JPH072167B2 - 衝撃波治療装置 - 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） 従来の超音波治療装置としては、被検体の被破砕物の破
砕用超音波の集束点を形成する超音波トランスジューサ
と、前記被検体の断層像データを収集する超音波トラン
スジューサとを備えているのが通常である。そして治療
を施す際には、まず断層像データを収集する超音波トラ
ンスジューサにより患部（被破砕物）の様子を表示部上
に表示させ、次にこの表示画像を観察しながら被破砕物
たる結石等を破砕用超音波の送波により破砕する治療を
施していた。この場合、前記表示部上には破砕用超音波
の集束点を示すマーカが断層像と共に表示され、このマ
ーカを被破砕物に一致させて、この状態で超音波パルス
を該マーカで示す部位に発射して結石等の破砕を行うよ
うにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、該表示部上では上記被破砕物（患部）を見つ
け出すことが困難であり、さらに衝撃波の焦域に患部を
一致させることも困難であった。また、衝撃波の照射中
におけるモニタリングも困難であり、被破砕物が衝撃波
によって破砕されたかどうかの判定も難しいといった問
題点があった。

またさらに、被破砕物を破砕するほどの強力なエネルギ
を有する超音波を患部以外に送波したのでは、患部の治
療を行うことができないばかりか、正常な組織を破壊す
ることになりかねないという問題もあった。

そこで本発明は上記事情を考慮してなされたものであ
り、正常な組織と患部組織（被破砕物）との識別が容易
な衝撃波治療装置の提供を目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明は、被検体の被破砕物
の破砕用衝撃波の集束点を形成する衝撃波トランスジュ
ーサと、前記被検体の断層像データを収集する超音波ト
ランスジューサと、この収集された断層像を表示する表
示部とを有する衝撃波治療装置において、前記集束点の
座標に基づいて該集束点を中心とする一定範囲の関心領
域を自動的に計算し、関心領域マーカを表示する手段
と、前記断層像の拡大表示を任意に指示する手段と、こ
の拡大表示の指示により前記断層像データ収集に当っ
て、前記関心領域内のデータのみを走査線密度を増大さ
せて詳細断層像データを収集する手段と、このようにし
て得られた詳細断層像データを拡大処理して表示する手
段とを備えたことを特徴とするものである。

（作 用） 上記目的を達成するための本発明の作用は、表示部上に
表示された集束点の座標に基づいて集束点を中心とする
一定範囲に関心領域が自動的に設定される。次に拡大指
示が行われると、この関心領域について超音波の走査線
密度を増大させて詳細な断層像データを収集する。そし
て、この収集された断層像データを拡大処理して表示部
上に表示している。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は一実施例衝撃波治療装置の構成ブロック図であ
る。尚、本実施例では衝撃波として超音波を用いた実施
例について説明する。

同図において衝撃波治療装置は、後に詳述する被検体の
被破砕物の破砕用衝撃波の集束点を形成する衝撃波トラ
ンスジューサ15及びこの衝撃波トランスジューサ15が形
成する衝撃波送波領域と異なる音場領域を形成する超音
波を送受波する超音波トランスジューサ16を含んで構成
された衝撃波アプリケータ17と、衝撃波トランスジュー
サ15に対しパルス信号を送出するパルサ18と、後述する
システムコントローラ22の制御に基づくコントローラ23
を介して前記超音波トランスジューサ16に対しパルス信
号を送出して該超音波トランスジューサ16が多段フォー
カスをかけたセクタスキャン及び狭角セクタスキャンを
行うように励振し、この各セクタスキャンに基く超音波
トランスジューサ16からのエコー信号を受信する送受信
回路19と、この送受信回路19の出力信号を入力してこれ
に振幅検波を施してビデオ信号として信号変換系21に送
出する信号処理回路20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を中心として構成されたシス
テムコントローラ22と、このシステムコントローラ22に
制御され前記送受信回路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、前記システムコントロー
ラ22により制御され送受信回路19,信号処理回路20の出
力信号に対し信号変換処理等を行うフレームメモリ，ラ
インメモリ等を有して構成される信号変換系21と、この
信号変換系21の出力信号を基に超音波トランスジューサ
16によるセクタ状の音場領域25,被検体の腎臓像、腎結
石像等とともに、衝撃波トランスジューサ15から送波さ
れる破砕用衝撃波の集束点を示す集束点マーカ26及び関
心領域マーカ14等を表示するTVモニタ等を含む表示部27
と、被検体の一部、例えば手足等に接触可能に形成さ
れ、被検体の心拍又は呼吸等を示す被検体信号を前記シ
ステムコントローラ22に送る被検体信号検出素子28と、
前記パルサ18から衝撃波トランスジューサ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システムコ
ントローラ22に接続され、パルスの送信開始を指示する
スイッチ（図示しない）を備えたパルス発生スイッチ29
と、前記衝撃波トランスジューサ15に対する超音波トラ
ンスジューサ16の相対的位置関係を調整する位置コント
ローラ30と、表示部に表示された関心領域マーカ14で表
示される領域を拡大／標準表示の指示を与える２つのス
イッチ（図示しない）を備えた表示指示部31等を有して
構成されている。

ところで、本実施例において前記システムコントローラ
22は前述した機能の他、破砕用衝撃波の集束点を含む領
域に関心領域を設定する手段22aとしての機能と、前記
超音波トランスジューサから送受波される超音波の走査
線密度を増大させて前記関心領域内の詳細断層像データ
を収集制御する手段22bとしての機能と、該断層像デー
タを拡大処理して表示部上に表示制御する手段22cとし
ての機能とを備えている。

次に前記衝撃波アプリケータ17について第２図乃至第４
図を参照して詳述する。

まず第２図において衝撃波アプリケータ17は、被検体32
内に被破砕物例えば腎結石を破砕する破砕用衝撃波（例
えば強力なエネルギの超音波パルス）の集束点41aを形
成する衝撃波トランスジューサ15と、この衝撃波トラン
スジューサ15の超音波送波面15a側に設けられた水槽33
と、前記衝撃波トランスジューサ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、
かつ被検体表面32S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を形成し該被検体32
の段層像データを収集する超音波トランスジューサ16と
を有して構成されている。

前記衝撃波トランスジューサ15は、一定の曲率からなる
凹面振動子と、この背面に一様に接着したバッキング材
（いずれも図示しない）とを備えてなるものである。そ
してこの衝撃波トランスジューサ15の中央には超音波ト
ランスジューサ16がトランスジューサ支持駆動部36を介
し矢印Ｂ方向で移動可能に取り付けられている。

このトランスジューサ支持駆動部36は前述した位置コン
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たもので
ある。

ところで、衝撃波トランスジューサ15の超音波送波面15
a側には、前述したように内部に衝撃波伝達液として水
を満した水槽33が設けられている。

図示水槽33は、衝撃波トランスジューサ15の外径寸法値
とほぼ等しい略有底円筒状又は円錘台状からなるもので
ある。そしてその側面には矢印Ｂ方向あるいはその方向
と所定角度内で伸縮できる蛇腹33aが形成されており、
また、その底部37は水とほぼ等しい音響インピーダンス
からなる薄膜としている。このような水槽33の詳細を第
３図に示す。

同図に示すようにその底部37の中央には、超音波トラン
スジューサ16の超音波送受波面16aの側面形状に対応し
て形成した切欠部37aが形成されており、本実施例にお
いてはこの切欠部37aと超音波トランスジューサ16の超
音波送受波面16aの側面とは溶着あるいは接着されて固
定されている。また、この構成から超音波送受波面16a
は薄膜とともに被検体表面32Sと直接接触する。尚、本
実施例においては蛇腹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33aを構成する材質あるいは補助具等を適
宜設定するなどすればよい。尚、第４図は第２図に示す
衝撃波アプリケータ17の外観斜視図である。

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、第２図に38で示した腎臓内の腎結石39を破砕治
療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槽33を被
検体32の表面32S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21を制御して超音波トラン
スジューサ16を駆動し、第５図（ｂ）に示す表示部27の
画面上に被検体の断層像を表示させる。

この場合、表示部27上にはシステムコントローラ22から
信号変換系21に送受信される信号に基づいて衝撃波トラ
ンスジューサ15の衝撃波に対応する集束点マーカ26がそ
れぞれ固定された位置に表示されるとともに、リアルタ
イムで表示される被検体32の断層像は衝撃波アプリケー
タ17の移動に伴ってその表示部位が変化する。

そして、腎結石像39が断層像内に描写された段階でさら
に衝撃波アプリケータ17を微調整して、その腎結石像39
に前記集束点マーカ26が一致するように設定し、この状
態で衝撃波アプリケータ17を固定する。

前記破砕用衝撃波の集束点を含む領域に関心領域を設定
する手段22aとしてのシステムコントローラ22は、前記
設定の終了により幾何学的計算から求められる集束点の
座標に基づき、この座標点を中心とする一定領域に関心
領域を設定する。同時に本実施例では表示部27上に表示
される集束点マーカ26を中心として前記関心領域に対応
する関心領域マーカ14を表示させている。

この表示部27上に表示された断層像を見てオペレータは
前記パルス発生スイッチ29を操作して該集束点41aに向
けて衝撃波を送波することになる。ところが、被破砕物
39が非常に小さい場合あるいは不鮮明な場合等ではこの
ままでは不明瞭な場合がある。すなわち、集束点マーカ
26が被破砕物39に正しく一致しているか否かが明瞭でな
い場合等である。そこで、このような場合には前記表示
指示部31から拡大表示を指示することになる。

ところで、システムコントローラ22は前記超音波トラン
スジューサ16から送受波される超音波の操作線密度を増
大させて前記関心領域内の詳細断層像データを収集制御
する手段22bとしての機能を有している。

すなわち第５図（ａ）に示すように、通常は超音波トラ
ンスジューサ16（図示しない）から送受波されるＭ本の
走査線はＩ乃至IVからなる４段の送受信フォーカスをか
けつつセクタ状に走査されている。この場合、集束点
（図示しない）を含む関心領域14′は、Ｍ本の走査線の
うち中心部のＮ本の走査線（Ｍ＞Ｎ）により該関心領域
14′の断層像データを得るようにしている。この時に表
示部27上に表示される画像は第５図（ｂ）に示すもので
ある。

また、前記表示指示部31の拡大表示スイッチの押下があ
れば、Ｍ本からなる走査線の走査角度を同図に45で示す
ような狭角として、関心領域14′内を、４段の送受信フ
ォーカスをかけたＭ本の走査線を用いて断層像データを
収集するようにしている。この時の関心領域14′内の走
査線の状態を第６図（ａ）に示す。このようにして関心
領域内14′の断層像データを詳細に収集することができ
るようになる。

一方、該断層像データを拡大処理して表示部27上に表示
制御する手段22cとしてのシステムコントローラ22は、
前記表示指示部31の拡大表示スイッチの押下に基づき前
述したように収集された１フレーム分の断層像データ
（上記関心領域内の断層像データ）をラインメモリを介
してフレームメモリに書き込む。このようにして書き込
まれた関心領域14′内の断層像データは、今度は表示部
系のラインメモリを介して順次読み出されて表示部27上
に拡大して表示する。この場合に、表示部27上に表示さ
れる画像を第６図（ｂ）に示す。

このように、関心領域14′内の走査線密度を増大させて
断層像データを収集するので細部まで明瞭な断層像デー
タを得ることができる。また、該関心領域14′内を多段
フォーカスをかけているのでさらに明瞭な断層像データ
を得ることができる。以上のことから、表示部27上に関
心領域マーカ14内の断層像を拡大表示させた際にも、鮮
明な画像を表示させることができるようになる。従っ
て、オペレータは被破砕物以外の部位に誤って衝撃波を
送波するという危険を回避することができる。

このようにして拡大された鮮明な被破砕物39を中心とす
る断層像が表示部27上に表示されたら、オペレータは集
束点マーカ26が正確に被破砕物に一致しているか否かを
再度確認し、もし集束点マーカ26が被破砕物39に一致し
ていなければ衝撃波アプリケータ17を微調整して一致さ
せる。

そしてオペレータはパルス発生スイッチ29のスイッチを
操作しシステムコントローラ22,コントローラ23を介し
てパルサ18に制御信号を送信する。これによりパルサ18
から衝撃波トランスジューサ15にパルス信号が送信さ
れ、衝撃波トランスジューサ15は強力なエネルギの超音
波パルス（被破砕物破砕用超音波）を集束点マーカ26の
位置に相当する位置に存在する被破砕物としての腎結石
39に向けて送波する。

この超音波パルスは腎結石39の位置で衝撃波となり、腎
結石を破砕する。

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39の全体を破砕して治療するこ
とができる。

尚、被検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、予め被検体信号検出素子28を被検体の手，足
や胸部，鼻等に接触しておき、この被検体信号検出素子
28から得られる被検体信号と前記パルススイッチ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。

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。また、関心領域の大きさは前記実施例では
一定のものを示したが、関心領域の大きさを設定する手
段を設けて、被破砕物の大きさに合せて拡大／縮小を行
わせるようにしてもよい。この場合には前述した効果の
他、関心領域の拡大倍率を調整できることになる。ま
た、拡大走査と通常走査とを交互に繰り返して表示する
ようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳細したように本発明によれば、被検体内の被破砕
物の識別容易な衝撃波治療装置の提供ができる。特に関
心領域が自動設定されるので、関心領域設定の容易化及
び確実化が図れるという特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例衝撃波治療装置の構成ブロッ
ク図、第２図は第１図に示す超音波アプリケータの断面
とその使用状態を示す説明図、第３図は水槽の一実施例
を示す一部断面を含む斜視図、第４図は第１図に示す超
音波アプリケータの外観斜視図、第５図（ａ）は超音波
トランスジューサから送受波される走査線の説明図、同
図（ｂ）はその走査線により得られる画像を示す説明
図、第６図（ａ）は関心領域内を走査線密度を増大させ
た状態を示す説明図、同図（ｂ）は関心領域を拡大表示
したものを示す説明図である。 14′……関心領域、 15……衝撃波トランスジューサ、 16……超音波トランスジューサ、 17……衝撃波アプリケータ、 22a……破砕用衝撃波の集束点を含む領域に関心領域を
設定する手段、 22b……超音波トランスジューサから送受波される超音
波の走査線密度を増大させて前記関心領域内の詳細断層
像データを収集制御する手段、 22c……断層像データを拡大処理して表示部上に表示制
御する手段、 27……表示部、 41a……集束点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体の被破砕物の破砕用衝撃波の集束点
   を形成する衝撃波トランスジューサと、前記被検体の断
   層像データを収集する超音波トランスジューサと、この
   収集された断層像を表示する表示部とを有する衝撃波治
   療装置において、前記集束点の座標に基づいて該集束点
   を中心とする一定範囲の関心領域を自動的に計算し、関
   心領域マーカを表示する手段と、前記断層像の拡大表示
   を任意に指示する手段と、この拡大表示の指示により前
   記断層像データ収集に当って、前記関心領域内のデータ
   のみを走査線密度を増大させて詳細断層像データを収集
   する手段と、このようにして得られた詳細断層像データ
   を拡大処理して表示する手段とを備えたことを特徴とす
   る衝撃波治療装置。