JPS6399852A - 超音波破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波破砕装置、特に被検体の外部から強力な
超音波を患部に向けて非侵襲的に照射し、結石・腫瘍Ｍ
１ｔａを正確に破砕する超音波破砕装置に関する。

［従来の技術］ 結石あるいは比較的堅い組織などを強力な超音波により
破砕する破砕装置が周知であり、生体各管内の例えば尿
管結石、膀胱結石などの結石を破砕して生体外に取り除
くことが行われる。また、強力超音波は脳腫瘍、肝臓腫
瘍、腹水腫瘍などにも適用され、腫瘍組織において細胞
レベルでの破壊をして焼灼に似た効果を得ることが行わ
れている。

この種の超音波破砕装置は、強力超音波を照射する前に
ＸｔＩＡＣＴ（コンピュータ断層装置）などを用いて目
的とする患部位置を定めることにより行われ、これによ
りて強力超音波の焦点位置を正確に求めている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のようにＸｔ＊ＣＴを用いて患部で
ある結石・腫瘍に対して正確に位置合わせをしでも、呼
吸によって被検体が動くため結石・腫瘍も移動するとい
う問題があり、これでは強力超音波が目的の対象物に正
確に照射されず、効率のよい治療を行うことができなか
った。

このため、従来のこの種の破砕装置では、例えば、特開
昭５８−１３００３４号に示されるように、心電図のデ
ータや肺活量計のデータに基づいて衝撃波の発射のタイ
ミングを調整することが行われている。

しかし、このような従来装置では被検体内の複数のデー
タが必要であることから、データ取得のための作業が繁
雑であるとともに、データ処理の回路も複雑なものとな
り、コストの面でも無駄が多いという問題があった。

ところで、本出願人は超音波破砕装置において、強力超
音波を発生させるトランスデユーサの一部に画像表示の
ためのトランスデユーサを組み込んで被検体内の患部を
画像表示し、この画像を観察しながら破砕のための焦点
位置合わせを行う装置を提案しており、本発明はこのよ
うな超音波画像表示が可能な破砕装置に基づくものであ
る。

発明の目的 本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的は、複数の装置によらずに被検体の動きによる
ずれを容易に調整し、強力超音波を対象物に正確に照射
することのできる超音波破砕装置を提供することにある
。

［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、対象物に焦点を
合わせて照射される強力超音波により結石・腫瘍組織の
破砕を行う超音波破砕装置において、移動する対象物の
任意の点に焦点を合わせて位置決めされた場合の対象物
の移動速度と照射信号が出力された時点から強力超音波
が焦点位置に達するまでの遅れ時間とから、対象物が焦
点位置に移動してくる時に強力超音波が焦点位置に達す
るように照射信号出力のタイミングを調整する調整距離
を求め、焦点位置に向って移動する軌跡上において焦点
から前記調整距離だけ離れた調整位置を演算出力する調
整位置演算回路を設け、前記調整位置を通過した時に照
射信号を出力することを特徴とする。

［作用］ 以上の構成によれば、対象物の移動速度は例えば結石が
呼吸などにて移動する距ＭＣＬとする）を、そのＬ距離
だけ移動したときの時間（Ｔとする）で割ることにより
求められ、また照射信号が出力されてから超音波が焦点
位置に達するまでの遅れ時間は、強力超音波がトランス
デユーサから焦点位置まで到達する時間つまり焦点距Ｍ
（ｌとする）を超音波の速度（Ｖとする）で割った時間
と、照射信号が出力されて強力超音波を出力するまでの
時間（ｔとする）と、を加えることにより求められる。

そして、遅れ時間の調整距離ΔＬは上記移動速度と遅れ
時間を乗算することにより、次式のように演算される。

ｊ！Ｌ ΔＬ−（／ｖ＋ｔ）ｘ　（／Ｔ） 従って、対象物が焦点結石破砕装置に向かって移動して
くるとき、焦点位置から：Ａ整短距離け手前の調整位置
にて照射信号を出力すれば、対象物が焦点位置に達した
ときに強力超音波も焦点に到達することになり、強力超
音波を対象物に正確に照射することができる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には超音波破砕装置とその照射状態の概略構成が
示されており、照射ユニット１０内には強力超音波を発
生させる主トランスデューサ１２が設けられている。こ
の主トランスデューサ１２は半球形状の単一の振動子か
ら成り、その球形の曲率によって照射する超音波の焦点
が定められている。

そして、実施例では位置決めトランスデユーサ１４が主
トランスデューサ１２の中心位置にあたる半球状の底部
に設けられており、この位置決めトランスデユーサ１４
は複数の振動子が配列されるＢモード用の超音波トラン
スデユーサとなっているので、これにより被検体１６内
の断層像が形成され、この断層像は位置決めモニタ１８
の画面２０に表示される。

従って、この画面２０の断層像を観察しながら主トラン
スデューサ１２の位置決めを行うことになるが、これは
照射ユニット１０を動かして主トランスデューサ１２の
焦点（画面には焦点マーカ１００が表示されている）に
被検体１６の対象物を合わせることにより行われ、主ト
ランスデューサ１２は出力装置２２からの制御信号にて
照射制御される。なお、被検体１６と主トランスデュー
サ１２との間には脱気水２４を介在するように両者がセ
ツティングされ、これにより強力超音波の良好な伝達を
可能としている。

本発明において特徴的なことは、画像表示のための超音
波送受波により被検体内のデータが得られるが、このデ
ータに基づいて強力超音波照射の遅れ時間に対する対象
物の移動距離、つまり調整距離を求めて、この調整距離
だけ離れた調整位置を対象物が通過する時に照射信号を
出力することである。

このため、調整位置演算回路２６が位置決めモニタ１８
内に設けられており、この調整位置演算回路２６にて調
整位置が演算される。

第２図には位置決めモニタ１８の画面２０の表示状態が
示され、これには焦点を示す焦点マーカー００が表示さ
れている。結石（対象物）が焦点軸上を移動し、呼吸な
どにてＡ点（後に焦点位置に合わせられる）とＢ点との
間を往復移動するものとすると、ＡＢ間の距離が移動距
ＭＬとなり、これをＬ距離だけ移動したときの時間Ｔで
割れば、結石の移動速度（Ｌ／　ｔ　）が求められる。

この場合、位置決めモニタ１８内の画像表示装置が速度
表示が可能なドプラ装置であれば、ドプラ信号の処理に
より容易に移動速度を求めることができる。

また、照射信号が出力されてから強力超音波が焦点位置
に達するまでの遅れ時間は、焦点距離１を超音波の速度
Ｖで割った時間と照射信号が出力されて強力超音波を出
力するまでの時間ｔとを加える（ｉ／　　＋ｔ）ことに
より求められる。なお、■ この場合トランスデユーサ１２に対して遠い距離にある
Ｂ点からＡ点に向かう速度Ｖを正にとるものとする。

そして、調整距離ΔＬは上記移動速度と遅れ時間を次式
のように乗算することにより求められる。

、ｉ！　　　　　　　　Ｌ ΔＬ−（／ｖ十“ｔ、）ｘ　　（／Ｔ）また、対象物が
移動する軌跡上において前記調整距離ΔＬだけ隔てた０
点が調整位置となり、調整位置演算回路２６では結石の
速度が正の場合、つまりＢ点からＡ点に移動する場合の
０点が調整位置となる。

従って、Ａ点を焦点マーカ１００にて焦点位置に合わせ
、結石が正の速度で調整位置Ｃを通過した時に照射信号
を出力すれば、結石が焦点位置に達したときに強力超音
波も焦点に到達することになる。この場合、Ａ点は結石
の往復運動の折り返し点に当たっており、焦点マーカ１
００は移動する対象物の移動軌跡途中よりも対象物の運
動が一時的に停止する折り返し点に合わせることが好適
である。

第３図には照射信号を出力する回路が示されており、こ
の回路は出力装置２２内に組み込まれている。

図（ａ）において、調整位置演算回路２６の出力は出力
装置２２内のアンド回路２８に供給され、一方照射スイ
ッチ回路３０の出力も操作者のスイッチング動作により
アンド回路２８に供給される。

このようにして、図（ｂ）に示されるタイムチャートの
ように、両者の回路から出力があったときにのみアンド
回路２８から照射信号（Ｃ信号）が出力され、これは照
射出力回路３２に供給され強力超音波が焦点に向で照射
されることになる。

上記の実施例では焦点軸上で対象物が移動する場合につ
いて説明したが、その他の方向に移動する場合でも装置
にて対象物の移動距離とその場合の時間を求めることに
より調整位置を演算することができる。この場合、操作
者が画面上で対象物の移動をライトペン等で指定して行
うこともでき、これによって調整位置の良好な演算を行
わせてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、強力超音波の照
射の遅れ時間によって生じる対象物のずれを、調整位置
を演算してこの調整位置で照射信号を出力することによ
り解消したので、対象物が焦点に移動してくる時に同時
に強力超音波を焦点に到達させることができ、患部の非
侵襲的な手術を正確に行うことができる。

また、上記調整位置の演算は位置決めのための超音波画
像装置を利用して簡単に行うことができるので、従来の
ように複数の装置を用いることなく低コストの超音波破
砕装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波破砕装置の概略構成を示す
説明図、 第２図は位置決めモニタにおける焦点と調整位置の表示
状態を示す説明図、 第３図は照射信号の出力を説明する回路及びタイムチャ
ート図である。 １０　・・・　照射ユニット １２　・・・　主トランスデニーサ １４　・・・　位置決めトランスデユーサ１８　・・・
　位置決めモニタ ２２　・・・　出力装置 ２６　・・・　調整位置演算回路 ２８　・・・　アンド回路 ３０　・・・　照射スイッチ回路 ３２　・・・　照射出力回路 １００　・・・　焦点マーカ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対象物に焦点を合わせて照射される強力超音波に
   より結石・腫瘍組織の破砕を行う超音波破砕装置におい
   て、移動する対象物の任意の点に焦点を合わせて位置決
   めされた場合の対象物の移動速度と照射信号が出力され
   た時点から強力超音波が焦点位置に達するまでの遅れ時
   間とから、対象物が焦点位置に移動してくる時に強力超
   音波が焦点位置に達するように照射信号出力のタイミン
   グを調整する調整距離を求め、焦点位置に向って移動す
   る軌跡上において焦点から前記調整距離だけ離れた調整
   位置を演算出力する調整位置演算回路を設け、前記調整
   位置を通過した時に照射信号を出力することを特徴とす
   る超音波破砕装置。