JPH0542147A - 結石破砕度計測装置 - Google Patents
結石破砕度計測装置Info
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- JPH0542147A JPH0542147A JP3199695A JP19969591A JPH0542147A JP H0542147 A JPH0542147 A JP H0542147A JP 3199695 A JP3199695 A JP 3199695A JP 19969591 A JP19969591 A JP 19969591A JP H0542147 A JPH0542147 A JP H0542147A
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
- A61B17/225—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves
- A61B17/2256—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves with means for locating or checking the concrement, e.g. X-ray apparatus, imaging means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 被測定物に対して超音波を送信する送信手段
と、前記被測定物からの反射波を受信する受信手段と、
前記送信手段を駆動させる駆動手段と、前記受信手段に
より受信した反射波を電気信号に変換して振幅値を求め
る手段と、前記電気信号の振幅値から最大振幅値を出力
する手段と、前記電気信号の周波数解析を行うことによ
り周波数信号に変換する手段と、前記最大振幅値と予め
設定された振幅値とを比較する手段と、前記比較する手
段により前記最大振幅値が前記予め設定された振幅値よ
りも大と判定された場合に前記周波数信号から所定の特
性値を算出する手段と、前記算出された特性値に関する
情報を表示する手段とを備えたことを特徴とする結石破
砕度計測装置。 【効果】 本発明によれば、結石の破砕状況を観測しな
がら、超音波による破砕治療を行なうことが可能とな
る。
と、前記被測定物からの反射波を受信する受信手段と、
前記送信手段を駆動させる駆動手段と、前記受信手段に
より受信した反射波を電気信号に変換して振幅値を求め
る手段と、前記電気信号の振幅値から最大振幅値を出力
する手段と、前記電気信号の周波数解析を行うことによ
り周波数信号に変換する手段と、前記最大振幅値と予め
設定された振幅値とを比較する手段と、前記比較する手
段により前記最大振幅値が前記予め設定された振幅値よ
りも大と判定された場合に前記周波数信号から所定の特
性値を算出する手段と、前記算出された特性値に関する
情報を表示する手段とを備えたことを特徴とする結石破
砕度計測装置。 【効果】 本発明によれば、結石の破砕状況を観測しな
がら、超音波による破砕治療を行なうことが可能とな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体内の結石の破砕状
況を検知する結石破砕度計測装置に関する。
況を検知する結石破砕度計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、主として腎結石の治療において、
衝撃波を用いて体外から無侵襲的に結石を破砕治療する
方法が広く用いられるようになってきた。当初、衝撃波
は結石だけを破砕し軟部組織である周囲臓器は損傷を受
けないと思われていたが、最近の研究により、正常組織
も衝撃波の照射数・エネルギに応じて影響を受けること
が明らかとなってきた。そこで衝撃波照射による副作用
を最小限に抑えるための新しい機能を設けた医療機器が
開発されてきている。
衝撃波を用いて体外から無侵襲的に結石を破砕治療する
方法が広く用いられるようになってきた。当初、衝撃波
は結石だけを破砕し軟部組織である周囲臓器は損傷を受
けないと思われていたが、最近の研究により、正常組織
も衝撃波の照射数・エネルギに応じて影響を受けること
が明らかとなってきた。そこで衝撃波照射による副作用
を最小限に抑えるための新しい機能を設けた医療機器が
開発されてきている。
【０００３】例えば、探索超音波を用いて焦点と結石の
一致状態を計測し、結石だけに衝撃波を照射して副作用
を最小限に抑えようとする誤照射防止安全機能（特開昭
62-49843号公報, 同63-5736 号公報参照）や、結石探査
用の超音波を周波数解析して結石の破砕片サイズを判定
し、必要最小限の照射数にコントロールする装置（特願
平2-17295 号参照）等が開発されている。
一致状態を計測し、結石だけに衝撃波を照射して副作用
を最小限に抑えようとする誤照射防止安全機能（特開昭
62-49843号公報, 同63-5736 号公報参照）や、結石探査
用の超音波を周波数解析して結石の破砕片サイズを判定
し、必要最小限の照射数にコントロールする装置（特願
平2-17295 号参照）等が開発されている。
【０００４】このような結石破砕装置では、治療中に結
石の破砕がどの程度まで進行したかを判定するのに、超
音波画像またはＸ線画像を用いている。このような画像
による方法では、超音波の焦点部分での破砕状態しか測
定することができないため、空間的に広がった結石破砕
片全体を調べるには、大きな治療ヘッド全体を機械的に
移動させ、探査超音波を走査しなければならなかった。
また得られた画像によっては、既に結石の破砕が完了し
ているのか、まだ結石の破砕が十分でないのか、判断す
ることが難しく、結石の破砕状況の分布を把握するのが
困難であった。
石の破砕がどの程度まで進行したかを判定するのに、超
音波画像またはＸ線画像を用いている。このような画像
による方法では、超音波の焦点部分での破砕状態しか測
定することができないため、空間的に広がった結石破砕
片全体を調べるには、大きな治療ヘッド全体を機械的に
移動させ、探査超音波を走査しなければならなかった。
また得られた画像によっては、既に結石の破砕が完了し
ているのか、まだ結石の破砕が十分でないのか、判断す
ることが難しく、結石の破砕状況の分布を把握するのが
困難であった。
【０００５】結石破砕状況を正確に把握できないと、例
えば破砕が完了しているにもかかわらず衝撃波治療をし
続けることによって、結石近傍の正常組織を損傷させる
可能性がある。また衝撃波の照射量が少なすぎると、結
石の破砕が十分に行なわれず、サイズの大きな破砕片が
尿管に詰まってしまう可能性があった。
えば破砕が完了しているにもかかわらず衝撃波治療をし
続けることによって、結石近傍の正常組織を損傷させる
可能性がある。また衝撃波の照射量が少なすぎると、結
石の破砕が十分に行なわれず、サイズの大きな破砕片が
尿管に詰まってしまう可能性があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
結石破砕治療においては、結石破砕の進行状態を詳細に
調べることができなかった。
結石破砕治療においては、結石破砕の進行状態を詳細に
調べることができなかった。
【０００７】本発明は生体内の結石破砕治療において、
破砕状況を画像情報として観測しながら衝撃波による治
療を行なうための結石破砕度計測装置を提供することを
目的とする。
破砕状況を画像情報として観測しながら衝撃波による治
療を行なうための結石破砕度計測装置を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、被測定物に対
して超音波を送信する送信手段と、前記被測定物からの
反射波を受信する受信手段と、前記送信手段を駆動させ
る駆動手段と、前記受信手段により受信した反射波を電
気信号に変換して振幅値を求める手段と、前記電気信号
の振幅値から最大振幅値を出力する手段と、前記電気信
号の周波数解析を行うことにより周波数信号に変換する
手段と、前記最大振幅値と予め設定された振幅値とを比
較する手段と、前記比較する手段により前記最大振幅値
が前記予め設定された振幅値よりも大と判定された場合
に前記周波数信号から所定の特性値を算出する手段と、
前記算出された特性値に関する情報を表示する手段とを
備えたことを特徴とする結石破砕度計測装置を提供す
る。
して超音波を送信する送信手段と、前記被測定物からの
反射波を受信する受信手段と、前記送信手段を駆動させ
る駆動手段と、前記受信手段により受信した反射波を電
気信号に変換して振幅値を求める手段と、前記電気信号
の振幅値から最大振幅値を出力する手段と、前記電気信
号の周波数解析を行うことにより周波数信号に変換する
手段と、前記最大振幅値と予め設定された振幅値とを比
較する手段と、前記比較する手段により前記最大振幅値
が前記予め設定された振幅値よりも大と判定された場合
に前記周波数信号から所定の特性値を算出する手段と、
前記算出された特性値に関する情報を表示する手段とを
備えたことを特徴とする結石破砕度計測装置を提供す
る。
【０００９】
【作用】本発明に示す結石破砕度計測装置においては、
被測定物に超音波を照射し、反射される超音波を解析す
ることにより、結石破砕治療における破砕の進行状態を
知ることができる。すなわち被測定物からの反射信号を
周波数解析することにより、結石破砕の進行状態により
特定の周波数帯での特性値が変化することに着目し、こ
の変化を観測しながら結石破砕治療の進行状況を観測す
ることが可能となる。
被測定物に超音波を照射し、反射される超音波を解析す
ることにより、結石破砕治療における破砕の進行状態を
知ることができる。すなわち被測定物からの反射信号を
周波数解析することにより、結石破砕の進行状態により
特定の周波数帯での特性値が変化することに着目し、こ
の変化を観測しながら結石破砕治療の進行状況を観測す
ることが可能となる。
【００１０】
【実施例】まず本発明の結石破砕度計測装置の動作原理
を概説する。
を概説する。
【００１１】超音波発振素子から発生される超音波を患
者体内部に照射して、反射波受信装置で反射波を受信す
る。被計測物体から反射される超音波には、この物体の
音響インピーダンスの情報だけでなく、被計測物体の形
状・サイズの情報も含まれている事が知られている。具
体的には、超音波技術便覧（日刊工業新聞社）P47 から
始まる項に示されるように、送信された超音波の波長に
対し被計測物体のサイズがｋａ＜１（ｋ：波数、ａ：物
体の半径）である場合は、小さな反射体ほど反射強度が
小さくなる。
者体内部に照射して、反射波受信装置で反射波を受信す
る。被計測物体から反射される超音波には、この物体の
音響インピーダンスの情報だけでなく、被計測物体の形
状・サイズの情報も含まれている事が知られている。具
体的には、超音波技術便覧（日刊工業新聞社）P47 から
始まる項に示されるように、送信された超音波の波長に
対し被計測物体のサイズがｋａ＜１（ｋ：波数、ａ：物
体の半径）である場合は、小さな反射体ほど反射強度が
小さくなる。
【００１２】すなわち受信した超音波の周波数応答で
は、ｋａ＜１（ｋ：波数、ａ：半径）となるような周波
数領域の応答信号のエネルギが小さくなっていくため、
この周波数領域の応答を観測することにより、被計測物
体である結石の破片のサイズを推定することが可能とな
る。
は、ｋａ＜１（ｋ：波数、ａ：半径）となるような周波
数領域の応答信号のエネルギが小さくなっていくため、
この周波数領域の応答を観測することにより、被計測物
体である結石の破片のサイズを推定することが可能とな
る。
【００１３】したがって受信した反射波のうち患者の体
内の各深度での反射信号を検出し、反射波信号の周波数
成分を観測することにより、体内の各深度毎の結石の破
砕状況を観測することができる。
内の各深度での反射信号を検出し、反射波信号の周波数
成分を観測することにより、体内の各深度毎の結石の破
砕状況を観測することができる。
【００１４】例えば、特定周波数成分の信号強度と設定
値との比率、または特定周波数幅のエネルギーの大きさ
と設定値との比率、または特定周波数幅のエネルギーの
重心周波数と設定値との比率を求め、その値を判断対象
とする。この値があるしきい値よりも大きければ結石の
破砕片のサイズが大きいと判断し、しきい値よりも小さ
ければ、結石の破砕は十分に小さくなり、破砕が完了し
たと判断できる。
値との比率、または特定周波数幅のエネルギーの大きさ
と設定値との比率、または特定周波数幅のエネルギーの
重心周波数と設定値との比率を求め、その値を判断対象
とする。この値があるしきい値よりも大きければ結石の
破砕片のサイズが大きいと判断し、しきい値よりも小さ
ければ、結石の破砕は十分に小さくなり、破砕が完了し
たと判断できる。
【００１５】そのピーク値を測定すると共に、この信号
をスペクトルアナライザに入れ、求めたスペクトラムの
所定周波数成分の強度をピーク値で正規化し、破砕度を
表す特性パラメータを算出する。この特性値を前記断層
像に重ねて表示すると結石の存在と破砕度の分布を容易
に把握する事ができる。次に、図面を参照しながら本発
明の一実施例について説明する。
をスペクトルアナライザに入れ、求めたスペクトラムの
所定周波数成分の強度をピーク値で正規化し、破砕度を
表す特性パラメータを算出する。この特性値を前記断層
像に重ねて表示すると結石の存在と破砕度の分布を容易
に把握する事ができる。次に、図面を参照しながら本発
明の一実施例について説明する。
【００１６】図１はこの実施例の構成図を示す。破砕度
測定用の超音波を送受信する超音波トランスジューサ１
は生体２との良好な接触を維持するため、水の入ったカ
ップリング用の袋３に入れられている。また超音波トラ
ンスジューサ１はトランスジューサの位置制御回路４に
より保持され、制御回路５からの信号と同期してセクタ
走査するように、トランスジューサ全体の首振り運動を
行う。
測定用の超音波を送受信する超音波トランスジューサ１
は生体２との良好な接触を維持するため、水の入ったカ
ップリング用の袋３に入れられている。また超音波トラ
ンスジューサ１はトランスジューサの位置制御回路４に
より保持され、制御回路５からの信号と同期してセクタ
走査するように、トランスジューサ全体の首振り運動を
行う。
【００１７】超音波トランスジューサ１は送信回路６か
らの信号により送信動作され、生体内に超音波を送信す
る。そして超音波トランスジューサにより生体内から反
射してくる超音波を受信し、受信回路７を介して電気信
号を検出する。ここで受信される反射信号は生体内の深
度に応じて振幅の減衰を生ずるため、生体内の深い部分
からの反射信号を増幅するためのアンプであるＳＴＣ８
を介して反射波の減衰を補償する。受信回路からの信号
はＳＴＣを介してゲート回路９に送られる。
らの信号により送信動作され、生体内に超音波を送信す
る。そして超音波トランスジューサにより生体内から反
射してくる超音波を受信し、受信回路７を介して電気信
号を検出する。ここで受信される反射信号は生体内の深
度に応じて振幅の減衰を生ずるため、生体内の深い部分
からの反射信号を増幅するためのアンプであるＳＴＣ８
を介して反射波の減衰を補償する。受信回路からの信号
はＳＴＣを介してゲート回路９に送られる。
【００１８】このゲート回路９は、超音波を送信し、反
射波を受信する毎に、受信されたＲＦ信号を所定時間幅
で抽出する働きをする。一度の超音波の送受信での超音
波の伝搬速度はほとんど変化しないものであると仮定す
れば、受信される信号の遅れ時間は生体での深度に比例
する。そこで所定時間幅で抽出された受信信号は、その
遅れ時間に対応して生体内のその深さ部分での反射情報
を示している。この信号は、ピーク値検出回路１０、ス
ペクトラムアナライザ１１、ＤＳＣ（デジタルスキャン
コンバータ）１３にそれぞれ送られる。
射波を受信する毎に、受信されたＲＦ信号を所定時間幅
で抽出する働きをする。一度の超音波の送受信での超音
波の伝搬速度はほとんど変化しないものであると仮定す
れば、受信される信号の遅れ時間は生体での深度に比例
する。そこで所定時間幅で抽出された受信信号は、その
遅れ時間に対応して生体内のその深さ部分での反射情報
を示している。この信号は、ピーク値検出回路１０、ス
ペクトラムアナライザ１１、ＤＳＣ（デジタルスキャン
コンバータ）１３にそれぞれ送られる。
【００１９】ピーク値検出回路１０では時間分割された
信号の振幅最大値を検出し、その最大値を破砕度判定回
路１２に送る。スペクトラムアナライザ１１では抽出さ
れた信号を周波数分析して、その分析データを破砕度判
定回路１２に送る。これらのデータをもとに、破砕度判
定回路で結石の破砕状態を判断する。
信号の振幅最大値を検出し、その最大値を破砕度判定回
路１２に送る。スペクトラムアナライザ１１では抽出さ
れた信号を周波数分析して、その分析データを破砕度判
定回路１２に送る。これらのデータをもとに、破砕度判
定回路で結石の破砕状態を判断する。
【００２０】まずピーク値検出回路１０では、信号の振
幅により生体内の反射情報を検出することができるの
で、結石のある場所の情報を検出可能である。結石の存
在する付近の深さに対応して、受信信号は大きな振幅を
示すため、振幅の大きな遅れ時間部分では結石が存在し
ていると考えられる。したがって破砕度判定回路１２で
はピーク値検出回路１０で検出された値を、予め設定さ
れた値と比較し、検出された値が設定された値よりも大
きい場合は反射物があるものとして判定を行なう。この
予め設定された値は、実験により経験的に認知された
値、または観測者により外部スイッチ１４から設定され
た値等いずれの方法によっても設定可能である。
幅により生体内の反射情報を検出することができるの
で、結石のある場所の情報を検出可能である。結石の存
在する付近の深さに対応して、受信信号は大きな振幅を
示すため、振幅の大きな遅れ時間部分では結石が存在し
ていると考えられる。したがって破砕度判定回路１２で
はピーク値検出回路１０で検出された値を、予め設定さ
れた値と比較し、検出された値が設定された値よりも大
きい場合は反射物があるものとして判定を行なう。この
予め設定された値は、実験により経験的に認知された
値、または観測者により外部スイッチ１４から設定され
た値等いずれの方法によっても設定可能である。
【００２１】またスペクトラムアナライザ１１は、一定
の時間幅をもった信号を周波数データに変換する働きを
する。周波数解析を行なうことにより、結石の破砕状況
に応じた特定の周波数帯域での周波数特性の変化を観測
することが可能となる。
の時間幅をもった信号を周波数データに変換する働きを
する。周波数解析を行なうことにより、結石の破砕状況
に応じた特定の周波数帯域での周波数特性の変化を観測
することが可能となる。
【００２２】実際に活性アルミナ製のモデル結石と、材
質が等しく物体サイズの異なる破片群との反射波の周波
数成分を比較するため実験を行なった。その結果、被測
定物の破砕片が小さくなるにしたがって、約100 〜250K
Hz の周波数成分が減衰していくのが観測された。そこ
でスペクトラムアナライザにより周波数分析されたデー
タをもとに、結石破砕状況を顕著に示す周波数領域での
値の変化を観測することにより、破砕状況を判定するこ
とが可能であると確認された。
質が等しく物体サイズの異なる破片群との反射波の周波
数成分を比較するため実験を行なった。その結果、被測
定物の破砕片が小さくなるにしたがって、約100 〜250K
Hz の周波数成分が減衰していくのが観測された。そこ
でスペクトラムアナライザにより周波数分析されたデー
タをもとに、結石破砕状況を顕著に示す周波数領域での
値の変化を観測することにより、破砕状況を判定するこ
とが可能であると確認された。
【００２３】この結石破砕状態を判定する場合には、特
定周波数帯域での特性の変化を観測することにより判定
を行なう。ただし前述したように生体内の深度が大きい
ほど反射信号の減衰が大きいため、受信された信号の絶
対値を観測するのはノイズに弱くなる。そこで周波数分
析した信号を受信信号により正規化して取り扱うことに
より信号処理を行なうことも可能である。
定周波数帯域での特性の変化を観測することにより判定
を行なう。ただし前述したように生体内の深度が大きい
ほど反射信号の減衰が大きいため、受信された信号の絶
対値を観測するのはノイズに弱くなる。そこで周波数分
析した信号を受信信号により正規化して取り扱うことに
より信号処理を行なうことも可能である。
【００２４】上記のように、ピーク値検出回路１０の出
力が予め設定された値よりも小さければ、破砕度判定回
路１２は結石が存在しないと判断する。ピーク値検出回
路の出力が予め設定された値よりも大きい場合は、破砕
度判定回路は結石が存在するものと判断し、信号をＤＳ
Ｐ（デジタルシグナルプロセッサ）に出力する。同時に
前記スペクトルアナライザ１１からの周波数成分のデー
タを正規化する。正規化されたデータのうちある特定周
波数（例えば150KHz）の強度と設定値との比率を求め
る。この設定値はあらかじめ記憶させておいたデータを
用いることも可能であるし、また結石の破砕治療を行な
う前の周波数分析結果を記憶するようにしておくことも
可能である。これは結石破砕度測定中に取り込んだデー
タを、例えば外部スイッチ１４等により任意の採取タイ
ミングでのデータを採取することができる。
力が予め設定された値よりも小さければ、破砕度判定回
路１２は結石が存在しないと判断する。ピーク値検出回
路の出力が予め設定された値よりも大きい場合は、破砕
度判定回路は結石が存在するものと判断し、信号をＤＳ
Ｐ（デジタルシグナルプロセッサ）に出力する。同時に
前記スペクトルアナライザ１１からの周波数成分のデー
タを正規化する。正規化されたデータのうちある特定周
波数（例えば150KHz）の強度と設定値との比率を求め
る。この設定値はあらかじめ記憶させておいたデータを
用いることも可能であるし、また結石の破砕治療を行な
う前の周波数分析結果を記憶するようにしておくことも
可能である。これは結石破砕度測定中に取り込んだデー
タを、例えば外部スイッチ１４等により任意の採取タイ
ミングでのデータを採取することができる。
【００２５】破砕度判定回路１２で求められた特定周波
数での信号の比率はデジタルスキャンコンバータ１３に
送られる。この比率はその特定周波数での振幅強度に応
じた値をもつため、結石の破砕が進んでいればその周波
数を含む領域での信号振幅が減衰し、求められた比率も
そのまま結石の破砕の進行の度合を表わす。
数での信号の比率はデジタルスキャンコンバータ１３に
送られる。この比率はその特定周波数での振幅強度に応
じた値をもつため、結石の破砕が進んでいればその周波
数を含む領域での信号振幅が減衰し、求められた比率も
そのまま結石の破砕の進行の度合を表わす。
【００２６】そこで、デジタルスキャンコンバータ１３
では前記ゲート回路９の出力を用いて輝度変調すると同
時に、制御回路５のタイミングにより超音波トランスジ
ューサ１の方向を求めてＣＲＴ１５上にＢモード画像を
表示する。また破砕度判定回路１２の出力信号を、出力
値に応じて色調を変えて色を重ねて表示する。実際のＣ
ＲＴ等の画面表示例を図２に示す。この例では、メカニ
カルセクタで表示されたＢモード２１には腎臓２２と結
石２３が表示されており、特に強い反射波を返す結石２
３には色が付いている。さらにこの色は結石の破砕度に
応じて部位により色調が異なっており、例えば割れてい
ない部分は赤、破片サイズが小さくなるほど青くなるよ
うに表示を工夫することも可能である。
では前記ゲート回路９の出力を用いて輝度変調すると同
時に、制御回路５のタイミングにより超音波トランスジ
ューサ１の方向を求めてＣＲＴ１５上にＢモード画像を
表示する。また破砕度判定回路１２の出力信号を、出力
値に応じて色調を変えて色を重ねて表示する。実際のＣ
ＲＴ等の画面表示例を図２に示す。この例では、メカニ
カルセクタで表示されたＢモード２１には腎臓２２と結
石２３が表示されており、特に強い反射波を返す結石２
３には色が付いている。さらにこの色は結石の破砕度に
応じて部位により色調が異なっており、例えば割れてい
ない部分は赤、破片サイズが小さくなるほど青くなるよ
うに表示を工夫することも可能である。
【００２７】これにより結石破砕度検出を行なう操作者
は、リアルタイムの画像情報により結石を発見すること
が容易となり、結石の破砕が不十分な部位をディスプレ
ーに示されたカラー画像をもって把握することができ
る。その結果、衝撃波による結石破砕治療が完了してい
るか、未だ完全には結石の破砕を完了していないのかを
明瞭に判断することが可能となる。さらに結石のどの部
分に衝撃波を照射することにより、効果的に治療を行な
うことができるかの判断の手がかりを得られる。
は、リアルタイムの画像情報により結石を発見すること
が容易となり、結石の破砕が不十分な部位をディスプレ
ーに示されたカラー画像をもって把握することができ
る。その結果、衝撃波による結石破砕治療が完了してい
るか、未だ完全には結石の破砕を完了していないのかを
明瞭に判断することが可能となる。さらに結石のどの部
分に衝撃波を照射することにより、効果的に治療を行な
うことができるかの判断の手がかりを得られる。
【００２８】本実施例ではＢモードの画像情報を得るた
めに、位置制御装置４を中心に孤を描くようにトランス
ジューサを移動させながら走査を行なうセクタ走査を行
なった。これに対しトランスジューサ全体を生体に対し
てほぼ平行に移動させながら走査を行なうリニア走査に
よっても、画像情報を得ることが可能である。このリニ
ア走査による方法でも、結石破砕度計測に必要なデータ
を入手することができるので、この方法を用いても上述
したと同様の効果を期待できる。
めに、位置制御装置４を中心に孤を描くようにトランス
ジューサを移動させながら走査を行なうセクタ走査を行
なった。これに対しトランスジューサ全体を生体に対し
てほぼ平行に移動させながら走査を行なうリニア走査に
よっても、画像情報を得ることが可能である。このリニ
ア走査による方法でも、結石破砕度計測に必要なデータ
を入手することができるので、この方法を用いても上述
したと同様の効果を期待できる。
【００２９】また本実施例では、生体内からの受信信号
をゲート回路９により所定時間において抽出することで
Ｂモードの画像情報を得たが、受信信号をゲート回路に
より処理することなく、直接ＤＳＰ（デジタルシグナル
プロセッサ）により処理することにより画像を得ること
も可能である。 （実施例２）別の実施例を図３を用いて説明する。ここ
で図１と同じ働きをする部分は同じ番号を付けた。
をゲート回路９により所定時間において抽出することで
Ｂモードの画像情報を得たが、受信信号をゲート回路に
より処理することなく、直接ＤＳＰ（デジタルシグナル
プロセッサ）により処理することにより画像を得ること
も可能である。 （実施例２）別の実施例を図３を用いて説明する。ここ
で図１と同じ働きをする部分は同じ番号を付けた。
【００３０】本実施例では超音波トランスジューサ３１
として、例えば特願平２−６７９４７号で発明されたよ
うに、送信スペクトラムが高低２つの周波数でピークを
示すような双峰性の特性を示す２周波プローブを用い
る。
として、例えば特願平２−６７９４７号で発明されたよ
うに、送信スペクトラムが高低２つの周波数でピークを
示すような双峰性の特性を示す２周波プローブを用い
る。
【００３１】このプローブは相異なる複数の、例えば２
種類の周波数を送受信することが可能となり、使用目的
に応じた周波数の帯域比を調節することができる。これ
により診断対象物により使用する周波数の帯域比を変更
できるので、より効果的な計測が可能である。この実施
例の場合では、低周波側のピークは結石の破片サイズの
影響を反映する周波数帯になるように設定する。そして
Ｂモード画像を得るために、ゲート回路９とデジタルス
キャンコンバータ１３との間にバンドパスフィルタを設
定する。このバンドパスフィルタは受信された信号か
ら、結石観測に悪影響を及ぼす低周波成分をカットする
働きをする。
種類の周波数を送受信することが可能となり、使用目的
に応じた周波数の帯域比を調節することができる。これ
により診断対象物により使用する周波数の帯域比を変更
できるので、より効果的な計測が可能である。この実施
例の場合では、低周波側のピークは結石の破片サイズの
影響を反映する周波数帯になるように設定する。そして
Ｂモード画像を得るために、ゲート回路９とデジタルス
キャンコンバータ１３との間にバンドパスフィルタを設
定する。このバンドパスフィルタは受信された信号か
ら、結石観測に悪影響を及ぼす低周波成分をカットする
働きをする。
【００３２】本構成で第一の実施例と同じ動作を行う
と、結石破砕度の計測は同様に行うことができる。さら
にＢモードについては高域周波数を用いて結石の計測で
きるため、前記実施例に比べると分解能の高い良質な画
像が得られる。このため操作者は容易に結石を確認する
ことができる。 （実施例３）実施例２では超音波トランスジューサが１
種類であったが、複数の異なる発信周波数をもつトラン
スジューサを用いて、測定系を構成することも可能であ
る。
と、結石破砕度の計測は同様に行うことができる。さら
にＢモードについては高域周波数を用いて結石の計測で
きるため、前記実施例に比べると分解能の高い良質な画
像が得られる。このため操作者は容易に結石を確認する
ことができる。 （実施例３）実施例２では超音波トランスジューサが１
種類であったが、複数の異なる発信周波数をもつトラン
スジューサを用いて、測定系を構成することも可能であ
る。
【００３３】Ｂモード用の周波数をより高く取るため
に、例えば、図４（ａ）に示すように高周波トランスジ
ューサ４１と低周波のトランスジューサ４２が同心円上
に一体に構成したものを用いてもよい。またメカニカル
セクター方式のトランスジューサを用いるかわりに、図
４（ｂ）に示す電子セクタ方式の超音波トランスジュー
サを採用してもよい。
に、例えば、図４（ａ）に示すように高周波トランスジ
ューサ４１と低周波のトランスジューサ４２が同心円上
に一体に構成したものを用いてもよい。またメカニカル
セクター方式のトランスジューサを用いるかわりに、図
４（ｂ）に示す電子セクタ方式の超音波トランスジュー
サを採用してもよい。
【００３４】このような周波数の異なる超音波トランス
ジューサを併用することにより、より帯域の広い周波数
情報を得ることが可能となる。特に高域側に広帯域の周
波数帯を測定することにより、解像度の高いＢモード画
像を得ることができる。
ジューサを併用することにより、より帯域の広い周波数
情報を得ることが可能となる。特に高域側に広帯域の周
波数帯を測定することにより、解像度の高いＢモード画
像を得ることができる。
【００３５】この場合は図５に示すように、高周波用ト
ランスジューサ送信回路５１、受信回路５２をＢモード
用に準備し、Ｂモード画像用には高周波側のトランスジ
ューサ４１からの信号を用いて通常のＢモード画像装置
と同じに画像撮影系を構成すればよい。破砕度測定は低
周波側のトランスジューサ４２により送受信を行なった
信号を用いて測定するものとし、信号処理した結果、画
像情報をＢモード画像に重ねて表示すればよい。
ランスジューサ送信回路５１、受信回路５２をＢモード
用に準備し、Ｂモード画像用には高周波側のトランスジ
ューサ４１からの信号を用いて通常のＢモード画像装置
と同じに画像撮影系を構成すればよい。破砕度測定は低
周波側のトランスジューサ４２により送受信を行なった
信号を用いて測定するものとし、信号処理した結果、画
像情報をＢモード画像に重ねて表示すればよい。
【００３６】本実施例に用いる破砕度判定回路では、単
一周波数（例えば150KHz）の振幅強度の変化を観測して
結石の破砕度を判定したが、これでは雑音に対して弱
く、安定した測定を行なうことができない。ある周波数
間隔内で複数の周波数での振幅の平均を求めて、この値
の変化を観測することにより結石の破砕度を判定するこ
ともできる。また特定周波数を含んだある周波数帯域
（例えば１３０〜１８０ＫＨｚ）でのエネルギ（スペク
トル上の面積）を求め、これを観測し変化量を検出する
ことにより結石の破砕度を判定する方法も考えられる。
あるいはスペクトルアナライザを用いる変わりに、観測
したい周波数帯を抽出するバンドパスフィルタを介し
て、信号の振幅検出回路により結石破砕の状況を観測す
ることによっても、ほぼ同様の効果を得ることができ
る。
一周波数（例えば150KHz）の振幅強度の変化を観測して
結石の破砕度を判定したが、これでは雑音に対して弱
く、安定した測定を行なうことができない。ある周波数
間隔内で複数の周波数での振幅の平均を求めて、この値
の変化を観測することにより結石の破砕度を判定するこ
ともできる。また特定周波数を含んだある周波数帯域
（例えば１３０〜１８０ＫＨｚ）でのエネルギ（スペク
トル上の面積）を求め、これを観測し変化量を検出する
ことにより結石の破砕度を判定する方法も考えられる。
あるいはスペクトルアナライザを用いる変わりに、観測
したい周波数帯を抽出するバンドパスフィルタを介し
て、信号の振幅検出回路により結石破砕の状況を観測す
ることによっても、ほぼ同様の効果を得ることができ
る。
【００３７】この他にも特定周波数を含んだある周波数
幅（例えば100 から200KHz）での重心（周波数）を求
め、その変化量により破砕度を判定する方法も考えられ
る。実施例中に示した実験結果によれば、被測定物の外
形が同じなら周波数が低いほど反射強度が小さくなるこ
とから、結石の破砕片のサイズが小さくなるにしたがっ
て重心（周波数）が高周波側に変移する傾向を示す。こ
の変化を観測すれば、結石破砕度の観測を行なうことが
できる。
幅（例えば100 から200KHz）での重心（周波数）を求
め、その変化量により破砕度を判定する方法も考えられ
る。実施例中に示した実験結果によれば、被測定物の外
形が同じなら周波数が低いほど反射強度が小さくなるこ
とから、結石の破砕片のサイズが小さくなるにしたがっ
て重心（周波数）が高周波側に変移する傾向を示す。こ
の変化を観測すれば、結石破砕度の観測を行なうことが
できる。
【００３８】なお以上の説明では、生体内の全領域に渡
って周波数分析による結石破砕度計測を行ったが、実際
は体表付近の肋骨などの強い反射体の影響を無視するこ
とができないことから、結石の存在確立が高い所定の領
域のみに限定して破砕度計測しても良い。
って周波数分析による結石破砕度計測を行ったが、実際
は体表付近の肋骨などの強い反射体の影響を無視するこ
とができないことから、結石の存在確立が高い所定の領
域のみに限定して破砕度計測しても良い。
【００３９】本発明の目的は、結石破砕治療において結
石の破砕度を判定して、適正な治療を行なうことであ
る。結石破砕の完了していない部分にのみ衝撃波を照射
することにあったが、体内の骨や空気（肺や腸管ガス）
からの反射波の周波数成分が結石と異なるため、上記実
施例と同じ構成により、強い反射をする物体が結石か否
かを判定しながら照射することが可能となる。
石の破砕度を判定して、適正な治療を行なうことであ
る。結石破砕の完了していない部分にのみ衝撃波を照射
することにあったが、体内の骨や空気（肺や腸管ガス）
からの反射波の周波数成分が結石と異なるため、上記実
施例と同じ構成により、強い反射をする物体が結石か否
かを判定しながら照射することが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、結石破砕治療を行う際
に、結石の破砕状況を観測しながら治療を行うことがで
きる。
に、結石の破砕状況を観測しながら治療を行うことがで
きる。
【図１】 本発明の実施例の構成を示す図。
【図２】 ＣＲＴの表示例を示す図。
【図３】 第２の実施例の構成図。
【図４】 超音波トランスジューサの構成図。
【図５】 第３の実施例の構成図。
１ 超音波トランスジューサ ４ 位置制御回路 ５ 制御回路 ６ 送信回路 ７ 受信回路 ９ ゲート回路 １０ ピーク値検出回路 １１ スペクトルアナライザ １２ 破砕度検出回路 １３ デジタルスキャンコンバータ １５ ＣＲＴ
Claims (6)
- 【請求項１】被測定物に対して超音波を送信する送信手
段と、前記被測定物からの反射波を受信する受信手段
と、前記送信手段を駆動させる駆動手段と、前記受信手
段により受信した反射波を電気信号に変換して振幅値を
求める手段と、前記電気信号の振幅値から最大振幅値を
出力する手段と、前記電気信号の周波数解析を行うこと
により周波数信号に変換する手段と、前記最大振幅値と
予め設定された振幅値とを比較する手段と、前記比較す
る手段により前記最大振幅値が前記予め設定された振幅
値よりも大と判定された場合に前記周波数信号から所定
の特性値を算出する手段と、前記算出された特性値に関
する情報を表示する手段とを備えたことを特徴とする結
石破砕度計測装置。 - 【請求項２】被測定物に対して超音波を送信する送信手
段と、被測定物からの反射波を受信する受信手段と、前
記送信手段を駆動させる駆動手段と、前記受信手段によ
り受信した反射波を電気信号に変換して振幅値を求める
手段と、前記受信信号の振幅情報を表示する第一の表示
手段と前記電気信号を周波数解析することにより周波数
信号に変換する周波数信号変換手段と、前記周波数信号
から所定の特性値を算出する手段と、前記算出された特
性値に関する情報を表示する第二の表示手段とを備えた
ことを特徴とする結石破砕度計測装置。 - 【請求項３】前記送信手段及び受信手段は、超音波の送
信及び受信可能な超音波振動子で構成されることを特徴
とする請求項１または２記載の結石破砕度計測装置。 - 【請求項４】前記送信手段及び受信手段は、前記第一の
表示手段に受信信号の振幅情報を表示するための第一の
周波数領域と、前記周波数信号の所定の特性値を算出す
るのための第二の周波数領域との、２つの周波数領域に
ついてピークを有する振幅特性を示すことを特徴とする
請求項１または２記載の結石破砕度計測装置。 - 【請求項５】前記周波数信号変換手段は、所定の周波数
帯域の信号を減衰させるフィルタを備え、所望の周波数
帯域の信号のみを抽出することを特徴とする請求項１ま
たは２記載の結石破砕度計測装置。 - 【請求項６】前記送信手段は、最大励振周波数の異なる
二つの送信手段から構成され、前記受信手段は、最大励
振周波数の異なる二つの受信手段から構成され、Ｂモー
ド画像情報を得るための送信手段、及び受信手段を備え
たことを特徴とする請求項１または２記載の結石破砕度
計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199695A JPH0542147A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 結石破砕度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199695A JPH0542147A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 結石破砕度計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0542147A true JPH0542147A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16412079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3199695A Pending JPH0542147A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 結石破砕度計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0542147A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5553618A (en) * | 1993-03-12 | 1996-09-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for ultrasound medical treatment |
| US7481769B2 (en) | 2003-09-30 | 2009-01-27 | Fujifilm Corporation | Ultrasonic diagnosing apparatus |
| JP2015091419A (ja) * | 2010-04-22 | 2015-05-14 | ザ ユニバーシティ オブ ワシントン スルー イッツ センター フォーコマーシャライゼーションＴｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｉｔｓ Ｃｅｎｔｅｒ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚａｔｉｏｎ | 結石を検出し、その除去を促進する超音波ベースの方法及び装置 |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3199695A patent/JPH0542147A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5553618A (en) * | 1993-03-12 | 1996-09-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for ultrasound medical treatment |
| US5722411A (en) * | 1993-03-12 | 1998-03-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasound medical treatment apparatus with reduction of noise due to treatment ultrasound irradiation at ultrasound imaging device |
| US7481769B2 (en) | 2003-09-30 | 2009-01-27 | Fujifilm Corporation | Ultrasonic diagnosing apparatus |
| JP2015091419A (ja) * | 2010-04-22 | 2015-05-14 | ザ ユニバーシティ オブ ワシントン スルー イッツ センター フォーコマーシャライゼーションＴｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｉｔｓ Ｃｅｎｔｅｒ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚａｔｉｏｎ | 結石を検出し、その除去を促進する超音波ベースの方法及び装置 |
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