JPH0724661B2 - 衝撃波治療装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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壊
して治療する衝撃波治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波治療装置として特開昭62-0
49843 に開示されたものがある。この超音波治療装置を
構成する超音波アプリケータの断面図を図６に示す。

【０００３】同図に示す超音波アプリケータ１は、中央
部に所定形状の抜孔を設けた直径１０ｃｍの曲率を有す
る凹面振動子２と、この凹面振動子２の背面に一様に接
着したバッキング材３とからなる。

【０００４】第２の超音波トランスジューサ４は、前記
抜孔内に固定され、かつ細い振動子を配列してなる振動
子アレイ４ａを前記凹面振動子２の曲面に臨ませたセク
タプローブである。

【０００５】図中５は音響カプラであり、これは内部に
水を満たし、水とほぼ等しい音響インピーダンスを有す
る薄い膜で形成された袋６から構成されている。

【０００６】他方、図７に示すような超音波アプリケー
タ７を備えた超音波治療装置も用いられている。

【０００７】すなわち、同図に示す超音波アプリケータ
７は、寝台８の下方に設けられた前記図６に示す凹面振
動子２と同様の凹面振動子９と、この凹面振動子９の超
音波送受波面と寝台８に設けられた開口部１３に臨ませ
て設けられた内部に水を満たした水槽１０と、この水槽
１０内に設けられたメカニカルプローブ１１とを備えた
ものである。

【０００８】尚、図中１２は凹面振動子９で形成される
超音波の集束状態を示す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】まず、図６に示す超音
波アプリケータ１では、第２の超音波トランスジューサ
４の超音波送受波面（超音波アレイ）４ａが、凹面振動
子２の超音波送受波面と同一曲面あるいはその面より後
退させた位置に配置されている。

【００１０】このような構成の超音波アプリケータで
は、まず、第２の超音波トランスジューサ４で送受波さ
れる超音波は、音響カプラ５の内部に満たされた水、さ
らに被検体と当接する薄い膜を介在させたものとなるた
めに、散乱，減衰等を避けることができない。従って、
図示しない表示部に表示される表示画像はノイズによる
影響を受け被破砕物の認識が困難となる。

【００１１】また、該表示部に被破砕物を表示させた際
には該被破砕物の表示位置がその両面の下方に表示され
るので被破砕物の確認が難しいという問題があった。

【００１２】他方、図７に示す第２の超音波トランスジ
ューサでは図６に示す問題点とともに、メカニカルプロ
ーブであることに起因する欠点、すなわち表示される画
質の低下，機構部分による大型化，振動に対して弱い等
の問題があった。さらに、同図に示す超音波アプリケー
タでは寝台８に固定されているのでハンドリングするこ
とが困難であるという欠点を有していた。

【００１３】そこで本発明は上述した各問題点を解決す
べく、被検体内の被破砕物の認識が容易でありながら衝
撃波を有効に照射できる衝撃波治療装置の提供を目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るための本発明の構成は、被検体に向けて衝撃波の送波
を行う衝撃波アプリケータを備えた衝撃波治療装置にお
いて、前記衝撃波アプリケータは被検体内に被破砕物破
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、この衝撃波トランスジューサの衝撃波送波面に設け
た水槽と、衝撃波トランスジューサの衝撃波送波面の中
央に設けられた切欠部と、この切欠部内に挿入され、か
つ、被検体表面に超音波送受波面を当接した状態で前記
集束点を含む音場領域を形成し該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具備したものと
している。

【００１５】

【作用】上記目的を備えた本発明の作用は、衝撃波トラ
ンスジューサの衝撃波送波面中央に設けた切欠部に超音
波トランスジューサを配置するとともに、この超音波ト
ランスジューサの超音波送受波面を被検体に当接させた
状態で該被検体の断層像データを収集する。

【００１６】

【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。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。

【００１７】図５は一実施例衝撃波治療装置の構成ブロ
ック図である。

【００１８】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
ンスジューサ１５と、この衝撃波トランスジューサの形
成する衝撃波送波領域とは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
構成された超音波アプリケータ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、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がセクタス
キャンを行うように励振するとともに、このセクタスキ
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ＣＰ
Ｕ（中央処理装置）２２及びこのＣＰＵ２２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ＣＰＵ２２により
制御され前記送受信回路１９，信号処理回路２０の出力
信号に対し信号変換処理を行う信号変換系２１（例えば
ディジタルスキャンコンバータ）と、この信号変換系２
１の出力信号を基に超音波トランスジューサ１６による
扇状の音場領域２５，被検体の体表像，腎臓像，腎結石
像等と、衝撃波トランスジューサ１５の衝撃波送波領
域，集束点マーカ２６等を表示するＴＶモニタ等を含む
表示手段２７と、被検体の一部、例えば手足等に接触可
能に形成され、被検体の心拍等を示す被検体信号を前記
ＣＰＵ２２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ＣＰＵ２２に接
続され、第１，第２のスイッチ（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とを有して構成
されている。

【００１９】次に、前記衝撃波アプリケータ１７につい
て図１乃至図４を参照して詳述する。

【００２０】まず図１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）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の衝撃波送
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４１
ａ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の断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。

【００２１】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
中央には切欠部４３が設けられ、そこに超音波トランス
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。従って、
超音波トランスジューサ１６の送受波面１６ａが被検体
体表３２Ｓに接した状態で、衝撃波トランスジューサ１
５からの衝撃波４１が前記超音波トランスジューサ１６
を避けるようにして照射されることになる。

【００２２】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。本実施例においては、超音波ト
ランスジューサ１６の側面にラック部材を固定し、この
ラックと噛み合うピニオンギヤを駆動軸に取り付けたモ
ータとを備えており、前記位置コントローラ３０からモ
ータの回転量あるいは回転角を制御することで衝撃波ト
ランスジューサ１５と超音波トランスジューサ１６との
相対的な位置関係を調整している。尚、このトランスジ
ューサ支持駆動部３６は他の任意の構成としたものでよ
く、また必ずしも設ける必要はない。すなわち、超音波
トランスジューサ１６は衝撃波トランスジューサ１５の
中央に固定してもよく、あるいは一定の力を矢印Ｂ方向
に加えた場合に手動で同方向で移動できる機構としても
よい。

【００２３】ところで、衝撃波トランスジューサ１５の
衝撃波送波面１５ａ側には、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。

【００２４】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または円す
い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３３
ａ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。その
詳細を図２に示す。

【００２５】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１６
ａ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。従って、
超音波トランスジューサ１６の移動に従って薄膜は変形
できるようにしている。又、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を構成する材質を適宜
設定するか補助具を設けるなどすればよい。

【００２６】図３に上記水槽３３の他の一実施例を示
す。

【００２７】同図に示す水槽４４は側面に蛇腹３３ａを
形成した点では共通するが、本実施例では該底部４６の
中央に形成した切欠部４６ａと同形状の筒状部材４５を
形成した点が異なる。すなわち、切欠部４６ａの外径寸
法値と同寸法値の筒状部材４５を該底部４６から側面上
端４４ａあたりまで形成し、その上端部４５ａを前記衝
撃波トランスジューサ１５の中央に形成した切欠部４３
周囲と接着するようにしている。従って、衝撃波トラン
スジューサ１５にこの水槽４４を装着した際には、内部
に満される水が外部に洩れることがない。そしてこの筒
状部材４５内には超音波トランスジューサ１６が挿入さ
れるようになる。尚、この筒状部材４５は水槽４４の底
部と一体として形成してもよく、別の材質から形成して
もよい。このような構成の衝撃波アプリケータの外観は
図４に示すようになる。ところで、前記図２，図３に示
した一実施例水槽は、いづれも側面に蛇腹を形成したも
のを示したが、これは必ずしも必要ではなく、適宜必要
に応じて形成すればよい。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、主に図１に３８で示
す腎臓内の腎結石３９を破砕治療する場合を想定して説
明する。

【００２８】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
て表示手段２７の画面上に被検体の断層像を表示する。
この場合該超音波トランスジューサ１６の超音波送受波
面１６ａが直接被検体表面３２Ｓに当接するので、水槽
底部，水等の影響を排除して鮮明な断層像を得ることが
できる。従って、被破砕物の把握，認識が容易となる。

【００２９】この断層像中の腎層像中に腎臓像３８が描
写された段階でその中にある腎結石像３９を探す。

【００３０】この場合、表示手段２７上には、ＣＰＵ２
２から信号変換系２１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、衝撃波トランスジュー
サ１５の衝撃波送波領域４１及び集束点マーカ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。この
場合、超音波トランスジューサ１６の超音波送受波面１
６ａは、衝撃波トランスジューサ１５の衝撃波送波面１
５ａより集束点に至る衝撃波送波領域に配置されるの
で、被破砕物の表示位置を画面の中央に位置させること
ができる。従って、被破砕物の確認が容易となる。ま
た、超音波トランスジューサ１６は衝撃波トランスジュ
ーサ１５との相対的位置関係を調整できるのでさらに治
療行為を容易とできる。

【００３１】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が前記集束点マーカ２６内に位置
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。この場合、蛇腹３３ａは設定されたその姿
勢を保持するので衝撃波アプリケータの固定を容易にで
きる。

【００３２】次にオペレータはパルス発生スイッチ２９
の第１のスイッチを操作しＣＰＵ２２，コントローラ２
３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（被破砕物破砕用衝撃波）を集
束点マーカ２６の位置に相当する位置に存在する腎結石
３９に向けて送波する。このとき、超音波トランスジュ
ーサ１６は、切欠部４３及び水槽の中央切欠部内に挿入
されているので、衝撃波への障害とならず有効な衝撃波
の照射が行える。

【００３３】この超音波パルスは腎結石３９の位置で衝
撃波となり、腎結石を破壊する。

【００３４】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の全体を破壊
して治療することができる。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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、図２及び図３に示すよ
うな構成とした水槽３３又は４４を用いた場合には前述
した効果とともに超音波トランスジューサの超音波送受
波面を防水する必要がない。

【００３８】

【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が容易でありながら衝撃波を有
効に照射できる衝撃波治療装置の提供ができる。また、
断層像用超音波トランスジューサが衝撃波照射時の障害
とならないので、有効な衝撃波の照射が行えるという特
有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の衝撃波治療装置に用いられる衝撃波アプ
リケータの断面図

【図２】水槽の一実施例を示す一部断面を含む斜視図

【図３】水槽の一実施例を示す一部断面を含む斜視図

【図４】図１に示す衝撃波アプリケータの外観斜視図

【図５】本発明の衝撃波治療装置の構成ブロック図

【図６】従来の衝撃波アプリケータの断面図

【図７】従来の衝撃波アプリケータの断面図

【符号の説明】

１５ 衝撃波トランスジューサ １５ａ 衝撃波送波面 １６ 超音波トランスジューサ １６ａ 超音波送受波面 １７ 衝撃波アプリケータ ３２ 被検体 ３２Ｓ 被検体表面 ３３，４４ 水槽 ４１ａ 集束点

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に向けて衝撃波の送波を行う衝撃
   波アプリケータを備えた衝撃波治療装置において、前記
   衝撃波アプリケータは被検体内に被破砕物破砕用衝撃波
   の集束点を形成する衝撃波トランスジューサと、この衝
   撃波トランスジューサの衝撃波送波面に設けた水槽と、
   衝撃波トランスジューサの衝撃波送波面の中央に設けら
   れた切欠部と、この切欠部内に挿入され、かつ、被検体
   表面に超音波送受波面を当接した状態で前記集束点を含
   む音場領域を形成し該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具備したことを特徴とする
   衝撃波治療装置。
2. 【請求項２】 前記水槽は被検体との当接面に超音波ト
   ランスジューサの超音波送受波面に対応形成した切欠部
   を備えたものである請求項１に記載の衝撃波治療装置。
3. 【請求項３】 前記水槽は中央部に超音波トランスジュ
   ーサを挿通可能な挿通孔を備えた略円筒状からなるもの
   である請求項１に記載の衝撃波治療装置。