JPH0710262B2

JPH0710262B2 - 超音波治療装置

Info

Publication number: JPH0710262B2
Application number: JP61237836A
Authority: JP
Inventors: 聡相田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-10-08
Filing date: 1986-10-08
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPS6392342A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、生体内の結石あるいは癌を体外から音波を
与える事により治療を行う超音波治療装置に関する。

（従来の技術）生体内では腎臓尿管、膀胱、胆のう等に結石を作る事が
多く、これら結石を患者に対して無侵襲に破砕除去する
方法が研究されて来た。そして近年、ESWL（Extracorpo
real Shock Wave Lithotripsy）と呼ばれる方法が考察
され、腎臓及び上部尿路の結石に対し多く用いられる様
になった。このESWLは体外で放電又は爆薬により発生さ
せた衝撃波を反射鏡を用い体内の結石に集中させ、その
エネルギーで粉々に破砕する方法である。しかしこの方
法では、高価な電極を多数用いなければならない等、保
守性に問題があり、これを改善する為に超音波振動子を
球殻状に配置し、パルス駆動を行う方法が提案されてい
る（特開昭60−145131）。

この方法においては圧電変換素子の振動が破砕エネルギ
源であり前者の放電、爆薬に対して比較的弱い音波しか
発生し得ない。その為超音波振動子を大面積にし、そこ
からの収束効果により前記ESWLとほぼ同様の音圧を得る
事を可能にしている。

ところが大面積で凹面単板の圧電変換素子は製作が非常
に困難であり、かつ、電気的な負荷として大きくなり過
ぎるため、駆動回路の実現が難しく、結局、小面積の圧
電変換素子を多数（300〜400個）用いる方法をとってい
る。

しかし実際この装置において、個々の振動子は非常に強
力なパルスで駆動されるため、キャビテーション等によ
る破損が起こり易い状態になっている。また、パルス駆
動回路側も強力な駆動を行なうため破損の確率が高くな
っている。このような状況で300〜400個ものチャンネル
（振動子＋駆動回路を示す）で破砕用パルス波を出すた
めどれかのチャンネルが停止する確率も高く。その数が
多くなると患者に対し十分な治療効果が得られなくな
る。またその場合でも操作者は同様の治療効果を得よう
とするため、他の故障していないチャンネルに過負荷を
かけてしまう事が想像され、他チャンネルの破損はより
進んでいく。

また、同様の装置は生体内の癌組織（特に深部癌）を超
音波で加圧治療するハイパーサーミアにも用いられるた
め同治療用装置にも同様の問題が存在する。従って故障
の有無および故障チャンネルを早期に検知することが重
要である。

（発明が解決しようとする問題点）このように超音波治療用の多チャンネル圧電変換素子は
破損しやすくかつ１チャンネルでもその破損を放置して
おくと他チャンネルの破損が誘起され、十分な治療効果
が得られなくなるという問題がある。

本発明は故障を起こしたチャンネルを発見し操作者に対
しその存在またはチャンネルを知らせることのできる超
音波治療装置を提供する事を目的としている。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために、本発明は焦点領域を形成
するように配置された複数の超音波振動子と該振動子を
駆動した治療用超音波を出させる複数の駆動回路と、前
記焦点領域の位置決め用画像装置からなる治療装置にお
いて前記振動子と駆動回路からなる複数の送信チャネル
の動作特性を測定する手段と、この計測された値を設定
値と比較する手段と、この比較結果から前記計測値が設
定値以外であった場合にこれを通報する手段とを有する
事を特徴とする超音波治療装置を提供する。

（作用）このような構成によると、送信チャンネルの振動子の動
作特性が計測され、その計測値が設定値（正常動作時の
値）と比較される。そしてその結果、計測値と異なって
いたならば、その振動子は故障していると判定され操作
者にその旨通報される。

従って振動子の故障を自動的に検知することができる。

（実施例）以下本発明を結石破砕装置に適用した実施例を図面を用
いて説明する。

破砕用アプリケータ１は複数（ｎ個）の圧電振動子1₀,1
₁,1₂,…1nからなり、内側は共通に接地されており外側
がそれぞれ駆動回路2₀,2₁,2₂…2nに接続されている。こ
こでアプリケータ１は球殻状をなし幾何学的焦点を有し
ている。アプリケータ１の中央部には画像用プローブ３
が配置され、アプリケータ１の焦点を含む平面の断面像
を得るために用いられる。

まず通常の結石破砕時の動作を説明する。

制御回路４から出たパルスはメカニカルセクタ方式の画
像用プローブ３のスキャン用モータ（図示せず）の動き
を制御する。また該パルスは同時に、パルスエミッタ５
を駆動し、複数個の超音波パルスを出させ画像用プロー
ブ３を駆動する。こうして画像用プローブ３から扇状の
放射された超音波パルスは生体内で反射され該プローブ
に受信される。受信された信号はアンプ６を通し、スイ
ッチ７（１の位置）を通りデジタルスキャンコンバータ
８に入りモニタ９上に扇状の断層像（セクタ像）として
抽出される。

この時アプリケータ１の焦点の位置は画像上の一点に固
定されておりそこではマーカーが表示される。操作者は
この断層像を見て結石を探し、マーカーと結石が一致す
る様にアプリケータ１及びプローブ３を移動させる。制
御回路４からはもう１つのパルスが出されており、スイ
ッチ回路30（通常は全部ON）を通し、アンプ部2₀〜2nに
入り、それぞれ同時に破砕用駆動パルスを放出し圧電振
動子群1₀〜1nを駆動し超音波パルスが放射される。この
各々のパルスはアプリケータ１の幾何焦点に集まり、そ
こに存在する結石を破砕しその状態も超音波断層像にて
確認する。ここでの画像用パルスの送受と破砕用パルス
の送信のタイミングについては前記特開昭60−145131に
記載されているように公知であり、その説明は省略す
る。

次に本発明の特徴であるチェックモードの動作を説明す
る。操作者はチェックモードにするため外部トリガー41
よりパルスを出す。該パルスは制御回路４に入り画像用
プローブ３のモータを中央部で停止するように制御信号
を送る。また同じ信号がパルスエミッタ５の発振を停止
させる。またトリガ41よりのパルスはスイッチ７を切り
換えIIの位置ににセットすると同時に、スイッチ回路30
に入る。ここでスイッチ回路30は、全スイッチ30₁〜30n
をON状態からOFFに戻し、30₀により順に１つずつONにし
て行く。スイッチの切換のタイミングは制御回路４から
のパルス（通常動作と同じ）に同期している。したがっ
て駆動回路2₀〜2nが順に１パルスずつ駆動され振動子1₀
〜1nから順に超音波パルスが放射される事になる。

普通チェックモード時は水袋42を生体から外しておくか
又は水槽につけ、焦点位置に反射体（図示せず）を置
く。

このため放射された超音波パルスは水袋42の内壁又は反
射体より反射され画像用プローブ３に受信される。受信
された信号はアンプ６を通りスイッチ７により比較回路
43に送られる。

比較回路43では受信信号がピークホールドされ、プリセ
ットされた基準電圧Vvefと比較される。この電圧は振動
子、駆動回路がともに正常に動作している時の信号値よ
りやや低目にセットしてある。

ここで受信信号が基準電圧より低い時のみそのチャンネ
ルの故障と判断し比較回路43は信号を表示回路44に送
る。この時表示回路44にはスイッチ回路30より駆動され
ている振動子に対応するアドレス信号が送られて来てお
り比較回路43からの信号によりその振動子の番号あるい
は部位をディスプレイ45に表示する。

本実施例において、画像用プローブはメカニカルセクタ
であったがリニアアレイあるいは他のＢモード方式でも
かまわない。

また比較回路43の比較値はブリセットではなく、外から
入力、調整しても良い。またディスプレイ45はモニター
９で代用してもかまわない。

さらに故障を報知する際、所定数以上の故障がある時、
警報を音又は光などで行う事も出来る。またトリガ回路
41をタイマ（図示せず）で起動させチエックモードが所
定時間毎に自動的に行なわれるようにする事も出来る。

本発明の他の実施例を第２図に示す。図中第１図と同じ
構成に関しては同じ番号が付してある。通常の結石破砕
モードは第１の実施例と同じである。チェックモード時
は操作者がトリガー回路41よりパルスを出す。これによ
り通常OFFのスイッチ回路50が所定時間毎に駆動回路2₀
〜2nの出力に順次つながれて行く。こうして各駆動回路
の駆動電圧は比較回路43に入力されピークホールドされ
る。そして回路内にプリセットされた電圧と比較され低
いあるいは高い時は表示回路44に出力される。ここでス
イッチ回路50からのアドレス信号を読みディスプレイ45
に故障の個所を表示する。

本実施例においては駆動回路出力のみで判断するので主
に駆動回路の故障、または大きな入力インピーダンスの
変化を伴うような振動子の故障を検知する。

本発明のさらに他の実施例を第３図に示す。

通常の破砕モードは第１の実施例と同じである。チェッ
クモード時、操作者はトリガー回路41よりパルスを出
す。これにより制御回路４はメカニカルセクタのモータ
を中央部で停止させる。但しパルスエミッタ５の駆動は
続ける。また駆動回路2₀〜2n、の駆動信号も停止する。

ここでトリガー回路41によりスイッチ回路80がOFF状態
から各端子を順次スキャンを行う。ここの各端子には画
像用プローブ３より放射され破砕用振動子1₀〜1nから受
信された信号がアンプ6₀〜6n、ピークホールド7₀〜7nを
通して送られてきている。各信号は比較回路43において
ブリセットされた値と比較され、小さい場合、表示回路
44に信号を送る。表示回路44では、スイッチ回路80より
送られるアドレス信号を読みとり故障の部位をディスプ
レイ45に表示する。

本実施例においてはチャンネルを受信として使用してい
るため主に振動子の破損又は出力インピーダンスが大幅
に変わるような駆動回路の故障を検知する。

前記実施例においてチェック用の振動子は画像用プロー
ブで兼用しているが、専用の振動子を設置してもかまわ
ない。その場合位置決めがＸ線装置であっても良い。

以上の実施例では結石破砕装置に関して述べたが、ハイ
パーサーミア装置にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は多数の送信チャンネルを
持つ超音波破砕装置において故障しているチャンネルを
迅速かつ確実に発見するものであり、これにより早期か
つ容易なメインテナンスが可能となり、常に十分な破砕
用パワーを安定に供給する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る構成図、第２図および第
３図はそれぞれ他の実施例に係る構成図である。１……治療用アプリケータ、1₀〜1n……治療用超音波振
動子、2₀〜2n……駆動回路、３……画像用プローブ、４
……制御回路、５……パルスエミッタ、６……アンプ、
８……デジタルスキャンコンバータ、９……モニタ、30
……スイッチ回路、41……トリガ回路、42……水袋、43
……比較回路、44……表示回路、45……ディスプレイ、
50,80……スイッチ回路、6₀〜6n……アンプ、7₀〜7n…
…ピークホールド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焦点領域を形成するように配置された複数
の超音波振動子と、該振動子を駆動し治療用超音波を出
させる複数の駆動回路と、前記焦点領域の位置決め用画
像装置からなる治療装置において、前記振動子と駆動回
路からなる複数の送信チャネルの動作特性を測定する手
段と、この計測された値を設定値と比較する手段と、こ
の比較結果から前記計測値が設定値以外であった場合に
これを通報する手段とを有する事を特徴とする超音波治
療装置。
【請求項２】位置決め用画像装置がＢモード超音波プロ
ーブである事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
超音波治療装置。
【請求項３】位置決め用画像装置がＸ線透視装置である
事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波治療
装置。
【請求項４】動作特性を測定する手段は、各チャネルを
順次駆動させる手段と、送信された超音波信号を受信す
る手段と、該信号とチャネルを対応させる手段より成る
事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波治療
装置。
【請求項５】前記受信する手段が前記位置決め用Ｂモー
ド超音波プローブである事を特徴とする特許請求の範囲
第４項記載の超音波治療装置。
【請求項６】前記動作特性を測定する手段は、駆動回路
の出力電圧を測定する手段からなる事を特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の超音波治療装置。
【請求項７】前記動作特性を測定する手段は、テスト用
超音波パルスを送信する手段と、前記複数の超音波振動
子の受信信号を抽出する手段とからなる事を特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の超音波治療装置。
【請求項８】テスト用超音波パルスを送信する手段が、
前記位置決め用Ｂモード超音波プローブである事を特徴
とする特許請求の範囲第７項記載の超音波治療装置。
【請求項９】通報する手段はテレビモニターであり、該
当チャネルの番号又は部位を表示する事を特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の超音波治療装置。
【請求項１０】通報する手段は、設定値と該当チャネル
数を比較する手段と該当チャネル数が設定値以上であっ
た時、警報を発する手段よりなる事を特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の超音波治療装置。