JPH01181856A - 衝撃波治療装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、生体内に存在す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。

（従来の技術） 生体内の結石を破砕する装置として、特開昭６２−０４
９８４３に、開示されたものがある。第１２図はこの装
置の超音波アプリケータの断面を示している。

同図に示す超音波アプリケータ１は、中央部に所定形状
の抜孔を有し、且つ、直径１０ｃｔｔｔの曲率を有して
形成された凹面振動子２と、この凹面撮動子２の背面に
一様に接着したバッキング材３とを有してなる。超音波
プローブ４は、送受波面（超音波アレイ）４８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
後退させた位置となるように配＠されている。尚、５は
氷袋であり、６は生体である。

ところで、上記装置を用いて生体内の結石を破砕する場
合には、衝撃波の集束点位置を結石に合わせる必要があ
り、これを集束点位置決めと称する。この集束点位置決
めは、表示手段上に生体のＢモード像（断層像）と共に
集束点位置を示すマーカを表示し、この集束点マーカと
結石とを表示画面上で一致させることによって行うこと
が考えられる。ここでマーカは衝撃波発生手段によって
幾何学的に定まる集束点位置を示している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、衝撃波の集束点位置を結石に合わせるこ
とは現実に容易ではなく、実際に送波された衝撃波の集
束点位置が結石位置に完全に合わない場合がある。かか
る場合、当該衝撃波によっては結石を効果的に破砕する
ことができないから、結石破砕に長時間を要することに
なる。

そこで本発明は、上記の欠点を除去するもので、その目
的とするところは、生体内に存在する被破砕物の位置決
めから破砕までに要する時間の短縮を図った衝撃波治療
装置を提供することにめる。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、生体内の被破砕物を衝撃波により破砕する衝
撃波治療装置において、生体内で集束する破砕用衝撃波
を発生する衝撃波発生手段、及びこの衝撃波発生手段の
中央部に配置され生体内断面の画像情報を収集し得る画
像情報収集手段を有して成る衝撃波アプリケータと、衝
撃波の前記生体内での集束点位置を移動可能に前記衝撃
波アプリケータを支持するアプリケータ支持手段とを具
備するものである。

（作　用） 本発明では、互いに交差する生体内断面の画像情報に基
づいて前記衝撃波アプリケータの位置を決定し、これに
より適確な集束点位置決めを可能としている。この集束
点位置決めにより集束点位置、を被破砕物位置に合致さ
せることができ、被破砕物の効果的な破砕が可能となり
、破砕時間の短縮を図ることができる。

（実施例） 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

第１図（ａ）は本発明に係る衝撃波治療装置の一実施例
を示している。

同図に示すように本実施例装置は、生体内で集束する破
砕用衝撃波を発生する衝撃波発生手段１５と、この衝撃
波発生手段１５の中央部に配置され超音波送受により前
記衝撃波の集束点を含む所定の生体内領域の画像情報を
収集する画像情報収集手段１６とを有する。この衝撃波
発生手段１５と画像情報収集手段１６とを有して衝撃波
アプリケータ１７が構成されている。

更に本実施例装置は、前記衝撃波発生手段１５に対して
衝撃波信号（パルス信号）を送出するパルサ１８と、前
記画像情報収集手段１６を介して超音波の送受信を行う
送受信回路１９と、この送受信回路１９の出力信号の振
幅検波及びＡ／Ｄ（アナログ・ディジタル）変換等の信
号処理を行う信号処理回路２０と、この信号処理回路２
０の出力信号を表示系の信号形式に変換する信号変換系
２１と、本実施例装置全体の動作制御を司るＣＰｔＪ（
中央処理装＠）２２と、このＣＰＬＪ２２の制御下で前
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２周波数等を
制御するコントローラ２３と、前記信号変換系２１の出
力信号を基に画像情報収集手段１６による扇状の音場領
域２５．被検体の体表像、腎臓像、腎結石像等及び衝撃
波発生手段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、生体の
一部、例えば手足等に接触可能に形成され、生体の心拍
等を示す生体信号を検出してそれを前記ＣＰＵ２２に送
る生体信号検出素子２８と、前記パルサ１８から衝撃波
発生手段１５に送出されるパルス信号の発生タイミング
を設定すべり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
、前記衝撃波発生手段１５に対する画像情報収集手段１
６の相対的位置関係を調整する位置コントロ−ラ３０と
を有して構成されている。

次に、前記衝撃波アプリケータ１７の詳細な構成につい
て説明する。

第１図（ｂ）は衝撃波アプリケータの外観斜視図であり
、第１図（Ｃ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。

同図に示すように衝撃波アプリケータ１７は、生体３２
内に破砕用衝撃波の集束点４１ａを形成する衝撃波発生
手段１５と、この衝撃波発生手段１５の衝撃波送波面１
５ａ側に設けられた衝撃波伝達手段３３と、前記衝撃波
発生手段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、且つ、生体３２
の表面に超音波送受波面１６ａを当接した状態で前記集
束点４１ａを含む音場領域４２を形成し該生体３２の画
像情報を収集する画像情報収集手段１６とを有して構成
されている。

前記衝撃波発生手段１５は、所定の曲率を有して球面状
に形成され、且つ、前記画像情報収集手段１６の配置箇
所を中心として渦状に巻回されたコイル１５ｂと、この
コイル１５ｂに絶縁部材１５Ｇを介して積層された金属
膜１５ｄとを有する。この衝撃波発生手段１５の衝撃波
送波面（振動面）１５ａは凹面形状をなし、これにより
、生体３２に向けて送波された音波が生体３２内で集束
し、衝撃波になる。前記コイル１５ｂ及び前記金属膜１
５ｄの平ｍ１図をそれぞれ第２図及び第３図に示す。渦
状に巻回されたコイル１５ｂの両端末１５ｅ、１５ｆは
前記パルサ］８（第１図（ａ＞参照）の出力端に電気的
に接続されており、このパルサ１８よりコイル１５ｂに
衝撃波信号が供給される。ここで、コイル１５ｂに衝撃
波信号が供給されると、電！ｉ誘導作用により金属膜１
５ｄに逆電流が生じ、コイル１５ｂと金属膜１５ｄとの
間で中心から外の方向に生ずる磁気力とによるローレン
ツ力によって金属膜１５ｄが突き離され、これによって
音波が発生する。すなわち、コイル１５ｂ、絶縁部材１
５ｃ及び金属膜１５ｄを有して所謂電磁誘導型音源が形
成されている。本実施例装置において衝撃波発生手段１
７はこの単一の電磁誘導型音源を有して構成されている
。

そしてこの衝撃波発生手段１５の中央部には画像情報収
集手段１６が設けられている。この画像情報収集手段１
６としては、複数の超音波振動子を配列して成り超音波
のセクタスキャンにより生体３２内領域の画像情報（Ｂ
モード情報）を得る超音波プローブが適用されている。

そしてこの画像情報収集手段１６は支持駆動部３６を介
して矢印５９方向に移動可能に且つ矢印６０方向に回転
可能に取付けられている。

また、衝撃波伝達手段３３としては、衝撃波伝達媒体例
えば水を満たした氷袋が適用されている。

図示した水袋３３は、衝撃波発生手段１５の外径寸法値
とほぼ等しい略有底円筒状または円錐台状からなるもの
である。そしてその側面には矢印Ｂ方向に伸縮可能な蛇
腹部３３ａが形成されており、また、その底部３７には
水とほぼ等しい音響インピーダンスからなる薄膜が適用
されている。

その詳細を第４図に示す。

同図に示すように氷袋の底部３７の中央には、画像情報
収集手段１６の超音波送受波面１６ａの側面形状に対応
して切欠部３７ａが形成されており、本実施例装置にお
いては、この切欠部３７ａと画像情報収集手段１６の超
音波送受波面１６ａの側面とが溶着あるいは接着されて
固定されている。この構成から超音波送受波面１６ａは
薄膜と共に生体表面に直接接触する。尚、本実施例にお
いて蛇腹部３３ａは、外部から力を作用しない場合にそ
の姿勢を保持できるように形成されている。

これは例えば蛇腹部３３ａ８構成する材質を適宜設定す
るか補助具を設けるなどで容易に実現できる。

また、第５図に示す氷袋を用いてもよい。

同図に示す水袋４４は側面に蛇腹部３３ａを形成した点
では上記のものと共通するが、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を形成している
点で異なる。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を切欠部４３周囲
に接着するようにしている。このようにすると、画像情
報処理手段１６自体に特別の防水処理を施さずに済むと
いう利点がある。

上記構成の破砕用アプリケータ１７は、第６図に示すよ
うにアプリケータ支持手段４７によって支持されている
。このアプリケ−タ支持手段４７は、前記画像情報収集
手段１６の先端部（ここでは超音波プローブの送受波面
）を中心とする前記アプリケータ１７の回動、及び前記
衝撃波発生手段１５と被破砕物（ここでは生体Ｐの腎臓
３８内に存在する腎結石を意味する）との間隔調整を可
能に支持するものである。第７図は衝撃波アプリケータ
１７及びアプリケータ支持手段４７を上方から見たもの
である。支柱４９に第１のアーム５１が取付けられ、こ
の第１のアーム５１の他端に第２のアーム５２の一端が
回動自在に支持されている。そして円弧状に湾曲形成さ
れた＠３のアーム５３の中央部が、矢印５４で示す方向
に回動自在に第２のアーム５２の他端に支持され、この
第３のアーム５３の両端部において前記破砕用アプリケ
ータ１７が、矢印５５で示す方向に回動自在に支持され
ている。

次に、以上のように構成された実施例装置の作用につい
て、主に第１図（Ｃ）に示す腎臓３８内の腎結石３９を
破砕する場合を想定して説明する。

先ず、衝撃波の集束点位置決めの手順について第１０図
のフローチャートを基に説明する。

衝撃波アプリケータ１７を生体Ｐに装着するに際して、
先ず衝撃波アプリケータ１７のアプローチ方向を決定し
くＳｌ）、画像情報収集手段１６のスキャン方向を決定
する（Ｓ２）。ここでこのスキャン方向の決定は、生体
Ｐの体軸に対する縦断面をスキャンするかあるいは横断
４面をスキャンするかの決定であり、オペレータの恣意
に委ねられる。このスキャン方向の決定により特定され
る断面を第１の断面とする。

次に、衝撃波アプリケータ１７を生体Ｐの体表面に密着
させる（Ｓ３）。そして、コントローラ２３の制御下で
画像情報収集手段１６により生体Ｐの画像情報を収集す
る。収集された画像情報は表示手段２７で可視化される
。この表示画像を見ながらオペレータは、衝撃波アプリ
ケータ１７を第１の角度で蚕り、当該筒１の断面で腎結
石３９が最も鮮明に映し出される角度で衝撃波アプリケ
ータ１７を仮固定する（Ｓ４）。衝撃波アプリケータ１
７の第１の角度での振りは、画像情報収集手段１６の先
端部（超音波送受波面１６ａ）を中心として該アプリケ
ータ１７を矢印５４方向に回動し、第２のアーム５２を
押すか引くことで行われる（第７図、第８図参照）。こ
の回動により、生体Ｐの第１の断面での互いに異なる複
数の８モード懺（断層像）５７が表示手段２７に連続切
換表示されるため、腎結石３９が最も鮮明に映し出され
る角度での衝撃波アプリケータ１７の仮固定は容易に行
い得る。

そしてこの状態で今度は衝撃波アプリケータ１７を第２
の角度で振り、腎結石３９の像が第１の断面の中央に位
置する角度で該アプリケータ１７を仮固定する（Ｓ５）
。この衝撃波アプリケータ１７の第２の角度での振りは
、画像情報収集手段１６の先端部を中心として該アプリ
ケータ１７を矢印５５方向に回動し、第１のアーム５１
を押すか引くことで行われる（第７図参照）。

次に、画像情報収集手段１６のみを９０度回転させ（第
１図（Ｃ）参照）、第１の断面に垂直な複数の第２の断
面画像５８（第９図参照）を得る。

尚、生体Ｐは体動を伴っているので前記ステップ３２．
３３．３４を数回繰返して微調整する（Ｓ７）。前記ス
テップＳ５の仮固定が適切であれば、第１．第２の断面
での画像とも腎結石は表示画像の中央に映し出されるは
ずである。

表示手段２７には、衝撃波発生手段１５より送波される
衝撃波の幾何学的な集束点を示す集束点マーカ２６が表
示されており、オペレータは、表示手段２７の表示画像
を見ながら、衝撃波アプリケータ１７を上下（矢印５９
方向）に移動させることで衝撃波発生手段１５と腎結石
３９との間隔を調整し、集束点マーカ２６と腎結石３９
とを合致させる。尚、このとき、画像情報収束手段１６
は移動させずに固定しておく。

これにより、衝撃波の集束点位置決めが完了する。

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ＣＰｔＪ２２．コントローラ２３を介し
てパルサ１８に制御信号を送出する。

これによりパルサ１８から衝撃波発生手段１５に衝撃波
信号が送信され、衝撃波発生手段１５は強力なエネルギ
の衝撃波を、集束点マーカ２６に相当する位置に存在す
る腎結石３９に向けて送波する。

このような衝撃波送波を何度か必要なだけ繰り返すこと
により、腎結石３９の全体を破壊することができる。

尚、生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、予め生体信号検出素子２８を被検体の手２足や
胸部、鼻等に接触しておき、この生体信号検出素子２８
から得られる生体信号と前記パルススイッチ２９からの
信号とをＣＰＵ′２２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。

このように本実施例装置においては、互いに交差する生
体内断面（第１．第２の断面）の画像情報に基づいて衝
撃波アプリケータ１７の位置を決定することで、適確な
集束点位置決めを可能としている。従って、被破砕物た
る腎結石の効果的な破砕が可能となり、破砕時間の短縮
を図ることができる。

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実施が可能である。

例えば上記実施例では衝撃波発生手段１７として単一の
電磁誘導型音源を適用したものについて説明したが、複
数の電磁誘導型音源を適用してもよい。第１１図１７Ａ
はこの場合の衝撃波アプリケータを示している。このア
プリケータ１７Ａは、画像情報収集手段１６の配置箇所
を中心に、４個の電磁誘導型音源５０ａ、５０ｂ、５０
Ｇ。

５０ｄを、配置して成る。各音源５０ａ、５０ｂ。

５０Ｃ，５０ｄは、上記実施例の場合と同様に渦状に巻
回されたコイルと、このコイルに絶縁物を介して積層さ
れた金属膜とを有して成る。各音源より発せられた音波
は、生体内で集束し、衝撃波となる。

また、衝撃波発生手段として、電ｖｉｉ誘導型以外の音
源を適用できる。例えば第７図に示すように凹面超音波
振動子２を有して成るものをも適用できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、適確な集束点位置
決めを可能とすることにより生体内に存在する被破砕物
の破砕に要する時間の短縮を図った衝撃波治療装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る衝撃波治療装置の一実施例
を示すブロック図、第１図（ｂ）は同図（ａ＞における
衝撃波アプリケータ斜視図、第１図（Ｃ）は同図（ｂ）
のＡ−Ａ’拡大断面図、第２図乃至第５図は前記衝撃波
アプリケータの主要部の平面図及び一部切欠斜視図、第
６図及び第７図はアプリケータ支持手段の構成説明図、
第８図及び第９図は衝撃波の集束点位置決め説明図、第
１０図は衝撃波の集束点位置決めのフローチャート、第
１１図は他の実施例における衝撃波アプリケータの平面
図、第１２図は従来例装置の説明図である。 １５・・・衝撃波発生手段、 １６・・・画像情報収集手段、 １７．１７Ａ・・・衝撃波アプリケータ、３９・・・腎
結石（被破砕物）、 ４７・・・アプリケータ支持手段。 代理人　弁理士　則　　近　　憲　　缶周　　　　　近
　　藤　　　　　　猛 第１図 （Ｃ） 第１図 第　　２　図 第３図 第４図 第５図 第８図 第９図 第１１図 第１２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）生体内の被破砕物を衝撃波により破砕する衝撃波
   治療装置において、生体内で集束する破砕用衝撃波を発
   生する衝撃波発生手段、及びこの衝撃波発生手段の中央
   部に配置され生体内断面の画像情報を収集し得る画像情
   報収集手段を有して成る衝撃波アプリケータと、衝撃波
   の前記生体内での集束点位置を移動可能に前記衝撃波ア
   プリケータを支持するアプリケータ支持手段とを具備す
   ることを特徴とする衝撃波治療装置。
2. （２）前記衝撃波アプリケータは、互いに交差する生体
   内断面の画像情報を収集し得る画像情報収集手段を有す
   る請求項１記載の衝撃波治療装置。
3. （３）前記アプリケータ支持手段は、前記画像情報収集
   手段の先端部を中心とする前記衝撃波アプリケータの回
   動、及び前記衝撃波発生手段と被破砕物との間隔調整を
   可能に前記衝撃波アプリケータを支持する請求項１記載
   の衝撃波治療装置。