JPH0581145B2 - - 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、被検体内の被破砕物に向けて衝撃波
の送波を行い、該被破砕物を破砕して治療する衝
撃波治療装置に関する。 （従来の技術） 従来の衝撃波治療装置に用いられる衝撃波アプ
リケータでは、被検体内での被破砕物の分布状態
を勘案して衝撃波送波面から衝撃波の集束点まで
の距離（以下、集束点形成距離という）を比較的
長距離に設定する必要がある。しかし、用いられ
る各超音波振動子の音響出力は小さいために、該
集束点での被破砕物の破砕に必要な衝撃波強度を
得るためには、凹状とした衝撃波送波面の面積を
大きくするとともに、この全面に数百個程度の超
音波振動子を配置し、ここから送波される超音波
により被検体内の被破砕物の破砕を行うようにし
ていた。 このために、従来の衝撃波アプリケータは大型
かつ大重量なものとなり、このような衝撃波アプ
リケータを用いるには、例えば第５図に示すよう
な構成とした衝撃波治療装置としなければならな
い。 第５図に示す衝撃波治療装置は、寝台装置１内
に、被検体Ｐに向けて超音波を送波する衝撃波ア
プリケータ２を配置したものである。尚、図中３
は被検体Ｐの断層像データを収集するための超音
波トランスデユーサである。 このような構成とした衝撃波治療装置において
は、被破砕物の被検体内での位置に応じて衝撃波
アプリケータ２を矢印Ａ又はＢ方向に移動させな
ければならないが、前述したように大型かつ大重
量であるためにオペレータの力では自由に移動さ
せることができず、図示しない駆動源によつて移
動させざるを得ないという欠点がある。 他方、第６図に示す衝撃波治療装置は、支持部
材４を中心とした水平方向で回転できるような移
動アーム５の解放端部に衝撃波アプリケータ６を
備えたものである。 この衝撃波アプリケータ６は、側面に形成した
蛇腹７ａによつて鉛直方向での伸縮調整ができる
ようにした水槽７をその超音波送波面６ａに設
け、該蛇腹７ａの伸縮調整により衝撃波の集束点
を被検体内の被破砕物に一致するように調整する
ようにしたものである。前記被検体内の被破砕物
として例えば腎結石は、体表面から５乃至15cmの
範囲に存在するため、この範囲に集束点を一致さ
せるためには前記蛇腹を用いる必要がある。従つ
て、蛇腹７ａの伸縮調整を必要とするとともに、
前記第５図に示す装置と同様の欠点を有してい
た。尚、図中３は被検体Ｐの断層像データを収集
するための前述と同様の衝撃波トランスデユーサ
である。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、治療に先だち被検体内の被破砕
物を発見するには、オペレータの感覚に従つて自
由に衝撃波トランスデユーサ３を操作できる必要
がある。 ところが、上述したいづれの衝撃波治療装置で
あつても、衝撃波アプリケータ自体は大型かつ大
重量であり、オペレータが容易に操作できるもの
ではない。また、被破砕物に衝撃波の集束点を一
致させるには、さらに鉛直方向の移動調整を行わ
なければならず、操作が煩雑であるという欠点も
あつた。 そこで本発明は、小型軽量であつて、操作性の
向上を図つた衝撃波治療装置の提供を目的とす
る。 ［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の構成は、前
述した衝撃波治療装置において、被破砕物の破砕
に供する衝撃波の集束点形成距離をそれぞれ異な
らせ、互いに取り換え可能とした複数の衝撃波ア
プリケータを備えたものとしている。 又、前記各衝撃波アプリケータは、互いに互換
性を有する接続具と、衝撃波送波面に弾性変形可
能な水槽とを備えたものとしてもよい。 （作用） 上記構成を備えた本発明の作用は、被検体表面
から被破砕物までの距離に応じ、適宜衝撃波の集
束点形成距離の異なる衝撃波アプリケータを使い
分けるようにしている。従つて、被検体表面から
被破砕物までの距離に応じた衝撃波アプリケータ
を用いればよく、小型軽量であつて、操作性の向
上を図つた衝撃波治療装置の提供ができるように
なる。この場合、衝撃波送波面に弾性変形可能な
水槽を備えた際には各衝撃波アプリケータが数cm
程度の範囲で集束点形成距離を調整することがで
きる。 （実施例） 以下、本発明について図面を参照して説明す
る。尚、本実施例では衝撃波として超音波を用い
たものを例として説明する。 第３図は一実施例としての衝撃波治療装置の構
成を示すブロツク図である。 同図において衝撃波治療装置は、後に詳述する
ように超音波からなる衝撃波を送波する衝撃波ト
ランスデユーサ８と、被検体内の断層像データを
収集すべく、超音波を送受波する超音波トランス
デユーサ９を含んで構成された衝撃波アプリケー
タ１０と、前記衝撃波トランスデユーサ８に対し
パルス信号を送出するパルサ１１と、前記超音波
トランスデユーサ９に対しパルス信号を送出し
て、該超音波トランスデユーサ９がセクタスキヤ
ンを行うように励振するとともに、このセクタス
キヤンに基くエコー信号を受信する送受信回路１
２と、この送受信回路１２の出力信号を入力して
これに振幅検波を施し、ビデオ信号として信号変
換系１４に送出する信号処理回路１３と、所定パ
ラメータのもとにこの装置各部の制御を行う
CPU等を含んでなる制御部１５と、この制御部
１５に制御され前記送受信回路１２、信号処理回
路１３、パルサ１１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１６と、前記制御部１５により制御され、前
記送受信回路１２、信号処理回路１３の出力信号
に対し信号変換処理を行う信号変換系１４（例え
ばデイジタルスキヤンコンバータ）と、この信号
変換系１４の出力信号を基に超音波トランスデユ
ーサ９による扇状の音場領域１７、被検体の体表
像、腎臓像、腎結石像等と、衝撃波トランスデユ
ーサ８と衝撃波送波領域、集束点マーカ１８等を
表示するTVモニタ等を含む表示部１９と、被検
体の一部、例えば手足等に接触可能に形成され、
被検体の心拍等を示す被検体信号を前記制御部１
５に送る被検体信号検出素子（ECG）２０と、
前記パルサ１１から衝撃波トランスデユーサ８に
送出されるパルス信号の発生タイミングを設定す
べく制御部１５に接続され、スイツチ（図示しな
い）を備えたパルス発生スイツチ２１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１０について第
１図ａ，ｂを参照して詳述する。 同図に示す衝撃波アプリケータ１０は、衝撃波
送波方向に集束点F₁を形成可能な凹状の衝撃波
送波面８ａを備え、ここから送波される被破砕物
破砕用衝撃波（例えば強力なエネルギの超音波パ
ルス）により、被検体内の被破砕物例えば腎結石
を破砕する衝撃波トランスデユーサ８と、この衝
撃波トランスデユーサ８の衝撃波送波面８ａに設
けられ、オペレータの押圧力により数cm程度の弾
性変形可能であつて音響インピーダンスが水に近
い例えば合成樹脂からなる水槽２２と、衝撃波ト
ランスデユーサ８の中央部に取り付けられ、被検
体の断層像データを収集する超音波トランスデユ
ーサ９とを有して構成されている。 また、衝撃波トランスデユーサ８には、前述し
た移動アーム５と同様の移動アーム２６の解放端
部に設けられたコネクタ２５に接続できる接続具
としてのコネクタ２４が、支持部材２３，２３を
介して取り付けられている。尚、同図ｂは同図ａ
に示す衝撃波アプリケータ１０の外観を示すもの
である。 第２図ａ，ｂは、前記第１図ａ，ｂに示す衝撃
波アプリケータと、それぞれ衝撃波の集束点形成
距離の異なる衝撃波アプリケータを示す。尚、本
実施例においては第１図ａ，ｂにおいて説明した
ものと同等のものについては、同一の符号を付し
てその説明を省略する。 同図ａに示す衝撃波アプリケータ２６は、衝撃
波トランスデユーサ２７の曲率半径を第１図ａ，
ｂに示すものよりも大きな値としたものである。
従つて、衝撃波の幾何学的な集束点F₂の形成距
離は、集束点F₁よりも遠方に形成されるように
している。又、衝撃波送波方向での衝撃波トラン
スデユーサ２７の寸法値は、前述した衝撃波トラ
ンスデユーサ８と同寸法値ｈとして、該集束点に
おける衝撃波強度を一定としている。 同様に、同図ｂに示す衝撃波アプリケータ２９
は、衝撃波トランスデユーサ２８の曲率半径の値
を同図ａに示すものよりもさらに大きな値とした
ものである。これにより、衝撃波の幾何学的な集
束点F₃の形成距離は集束点F₂よりもさらに遠方
に形成されるようにしたものである。また、衝撃
波アプリケータ２６，２９には、前記衝撃波アプ
リケータ１０と同じコネクタ２４が取り付けられ
ており、いずれも移動アーム２６側のコネクタ２
５と着脱可能として互換性を持たせている。 尚、本実施例においては上述した三種類の集束
点形成距離を備えた衝撃波アプリケータを示す
が、これに限るものではなく、被破砕物の該被検
体表面からの距離を勘案した集束点形成距離を備
えた衝撃波アプリケータを備えるようにすればよ
い。 以上のように構成された衝撃波治療装置の作
用、効果について、主に第４図に３０で示す腎臓
内の腎結石３１を破砕して治療する場合を想定し
て説明する。 まず、該被検体の断層像を得る別の超音波プロ
ーブ（図示しない）を移動アーム２６に取り付け
て、腎結石３１の該被検体表面からの距離を測定
する。 該距離の測定が完了したら、該距離に対応した
集束点形成距離を備えた例えば衝撃波アプリケー
タ１０と該超音波プローブとを交換する。そし
て、該衝撃波アプリケータ１０を被検体Ｐの表面
PSに載置し、この状態で送受信回路１２、信号
処理回路１３及び信号変換系１４を制御して超音
波トランスデユーサ９を駆動し、表示部１９の画
面上に被検体Ｐの断層像を表示する。 この場合、表示部１９上には制御部１５から信
号変換系１４に送受信される信号に基づいて凹面
振動子（図示しない）の位置、衝撃波トランスデ
ユーサ８の衝撃波送波領域１７及び集束点マーカ
１８がそれぞれ固定された位置に表示されるとと
もに、リアルタイムで表示される被検体Ｐの断層
像は衝撃波アプリケータ１０の移動に伴つてその
表示部位が変化する。 そして、さらに衝撃波アプリケータ１０を微調
整して、前記腎結石像３１が前記集束点マーカ１
８に一致するように設定する。 ここで、例えばオペレータが集束点マーカ１８
で表示される集束点F₁の形成距離では、腎結石
像３１に届かないと判断したなら、幾種類か容易
した衝撃波アプリケータの中から最適な集束点形
成距離を備えたものと交換する。この交換は、前
記接続具としてのコネクタ２４に互換性を持たせ
てあるので、該コネクタ２４と移動アーム２６側
のコネクタ２５とを着脱するだけでよい。従つ
て、操作が極めて容易である。 このようにして、前述した衝撃波アプリケータ
２９と交換したとすると、この状態で該衝撃波ア
プリケータ２９を固定する。この状態で、表示部
１９には該衝撃波アプリケータ２９の集束点位置
に対応する位置に集束点マーカ１８が表示され
る。ここで、もし被破砕物と集束点とに数cm程度
のずれがある場合には、水槽２２を弾性変形させ
て調整すればよい。従つて、蛇腹等を設ける必要
もなく、衝撃波アプリケータ自体も大型化しな
い。 次に、オペレータはパルス発生スイツチ２１の
スイツチを操作し、制御部１５、コントローラ１
６を介してパルサ１１に制御信号を送信する。こ
れによりパルサ１１から衝撃波トランスデユーサ
２９にパルス信号が送信され、該衝撃波トランス
デユーサ２９からは強力なエネルギの超音波パル
ス（被破砕物破砕用衝撃波）を集束点マーカ１８
に相当する位置に存在する腎結石３１に向けて送
波する。 この超音波パルスは腎結石３１の位置で衝撃波
となり、腎結石３１を破壊する。 このような超音波パルスの発生を何度か必要な
だけ繰り返すことにより、腎結石３１の全体を破
壊して治療することができる。 尚、被検体Ｐは心拍動や呼吸等のためわずかに
動いていることから、予め被検体信号検出素子２
０を被検体の手、足や胸部、鼻等に接触してお
き、この被検体信号検出素子２０から得られる被
検体信号と前記パルススイツチ２１からの信号と
を制御部１５により同期させてパルサ１１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。 以上のような構成を備えた一実施例としての衝
撃波治療装置によれば、集束点形成距離に応じた
衝撃波トランスデユーサを用いればよいので、衝
撃波アプリケータ自体を小型、軽量にできる。従
つて、断層像データを収集する超音波トランスデ
ユーサをオペレータの感覚に従つて自由に操作す
ることができる。さらに、被破砕物には衝撃波の
集束点が既に一致しているので操作が極めて容易
である。また、水槽の側面に蛇腹を形成する必要
もない。 ところで、以上詳述した衝撃波アプリケータの
幾何学的集束点における衝撃波強度Ｐの近似値は
次式で求められる。

【化】 尚、 Ｋ＝2π／λ；波数、 λ；波長、 Ｒ；衝撃波アプリケータの曲率半径、 Φ；衝撃波アプリケータの口径。 すなわち、被検体表面PSから被破砕物３１ま
での距離が比較的小さい場合に用いる衝撃波アプ
リケータ（曲率半径が小）では、口径を一定とす
ると、集束点での音響出力が大きくなる。それゆ
え、被破砕物の被検体表面からの距離に応じた幾
何学的集束点での音場出力を一定にする場合には
口径が小さい値でもよく、従つて、衝撃波アプリ
ケータ自体をさらに小型、軽量化することができ
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が可能
である。 例えば上述した実施例では腎結石を破砕する場
合について説明したが、これに限らず胆石破砕等
にも適用することができる。 ［発明の効果］ 以上詳細したように本発明によれば、小型軽量
であつて、操作性の向上を図つた衝撃波治療装置
の提供ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ及び第２図ａ，ｂは、それぞれ一
実施例としての衝撃波アプリケータの説明図、第
３図は一実施例としての衝撃波治療装置の構成を
示すブロツク図、第４図は被破砕物に衝撃波の集
束点を一致させる際の説明図、第５図及び第６図
は従来の衝撃波治療装置の説明図である。 １０，２６，２９……衝撃波アプリケータ、３
１……被破砕物、Ｐ……被検体、F₁乃至F₃……
集束点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検体内の被破砕物に向けて衝撃波の送波を
   行い、該被破砕物を破砕して治療する衝撃波治療
   装置において、被破砕物の破砕に供する衝撃波の
   集束点形成距離をそれぞれ異ならせ、互いに取り
   換え可能とした複数の衝撃波アプリケータを備え
   たことを特徴とする衝撃波治療装置。 ２ 前記各衝撃波アプリケータは、互いに互換性
   を有する接続具を備えたものである請求項１記載
   の衝撃波治療装置。 ３ 前記各衝撃波アプリケータは、衝撃波送波方
   向に集束点を形成可能な凹状の衝撃波送波面を備
   えた衝撃波トランスデユーサを有するものである
   請求項１又は請求項２に記載の衝撃波治療装置。 ４ 前記各衝撃波アプリケータは、衝撃波送波面
   に弾性変形可能な水槽を備えたものである請求項
   １乃至請求項３のいづれかに記載の衝撃波治療装
   置。