JPH0580907B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、生体内にある被破砕物例えばガン細
胞、結石等を衝撃波の集束エネルギで破壊して治
療する衝撃波治療装置に関する。

（従来の技術） 生体内の結石を破砕する装置として、特開昭62
−049843に開示されたものがある。第７図はこの
装置の超音波アプリケータの断面を示している。

同図に示す超音波アプリケータ１は、中央部に
所定形状の抜孔を有し、且つ、直径10cmの曲率を
有して形成された凹面振動子２と、この凹面振動
子２の背面に一様に接着したバツキング材３とを
有してなる。超音波プローブ４は、送受波面（超
音波アレイ）４ａが凹面振動子２の超音波送受波
面と同一曲面あるいはその面より後退させた位置
となるように配置されている。尚、５は水袋であ
り、６は生体である。

しかしながら、このような装置では、破砕用衝
撃波を振動子２によつて発生するようにしている
ため、該衝撃波のエネルギが小さいという欠点が
ある。

また、同様に生体内結石の破砕を可能とする装
置として、特開昭62−94144に開示されたものが
ある。これは、砕石術治療台が三つの方向に移動
可能な患者横臥台を備え、腎石粉砕の衝撃波発生
器が配置され、腎石の位置測定のＸ線検査装置が
設けられ、患者横臥台が泌尿器科用補助器具とＸ
線撮影装置とを取り付けるように構成されること
により、衝撃波処置、経皮的腎臓切開術を含む泌
尿器科上の処置、Ｘ線検査を可能にするものであ
る。

この装置によれば、患者のＸ線像に基づいて、
破砕すべき結石の位置測定が可能となる。

しかしながら、この装置においては、結石位置
測定のために生体がＸ線被曝を余儀なくされると
いう欠点がある。また、Ｘ線撮影装置が設けられ
ているため、全体として大型のものにならざるを
得ないという問題点もある。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、生体内結石の破砕を可能とす
る従来装置において、破砕用衝撃波のエネルギが
小さいという欠点、結石位置測定のためにＸ線被
曝を余儀なくされるという欠点、及び装置全体と
して大型になつてしまうという欠点がある。

そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、
その目的とするところは、破砕用衝撃波のエネル
ギが高く、またＸ線被曝の問題がなく、更に全体
として小形化が容易な衝撃波治療装置を提供する
ことにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、電磁誘導を利用した電磁誘導型音源
を備え、生体内で集束する破砕用衝撃波を発生す
る衝撃波発生手段と、この衝撃波発生手段の中央
部に配置され超音波の送受により前記衝撃波の集
束点を含む所定の生体内領域の画像情報を収集す
る画像情報収集手段とを具備するものである。

（作用） 本発明では、電磁誘導型音源を備えており、こ
れにより強力な破砕用衝撃波を発生することがで
き、また、超音波の送受により得られた画像情報
に基づいて被破砕物の位置決めを行い得るように
しており、Ｘ線撮影装置を具備するものではない
から、Ｘ線被曝の問題もなく、装置全体としての
小形化も容易である。

（実施例） 以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

第１図ａは本発明に係る衝撃波治療装置の一実
施例を示している。

同図に示すように本実施例装置は、生体内で集
束する破砕用衝撃波を発生する衝撃波発生手段１
５と、この衝撃波発生手段１５の中央部に配置さ
れ超音波送受により前記衝撃波の集束点を含む所
定の生体内領域の画像情報を収集する画像情報収
集手段１６とを有する。この衝撃波発生手段１５
と画像情報収集手段１６とを有して衝撃波アプリ
ケータ１７が構成されている。

更に本実施例装置は、前記衝撃波発生手段１５
に対して衝撃波信号（パルス信号）を送出するパ
ルサ１８と、前記画像情報収集手段１６を介して
超音波の送受信を行う送受信回路１９と、この送
受信回路１９の出力信号の振幅検波及びＡ／Ｄ
（アナログ・デイジタル）変換等の信号処理を行
う信号処理回路２０と、この信号処理回路２０の
出力信号を表示系の信号形式に変換する信号変換
系２１と、本実施例装置全体の動作制御を司る
CPU（中央処理装置）２２と、このCPU２２の制
御下で前記送受信回路１９、信号処理回路２０、
パルサ１８におけるパルス信号の送受信タイミン
グ、振幅、周波数等を制御するコントローラ２３
と、前記信号変換系２１の出力信号を基に画像情
報収集手段１６による扇状の音場領域２５、被検
体の体表像、腎臓像、腎結石像等及び衝撃波発生
手段１５の衝撃波送波領域、集束点マーカ２６等
を表示するTVモニタ等を含む表示手段２７と、
生体の一部、例えば手足等に接触可能に形成さ
れ、生体の心拍等を示す生体信号を検出してそれ
を前記CPU２２に送る生体信号検出素子２８と、
前記パルサ１８から衝撃波発生手段１５に送出さ
れるパルス信号の発生タイミングを設定すべく
CPU２２に接続され、第１、第２のスイツチ
（図示しない）を備えたパルス発生スイツチ２９
と、前記衝撃波発生手段１５に対する画像情報収
集手段１６の相対的位置関係を調整する位置コン
トローラ３０とを有して構成されている。

次に、前記衝撃波アプリケータ１７の詳細な構
成について説明する。

第１図ｂは衝撃波アプリケータの外観斜視図で
あり、第１図ｃは同図ｂのＡ−A′断面図である。

同図に示すように衝撃波アプリケータ１７は、
生体３２内に破砕用衝撃波の集束点４１ａを形成
する衝撃波発生手段１５と、この衝撃波発生手段
１５の衝撃波送波面１５ａ側に設けられた衝撃波
伝達手段３３と、前記衝撃波発生手段１５の衝撃
波送波面１５ａから集束点４１ａに至る衝撃波送
波領域４１内に配置され、且つ、生体３２の表面
に超音波送受波面１６ａを当接した状態で前記集
束点４１ａを含む音場領域４２を形成し該生体３
２の画像データを収集する画像情報収集手段１６
とを有して構成されている。

前記衝撃波発生手段１５は、所定の曲率を有し
て円形状に形成され、且つ、前記画像情報収集手
段１６の配置箇所を中心として渦状に巻回された
コイル１５ｂと、このコイル１５ｂに絶縁部材１
５ｃを介して積層された金属膜１５ｄとを有す
る。この衝撃波発生手段１５の衝撃波送波面（振
動面）１５ａは凹面形状をなし、これにより、生
体３２に向けて送波された音波が生体３２内で集
束し、衝撃波になる。前記コイル１５ｂ及び前記
金属膜１５ｄの平面図をそれぞれ第２図及び第３
図に示す。渦状に巻回されたコイル１５ｂの両端
末１５ｅ，１５ｆは前記パルサ１８（第１図ａ参
照）の出力端に電気的に接続されており、このパ
ルサ１８よりコイル１５ｂに衝撃波発生信号が供
給される。ここで、コイル１５ｂに衝撃波発生信
号が供給されると、電磁誘導作用により金属膜１
５ｄに逆電流が生じ、コイル１５ｂと金属膜１５
ｄとの間で相反する方向に生ずる磁気力によつて
金属膜１５ｄが突き離され、これによつて音波が
発生する。すなわち、コイル１５ｂ、絶縁部材１
５ｃ及び金属膜１５ｄを有して所謂電磁誘導型音
源が形成されている。本実施例装置において衝撃
波発生手段１５はこの単一の電磁誘導型音源を有
して構成されている。

そしてこの衝撃波発生手段１５の中央部には画
像情報収集手段１６が設けられている。この画像
情報収集手段１６としては、複数の超音波振動子
を配列して成り超音波のセクタスキヤンにより生
体３２内領域の画像情報（Ｂモード情報）を得る
超音波プローブが適用されている。そしてこの画
像情報収集手段１６は支持駆動部３６を介して矢
印Ｂ方向に移動可能に取付けられている。

この支持駆動部３６は位置コントローラ３０か
らの制御信号に基づき矢印Ｂ方向で任意に移動、
停止が行える機構及びその駆動源を備えて成る。
本実施例装置においては、画像情報収集手段１６
の側面にラツク部材を固定し、このラツクと噛み
合うピニオンギヤを駆動軸に取り付けたモータと
を備えており、前記位置コントローラ３０からモ
ータの回転量あるいは回転角を制御することで衝
撃波発生手段１５と画像情報収集手段１６との相
対的な位置関係を調整するようにしている。尚、
この支持駆動部３６は他の任意の構成としたもの
でもよく、また必ずしも設ける必要はない。すな
わち、画像情報収集手段１６は衝撃波発生手段１
５の中央部に固定してもよく、あるいは一定の力
を矢印Ｂ方向に加えた場合に手動で同方向で移動
できる機構としてもよい。

また、衝撃波伝達手段３３としては、衝撃波伝
達媒体例えば水を満たした水袋が適用されてい
る。

図示した水袋３３は、衝撃波発生手段１５の外
径寸法値とほぼ等しい略有底円筒状または円錐台
状からなるものである。そしてその側面には矢印
Ｂ方向に伸縮可能な蛇腹部３３ａが形成されてお
り、また、この底部３７には水とほぼ等しい音響
インピーダンスからなる薄膜が適用されている。
その詳細を第４図に示す。

同図に示すように水袋の底部３７の中央には、
画像情報収集手段１６の超音波送受波面１６ａの
側面形状に対応して切欠部３７ａが形成されてお
り、本実施例装置においては、この切欠部３７ａ
と画像情報収集手段１６の超音波送受波面１６ａ
の側面とが溶着あるいは接着されて固定されてい
る。従つて、画像情報収集手段１６の移動に従つ
て上記薄膜は変形できるようになつている。又、
この構成から超音波送受波面１６ａは薄膜と共に
生体表面に直接接触する。尚、本実施例において
は蛇腹部３３ａは外部から力を作用しない場合に
はその姿勢を保持できるように形成している。こ
れは例えば蛇腹部３３ａを構成する材質を適宜設
定するか補助具を設けるなどで容易に実現でき
る。

また、第５図に示す水袋を用いてもよい。

同図に示す水袋４４は側面に蛇腹部３３ａを形
成した点では上記のものと共通するが、底部４６
の中央に形成した切欠部４６ａと同形状の筒状部
材４５を形成している点で異なる。すなわち、切
欠部４６ａの外径寸法値と同寸法値の筒状部材４
５を該底部４６から側面上端４４ａあたりまで形
成し、その上端部４５ａを切欠部４３周囲に接着
するようにしている。このようにすると、画像情
報収集手段１６自体に特別の防水処理を施さずに
済むという利点がある。

次に、以上のように構成された実施例装置の作
用について、主に第１図ｃに示す腎臓３８内の腎
結石３９を破砕する場合を想定して説明する。

まず衝撃波アプリケータ１７に設けられている
水袋３３を生体３２上に載置し、この状態で送受
信回路１９、信号処理回路２０及び信号変換系２
１を制御して表示手段２７の画面上に生体の断層
像を表示する。この場合画像情報収集手段１６の
超音波送受波面１６ａが直接生体表面に当接する
ので、水袋底部、水等の影響を排除して鮮明な断
層像を得ることができる。

そして腎臓像３８が表示された段階でその中に
存在する腎結石像３９を探す。

この場合、表示手段２７上には、CPU２２か
ら信号変換系２１に送受信される信号に基づいて
電磁誘導型音源（振動面）の位置、衝撃波送波領
域４１及び集束点マーカ２６がそれぞれ固定され
た位置に表示される。そして、リアルタイムで表
示される生体３２の断層像は衝撃波アプリケータ
１７の移動に伴つてその表示部位が変化する。こ
の場合、画像収集手段１６の超音波送受波面１６
ａが、衝撃波発生手段１５の金属膜１５ａより集
束点に至る衝撃波送波領域に配置されるので、被
破砕物の表示位置を画面の中央に位置させること
ができる。従つて、被破砕物の確認が容易とな
る。

腎結石像３９が断層像内に描写された段階で更
に衝撃波アプリケータ１７を微調整して、その腎
結石像３９が前記集束点マーカ２６内に位置する
ように設定し、この状態で衝撃波アプリケータ１
７を固定する。この場合、蛇腹部３３ａは、設定
された姿勢を保持するので衝撃波アプリケータ１
７の固定が容易である。

次にオペレータはパルス発生スイツチ２９の第
１のスイツチを操作しCPU２２、コントローラ
２３を介してパルサ１８に制御信号を送出する。
これによりパルサ１８から衝撃波発生手段１５に
衝撃波信号が送信され、衝撃波発生手段１５は強
力なエネルギの衝撃波を、集束点マーカ２６に相
当する位置に存在する腎結石３９に向けて送波す
る。

このような衝撃波送波を何度か必要なだけ繰り
返すことにより、腎結石３９の全体を破壊するこ
とができる。

尚、生体は心拍動や呼吸等のためわずかに動い
ていることから、予め生体信号検出素子２８を被
検体の手、足や胸部、鼻等に接触しておき、この
生体信号検出素子２８から得られる生体信号と前
記パルススイツチ２９からの信号とをCPU２２
により同期させてパルサ１８からのパルス信号の
送出タイミングを制御するようにすればより効果
的である。

このように本実施例装置においては、電磁誘導
型音源を備えているので強力な破砕用衝撃波を送
波することができる。また、超音波の送受により
得られた画像情報に基づいて被破砕物の位置決め
を行い得るようにしており、従来のようにＸ線照
射により得られたＸ線像を位置決めに用いるもの
ではないので、生体のＸ線被曝の問題もなく、装
置全体としての小形化も容易である。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、その要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。

例えば上記実施例では衝撃波発生手段１７とし
て単一の電磁誘導型音源を適用したものについて
説明したが、複数の電磁誘導型音源を適用しても
よい。第６図１７Ａはこの場合の衝撃波アプリケ
ータを示している。このアプリケータ１７Ａは、
画像情報収集手段１６の配置箇所を中心に、４個
の電磁誘導型音源５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０
ｄを配置して成る。各音源５０ａ，５０ｂ，５０
ｃ，５０ｄは、上記実施例の場合と同様に渦状に
巻回されたコイルと、このコイルに絶縁物を介し
て積層された金属膜とを有して成る。各音源より
発せられた音波は、生体内で集束し、衝撃波とな
る。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、破砕用衝
撃波のエネルギが高く、またＸ線被曝の問題がな
く、更に全体として小形化が容易な衝撃波治療装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明に係る衝撃波治療装置の一実
施例を示すブロツク図、第１図ｂは同図ａにおけ
る衝撃波アプリケータ斜視図、第１図ｃは同図ｂ
のＡ−A′拡大断面図、第２図乃至第５図は前記
衝撃波アプリケータの主要部の平面図及び一部切
欠斜視図、第６図は他の実施例における衝撃波ア
プリケータの平面図、第７図は従来例装置の説明
図である。 １５……衝撃波発生手段、１５ｂ……コイル、
１５ｃ……絶縁部材、１５ｄ……金属膜、１６…
…画像情報収集手段、１７，１７Ａ……衝撃波ア
プリケータ、３９……腎結石（被破砕物）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生体内の被破砕物を衝撃波により破砕する衝
   撃波治療装置において、電磁誘導を利用した電磁
   誘導型音源を備え、生体内で集束する破砕用衝撃
   波を発生する衝撃波発生手段と、この衝撃波発生
   手段の中央部に配置され超音波送受により前記衝
   撃波の集束点を含む所定の生体内領域の画像情報
   を収集する画像情報収集手段とを具備することを
   特徴とする衝撃波治療装置。 ２ 前記衝撃波発生手段は、前記画像情報収集手
   段の配置箇所を中心として渦状に巻回されたコイ
   ルと、このコイルに絶縁部材を介して積層された
   金属膜とを有して成る単一の電磁誘導型音源を備
   えた請求項１に記載の衝撃波治療装置。 ３ 前記衝撃波発生手段は、渦状に巻回されたコ
   イルと、このコイルに絶縁部材を介して積層され
   た金属膜とを有して成る電磁誘導型音源を複数個
   備えた請求項１に記載の衝撃波治療装置。 ４ 前記画像情報収集手段として、複数の超音波
   振動子を配列して成り、超音波のセクタスキヤン
   により前記生体内領域の画像情報を得る超音波プ
   ローブを適用した請求項１乃至３のいずれかに記
   載の衝撃波治療装置。