JPH06261907A - Ultrasonic therapeutic device - Google Patents

Ultrasonic therapeutic device

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Publication number
JPH06261907A
JPH06261907A JP5053506A JP5350693A JPH06261907A JP H06261907 A JPH06261907 A JP H06261907A JP 5053506 A JP5053506 A JP 5053506A JP 5350693 A JP5350693 A JP 5350693A JP H06261907 A JPH06261907 A JP H06261907A
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JP
Japan
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ultrasonic
acoustic energy
circuit
radiation
shock wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP5053506A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Aida
聡 相田
Katsuhiko Fujimoto
克彦 藤本
Mariko Shibata
真理子 柴田
Yoshiharu Ishibashi
義治 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5053506A priority Critical patent/JPH06261907A/en
Publication of JPH06261907A publication Critical patent/JPH06261907A/en
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Abstract

PURPOSE:To make setting of the shape and position of impact waves in the optimum irradiating conditions by analyzing the physical state of the area near an object to be treated on the basis of the reflected waves of measuring ultrasonic waves received, and changing the properties of the therapeutical ultrasonic waves to be transmitted. CONSTITUTION:Ultrasonic waves radiated in a body are reflected, received by a piezo element group 1, passed through a reception delay circuit 18, and amplified by an amplifier 9, and then only the signals from a focused region are taken out by a gate circuit 10. The separated signal is sent to a peak value sensing circuit 11 for sensing of the max. amplitude value, and a calculus judging circuit 12 judges whether the peak value is greater than the predetermined threshold, and the result is sent to a control circuit 8. It is also sent to a spectrum analyzer 13, and the frequency analyzed data is forwarded to a crush degree measuring circuit 14, and the data of the frequency components is normalized with the output from a peak value sensing circuit 11. Among the data normalized, the ratio of the strength of a certain frequency to the set value is determined, and with this ratio the size of crushed pieces is measured, and the data acquired is fed to the control circuit 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は強力な超音波を使用し生
体内の結石を治療する超音波結石破砕装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic calculus breaking device for treating calculi in a living body by using strong ultrasonic waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、尿路系を中心とする結石の治療に
おいて、体外から衝撃波を照射して結石を破砕する治療
法Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy (ESWL)が用
いられるようになってきた。同様に、体内の腫瘍に対し
て体外から衝撃波を集束させて治療する方法も検討され
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the treatment of calculi mainly in the urinary tract, Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy (ESWL) has been used to irradiate shock waves from outside the body to crush the calculi. Similarly, a method for treating a tumor inside the body by focusing a shock wave from outside the body is also being studied.

【0003】ところでこのESWLに用いられる衝撃波源に
は大別して3つの方式がある。第一の方式は水中放電方
式と呼ばれ、回転楕円体の一部を成す反射鏡の第一焦点
に一対の電極を置き、放電をさせる。この水中放電で発
生した球状衝撃波は反射鏡で反射集束された第二焦点に
集中し、そこに置かれた結石を破砕する。
By the way, there are roughly three types of shock wave sources used for the ESWL. The first method is called an underwater discharge method, in which a pair of electrodes are placed at the first focal point of a reflecting mirror forming a part of a spheroid to cause electric discharge. The spherical shock wave generated by this underwater discharge concentrates on the second focal point, which is reflected and focused by the reflecting mirror, and crushes the stones placed there.

【0004】第二の方式は電磁誘導方式で、スピーカー
のとよく似た原理で衝撃波を発生させる。平板状のコイ
ルに急激に大きなパルス電流を流すと前面に置かれた導
電板に逆起電力による大きな反発力が発生し、これが平
面状の衝撃波となる。この平面衝撃波は音響レンズで集
束され焦点を形成する。
The second method is an electromagnetic induction method, which generates a shock wave by a principle very similar to that of a speaker. When a large pulse current is suddenly applied to the flat coil, a large repulsive force due to the back electromotive force is generated in the conductive plate placed on the front surface, which becomes a flat shock wave. This plane shock wave is focused by an acoustic lens to form a focal point.

【0005】第三の方式はピエゾ方式である。球殻の一
部の形状を成すピエゾ素子に大電圧パルスを加えると強
力な超音波が発射される。この超音波は媒体の非線形性
により次第に衝撃波に形を変え、球殻の中心である焦点
では強力な衝撃波となる。
The third method is the piezo method. When a large voltage pulse is applied to a piezo element that forms part of a spherical shell, powerful ultrasonic waves are emitted. This ultrasonic wave gradually transforms into a shock wave due to the nonlinearity of the medium, and becomes a strong shock wave at the focal point, which is the center of the spherical shell.

【0006】この3種類の衝撃波源はそれぞれ一長一短
があり、どれが最適な衝撃波源であるとは言えないのが
現状である。例えば水中放電方式は一般にエネルギは大
きいが焦点サイズも大きく破砕力は大きな傾向がある
が、破砕片のサイズも大きくなってしまい、体外への排
出が困難となってしまう場合があった。逆にエピゾ方式
では一般にエネルギが小さく焦点も鋭いため、破損片が
細かいと言う利点があるものの破砕力がやや劣るという
問題があった。そして電磁誘導方式はその中間と言われ
ている。これら焦点での物理的特性は衝撃波源の方式に
よりほとんど決まってしまい、任意にコントロールする
ことはできないと考えられてきた。『ところが最近、特
願平4−253553号に示されるように、複数のピエ
ゾ素子の駆動位相を変えることにより焦点サイズを制御
する方式が提案されてきた。これによれば、「治療開始
時は焦点を大きくして早く破砕を進め、ある程度破砕が
進行したら、今度は焦点を小さく絞り破砕片を細かくす
る」あるいは「開始時は結石が頑強であるためフルパワ
ーで照射し、有る程度以上破砕が進行したら、パワーを
低減する」などの制御が可能である。
Each of these three types of shock wave sources has merits and demerits, and at present, it cannot be said that which is the optimum shock wave source. For example, the underwater discharge method generally has a large energy, but a large focal size and a large crushing force, but the size of the crushed piece also becomes large, and it may be difficult to discharge it to the outside of the body. On the contrary, the epizo method generally has a small energy and a sharp focus, and therefore has an advantage that the broken pieces are fine, but has a problem that the crushing force is slightly inferior. And the electromagnetic induction method is said to be in between. It has been considered that the physical properties at these focal points are almost determined by the shock wave source method and cannot be controlled arbitrarily. "However, recently, as shown in Japanese Patent Application No. 4-2535353, a method has been proposed in which the focus size is controlled by changing the drive phase of a plurality of piezo elements. According to this, at the start of treatment, the focus is increased and the crushing proceeds faster, and if the crushing progresses to a certain extent, then the focus is made smaller and the crushed pieces are made finer. It is possible to control by irradiating with power and reducing the power when crushing progresses to a certain extent or more.

【0007】また、衝撃波源の種類、焦点サイズ以外に
も結石の破砕状況を決定する因子が明らかになってきて
いる(第6回日本ME学会秋季大会論文集p38)。詳
述すれば、衝撃波焦点と結石との位置関係により結石の
破砕力が異なっており、また、結石の種類によっても影
響を受ける。例えば、活性アルミナ製のモデル結石のよ
うに非常に硬い反面脆い結石では、焦点の相対位置では
大きく変化せず、どちらかというと結石後面に焦点を一
致させた場合が破砕力最大となっている。また、胆石の
ように比較的柔らかく、音響インピーダンスも低く、余
り脆くないと思われる結石では表面近傍に焦点を一致さ
せた時が最も破砕力が大きく、結石の奥に焦点を入れる
と急激に破砕力が低下している。従って、胆石では焦点
位置を表面に合わせたいところであるが、実際には困難
である。
In addition to the type of shock wave source and the size of the focal point, factors that determine the crushing status of calculi have been clarified (6th Autumn Meeting of the ME Society of Japan p38). More specifically, the crushing force of the calculus differs depending on the positional relationship between the shock wave focus and the calculus, and is also affected by the type of calculus. For example, in the case of a very hard but fragile stone such as a model stone made of activated alumina, the relative position of the focal point does not change significantly, and rather the crushing force is maximum when the focal point is aligned with the rear surface of the stone. . In addition, stones that are relatively soft like gallstones and have a low acoustic impedance and are considered not to be so brittle have the largest crushing force when they are focused near the surface. The power is decreasing. Therefore, with gallstones, it is desired to bring the focus position to the surface, but it is actually difficult.

【0008】即ち、特願平3−324781号に示すよ
うに、胆嚢胆石を下方から照射する場合、胆石表面は胆
嚢前壁に接触している場合が多いが、もし焦点を結石表
面に一致させると胆嚢壁が高圧力に晒され、損傷(ほと
んどが炎症性の肥厚)が起き易くなる。このため、破砕
力が低下すること考慮した上、焦点を結石の奥に合わせ
ている。ところが、胆嚢胆石を上方から照射する場合は
状況が大きく異なってくる。なぜなら、結石は重力の関
係で胆嚢底部に沈み込むことになるからである。このと
き、胆石の上方即ち衝撃波源側には胆汁が存在する。こ
のため焦点を結石表面に合わせても胆嚢前壁での衝撃波
強度は弱いため損傷をあまり発生することなく治療が可
能となる。
That is, as shown in Japanese Patent Application No. 3-324781, when the gallbladder gallstone is irradiated from below, the gallstone surface is often in contact with the anterior wall of the gallbladder, but if the focus is on the stone surface. The gall bladder wall is exposed to high pressure, and damage (mostly inflammatory thickening) is likely to occur. For this reason, the focus is on the back of the calculus, taking into account the reduction of the crushing power. However, when the gallbladder gallstones are irradiated from above, the situation becomes very different. This is because the stone will sink to the bottom of the gallbladder due to gravity. At this time, bile is present above the gallstone, that is, on the shock wave source side. Therefore, even if the focus is on the surface of the stone, the strength of the shock wave at the anterior wall of the gallbladder is weak, so treatment can be performed without causing much damage.

【0009】これに加えて、衝撃波の焦点位置を照射目
標に正確に位置合わせするために、画像描出用の超音波
や放射線等が用いられている。今、画像描出用の超音波
を用いた場合、超音波伝搬経路上に肋骨等の障害物が存
在すると、照射目標が不明瞭になったり描出不可能にな
る等の問題があった。そこで、特開平3−280942
号公報に示されているように、治療用アプリケータ内超
音波画像描出用プローブ(インナープローブ)が移動・
回転して障害物から画像描出用超音波の伝搬経路を避け
るようにする方法が知られている。しかしながら、超音
波描出手段のみを備えた従来の装置では、超音波による
描出が困難な照射目標に対しては、適応できないという
問題があった。
In addition to this, in order to accurately align the focal position of the shock wave with the irradiation target, ultrasonic waves and radiation for image drawing are used. In the case of using ultrasonic waves for image visualization, there are problems that the irradiation target becomes unclear or cannot be rendered if obstacles such as ribs exist on the ultrasonic wave propagation path. Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 3-280942
As shown in Japanese Patent Publication, the probe (inner probe) for imaging the ultrasonic image inside the therapeutic applicator moves.
There is known a method of rotating so as to avoid a propagation path of ultrasonic waves for image visualization from an obstacle. However, the conventional apparatus provided with only the ultrasonic imaging means has a problem that it cannot be applied to an irradiation target that is difficult to be visualized by ultrasonic waves.

【0010】また、放射線のみを位置合わせに用いた場
合には、その被爆量が問題となり、治療中の長時間リア
ルタイムモニタリングができなかった。そこで、最近で
は、図8に示すように、治療用アプリケータ内に放射線
撮像管及び画像描出用超音波プローブの両方を設け、ま
たは図9に示すように、放射線撮像管が取り外し可能な
ように設計された超音波治療装置が提案されているが、
それらはいずれも超音波画像描出用プローブの軸がアプ
リケータに固定されており、障害物が存在すると超音波
画像による照射目標の描出が困難であった。さらに、衝
撃波の伝搬経路内に放射線撮像管が常時存在する装置で
は、衝撃波のエネルギーの一部が上記撮像管により散乱
されてしまい、エネルギー利用効率が悪いという欠点が
あった。また、照射線撮像管を脱着する装置では、治療
・診断毎に放射線撮像管を取り外し・取付を行わなけれ
ばならず、煩雑であった。
Also, when only radiation is used for alignment, the amount of radiation exposure becomes a problem, and long-term real-time monitoring during treatment cannot be performed. Therefore, recently, as shown in FIG. 8, both the radiation imaging tube and the ultrasonic probe for image visualization are provided in the therapeutic applicator, or the radiation imaging tube is detachable as shown in FIG. A designed ultrasonic therapy device has been proposed,
In all of them, the axis of the ultrasonic image rendering probe was fixed to the applicator, and it was difficult to visualize the irradiation target by the ultrasonic image when there were obstacles. Further, in a device in which the radiation image pickup tube is always present in the shock wave propagation path, a part of the energy of the shock wave is scattered by the image pickup tube, and there is a drawback that the energy utilization efficiency is poor. Further, in the apparatus for attaching and detaching the irradiation ray imaging tube, the radiation imaging tube must be removed and attached for each treatment / diagnosis, which is complicated.

【0011】さらに、衝撃波の焦点位置を照射目標に合
わせる際に、一般に、まず照射目標を外部ハンドプロー
ブによって描出し、そのときの外部ハンドプローブの傾
斜角、方位角及び位置から治療用アプリケータの傾斜
角、方位角及び位置を決定する。このとき、外部ハンド
プローブの位置は患者の体表にマークをつけることによ
って明確になるが、角度及び回転角は、専ら操作者の記
憶に頼っていた。従って、手動操作が容易な外部ハンド
プローブは簡単に照射目標を描出できるが、機械的操作
が必要な治療用アプリケータ内インナープローブによる
照射目標の描出、即ち、衝撃波の焦点位置と照射目標と
を合わせることは容易ではなかった。
Further, when the focal position of the shock wave is adjusted to the irradiation target, generally, the irradiation target is first drawn by an external hand probe, and the inclination angle, azimuth and position of the external hand probe at that time are used to determine the therapeutic applicator. Determine tilt, azimuth and position. At this time, the position of the external hand probe is clarified by marking on the body surface of the patient, but the angle and rotation angle depended solely on the memory of the operator. Therefore, an external hand probe that can be easily operated manually can easily draw the irradiation target, but the irradiation target can be drawn by the inner probe in the therapeutic applicator that requires mechanical operation, that is, the focal position of the shock wave and the irradiation target can be displayed. It wasn't easy to match.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、結石
の状態、種類により衝撃波焦点の形状や位置を制御する
方法が提案されていているが、操作者が治療前、或は治
療中に治療対象である結石を連続的に観察し、衝撃波発
生源を制御する必要が有り、操作が煩雑と成り実施は難
しかった。
As described above, there has been proposed a method of controlling the shape and position of the shock wave focus depending on the state and type of the calculus, but the operator treats before or during treatment. It was necessary to continuously observe the target stones and control the shock wave source, which made the operation complicated and difficult to implement.

【0013】本願発明は、衝撃波による治療に際し、結
石の状態,種類等を計測用超音波により測定し、衝撃波
の形状や位置等を最適な照射条件に設定することができ
る体外衝撃波結石破砕装置を提供するものである。
The present invention provides an extracorporeal shock wave calculus breaking device capable of measuring the condition, type, etc. of calculi by ultrasonic waves for measurement during treatment with shock waves and setting the shape and position of shock waves to the optimum irradiation conditions. It is provided.

【0014】また、従来の放射線撮像管と超音波画像描
出用プローブを内蔵した治療用超音波アプリケータでは
肋骨などの障害物がある場合に照射目的の明瞭な描写が
困難であり、その際には照射目的に治療用超音波エネル
ギを投与する際の位置合わせに時間がかかるなどの欠点
があった。また、放射線撮像管が治療用超音波の伝播経
路内にあると、放射線撮像管によって治療用超音波のエ
ネルギが散乱されてしまい超音波エネルギの利用効率が
悪くなってしまう、もしくは放射線撮像管の取付けや取
り外しを必要とする装置では手間がかかるなどの問題点
があった。
In addition, it is difficult to clearly delineate the irradiation purpose when there are obstacles such as ribs with a conventional therapeutic ultrasonic applicator having a built-in radiation imaging tube and ultrasonic image depiction probe. However, there is a drawback in that it takes time to align the therapeutic ultrasonic energy for irradiation purposes. Further, when the radiation imaging tube is in the propagation path of the therapeutic ultrasonic wave, the radiation imaging tube scatters the energy of the therapeutic ultrasonic wave and the utilization efficiency of the ultrasonic energy deteriorates, or There is a problem in that a device that needs to be attached or detached is troublesome.

【0015】さらに、治療用アプリケータ内超音波プロ
ーブの操作が機械的な操作であるために超音波ハンドプ
ローブに代表される手による操作感覚と大きく異なって
おり、照射目的の描出が容易ではなかった。
Further, since the operation of the ultrasonic probe in the therapeutic applicator is a mechanical operation, it is very different from the operation feeling by hand typified by the ultrasonic hand probe, and it is not easy to depict the purpose of irradiation. It was

【0016】本願発明は、上記のようなイメージングに
伴う欠点を除去し、治療用超音波のエネルギを有効利用
し、照射目的への位置合わせ及び治療効果の確認を迅速
且つ容易にする体外衝撃波結石破砕装置を提供すること
を目的とする。
The present invention eliminates the drawbacks associated with imaging as described above, makes effective use of the energy of therapeutic ultrasonic waves, and enables quick and easy extracorporeal shock wave calculi to align the irradiation objective and confirm the therapeutic effect. It is intended to provide a crushing device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するために、第1の発明では、音響的エネルギー
発生手段からの音響的エネルギーを患者体内の結石等の
対象物に照射して破砕治療する超音波治療装置におい
て、前記音響的エネルギー発生手段は、前記対象物近傍
に測定用音響的エネルギーを送信し、かつ、前記測定用
音響的エネルギーに対応する反射波を受信可能であっ
て、前記受信された反射波に基づいて前記対象物近傍の
物理的状態を解析する手段と、この手段に基づいて音響
的エネルギーの性状を変化させる手段とからなる超音波
治療装置を構成する。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention is directed to irradiating an object such as a stone in a patient's body with acoustic energy from an acoustic energy generating means in the first invention. In the ultrasonic treatment apparatus for crushing and treating by crushing, the acoustic energy generating means is capable of transmitting the measurement acoustic energy to the vicinity of the object and receiving the reflected wave corresponding to the measurement acoustic energy. Then, an ultrasonic treatment apparatus is constituted by means for analyzing a physical state in the vicinity of the object based on the received reflected wave and means for changing the property of acoustic energy based on this means.

【0018】また、第2の発明では、音響的エネルギー
発生手段からの音響的エネルギーを患者体内の結石等の
対象物に照射して破砕治療する超音波治療装置におい
て、前記患者体内を放射線撮像可能な放射線撮像手段
と、前記音響的エネルギー発生手段の焦点位置の超音波
画像を撮像可能な超音波撮像手段と、前記放射線撮像手
段若しくは前記超音波撮像手段又はこれらの手段を移動
可能に保持する移動手段とから超音波治療装置を構成す
る。
According to the second aspect of the invention, in an ultrasonic therapy apparatus for irradiating an object such as a stone in the patient's body with acoustic energy from the acoustic energy generating means for crush treatment, the patient's body can be imaged with radiation. Radiation image pickup means, ultrasonic image pickup means capable of picking up an ultrasonic image of a focal position of the acoustic energy generating means, and the radiation image pickup means or the ultrasonic image pickup means or a movement for movably holding these means. An ultrasonic treatment device is configured from the means.

【0019】[0019]

【作用】本願第1の発明よれば、ピエゾ素子を用いた衝
撃波源では、強力な衝撃波を発射するものと同一のピエ
ゾ素子から微弱な超音波を送受信させ、結石を含む領域
からの反射波を周波数解析することで、焦点領域の結石
破片サイズを求め、該計測値を基に「結石が破砕されて
いない」と判断すれば、焦点サイズ及びエネルギは最大
の条件で照射を続け、また「結石破片がかなり小さくな
ってきた」と判断すれば、焦点サイズあるいはエネルギ
を小さくする、という制御が可能となる。
According to the first invention of the present application, in the shock wave source using the piezo element, a weak ultrasonic wave is transmitted and received from the same piezo element that emits a strong shock wave, and the reflected wave from the area including the calculus is transmitted. If the size of the calculus fragments in the focal area is obtained by frequency analysis and it is determined that "the calculus has not been crushed" based on the measured value, the irradiation continues under the maximum conditions for the focal size and energy, and If the size of the focal spot or the energy is reduced, it is possible to control the focus size or the energy to be smaller.

【0020】また、上記と同様に衝撃波発生用ピエゾ素
子で結石を含む領域の反射信号を収集して所定値以上の
強力な反射波を検出し、その前方の所定領域の反射波強
度を計測する。その反射強度が所定値以上なら結石前方
に組織が接触していると判断し、焦点位置を変化させ反
射強度最大である結石表面から奥に設定する。逆に該反
射強度が低く、前方が液体であると判定された場合は、
焦点を反射強度最大の結石表面に一致させ、最適な照射
条件で治療を進行させることができる。
Further, similarly to the above, the shock wave generating piezo element collects the reflected signal of the area including the calculus, detects a strong reflected wave of a predetermined value or more, and measures the reflected wave intensity of the predetermined area in front of it. . If the reflection intensity is equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the tissue is in contact with the front of the calculus, and the focal position is changed to set the calculus surface having the maximum reflection intensity to the back. On the contrary, when the reflection intensity is low and it is determined that the front is a liquid,
The focus can be made to coincide with the stone surface where the reflection intensity is maximum, and the treatment can be advanced under the optimum irradiation conditions.

【0021】一方、本願第2の発明によれば、放射線撮
像管の中心軸及び移動可能な超音波画像描出用プローブ
の中心軸が常に治療用音響エネルギの焦点上にあること
により、肋骨などにより超音波画像で照射目的が明瞭に
描出できない場合は、超音波画像描出用プローブを移動
することにより、治療用アプリケータ及び放射線撮像管
を移動することなく超音波画像上で照射目的を明瞭に描
出可能とする。その結果、治療用音響的エネルギの入力
方向に対して、水平面の位置合わせを放射線像により行
い垂直面の位置合わせを超音波像により確実に行えるよ
うになるので、位置合わせが3次元的に確実且つ迅速に
行える。また、超音波プローブのみを移動させて超音波
画像が明瞭になるように調整できるので、治療用アプリ
ケータを動かさずにすみ、治療前後で同じ角度の放射線
画像が撮影可能となり、治療効果の比較が容易になる。
On the other hand, according to the second aspect of the present invention, since the central axis of the radiation imaging tube and the central axis of the movable ultrasonic image drawing probe are always on the focal point of the therapeutic acoustic energy, the If the irradiation purpose cannot be clearly displayed on the ultrasonic image, the irradiation purpose can be clearly displayed on the ultrasonic image without moving the therapeutic applicator and radiation imaging tube by moving the ultrasonic image drawing probe. It is possible. As a result, the horizontal plane can be aligned with the radiation image and the vertical plane can be reliably aligned with the ultrasonic image with respect to the input direction of the therapeutic acoustic energy. And it can be done quickly. Also, since only the ultrasonic probe can be moved and adjusted so that the ultrasonic image becomes clear, it is possible to take the radiation image at the same angle before and after the treatment without moving the therapeutic applicator. Will be easier.

【0022】また、治療用の音響的エネルギの伝播経路
外に放射線撮像管を配置することで放射線撮像管による
音響エネルギの散乱を避け、放射線の伝播経路上に伸縮
可能な容器を配置し、放射線画像の撮影時には上記容器
を伸張して内部に放射線伝播媒質を導入し、音響的エネ
ルギの放射時には上記容器を収縮することにより、放射
線撮像時及び音響的エネルギの照射時ともにエネルギの
利用効率が向上する。
Further, by disposing the radiation imaging tube outside the propagation path of the acoustic energy for treatment, scattering of the acoustic energy by the radiation imaging tube is avoided, and the expandable container is arranged on the propagation path of the radiation. When the image is taken, the container is expanded and the radiation propagation medium is introduced inside, and when the acoustic energy is radiated, the container is contracted to improve the energy use efficiency both during radiation imaging and during acoustic energy irradiation. To do.

【0023】さらに、外部超音波ハンドプローブ及び治
療用アプリケータにそれらの傾斜角及び方位角の検出
器、好ましくは小型の光ファイバジャイロを取り付け、
前記の角度を操作者に表示することにより、操作者が容
易に治療用アプリケータの傾斜角及び方位角をハンドプ
ローブのそれと同じにできるようにし、かつ、治療用ア
プリケータの軸をレーザ光によりガイドし治療用アプリ
ケータを接触させるべき体表の位置を明示することで、
照射目的の描出及び位置合わせが容易になる。また、上
述の操作者の操作範囲を自動制御することにより、ハン
ドプローブによる照射目的の描出後は自動的に治療用ア
プリケータの傾斜角及び方位角を制御し、確実かつ迅速
に治療可能とする。
Furthermore, the external ultrasonic hand probe and the therapeutic applicator are fitted with their tilt and azimuth detectors, preferably a small fiber optic gyro,
By displaying the above angle to the operator, the operator can easily make the inclination angle and azimuth angle of the therapeutic applicator the same as those of the hand probe, and the axis of the therapeutic applicator can be adjusted by laser light. By clearly indicating the position of the body surface to which the guide applicator for treatment is brought into contact,
It is easy to visualize and align the irradiation purpose. Further, by automatically controlling the operation range of the operator described above, after the irradiation purpose is drawn by the hand probe, the tilt angle and azimuth angle of the therapeutic applicator are automatically controlled, and the treatment can be surely and quickly performed. .

【0024】[0024]

【実施例】以下に第1〜2発明の実施例について図を用
いて説明する。図1は、第1発明の実施例に係る超音波
治療装置の構成図を示す図である。衝撃波源であるピエ
ゾ素子群1は水袋2により患者3にカップリングされて
いる。ピエゾ素子群1はそれぞれ駆動回路群4に接続さ
れている。該駆動回路群4は、初めは高電圧電源7から
アッテネータ5を介して低電圧が供給されており、送信
遅延回路群17により適当な遅延を与えられたパルスの
タイミングで駆動され、衝撃波にならない程度の弱い超
音波パルスを照射する。ここで該遅延値は操作者が図示
しない超音波診断装置などの画像装置で描出した結石に
焦点が一致するように設定してある。体内に照射された
超音波は音響インピーダンスの異なる部分で反射され
る。この反射波は送信に用いたものと同じピエゾ素子群
1で受信される。この受信されたRF信号波通常、送信
遅延回路群17と同じ遅延値を有する受信遅延回路群1
8で遅延を与えられた後、アンプ5で増幅され、ゲート
回路10により焦点領域からの信号のみが取り出され
る。これは駆動回路4が駆動されたタイミングを取り込
み、焦点までの距離の往復時間後にサンプリングゲート
を設けることで容易に実現できる。分離された信号はピ
ーク値検出回路11に送られ振幅最大値を検出し、その
値を結石判定回路12に送る。結石判定回路12ではこ
のピーク値と予め設定してあった閾値との大小関係を判
定し、それを制御回路8に送る。またこのピーク値はC
RT16に表示される。
Embodiments of the first and second inventions will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration diagram of an ultrasonic therapeutic apparatus according to an embodiment of the first invention. The piezo element group 1 which is a shock wave source is coupled to the patient 3 by a water bag 2. Each piezo element group 1 is connected to a drive circuit group 4. The drive circuit group 4 is initially supplied with a low voltage from the high-voltage power supply 7 via the attenuator 5, and is driven at a timing of a pulse given an appropriate delay by the transmission delay circuit group 17, and does not become a shock wave. Irradiate a weak ultrasonic pulse. Here, the delay value is set so that the operator can focus on the stones drawn by an image device such as an ultrasonic diagnostic device (not shown). The ultrasonic waves emitted into the body are reflected by the portions having different acoustic impedances. This reflected wave is received by the same piezo element group 1 used for transmission. This received RF signal wave is usually a reception delay circuit group 1 having the same delay value as the transmission delay circuit group 17.
After being delayed by 8, the signal is amplified by the amplifier 5, and the gate circuit 10 extracts only the signal from the focal region. This can be easily realized by taking in the driving timing of the driving circuit 4 and providing a sampling gate after the round trip time of the distance to the focus. The separated signal is sent to the peak value detection circuit 11 to detect the maximum amplitude value, and the value is sent to the calculus determination circuit 12. The calculus determination circuit 12 determines the magnitude relationship between this peak value and a preset threshold value, and sends it to the control circuit 8. This peak value is C
Displayed on RT16.

【0025】一方、ゲート回路10で分離された信号は
スペクトルアナライザ13にも送られ周波数分析された
そのデータが破砕度計測回路14に送られる。該破砕度
計測回路14はまず前記ピーク値検出回路11からの出
力により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でも良いし、また外部スイッチ
15で採取タイミングを決定された前記測定データの一
つでも良い。このようにして求められた比率によりは破
砕片サイズを計測し、そのデータを制御回路8に送る。
またこの比率はCRT16に表示される。
On the other hand, the signal separated by the gate circuit 10 is also sent to the spectrum analyzer 13 and its frequency-analyzed data is sent to the crushing degree measuring circuit 14. The crushing degree measuring circuit 14 first normalizes the data of the frequency component by the output from the peak value detecting circuit 11. The ratio between the intensity of a certain frequency (for example, 150 KHz) and the set value is obtained from the normalized data. This set value may be data stored in advance or one of the measurement data whose sampling timing is determined by the external switch 15. The fragment size is measured according to the ratio thus obtained, and the data is sent to the control circuit 8.
Further, this ratio is displayed on the CRT 16.

【0026】次に制御回路8は、結石判定回路13から
「閾値より大」という信号が送られた上で、破砕度計測
回路14から「結石は十分大きい」という信号が送られ
た場合、焦点には破砕されていない結石が存在すると判
断してアッテネータ5を制御し、駆動電圧が最大の条件
で駆動回路群4を駆動する。またこの時、送信遅延回路
群17の遅延値は、焦点を拡大する値にセットされる。
Next, when the control circuit 8 sends a signal "greater than a threshold value" from the calculus determination circuit 13 and a signal "stone is sufficiently large" from the crushing degree measuring circuit 14, the focus It is determined that there is a calculus that has not been crushed, the attenuator 5 is controlled, and the drive circuit group 4 is driven under the condition that the drive voltage is maximum. Further, at this time, the delay value of the transmission delay circuit group 17 is set to a value for expanding the focus.

【0027】この状態で治療が進み、ある程度結石が破
砕されてくると、前記結石破砕度計測回路14からの信
号は「結石は不十分だが小さい」に変わってくる。この
データにより制御回路8はアッテネータ5を制御し、出
力を絞ると同時に、送信遅延回路17も制御し、鋭い焦
点を形成する。これにより破砕片はさらに細かくなり、
砂状となる。そして最終的には前記結石破砕度計測回路
14からの信号が「結石は十分小さい」になるため、衝
撃波の照射は停止されることになる。
When the treatment progresses in this state and the calculus is crushed to some extent, the signal from the calculus crushing degree measuring circuit 14 changes to "the calculus is insufficient but small". Based on this data, the control circuit 8 controls the attenuator 5 and narrows the output, and at the same time, it also controls the transmission delay circuit 17 to form a sharp focus. This makes the crushed pieces even finer,
It becomes sandy. Finally, since the signal from the calculus crushing degree measuring circuit 14 becomes "the calculus is sufficiently small", the irradiation of the shock wave is stopped.

【0028】ここで衝撃波の性状のうち、焦点サイズと
衝撃波エネルギの両方を同時に制御したが、どちらか一
方でもかまわない。また、破砕度を計測するために反射
波ピーク値で正規化した150KHzの単一周波数のピ
ーク値を用いたが、これ以外にも特開平4−11123
6に示されるような他の破砕度を表す特性値を用いても
かまわない。
Here, of the properties of the shock wave, both the focus size and the shock wave energy were controlled at the same time, but either one may be used. Further, in order to measure the degree of crushing, a peak value of a single frequency of 150 KHz normalized by the peak value of reflected wave was used, but in addition to this, JP-A-4-11123.
Other characteristic values representing the degree of crushing as shown in 6 may be used.

【0029】図2は、第1発明の他の実施例に係る超音
波治療装置の構成図を示す図である。同図において上記
実施例と同じ働きをする構成要素に関しては同一名称・
番号で示した。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic therapeutic apparatus according to another embodiment of the first invention. In the figure, components having the same functions as those in the above embodiment have the same names and
It is indicated by a number.

【0030】ピエゾ素子群1はそれぞれ駆動回路群4に
結合されており、該駆動回路群4は、初めは切り換えス
イッチ21を介して低電圧電源22に結合されている。
該駆動回路4は送信遅延回路群17により適当な遅延を
与えられたパルスのタイミングで駆動され、衝撃波にな
らない程度の弱い超音波パルスを照射する。ここで該遅
延値は操作者が図示しない超音波診断装置などの画像装
置で描出した結石に焦点が一致するように設定してあ
る。体内からの反射波は送信に用いたものと同じピエゾ
素子群1で受信される。この受信されたRF信号は通
常、送信遅延回路群17と同じ遅延値を有する受信遅延
回路群18で遅延を与えられた後、アンプ5で増幅さ
れ、ゲート回路10により焦点領域からの信号のみが取
り出される。分類された信号は信号分析回路24に導か
れる。ここで該信号分析回路24の動作を説明する。図
3はゲート回路10で切り出されたRF信号を示す図で
ある。まず該信号分析回路24は結石の表面からの反射
と思われる最大の反射振幅を示す点31の時刻を求め
る。そしてさらにこの最大振幅点31の手前の所定幅
τ、ここでは約2μsec (距離として約3mm)の中の
信号のエネルギの積分値を求める。もし結石の前方にす
ぐ軟部組織が接触しているなら、該エネルギ積分値は無
数の反射波を積分するため比較的大きな値を示す。逆に
結石手前には組織がなく、例えば胆汁などの液体が存在
する場合は、反射体がほとんど無いため該エネルギ積分
値は極めて小さくなる。次にこの信号分析回路24は上
記のように求めた最大振幅時刻とエネルギ積分値を制御
回路8’に送る。この制御回路8’では、もし「結石の
手前が液体」と判断したときは、振幅最大点に衝撃波焦
点を一致させるように送信遅延回路17を制御する。ま
た逆に「結石の手前は組織」と判断したときは、衝撃波
焦点を振幅最大点の奥に位置するように送信遅延回路1
7を制御する。これにより結石近傍の組織障害を最小に
しながら最大の効率で結石を破砕できる。
Each piezo element group 1 is coupled to a drive circuit group 4, and the drive circuit group 4 is initially coupled to a low voltage power source 22 via a changeover switch 21.
The drive circuit 4 is driven at the timing of the pulse given an appropriate delay by the transmission delay circuit group 17, and emits a weak ultrasonic wave pulse that does not become a shock wave. Here, the delay value is set so that the operator can focus on the stones drawn by an image device such as an ultrasonic diagnostic device (not shown). The reflected wave from the inside of the body is received by the same piezo element group 1 used for transmission. The received RF signal is usually delayed by the reception delay circuit group 18 having the same delay value as that of the transmission delay circuit group 17, and then amplified by the amplifier 5, and only the signal from the focal region is amplified by the gate circuit 10. Taken out. The classified signal is guided to the signal analysis circuit 24. Here, the operation of the signal analysis circuit 24 will be described. FIG. 3 is a diagram showing an RF signal cut out by the gate circuit 10. First, the signal analysis circuit 24 finds the time of the point 31 showing the maximum reflection amplitude which is considered to be the reflection from the surface of the calculus. Further, the integral value of the energy of the signal within a predetermined width τ before this maximum amplitude point 31, that is, here about 2 μsec (about 3 mm as a distance) is obtained. If the soft tissue is immediately in contact with the calculus, the energy integral value is relatively large because it integrates an infinite number of reflected waves. On the contrary, when there is no tissue in front of the calculus and there is liquid such as bile, the energy integral value becomes extremely small because there is almost no reflector. Next, the signal analysis circuit 24 sends the maximum amplitude time and the energy integrated value obtained as described above to the control circuit 8 '. When it is determined that "the front of the stone is liquid", the control circuit 8'controls the transmission delay circuit 17 so that the shock wave focus coincides with the maximum amplitude point. On the contrary, when it is judged that “the tissue before the stone is tissue”, the transmission delay circuit 1 is set so that the shock wave focus is located at the back of the maximum amplitude point.
Control 7 As a result, it is possible to crush stones with maximum efficiency while minimizing tissue damage near the stones.

【0031】第1の実施例では結石からの反射信号から
結石の破砕度を判定して衝撃波を制御したが、該反射信
号には結石の種類に関する情報も含まれている。従って
該信号の解析により結石の種類を読みとり、その種類に
応じて最も効率的な破壊を実現する衝撃波焦点サイズ、
位置等を制御することも可能である。
In the first embodiment, the shock wave is controlled by determining the crushing degree of the calculus from the reflection signal from the calculus, but the reflection signal also includes information on the type of calculus. Therefore, the type of stone is read by analyzing the signal, and the shock wave focus size that realizes the most efficient destruction according to the type,
It is also possible to control the position and the like.

【0032】また、他の実施例では結石及びその周辺の
状況を計測する手段に、衝撃波源と同一のピエゾ素子か
ら微弱な超音波を送受信させ該受信信号を解析する手法
を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば結石の位置を求めるための超音波あるいはX線の
画像解析から結石の破砕状況を判断する手法が知られて
いるが、これら破砕状況を定量化したデータの特性値を
用いても同様の効果が得られる。また該画像解析から結
石の前方の液体の存在並びに結石の特性判定をすること
により、衝撃波の制御を行うようにしてもよい。 [第2発明」図4は、第2発明の実施例に係る超音波治
療装置の構成を示す図である。ここでは、ピエゾ素子を
用いた体外衝撃波結石破砕用アプリケータについて説明
する。
In another embodiment, the means for measuring the condition of the calculus and its surroundings uses a method of transmitting and receiving a weak ultrasonic wave from the same piezo element as the shock wave source and analyzing the received signal. The invention is not limited to this.
For example, a method of determining the crushing condition of the calculus from ultrasonic or X-ray image analysis for obtaining the position of the calculus is known, but the same effect can be obtained by using the characteristic values of data quantifying the crushing condition. Is obtained. The shock wave may be controlled by determining the presence of the liquid in front of the calculus and the characteristics of the calculus from the image analysis. [Second Invention] FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic therapeutic apparatus according to an embodiment of the second invention. Here, an applicator for extracorporeal shock wave calculus breaking using a piezo element will be described.

【0033】強力な超音波を発生するピエゾ素子群1は
焦点Fを中心とする球の一部を成すように構成されてい
る。超音波画像描出用プローブ41は、その中心軸C1
が焦点Fを通過しかつピエゾ素子群1の中心軸C2 と所
定の角度を成すように保持具42に固定されており、中
心軸C1 を中心に回転でき且つ前後動が可能である。ま
たこの保持具42はピエゾ素子群1の中心軸C2 を中心
に回転させることができる。さらに、中心軸C2 と放射
線受像装置43及び放射線発生装置43’の中心軸は一
致している。伸縮容器44は例えば有機材料でできた膜
であり、伸縮容器制御部45によって放射線画像撮影時
には伸張し、患者3に接触する。このときアプリケータ
46は衝撃波伝播媒質の水によって満たされているが、
伸縮容器44の内部は放射線の減衰定数が水よりも小さ
い空気によって満たされている。伸縮容器44が伸張し
たことによるその容積分の水は圧力弁Bを介して水タン
クTによって吸収され、患者3に余分な圧力が加わらな
いようになっている。放射線撮影が終了すると伸縮容器
44は収縮し、アプリケータ46の内部はすべて水で満
たされ衝撃波が効率よく伝播できるようになる。このと
きの伸縮容器44の容積分の水はタンクTから圧力弁B
を介して供給される。
The piezo element group 1 for generating a strong ultrasonic wave is constructed so as to form a part of a sphere centered on the focal point F. The ultrasonic imaging probe 41 has a central axis C 1
Is fixed to the holder 42 so as to pass through the focal point F and form a predetermined angle with the central axis C 2 of the piezo element group 1, and can rotate about the central axis C 1 and can move back and forth. The holder 42 can be rotated about the central axis C 2 of the piezo element group 1. Further, the central axis C 2 and the central axes of the radiation image receiving device 43 and the radiation generating device 43 ′ coincide with each other. The expandable container 44 is, for example, a film made of an organic material, and is expanded by the expandable container control unit 45 at the time of capturing a radiographic image and comes into contact with the patient 3. At this time, the applicator 46 is filled with water as a shock wave propagation medium,
The inside of the expandable container 44 is filled with air whose radiation attenuation constant is smaller than that of water. The volume of water due to the expansion of the telescopic container 44 is absorbed by the water tank T via the pressure valve B so that excess pressure is not applied to the patient 3. When the radiography is completed, the expandable container 44 contracts and the inside of the applicator 46 is completely filled with water so that the shock wave can efficiently propagate. At this time, the volume of water of the expandable container 44 flows from the tank T to the pressure valve B.
Is supplied via.

【0034】次に、実際の結石破砕治療手順を例として
説明する。あらかじめ検査しておいたデータから体内の
どの部位に結石が存在するか把握しておく。そして、予
想される部位が描出されるように放射線装置43,4
3’によって放射線像を撮影する。このとき、伸縮容器
44内は空気で満たされており、放射線は水によって減
衰なしに生体に到達する。撮影後は容器44は制御部4
5によって収縮し、アプリケータ46は衝撃波伝播媒質
の水によって満たされる。撮影された映像は、放射線画
像表示部47によって表示され、アプリケータ46の中
心軸から治療目標がどの方向にどの位ずれているか、操
作者は直ちに読みとることができる。操作者が入力部4
8を介して上記ずれを入力すると、コントローラ49が
制御信号をアプリケータ移動手段50に送信し、治療目
標がアプリケータ46の軸5に一致するまでアプリケー
タ46は放射線画像の面に対して平行に移動する。その
後操作者は、超音波画像表示装置47によって超音波プ
ローブ3による生体内像を観察しながらアプリケータ4
6を軸C2 に平行移動させれば、衝撃波焦点と治療目標
が重なったときに超音波画像表示装置47’上に治療目
標が描出される。このとき、超音波画像が明瞭になるよ
うに保持具42または超音波プローブ41を回転し調整
することができる。
Next, an actual stone crushing treatment procedure will be described as an example. Understand which part of the body the calculus exists from the previously examined data. Then, the radiation devices 43, 4 are drawn so that the expected site is depicted.
A radiographic image is taken by 3 '. At this time, the expandable container 44 is filled with air, and the radiation reaches the living body without being attenuated by water. After shooting, the container 44 is the control unit 4
5, the applicator 46 is filled with the shock wave propagating medium water. The captured image is displayed by the radiographic image display unit 47, and the operator can immediately read in which direction and how much the treatment target deviates from the central axis of the applicator 46. The operator inputs 4
When the deviation is input via 8, the controller 49 sends a control signal to the applicator moving means 50, and the applicator 46 is parallel to the plane of the radiographic image until the treatment target coincides with the axis 5 of the applicator 46. Move to. After that, the operator observes the in-vivo image by the ultrasonic probe 3 with the ultrasonic image display device 47 and applicator 4
If 6 is moved in parallel with the axis C 2 , the treatment target is drawn on the ultrasonic image display device 47 ′ when the shock wave focus and the treatment target overlap. At this time, the holder 42 or the ultrasonic probe 41 can be rotated and adjusted so that the ultrasonic image becomes clear.

【0035】以上の操作により、放射線及び超音波を用
いて3次元的に簡単かつ迅速な位置合わせが可能とな
る。次に、上述の画像描出用超音波プローブの詳しい構
造を図5に示す。
By the above operation, it is possible to perform a three-dimensional simple and quick alignment using radiation and ultrasonic waves. Next, FIG. 5 shows a detailed structure of the above-described ultrasonic probe for image drawing.

【0036】超音波画像描出用プローブ41はモータ5
1aに接続されており回転できる。さらに、超音波プロ
ーブ41及びモータ51は支柱52に取り付けられてお
り、支柱52はラックピニオン53によって可動台54
上を上下に移動する。さらに、可動台54は、モータ5
1b及びベルト55によって保持具42上を移動する。
保持具42はピエゾ素子群1の曲率と同じ曲率になって
いるので、可動台54の移動後も超音波プローブ41の
中心軸C1 は常にピエソ素子群1から発生する治療用超
音波エネルギの焦点Fに一致する。
The ultrasonic image drawing probe 41 is a motor 5
It is connected to 1a and can rotate. Further, the ultrasonic probe 41 and the motor 51 are attached to a support column 52, and the support column 52 is movable by a rack and pinion 53.
Move up and down. In addition, the movable table 54 includes the motor 5
The holder 42 is moved by the 1b and the belt 55.
Since the holder 42 has the same curvature as that of the piezo element group 1, the central axis C 1 of the ultrasonic probe 41 is always the therapeutic ultrasonic energy generated from the piezo element group 1 even after the movable table 54 is moved. It coincides with the focal point F.

【0037】次に、伸縮容器44について、説明する。
伸縮容器44は例えば有機材料でできた袋状になってお
り、その伸張と収縮は制御部45によって制御される。
容器44の伸張時には制御部45によってポンプPから
可撓性のチューブ56を通して空気が容器44内に導入
され、収縮時には容器44内の空気は排出される。
Next, the expandable container 44 will be described.
The expandable container 44 has a bag shape made of, for example, an organic material, and its expansion and contraction are controlled by the control unit 45.
When the container 44 is expanded, air is introduced into the container 44 from the pump P by the control unit 45 through the flexible tube 56, and when contracted, the air in the container 44 is discharged.

【0038】次に他の実施例について、図6に従って説
明する。図6は、放射線受像装置43,放射線発生装置
43’,伸縮する容器44,可撓性のチューブ56,放
射線装置用保持具61及びアーム62を除けば図4に示
した装置と構造的には同じであるので、他の構成要素は
省略してある。容器44は放射線受像装置43上に装着
されている。放射線受像装置43,容器44及びチュー
ブ56は保持具61によってアプリケータ46の軸C2
を中心に回転可能である。放射線装置の軸C3 は常に治
療用超音波の焦点F上にあり、アプリケータ46の軸C
2 に対して所定の角度で傾いている。ピエゾ素子群1
は、図3(b)の斜線で示したように円周方向に穴があ
いており、放射線受像装置43及び発生装置43’の軸
3 はその穴の中心に沿って円周方向に動かせるように
なっている。さらに、放射線の撮影時には容器44は制
御部45によってチューブ56を介して空気が導入され
図3(b)に示すように膨らみ、治療用超音波照射時に
は、容器44の内部の空気は排出されてしぼむ。このよ
うに放射線装置をアプリケータの外に配置することで、
放射線受像装置(あるいは発生装置)による治療用超音
波の散乱を避けることができる。また、放射線装置の軸
3 が治療用超音波の焦点Fに一致したままアプリケー
タ46の軸C2 を中心に回転可能なので2方向撮影で3
次元位置を決定できる。また、肋骨などの障害物のため
に治療目標をうまく描出できない場合は放射線装置の軸
3 を回転して障害物を避けることができ、常に治療目
標の描出が可能となる。
Next, another embodiment will be described with reference to FIG. 6 is structurally similar to the device shown in FIG. 4 except for the radiation image receiving device 43, the radiation generating device 43 ′, the expandable container 44, the flexible tube 56, the radiation device holder 61 and the arm 62. The other components are omitted since they are the same. The container 44 is mounted on the radiation image receiving device 43. The radiation receiving device 43, the container 44, and the tube 56 are attached to the axis C 2 of the applicator 46 by the holder 61.
It is possible to rotate around. The axis C 3 of the radiation device is always on the focus F of the therapeutic ultrasound and the axis C 3 of the applicator 46 is
It is inclined at a predetermined angle with respect to 2 . Piezo element group 1
, The axis C 3 shown in FIG. 3 (b) is a hole in the circumferential direction as indicated by oblique lines, the radiation image receiving device 43 and the generator 43 'move circumferentially along the center of the hole It is like this. Further, when the radiation is imaged, the container 44 is inflated by the control unit 45 through the tube 56 and swells as shown in FIG. 3B, and the air inside the container 44 is discharged during the irradiation of therapeutic ultrasonic waves. Deflate. By arranging the radiation device outside the applicator in this way,
It is possible to avoid scattering of therapeutic ultrasonic waves by the radiation image receiving device (or the generating device). Further, since the axis C 3 of the radiation apparatus can be rotated around the axis C 2 of the applicator 46 while keeping the focal point F of the therapeutic ultrasonic wave at the center F, it is possible to perform 3 in 2 direction imaging
Dimensional position can be determined. Further, when the treatment target cannot be drawn well due to obstacles such as ribs, the axis C 3 of the radiation apparatus can be rotated to avoid the obstacle, and the treatment target can always be drawn.

【0039】実際の位置合わせの手順は以下のようにな
る。放射線画像に写っている治療目標をアプリケータ4
6の軸上に一致させるために必要なアプリケータ46の
移動量を電子計算機63によって計算し、その計算値に
従ってアプリケータ46の軸C2 が治療目標に一致する
までの移動機構64によってアプリケータ46を移動し
たのち、軸5に平行に移動して焦点位置を治療目標に一
致させる。
The actual alignment procedure is as follows. Applicator 4 for the treatment target shown in the radiographic image
6, the amount of movement of the applicator 46 required to match on the axis of 6 is calculated by the electronic calculator 63, and the movement mechanism 64 until the axis C 2 of the applicator 46 matches the treatment target according to the calculated value. After moving 46, it moves parallel to the axis 5 to bring the focus position to match the treatment target.

【0040】なお、超音波画像描出用プローブ41も実
施例の1で説明したように治療用超音波の焦点に一致さ
せたまま移動可能である。図7は、放射線画像および超
音波画像が表示されている例であり、放射線画像と超音
波画像を並列することによって、体内の結石の位置が簡
単に把握できるようになっている。図7bは、画面上で
点線で示されているように治療用超音波の伝播経路が超
音波画像に対してある角度を持っている場合であるが、
このように衝撃波伝播経路を点線で示すことにより超音
波画像と衝撃波伝播経路の相対位置関係がただちにわか
るようになっている。
The ultrasonic image drawing probe 41 can also be moved while being aligned with the focal point of the therapeutic ultrasonic wave as described in the first embodiment. FIG. 7 is an example in which a radiographic image and an ultrasonic image are displayed. By arranging the radiographic image and the ultrasonic image in parallel, the position of the calculus in the body can be easily grasped. FIG. 7b shows a case where the propagation path of the therapeutic ultrasonic wave has an angle with respect to the ultrasonic image as indicated by a dotted line on the screen.
In this way, by showing the shock wave propagation path by the dotted line, the relative positional relationship between the ultrasonic image and the shock wave propagation path can be immediately understood.

【0041】なお、第2発明では、いずれも超音波プロ
ーブ41を衝撃波伝播経路内に配置したがこれにこだわ
ることはなく、治療目標が確認できる位置であればどこ
でもよい。
In each of the second inventions, the ultrasonic probe 41 is arranged in the shock wave propagation path, but the ultrasonic probe 41 is not limited to this and may be located at any position where the treatment target can be confirmed.

【0042】[0042]

【発明の効果】第1の発明によれば、操作者が連続的に
煩雑な制御をしなくても結石の状況に応じて最適な衝撃
波の性状で治療を行うことができ、治療効率及び安全性
が向上する。
According to the first aspect of the present invention, the operator can perform treatment with optimal shock wave properties according to the condition of stones without the need for continuous and complicated control, and the treatment efficiency and safety. The property is improved.

【0043】また、第2の発明によれば、治療用アプリ
ケータの軸と所定の角度をなし且つ治療用アプリケータ
の焦点と一致した軸を持つことを特徴とする移動可能な
超音波画像描出用プローブと放射線装置により、アプリ
ケータを移動しなくてもアプリケータ内部超音波プロー
ブまたは放射線装置を移動させることにより、肋骨など
の障害物に影響されずに明瞭な超音波が像または放射線
画像を確実に描出できるので、3次元的に、迅速かつ容
易な位置合わせが可能となる。
According to the second aspect of the invention, the movable ultrasonic image drawing is characterized by having an axis that makes a predetermined angle with the axis of the therapeutic applicator and that coincides with the focus of the therapeutic applicator. By moving the ultrasonic probe or the radiation device inside the applicator without moving the applicator, a clear ultrasonic image can be obtained without being affected by obstacles such as ribs. Since the image can be drawn with certainty, it is possible to perform quick and easy alignment in three dimensions.

【0044】また、治療用音響的エネルギの照射にとも
ない治療目標が微妙に移動して治療目標が明瞭に描出で
きなくなったとしても、治療用超音波プローブのみを動
かすことにより治療目標をリアルタイムで明瞭に描出で
きる。その結果、治療中に治療用アプリケータを動かす
ことがなくなるので、治療前後で同じ位置及び角度で放
射線像を撮影でき、よって、治療効果の比較が容易にな
る。
Further, even if the treatment target is delicately moved due to the irradiation of the acoustic energy for treatment and the treatment target cannot be clearly displayed, the treatment target is made clear in real time by moving only the treatment ultrasonic probe. Can be depicted. As a result, since the treatment applicator is not moved during the treatment, it is possible to capture the radiation image at the same position and the same angle before and after the treatment, and thus it is easy to compare the treatment effects.

【0045】さらに、伸縮する容器を放射線装置の軸上
且つ治療用音響的エネルギの伝播部内に形成し、放射線
装置を上記伝播部外に設置することにより、放射線発生
装置(あるいは受像装置)を脱着しなくても治療用音響
的エネルギを散乱させることがなくなるので、装置の操
作性及び治療用音響的エネルギの利用効率を向上するこ
とができる。
Further, by expanding and contracting the container on the axis of the radiation device and inside the propagating portion of the therapeutic acoustic energy, and disposing the radiation device outside the propagating portion, the radiation generating device (or the image receiving device) is attached and detached. Even if it is not performed, the therapeutic acoustic energy is not scattered, so that the operability of the device and the utilization efficiency of the therapeutic acoustic energy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1発明の一実施例に係る超音波治療装置の
構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic therapeutic apparatus according to an embodiment of the first invention.

【図2】 第1発明の他の実施例に係る超音波治療装置
の構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic therapeutic apparatus according to another embodiment of the first invention.

【図3】 図2における反射超音波の受信波形を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a received waveform of reflected ultrasonic waves in FIG.

【図4】 第2発明の一実施例に係る超音波治療装置の
構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an ultrasonic therapeutic apparatus according to an embodiment of the second invention.

【図5】 図4における画像描出用超音波プローブの詳
細を示す図。
5 is a diagram showing details of the ultrasonic probe for image drawing in FIG.

【図6】 第2の発明の他の実施例に係る超音波治療装
置の構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic therapy apparatus according to another embodiment of the second invention.

【図7】 第2発明における放射線画像及び超音波画像
の表示例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a display example of a radiation image and an ultrasonic image in the second invention.

【図8】 従来の治療装置を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a conventional treatment apparatus.

【図9】 従来の治療装置を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a conventional treatment apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ピエゾ素子群 2…水袋 4…駆動回路群 5…アッテネータ 7、23…高電圧電源 8…制御回路 10…ゲート回路 11…ピーク値検出回路 12…結石判定回路 13…スプクトラムアナライザ 14…破砕度計測回路 21…切り換えスイッチ 22…低電圧電源 24…信号分析回路 41…超音波描出用プローブ 42…保持具 43…放射線受像器 43’…放射線発生器 44…伸縮容器 45…伸縮容器制御部 46…アプリケータ 47…放射線画像表示部 47’…超音波画像表示部 48…入力部 49…コントローラ 50…アプリケータ移動手段 51a,51b…モータ 51…支柱 53…ラックピニオン 54…可動台 55…ベルト 56…チューブ 61…放射線装置用保持具 62…アーム 63…電子計算機 64…移動機構 1 ... Piezo element group 2 ... Water bag 4 ... Drive circuit group 5 ... Attenuator 7, 23 ... High voltage power supply 8 ... Control circuit 10 ... Gate circuit 11 ... Peak value detection circuit 12 ... Stone determination circuit 13 ... Spectrum analyzer 14 ... Fragility measuring circuit 21 ... Changeover switch 22 ... Low voltage power supply 24 ... Signal analysis circuit 41 ... Ultrasonic imaging probe 42 ... Holding tool 43 ... Radiation imager 43 '... Radiation generator 44 ... Expansion container 45 ... Expansion container control unit 46 ... Applicator 47 ... Radiation image display section 47 '... Ultrasonic image display section 48 ... Input section 49 ... Controller 50 ... Applicator moving means 51a, 51b ... Motor 51 ... Strut 53 ... Rack and pinion 54 ... Movable stand 55 ... Belt 56 ... Tube 61 ... Radiation device holder 62 ... Arm 63 ... Computer 64 ... Moving mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 義治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiharu Ishibashi 1 Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated Toshiba Research and Development Center

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 音響的エネルギー発生手段からの音響的
エネルギーを患者体内の対象物に照射して破砕治療する
超音波治療装置において、 前記音響的エネルギー発生手段は、前記対象物近傍に測
定用音響的エネルギーを送信し、かつ、前記測定用音響
的エネルギーに対応する反射波を受信可能であって、前
記受信された反射波に基づいて前記対象物近傍の物理的
状態を解析する手段と、この手段に基づいて音響的エネ
ルギーの性状を変化させる手段とからなることを特徴と
する超音波治療装置。
1. An ultrasonic therapy apparatus for irradiating and crushing an object in a patient with acoustic energy from the acoustic energy generating means, wherein the acoustic energy generating means includes a measuring sound near the object. Means for transmitting a physical energy and capable of receiving a reflected wave corresponding to the acoustic energy for measurement, and analyzing a physical state in the vicinity of the object based on the received reflected wave, and And a means for changing the property of acoustic energy based on the means.
【請求項2】 前記対象物近傍の物理的状態を解析する
手段は、前記対象物の径の大きさを計測する手段である
ことを特徴とする請求項1記載の超音波治療装置。
2. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 1, wherein the means for analyzing the physical state near the object is a means for measuring the diameter of the object.
【請求項3】 前記対象物近傍の物理的状態を解析する
手段は、前記対象物の前記衝撃波進行方向に対して手前
側の生体組織の存在を判別する手段であることを特徴と
する請求項1記載の超音波治療装置。
3. The means for analyzing a physical state in the vicinity of the target object is a means for determining the presence of a living tissue on the front side of the target object in the traveling direction of the shock wave. 1. The ultrasonic therapy device according to 1.
【請求項4】 前記対象物近傍の物理的状態を解析する
手段は、前記対象物の種類を判別する手段であることを
特徴とする請求項1記載の超音波治療装置。
4. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 1, wherein the means for analyzing the physical state near the target object is a means for determining the type of the target object.
【請求項5】 前記音響的エネルギーの性状を変化させ
る手段は、焦点サイズ、音響的エネルギー量又は焦点位
置のうち、すくなくとも一つであることを特徴とする請
求項1記載の超音波治療装置。
5. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 1, wherein the means for changing the property of the acoustic energy is at least one of a focus size, an acoustic energy amount or a focus position.
【請求項6】 音響的エネルギー発生手段からの音響的
エネルギーを患者体内の結石等の対象物に照射して破砕
治療する超音波治療装置において、 前記患者体内を放射線撮像可能な放射線撮像手段と、 前記音響的エネルギー発生手段の焦点位置の超音波画像
を撮像可能な超音波撮像手段と前記放射線撮像手段若し
くは前記超音波撮像手段又はこれらの手段を移動可能に
保持する移動手段とからなることを特徴とする超音波治
療装置。
6. An ultrasonic therapy apparatus for irradiating an object such as a stone in a patient's body with acoustic energy from the acoustic energy generating means for fragmentation treatment, and a radiation imaging means capable of radiographically imaging the inside of the patient's body. It is characterized by comprising an ultrasonic image pickup means capable of picking up an ultrasonic image of a focal position of the acoustic energy generating means, and the radiation image pickup means or the ultrasonic image pickup means or a moving means for movably holding these means. Ultrasonic therapy device.
【請求項7】 前記超音波撮像手段は、前記音響的エネ
ルギーの伝搬経路内に設けられていることを特徴とする
請求項6記載の超音波治療装置。
7. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 6, wherein the ultrasonic imaging unit is provided in a propagation path of the acoustic energy.
【請求項8】 前記放射線撮像手段は、前記音響的エネ
ルギーの伝搬経路内に設けられていることを特徴とする
請求項6記載の超音波治療装置。
8. The ultrasonic therapeutic apparatus according to claim 6, wherein the radiation imaging unit is provided in a propagation path of the acoustic energy.
【請求項9】 前記放射線撮像手段は、前記音響的エネ
ルギーの伝搬経路外に設けられ、前記音響的エネルギー
の伝搬経路と前記放射線撮像手段からの放射線の伝搬経
路とを空間的に分離する手段を有する請求項6記載の超
音波治療装置。
9. The radiation imaging means is provided outside the propagation path of the acoustic energy, and spatially separates the propagation path of the acoustic energy and the propagation path of radiation from the radiation imaging means. The ultrasonic treatment apparatus according to claim 6, which has.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005031117A1 (en) * 2005-07-04 2007-01-11 Siemens Ag Method and device for determining an operating parameter of a shockwave source
JP2013507165A (en) * 2009-10-12 2013-03-04 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Magnetic resonance imaging system and method for detecting bubbles

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