、添付図面を参照して説明する。

【００２６】なお、従来技術と実質的に同一の部品につ
いては、同一の符号を付してその説明を省略する。

【００２７】図１(a) は、本実施例の結石破壊装置をブ
ロック図で示したものである。

【００２８】同図に示すように、本実施例の結石破壊装
置は、所定の焦点Ｆに衝撃波を集束可能な衝撃波発生用
振動子１と、焦点Ｆを結石２内の領域に位置合わせする
ための超音波プローブ４１とを備える。

【００２９】超音波プローブ４１は振動子アレイ５を備
え、この振動子アレイ５に超音波用パルスを印加するこ
とによって、所定の範囲αに超音波を発振するようにな
っているとともに、反射してきた超音波を受信するよう
になっている。

【００３０】図１(b) は、超音波プローブ４１を側面図
で示したものである。

【００３１】同図でわかるように、超音波プローブ４１
は、衝撃波発生用振動子１の回転対称軸線６に沿って配
置してある。

【００３２】振動子アレイ５は複数の圧電素子４３で構
成され、それらの振動子面の法線４２を回転対称軸線６
と所定の角度θをなして配置してある。

【００３３】所定の角度θは、例えば１０°乃至１５°
の範囲がよい。

【００３４】本実施例の結石破壊装置は、さらに、超音
波プローブ４１からの受信信号を処理して超音波断層画
像データを作成する画像処理手段４４と、この超音波断
層画像データを画像として表示するモニター１２とを備
える。

【００３５】図２は、画像処理手段４４をブロック図で
示したものである。

【００３６】画像処理手段４４は、各圧電素子４３から
プローブケーブル４４を介して送られてきた受信信号に
所定の遅延時間を与える遅延回路４５と、遅延回路４５
から送られてきた受信信号を加算する加算回路４６と、
加算回路４６から送られてきた信号を画像データに変換
するデータスキャンコンバーター（ＤＳＣ）４７とを備
える。

【００３７】画像処理手段４４は、超音波スキャン範囲
の中心線が回転対称軸線６に一致するように、上述の受
信信号に所定の遅延時間を付与するようになっている。

【００３８】すなわち、振動子アレイ５を基準として言
い換えると、図１(a) に示すように、超音波スキャン範
囲が、法線４２の右側で（α／２−θ）、左側で（α／
２＋θ）となるように、遅延回路４５を調整する。

【００３９】したがって、表示された超音波スキャン画
像は、振動子面の法線を回転対称軸線に一致させていた
従来の画像と実質的に同じであり、従来と同じ要領で超
音波スキャン画像を観察することができる。

【００４０】本実施例の結石破壊装置を用いて結石２を
破壊するには、まず、衝撃波の焦点Ｆと結石２とを位置
合わせする。

【００４１】図３は、モニター１２に表示された超音波
断層画像５１および衝撃波の焦点位置を示す交点３３を
示したものである。

【００４２】本実施例では、振動子アレイ５の振動子面
に垂直な方向である法線４２が回転対称軸線６から角度
θをなしているため、センターノイズ５３は、このθ方
向に現れる。

【００４３】一方、本実施例では、上述したように、超
音波のスキャン範囲の中心線を回転対称軸線６に一致す
るようにしたので、結石２が回転対称軸線６上にくるよ
うに衝撃波発生用振動子１および超音波プローブ４１を
移動したときには、結石２の画像５２は、回転対称軸線
６に相当するモニター１２上のセンター位置に表示さ
れ、センターノイズ５３と重なることはない。

【００４４】したがって、センターノイズ５３に妨害さ
れることなく、衝撃波の焦点Ｆを結石２に容易に位置合
わせすることができる。

【００４５】超音波プローブ４１を回転対称軸線６の回
りに回転させて超音波スキャン断面を変更する場合、あ
るいは回転対称軸線６に沿って移動して超音波スキャン
断面を上下にずらす場合でも、センターノイズ５３に妨
害されることなく、衝撃波の焦点Ｆを結石２に容易に位
置合わせすることができる。

【００４６】位置合わせが終了したならば、衝撃波発生
用振動子１に衝撃波用パルスを印加して衝撃波を結石２
に集束させ、結石２を破壊すればよい。

【００４７】なお、本実施例でみる限り、もはや”セン
ター”という用語は適切ではないが、従来技術と対応さ
せるため、センターノイズなる用語で統一した。

【００４８】また、本実施例では、所定の角度θを例え
ば１０°乃至１５°としたが、本発明の結石破壊装置
は、かかる範囲に限定されるものではなく、センターノ
イズの状況、結石の大きさ等を勘案しつつ、さらに、θ
を大きくすれば感度が低下し、θを小さくすれば結石の
位置合わせの際にセンターノイズの存在が邪魔になるこ
とを考慮して最適な値に定めればよい。

【００４９】また、本実施例では、超音波プローブ４１
の回転対称軸線６回りの回転操作あるいは回転対称軸線
６に沿った上下操作について詳細は説明しなかったが、
本発明の結石破壊装置は、これらの回転操作あるいは上
下操作を何等妨げるものではない。

【００５０】次に、第２の実施例に係る結石破壊装置を
説明する。

【００５１】なお、上述の実施例と実質的に同一の部品
については、同一の符号を付してその説明を省略する。

【００５２】第２の実施例に係る結石破壊装置は、所定
の焦点Ｆに衝撃波を集束可能な衝撃波発生用振動子１
と、衝撃波発生用振動子１の回転対称軸線６に沿って配
置されるとともに超音波を送受信可能な振動子アレイ５
を設けた超音波プローブ５１と、超音波プローブ５１か
らの受信信号を処理して超音波断層画像データを作成す
る画像処理手段４４とを備える。

【００５３】図４(a) は、超音波プローブ５１を側面図
で示したものである。

【００５４】第２の実施例では、超音波プローブ５１
は、超音波のビーム方向を回転対称軸線６に対して所定
の角度θだけ偏向可能な音響的偏向手段例えば音響レン
ズ５２を備える。

【００５５】音響レンズ５２は、同図でわかるように角
度θをもった三角形断面を有し、さらに振動子アレイ５
のアレイ方向に直交する方向（紙面に直交する方向）で
凹面になるように形成することによって、この方向に関
して超音波を集束させる音響レンズの役目を兼ねるのが
よい。

【００５６】図４(b) でわかるように、超音波のビーム
方向は、音響レンズ５２により、回転対称軸線６に対し
角度θだけ変化する。

【００５７】したがって、このような音響レンズ５２を
設けた超音波プローブ５１は、詳細な説明は省略する
が、振動子アレイ５を構成する各圧電素子から同一の遅
延時間で発振された超音波は、回転対称軸線６に対し角
度θをなして進んで衝撃波の焦点から外れるので、上述
の超音波プローブ４１と同様、センターノイズに妨害さ
れることなく、焦点を結石に位置合わせすることができ
る。

【００５８】次に、第３の実施例に係る結石破壊装置を
説明する。

【００５９】なお、第１あるいは第２の実施例と実質的
に同一の部品については、同一の符号を付してその説明
を省略する。

【００６０】第３の実施例に係る結石破壊装置は、所定
の焦点Ｆに衝撃波を集束可能な衝撃波発生用振動子１
と、衝撃波発生用振動子１の回転対称軸線６に沿って配
置されるとともに超音波を送受信可能な振動子アレイ５
を設けた超音波プローブ６１と、超音波プローブ５１か
らの受信信号を処理して超音波断層画像データを作成す
る画像処理手段４４とを備える。

【００６１】図５は、超音波プローブ６１を側面図で示
したものである。

【００６２】第３の実施例では、超音波プローブ６１
は、振動子アレイ５の振動子面の法線を回転対称軸線６
と所望の角度をなして配置可能に構成してある。

【００６３】すなわち、振動子アレイ５は、ワイヤー６
４ａおよび６４ｂを接続した回転基板６３に取り付けて
あり、ワイヤー６４ａあるいは６４ｂに引張力を加える
ことによって回転軸線６２の回りに回転可能になってい
る。

【００６４】したがって、センターノイズの状況、結石
２の大きさ等に応じて、振動子アレイ５の振動子面の法
線と回転対称軸線６との角度を調整することができる。

【００６５】したがって、超音波プローブ６１は、詳細
な説明は省略するが、上述の超音波プローブ４１と同
様、センターノイズに妨害されることなく、焦点を結石
に位置合わせすることができる。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の結石破壊装
置は、所定の焦点に衝撃波を集束可能な衝撃波発生用振
動子と、前記衝撃波発生用振動子の回転対称軸線に沿っ
て配置されるとともに超音波を送受信可能な振動子アレ
イを設けた超音波プローブと、前記超音波プローブから
の受信信号を処理して超音波断層画像データを作成する
画像処理手段とを備えた結石破壊装置において、前記振
動子アレイは、その振動子面の法線を前記回転対称軸線
と所定の角度をなして配置され、前記画像処理手段は、
超音波スキャン範囲の中心線が前記回転対称軸線に一致
するように前記受信信号に所定の遅延時間を付与可能に
構成したことにより、振動子アレイの振動子面の法線が
衝撃波の焦点から外れる。

【００６７】したがって、センターノイズに妨害される
ことなく、焦点を結石に位置合わせすることができる。

【００６８】また、超音波プローブのスキャン範囲の中
心線が回転対称軸線と一致するので、従来どおり、モニ
ターの中央に回転対称軸線および衝撃波の焦点を表示す
ることが可能となり、上述の位置合わせを容易に行うこ
とができる。

【００６９】また、本発明の結石破壊装置は、所定の焦
点に衝撃波を集束可能な衝撃波発生用振動子と、前記衝
撃波発生用振動子の回転対称軸線に沿って配置されると
ともに超音波を送受信可能な振動子アレイを設けた超音
波プローブと、前記超音波プローブからの受信信号を処
理して超音波断層画像データを作成する画像処理手段と
を備えた結石破壊装置において、前記超音波プローブ
は、超音波のビーム方向を前記回転対称軸線に対して所
定の角度だけ偏向可能な音響的偏向手段を備え、前記画
像処理手段は、超音波スキャン範囲の中心線が前記回転
対称軸線に一致するように前記受信信号に所定の遅延時
間を付与可能に構成したので、センターノイズに妨害さ
れることなく、衝撃波の焦点と結石との位置合わせを容
易に行うことができる。

【００７０】また、超音波プローブのスキャン範囲の中
心線が回転対称軸線と一致するので、従来どおり、モニ
ターの中央に回転対称軸線および衝撃波の焦点を表示す
ることが可能となり、上述の位置合わせを容易に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本実施例の結石破壊装置の概略ブロック
図、(b) は超音波プローブの側面図。

【図２】画像処理手段のブロック図。

【図３】モニター画面に表示された超音波断層画像とセ
ンターノイズとの位置関係を示す図。

【図４】(a) は変形例に係る超音波プローブの側面図、
(b) は(a) の超音波プローブに設けた音響レンズの作用
を説明する図。

【図５】別の変形例に係る超音波プローブの側面図。

【図６】従来の結石破壊装置のブロック図。

【図７】モニター画面に表示された超音波断層画像とセ
ンターノイズとの位置関係を示す図。

【符号の説明】

１ 衝撃波用振動子 ２ 結石 ５ 振動子アレイ ６ 回転対称軸線 ４１ 超音波プローブ ４３ 圧電素子 ４４ 画像処理手段 ５１ 超音波プローブ ５２ 音響レンズ ６１ 超音波プローブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の焦点に衝撃波を集束可能な衝撃波
   発生用振動子と、前記衝撃波発生用振動子の回転対称軸
   線に沿って配置されるとともに超音波を送受信可能な振
   動子アレイを設けた超音波プローブと、前記超音波プロ
   ーブからの受信信号を処理して超音波断層画像データを
   作成する画像処理手段とを備えた結石破壊装置におい
   て、前記振動子アレイは、その振動子面の法線を前記回
   転対称軸線と所定の角度をなして配置され、前記画像処
   理手段は、超音波スキャン範囲の中心線が前記回転対称
   軸線にほぼ一致するように前記受信信号に所定の遅延時
   間を付与可能に構成したことを特徴とする結石破壊装
   置。
2. 【請求項２】 前記振動子アレイは、前記所定の角度を
   調整自在に構成した請求項１記載の結石破壊装置。
3. 【請求項３】 所定の焦点に衝撃波を集束可能な衝撃波
   発生用振動子と、前記衝撃波発生用振動子の回転対称軸
   線に沿って配置されるとともに超音波を送受信可能な振
   動子アレイを設けた超音波プローブと、前記超音波プロ
   ーブからの受信信号を処理して超音波断層画像データを
   作成する画像処理手段とを備えた結石破壊装置におい
   て、前記超音波プローブは、超音波のビーム方向を前記
   回転対称軸線に対して所定の角度だけ偏向可能な音響的
   偏向手段を備え、前記画像処理手段は、超音波スキャン
   範囲の中心線が前記回転対称軸線に一致するように前記
   受信信号に所定の遅延時間を付与可能に構成したことを
   特徴とする結石破壊装置。