JPH07231893A - 衝撃波治療装置および超音波治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 治療対象の大きさの変化等が生じた場合であ
っても焦点領域内の時は治療を停止させない衝撃波治療
装置および超音波治療装置を提供する。 【構成】 検査用の弱い超音波を少なくとも２つの振動
子１０５から収束させて送波してその反射エコーを受信
し、治療対象が焦点領域に治療対象が存在する場合、治
療用の強い超音波を前記振動子１０５から送波する衝撃
波治療装置において、前記送波した超音波と前記反射エ
コーとの位相差を検出する位相検出部２１と、前記治療
用の強い超音波を前記検出された位相差に対応させて前
記振動子毎に遅延させる遅延設定部９から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、体内にある結石、癌細
胞等の治療対象を、衝撃波の衝撃波エネルギーにより破
砕する衝撃波治療装置および前記治療対象を超音波の収
束エネルギーにより破壊する超音波治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、患者の体内にある結石の破砕
や腫瘍を壊死させるのに衝撃波や超音波を用いる治療装
置が利用されている。この衝撃波治療装置および超音波
治療装置には、弱い検査用の超音波を送波し、結石等の
治療対象が焦点領域に存在しているか否かを超音波の反
射エコーにより判定し、焦点領域に治療対象が存在する
場合のみ、治療のための強い超音波を送波するものがあ
る。この場合、送波する治療用超音波に強力なものを用
いれば伝幡中の非線形性により、衝撃波に変わり治療装
置は衝撃波治療装置となる。以下にこのような衝撃波治
療装置を図４と図５を用いて説明する。

【０００３】図４に示すように従来の衝撃波治療装置１
０１は、治療対象の位置決めおよび治療中の観察を行う
超音波プローブ１０３と複数の圧電素子を振動子１０５
として備えた治療用アプリケータ１０７と、超音波プロ
ーブ１０３によって得られた超音波診断像を、衝撃波の
収束領域を示すマーカーとともにモニタ１０９に表示す
る超音波診断装置１１１と、検査用の弱い超音波を発生
させるための低電圧源１１３と、治療用の強い超音波を
発生させるための高電圧源１１５と、低電圧源１１３と
高電圧源１１５を切り換えるスイッチ１１７と、低電圧
源１１３、高電圧源１１５の電圧値に対応する電気信号
を振動子１０５に供給するパルサ１１９と、振動子１０
５によって受信した受信波（反射エコー）を処理する受
信処理部１２１と、入力部（図示せず）を持ち、オペレ
ータから入力される治療開始指令に基づきスイッチ１１
７を切り換え可能にし、さらに、受信処理部１２１によ
って得られた信号値と閾値設定部１２３に予め設定され
ている閾値を比較し、前記信号値が閾値より大きい場
合、スイッチ１１７を低電圧源１１３側から高電圧源１
１５側に切り換えさせるエコーレベル判定部１２５と、
受信処理部１２１によって得られた信号を処理してモニ
タ１０９に表示させる表示用出力部１２７とを具備して
いる。

【０００４】また、受信処理部１２１は、図５に示すよ
うに１振動子を１チャンネルとして各チャンネル毎に受
信波を加算する加算部１２９と、加算部１２９によって
得られた加算波を全波整流する全波整流部１３１と、全
波整流部１３１によって得られた整流波の内、予め設定
された時間間隔の波のみ取り込むゲート部１３３と、ゲ
ート部１３３によって取り込まれた波の振幅のピーク値
を検出するピーク値検出部１３５とから成る。

【０００５】次に、従来の衝撃波治療装置１０１の動作
を説明する。まず、超音波プローブ１０３を用いて治療
対象の位置決めを行う。そして、低電圧源１１３により
パルサ１１９から発せられた電気信号を振動子１０５に
より超音波に変換して発信を行う。その後、反射波を振
動子１０５により受信し、その受信波を受信処理部１２
１に供給する。

【０００６】受信処理部１２１では、加算部１２９によ
り受信波（図６（ａ））をチャンネル毎に加算して加算
波（図６（ｂ））を得、全波整流部１３１により全波整
流して整流波（図６（ｃ））を得、予め設定された時間
間隔の波のみゲート部１３３により取り込み、ピーク値
検出部１３５によりピーク値を検出する。

【０００７】ピーク値が検出されると、エコーレベル判
定部１２５では、予め閾値設定部１２３に設定されてい
る閾値と前記ピーク値を比較し、ピーク値の方が大きい
場合、スイッチを高電圧源側に切り換えさせる。これに
より振動子から治療用の超音波が発信され、結石等の治
療対象が破砕される。

【０００８】このとき、治療対象の位置決めおよび治療
中の超音波画像は超音波プローブ１０３を介してモニタ
１０９に表示される。

【０００９】なお、衝撃波治療装置１０１のパルサ１１
９を、波数を指定できる超音波を発生させる装置に変換
することにより超音波治療装置として機能する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、衝撃波
治療装置および超音波治療装置では、治療が進むにつれ
て治療対象の大きさや形状が変化していき、振動子の焦
点領域に治療対象が存在していても各振動子と治療対象
表面都の距離は微妙に異なってくる。このため、従来の
衝撃波治療装置および超音波治療装置においては、各振
動子が受信する検査用超音波の反射エコー信号の位相が
微妙にずれ、エコー信号の加算により得られる信号のピ
ーク値、即ちエコーレベル信号が低下することがあり、
焦点領域に治療対象が存在し、十分治療可能であるにも
拘らず治療が停止されてしまうという問題がある。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、治療対象の大きさ、形状の変化や多
少の位置ずれが生じた場合であっても焦点領域に治療対
象が存在する場合は治療を停止することなく治療対象に
対し、治療用の強い超音波、治療用の超音波を送波する
ことが可能な衝撃波治療装置および超音波治療装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、検査用の弱い超音波を少なくとも２つの
振動子から収束させて送波すると共にその反射エコーを
受信し、治療対象が超音波の焦点領域に存在しているか
否かを前記反射エコーにより判定し、前記焦点領域に治
療対象が存在する場合のみ、治療用の強い超音波を前記
振動子から送波する衝撃波治療装置において、前記送波
した超音波と前記反射エコーとの位相差を検出する位相
検出手段と、前記治療用の強い超音波を前記検出された
位相差に対応させて前記振動子毎に遅延させる遅延設定
手段と、を具備することを特徴としている。

【００１３】また、前記受信した反射エコーの内、予め
前記振動子毎に設定される変更可能な時間間隔内のもの
のみを取り込むゲート手段と、前記ゲート手段によって
取り込まれた反射エコーのピーク値を前記振動子毎に求
めるピーク値検出手段と、前記ピーク値検出手段によっ
て検出された各ピーク値を加算する加算手段と、前記加
算されたピーク値が所定の値より大きい場合、前記遅延
設定手段によって遅延設定された前記治療用の強い超音
波を治療対象に送波させる判定手段と、を具備すること
を特徴としている。

【００１４】さらに、検査用の弱い超音波を少なくとも
２つの振動子から収束させて送波すると共にその反射エ
コーを受信し、治療対象が超音波の焦点領域に存在して
いるか否かを前記反射エコーにより判定し、前記焦点領
域に治療対象が存在する場合のみ、治療用の超音波を前
記振動子から送波する超音波治療装置において、前記送
波した超音波と前記反射エコーとの位相差を検出するピ
ーク位相検出手段と、前記治療用の超音波を前記検出さ
れた位相差に対応させて前記振動子毎に遅延させる遅延
設定手段と、を具備することを特徴としている。

【００１５】さらに、前記受信した反射エコーの内、予
め前記振動子毎に設定される変更可能な時間間隔内のも
ののみを取り込むゲート手段と、前記ゲート手段によっ
て取り込まれた反射エコーのピーク値を前記振動子毎に
求めるピーク値検出手段と、前記ピーク値検出手段によ
って検出された各ピーク値を加算する加算手段と、前記
加算されたピーク値が所定の値より大きい場合、前記遅
延設定手段によって遅延設定された前記治療用の超音波
を治療対象に送波させる判定手段と、を具備することを
特徴としている。

【００１６】

【作用】上記構成によれば、検査用の弱い超音波を少な
くとも２つの振動子から収束させて送波すると共にその
反射エコーを受信し、治療対象が超音波の焦点領域に存
在しているか否かを前記反射エコーにより判定し、前記
焦点領域に治療対象が存在する場合のみ、治療用の強い
超音波を前記振動子から送波する衝撃波治療装置および
検査用の弱い超音波を少なくとも２つの振動子から収束
させて送波すると共にその反射エコーを受信し、治療対
象が超音波の焦点領域に存在しているか否かを前記反射
エコーにより判定し、前記焦点領域に治療対象が存在す
る場合のみ、治療用の超音波を前記振動子から送波する
超音波治療装置において、位相検出手段により、前記送
波した超音波と前記反射エコーとの位相差を検出し、遅
延設定手段により、前記検出された位相差に対応させて
治療用の強い超音波、治療用の超音波を前記振動子毎に
遅延させる。

【００１７】また、ゲート手段により、前記反射エコー
の内、予め前記振動子毎に設定される変更可能な時間間
隔内のもののみを取り込み、取り込まれた反射エコーの
ピーク値をピーク値検出手段により求め、そのピーク値
を加算手段により加算する。そして判定手段は、前記加
算されたピーク値が所定の値より大きい場合、前記遅延
設定手段によって遅延設定された前記治療用の強い超音
波、治療用の超音波を治療対象に送波させる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の衝撃波治療装置および超音
波治療装置に係る衝撃波治療装置の一実施例を示すブロ
ック図である。なお、図４に示す従来の衝撃波治療装置
１０１と同一部材には同一番号を付して説明は省略す
る。

【００１９】図１に示すように、本実施例の衝撃波治療
装置１は、超音波プローブ１０３と振動子１０５とを備
えた治療用アプリケータ１０７と、モニタ１０９と、超
音波診断装置１１１と、低電圧源１１３と、高電圧源１
１５と、スイッチ１１７と、トリガ発生部３から発生す
るトリガに基づいて低電圧源１１３、高電圧源１１５の
電圧値に対応する電気信号を振動子１０５に供給するパ
ルサ５と、振動子１０５によって受信した受信波（反射
エコー）を処理してそのピーク値の加算値と、受信波と
トリガ発生部３から発生される基準トリガである第１の
トリガとの位相差とを求める受信処理部７と、受信処理
部７によって得られた位相差に対応させてトリガ発生部
３から発生されるトリガを遅延させる遅延設定部９と、
第１のトリガと、遅延設定部９によって遅延設定された
第２のトリガとの切り換えを行うトリガ接続スイッチ１
１と、閾値設定部１２３と、入力部（図示せず）を持
ち、オペレータから入力される治療開始指令に基づきス
イッチ１１７、トリガ接続スイッチ１１を切り換え可能
にし、さらに、受信処理部７によって得られた受信波の
ピーク値の加算値と閾値設定部１２３に予め設定されて
いる閾値と比較し、前記加算値の方が閾値より大きい場
合、スイッチ１１７を低電圧源１１３側から高電圧源１
１５側に切り換えさせるとともにトリガ接続スイッチ１
１を第２のトリガ側に切り換えさせるエコーレベル判定
部１２５と、表示用出力部１２７とを具備している。

【００２０】また、受信処理部７は、図２に示すよう
に、１振動子を１チャンネルとして各チャンネル毎に設
けられ、受信波を全波整流する全波整流部１３ａ，１３
ｂ…と、各チャンネル毎に設けられ、全波整流部１３
ａ，１３ｂ…によって得られた波の内、予め設定される
時間間隔（ゲート間隔）の波のみを取り込むゲート部１
５ａ，１５ｂ…と、各チャンネル毎に設けられ、ゲート
部１５ａ，１５ｂ…によって取り込まれた整流波の振幅
のピーク値を検出するピーク値検出部１７ａ，１７ｂ…
と、前記各ピーク値を加算する加算部１９と、各チャン
ネル毎に設けられ、ゲート部１５ａ，１５ｂ…によって
取り込まれた受信波とトリガ発生部３から発生される第
１のトリガとの位相差を求める位相検出部２１ａ，２１
ｂ…とを備えている。

【００２１】なお、図２に示す全波整流部１３ａ，１３
ｂ…、ゲート部１５ａ，１５ｂ…、ピーク値検出部１７
ａ，１７ｂ…および位相検出部２１ａ，２１ｂ…は、い
ずれも各チャンネル毎に独立して設けられているがこれ
に限らず、チャンネル毎に各機能が行えればそれぞれ単
体としても良い。

【００２２】次に、本実施例の衝撃波治療装置１の動作
を図１と図３を用いて説明する。まず、超音波プローブ
１０３を用いて治療対象の位置決めを行う。そして、エ
コーレベル判定部１２５では、入力部（図示せず）から
オペレータにより入力される検査開始指令に基づいてト
リガ接続スイッチ１１を第１のトリガ側（図１では下
側）にするとともに、スイッチ１１７を低電圧源１１３
側にする。これにより、振動子１０５では、低電圧源１
１３によりパルサ５から発せられた電気信号が超音波に
変換され、弱い検査用の超音波が発せられる。

【００２３】その後、振動子１０５では、反射波を受信
し、その受信波を受信処理部７に供給する。

【００２４】受信処理部７では、全波整流部１３ａ，１
３ｂ…により各チャンネル毎に全波整流され、全波整流
された受信波は、予め設定された処理の対象となる時間
間隔（ゲート間隔）のみゲート部１５ａ，１５ｂ…によ
り取り込まれる。なお、前記時間間隔（ゲート間隔）は
チャンネル毎に変更可能である。

【００２５】そして、ピーク値検出部１７ａ，１７ｂ…
により前記取り込まれた受信波の振幅のピーク値が検出
され、加算部１９により各ピーク値が加算される。その
後、加算されたピーク値はエコーレベル判定部１２５に
供給される。

【００２６】受信波のピーク値の加算値がエコーレベル
判定部１２５に供給されるとエコーレベル判定部１２５
では、前記ピーク値の加算値と閾値設定部１２３に予め
設定されている閾値とを比較する。このとき、前記ピー
ク値の加算値の方が閾値より大きい場合、治療対象が治
療可能領域（焦点領域）に在るとしてスイッチ１１７を
低電圧源１１３側から高電圧源１１５側に切り換えさせ
るとともにトリガ接続スイッチ１１を第２のトリガ側に
切り換えさせる。

【００２７】例えば、図３（ａ）に示すように治療対象
が斜線で示す領域内の点Ｆに在るときには、振動子１０
５ａ，１０５ｂにより受信し、ゲート部１５ａ，１５ｂ
により得られる信号は共に図３（ｂ）に示す受信信号１
の実線部分のようになる。一方、治療対象が斜線で示す
領域外の点Ｐに在るときには、振動子１０５ａにより受
信し、ゲート部１５ａにより得られる信号は、図３
（ｂ）に示す受信信号１のようだが、振動子１０５ｂに
より受信し、ゲート部１５ｂにより得られる信号は、図
３（ｃ）に示す受信信号２の実線部分のようになる。そ
のため、加算部１９により加算された値は、治療対象が
点Ｆにある場合と点Ｐにある場合とでは、点Ｐの方が低
い値となる。

【００２８】このとき、治療対象が点Ｐにある場合でも
十分に治療が可能である場合、ゲート部１５ｂに設定さ
れる時間間隔（ゲート間隔）を広くすることによって加
算部１９による加算値を治療対象が点Ｆにある場合と点
Ｐにある場合とで同一の値にすることができる。なお、
図３（ｂ）の受信信号１と図３（ｃ）の受信信号２は、
説明の便宜上、整流せずに表す。

【００２９】一方、受信処理部７の位相検出部２１ａ，
２１ｂ…では、ゲート部１５ａ，１５ｂ…によって取り
込まれた受信波とトリガ発生部３から発生される第１の
トリガとの位相差が各チャンネル毎に求められ、遅延設
定部９に供給される。この位相差は、受信波の始まり、
終わり、ピーク等と第１のトリガとの位相差を求める事
で得られる。

【００３０】遅延設定部９では、第１のトリガとの位相
差が各チャンネル毎に供給されると、その位相差に対応
させてトリガ発生部３から発生されるトリガの遅延設定
が行われる。

【００３１】そのため、受信波のピーク値の加算値が閾
値設定部１２３に予め設定されている閾値より大きく、
エコーレベル判定部１２５によりスイッチ１１７が低電
圧源１１３側から高電圧源１１５側に切り換えられると
ともに、トリガ接続スイッチ１１が第２のトリガ側に切
り換えられた場合、遅延設定部９により遅延設定された
第２のトリガがトリガ発生部３からパルサ５に発せら
れ、高電圧源１１５に応じた電気信号がパルサ５から振
動子１０５に供給される。これにより、振動子１０５か
ら治療用の強い超音波が発せられ、治療対象の中心部に
収束する。

【００３２】なお従来同様、治療対象の位置決めおよび
治療中の超音波画像は、超音波プローブ１０３を介して
モニタ１０９に表示される。

【００３３】このように、本実施例の衝撃波治療装置１
では、受信処理部７のゲート部１５ａ，１５ｂ…で、予
め設定された時間間隔（ゲート間隔）の受信波のみを取
り込み、そのピーク値の加算値と閾値設定部１２３に予
め設定されている閾値とを比較し、前記ピーク値の加算
値の方が閾値より大きい場合、治療対象が治療可能領域
（焦点領域）内にあるとしてスイッチ１１７を低電圧源
１１３側から高電圧源１１５側に切り換え、トリガ接続
スイッチ１１を第２のトリガ側に切り換える。また、受
信処理部７の位相検出部２１ａ，２１ｂ…では、ゲート
部１５ａ，１５ｂ…によって取り込まれた受信波と第１
のトリガとの位相差が各チャンネル毎に求められ、トリ
ガ発生部３から発生されるトリガの遅延設定が遅延設定
部９により各チャンネル毎に行われる。

【００３４】そのため、ゲート部１５ａ，１５ｂ…の時
間間隔（ゲート間隔）を治療可能領域（焦点領域）と対
応するように各チャンネル毎に予め設定しておけば、治
療対象の大きさ、形状変化や多少の位置ずれが生じた場
合であっても治療可能領域（焦点領域）に治療対象が存
在する場合は、治療を停止することなく正確に治療対象
に治療用の強い超音波を照射することが可能となり、ま
た、治療効率も向上する。

【００３５】なお、本実施例の衝撃波治療装置１のパル
サ５を、波数を指定できる超音波を発生させる装置に変
換することにより、超音波治療装置に適用させることも
可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動子から送波された検査用の弱い超音波の反射エコーの
内、予め前記振動子毎に設定される変更可能な時間間隔
内のもののみを取り込み、取り込まれた反射エコーのピ
ーク値を前記振動子毎に求め、求められたピーク値を加
算した値が所定の値より大きい場合、治療用の強い超音
波、治療用の超音波を治療対象に送波させるようにし、
振動子から送波した超音波とその反射エコーとの位相差
を前記振動子毎に検出し、前記治療用の強い超音波、治
療用の超音波を前記検出された位相差に対応させて前記
振動子毎に遅延させるようにしているので、治療対象の
大きさ、形状変化や多少の位置ずれが生じた場合であっ
ても焦点領域に治療対象が存在する場合は、治療を停止
することなく正確に治療対象に治療用の強い超音波、治
療用の超音波を照射することが可能となり、また、治療
効率も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の衝撃波治療装置および超音波治療装置
に係る衝撃波治療装置の一実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】受信処理部の構成を示すブロック図である。

【図３】ゲート部に設定される時間間隔（ゲート間隔）
を示す説明図である。

【図４】従来の衝撃波治療装置を示すブロック図であ
る。

【図５】図４に示す従来の衝撃波治療装置の受信処理部
の構成を示すブロック図である。

【図６】図５に示す受信処理部によって得られる受信波
（ａ）、加算波（ｂ）および整流波（ｃ）を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ 衝撃波治療装置 ３ トリガ発生部 ５ パルサ ７ 受信処理部 ９ 遅延設定部（遅延設定手段） １１ トリガ接続スイッチ １３ 全波整流部 １５ ゲート部（ゲート手段） １７ ピーク値検出部（ピーク値検出手段） １９ 加算部（加算手段） ２１ 位相検出部（位相検出手段） １０３ 超音波プローブ １０５ 振動子 １０７ 治療用アプリケータ １０９ モニタ １１１ 超音波診断装置 １１３ 低電源部 １１５ 高電源部 １１７ スイッチ １２３ 閾値設定部 １２５ エコーレベル判定部（判定手段） １２７ 表示用出力部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査用の弱い超音波を少なくとも２つの
   振動子から収束させて送波すると共にその反射エコーを
   受信し、治療対象が超音波の焦点領域に存在しているか
   否かを前記反射エコーにより判定し、前記焦点領域に治
   療対象が存在する場合のみ、治療用の強い超音波を前記
   振動子から送波する衝撃波治療装置において、 前記送波した超音波と前記反射エコーとの位相差を検出
   する位相検出手段と、 前記治療用の強い超音波を前記検出された位相差に対応
   させて前記振動子毎に遅延させる遅延設定手段と、 を具備することを特徴とする衝撃波治療装置。
2. 【請求項２】 前記受信した反射エコーの内、予め前記
   振動子毎に設定される変更可能な時間間隔内のもののみ
   を取り込むゲート手段と、 前記ゲート手段によって取り込まれた反射エコーのピー
   ク値を前記振動子毎に求めるピーク値検出手段と、 前記ピーク値検出手段によって検出された各ピーク値を
   加算する加算手段と、 前記加算されたピーク値が所定の値より大きい場合、前
   記遅延設定手段によって遅延設定された前記治療用の強
   い超音波を治療対象に送波させる判定手段と、 を具備することを特徴とする請求項１記載の衝撃波治療
   装置。
3. 【請求項３】 検査用の弱い超音波を少なくとも２つの
   振動子から収束させて送波すると共にその反射エコーを
   受信し、治療対象が超音波の焦点領域に存在しているか
   否かを前記反射エコーにより判定し、前記焦点領域に治
   療対象が存在する場合のみ、治療用の超音波を前記振動
   子から送波する超音波治療装置において、 前記送波した超音波と前記反射エコーとの位相差を検出
   するピーク位相検出手段と、 前記治療用の超音波を前記検出された位相差に対応させ
   て前記振動子毎に遅延させる遅延設定手段と、 を具備することを特徴とする超音波治療装置。
4. 【請求項４】 前記受信した反射エコーの内、予め前記
   振動子毎に設定される変更可能な時間間隔内のもののみ
   を取り込むゲート手段と、 前記ゲート手段によって取り込まれた反射エコーのピー
   ク値を前記振動子毎に求めるピーク値検出手段と、 前記ピーク値検出手段によって検出された各ピーク値を
   加算する加算手段と、 前記加算されたピーク値が所定の値より大きい場合、前
   記遅延設定手段によって遅延設定された前記治療用の超
   音波を治療対象に送波させる判定手段と、 を具備することを特徴とする請求項３記載の超音波治療
   装置。