JPH0217050A - 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。

（従来の技術） 従来、超音波治療装置として特開昭６２−０４９８４３
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第６図に示す。

同図に示すアプリケータ５は、中央部に所定形状の後孔
を設けた直径１０ＣＩｎ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とからなる第１の超音波トランスデユーサ１と、前
記後孔内に固定され、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の曲面に臨ませた第
２の超音波トランスデユーサ４とを備えたものである。

また、第１の超音波トランスデユーサ１の超音波送波面
１Ｃ側に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２が設けられ
ている。

ところで、上述した従来の第１の超音波アプリケータ１
から送波される超音波の集束点は固定されたものである
。このため、被検体Ｐ内の被破砕物（図示しない）を破
砕するにはアプリケータ５自体を図示矢印へ方向（鉛直
方向）で移動できるように支持する必要があるため、全
体を支持部材３で支持した状態で鉛直方向等での移動調
整を行うようにしていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、同図に示す構成からなるアプリケータ５
では、該アプリケータ５自体を支持部材３によって移動
させるために、超音波の集束点を調整する操作が煩雑で
あり、ざらに、移動に伴って水袋２の水量を増減する必
要が生ずるために該アプリケータ５自体の大型化をｊＢ
＜という問題があった。

そこで本発明は、小型軽硲であって、操作性の向上を図
った衝撃波治療装置の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） かかる目的を達成するための本発明の構成は、収集され
た被破砕物を含む領域の断層像データに基づき、該被破
砕物の被検体内での座標値を算出する座標値算出手段と
、衝撃波トランスデユーサの衝撃波送波面に設けられ、
該衝撃波トランスデユーサから送波される衝撃波の集束
点を変更可能な音響伝播液を保持する肢体保持槽と、−
前記座標値算出手段により算出された座標値に基づぎ、
被破砕物に送波される衝撃波の集束点を一致させるよう
に音響伝播液の音響特性を変更する音響特性変更手段と
を備えたものとしている。この場合に、前記音響特性変
更手段としては、水と異なる音響特性を備えた液体を添
加するものが好ましい。

また、収集された被破砕物を含む領域の断層像データに
基づき、該被破砕物の被検体内での座標値を算出する座
標値算出手段と、衝撃波トランスデユーサの衝撃波送波
面に設けられ、水の音響特性と近似し、かつ、内部に満
たされる音響伝播液の圧力により変形可能な弾性液体保
持槽と、前記座標ＩＩＩ算出手段により算出された座標
値に基づき、被破砕物に送波される衝撃波の集束点を一
致させるように音響伝播液を弾性液体保持槽内に吐出し
吸引する液量調整手段とを備えたものとしてもよい。

（作　用） 上記構成を備えた本発明の作用は、液体保持槽内の音響
伝播液の音響特性を変更させ、若しくは弾性体からなる
弾性液体保持槽内の音響伝播液の液量を調整して該弾性
液体保持槽自体を変形させることにより、衝撃波トラン
スデユーサから送波される衝撃波の集束点を被破砕物に
一致させて破砕するようにしている。

（実施例） 以下、本発明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で超音波を用いたものを例として
説明する。

第２図は一実施例としての衝撃波治療装置の構成を示す
ブロック図である。

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
６と、この衝撃波トランスデユーサ６の衝撃波送波面（
俊述する）に設けられ、かつ、水の音響特性と近似し、
該衝撃波トランスデユーサ６から送波される衝撃波の集
束点を変更可能な音響伝播液（水とアルコールとの混合
液）を保持する例えば硬質合成樹脂からなる液体保持槽
２４と、被検体内の被破砕物を含む領域の断層像データ
を収集すべく、超音波を送受波する超音波トランスジュ
ーサ７とを含んで構成されたアプリケータ８と、前記液
体保持槽２４内のキ響伝播液のアルコールと水との混合
比を変更させる混合比調整部２１と、前記′ｆ＃撃波ト
ランスジューサ６に対しパルス信号を送出するバルサ９
と、前記超音波トランスジューサ７に対しパルス信号を
送出し、該超音波トランスジューサ７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
基く該超音波トランスジューサ７からの工」−信号を受
信する送受信回路１０と、この送受信回路１０の出力信
号を入力し、これに振幅検波を施してビデオ信号として
信号変換系１２に送出する信号処理回路１１と、所定パ
ラメータのもとにこの装置全体の制御を行うＣＰＵ等を
含んでなる制御部１３と、この制御部１３に制御され曲
配送受信回路１０．信号処理回路１１．バルサ９にあけ
るパルス信号の送受信タイミング、振幅１周波数等を制
御するコンｉ・ローラ１４と、前記制御部１３により制
御され前記送受信回路１０．信号処理回路１１の出力信
号に対し信号変換処理を行う信号変換系１２（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１２
の出力信号を基に超音波トランスジューサ７による扇状
の音場領ｌ或１５．被検体の体表像、腎ｌｌｉ！像、前
詰石像等と、衝撃波トランスジコーサ６の衝撃波送波領
域、集束点マーカ１６等を表示するＴＶモニタ等を含む
表示部１７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制
御部１３に送信する被検体信号検出素子（ＥＣＧ）１８
と、前記バルサ９から衝撃波トランスジューサ６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制御部
１３に接続され、スイッチ（図示しない）を備えたパル
ス発生スイッチ１９ａと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制御部１３は本装置の
全体の制御中枢であるとともに、前記超音波トランスデ
ユーサ７から収集された被破砕物を含む領域のＷＴ層像
データに基づき、該被破砕物の被検体内での座標値を算
出する座標値算出手段２２及びこの座標値算出手段２２
により算出された座標値に基づき、送波される衝撃波の
集束点を被破砕物に一致させるように音響伝播液の音響
特性を変更する音響特性変更手段２３としての機能を備
えたものである。

尚、図中１９ｂは座標値算出手段２２に被破砕物の被検
体内での座標値の算出を開始させる座標値算出開始スイ
ッチである。

次に、曲述したアプリケータ８を中心とした詳細につい
て第１図（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。

第１図（ａ）に示すアプリケータ８は、円盤状の衝撃波
トランスデユーサ６と、この衝撃波送波面６ａに断面が
弧状の液体保持槽２４が取り付けられ、衝撃波トランス
デユーサ６と液体保持槽２４で形成される内部空間に音
響伝播液２５が満たされている。そして、衝撃波トラン
スデユーサ６の中心でおって液体保持Ｗ！２４内に前記
超音波トランスデユーサ７が配置されている。

ところで、液体保持槽２４内に満たされている音響伝播
液２５はパイプ２１ａ、２１ｂを介して前記混合比調整
部２１によって流通可能となっており、また、該混合比
調整部２１によってき響伝播液２５をなす水とアルコー
ルとの混合比が制御部１３からの制御信号によって調整
されるようになっている。

すなわち、音響伝播液２５のうちアルコールの混合比を
高めると、超音波の速度が向上することから、該集束点
は衝撃波トランスデユーサ６が遠方に移動し、水の混合
比を高めるとその逆の集束点を移動を行わせることがで
きるのである。図中「１乃至Ｆ３はその移動状態を示す
ものである。

第１図（ｂ）に示すアプリケータ２６は、同図（ａ）に
示すアプリケータ８とほぼ同様の構成となっているが、
衝撃波トランスデユーサ２７及び液体保持槽２８の形状
が異なるものである。尚、第１図（ｂ）において第１図
（ａ）と同等のものについては、同一の符号を付してそ
の説明を省略する。

同図・（ｂ）に示すアプリケータ２６は、衝撃波送波方
向に集束点を形成する凹状とした衝撃波送波面２７ａを
備えた衝撃波トランスデユーサ２７と、この衝撃波送波
面２７ａと対向する面を平面状とした液体保持槽２８と
を備えたものでおる。

尚、第１図（ａ）及び（ｂ）に２９で示すものは超音波
トランスジューサ支持部であり、本実施例ではオペレー
タの自然な感覚により近いかたちで操作できるように、
軽い力で自在に勅かＵるようにしている。

以上のような構成を備えた衝撃波治療装置の作用、効果
について、本実施例では第１図（ａ）に示すアプリケー
タ８を用いた場合について、主に第３図を参照して説明
する。

まず、本実施例では混合比調整部２１によって音響伝播
液２５をなす水とアルコールとの混合比を調整し、衝撃
波の集束する位置を、例えば体表面に近接した集束点マ
ーカＦｏで示す位置に設定しておく。この初期位置は初
期値として予め制御部１３内に設定しておくものとする
。

そして、オペレータはアプリケータ８に設けられている
液体保持槽２８を被検体Ｐの表面に載置し、この状態で
送受信回路１０．信号処理回路１１及び信号変換系１２
を制御して超音波トランスジューサ７を駆動して表示部
１７の画面上に被検体Ｐの断層像を表示させる。

この断層像中に腎臓像Ｑが描写された段階でその中にあ
る腎結石像（被破砕物）Ｃｈを探す。

この場合、表示部１７には制御部１３から信号変換系１
２に送受信される信号に基づいて集束点マーカＦｏが固
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Ｐの断層像はアプリケータ８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７の超音波送受波面７ａは、衝撃波トランス
ジューサ６の衝撃波送波面６ａより集束点マーカＦｏ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、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７は
衝撃波トランスジューサ６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。

このようにして、腎結石像Ｑ１が断層像内に描写された
段階でざらにアプリケータ８を調整して、その腎結石像
Ｑ１が前記集束点マーカＦｏの真下に位置するように設
定し、この状態で該アプリケータ８を固定する。

そして、座標値算出開始スイッチ１９ｂを押下し、座標
値算出手段２２によって体表面から腎結石＠Ｑ１の座標
値すなわち距離を算出させ、この距離に基づき音響特性
変更手段２３は、被破砕物（腎結石像（ｈ　＞に送波さ
れる衝撃波の集束点を一致させるように音響伝播液の音
響特性を変更すべく、水とアルコールとの混合比を決定
し、前記混合比調整部２１に制御信号を送信する。この
制御信号により、混合比調整部２１は水とアルコールと
の混合比を調整する。そして、混合比を調整された音響
伝播液量液体保持槽２４内に吐出される。この時、表示
部１７には被破砕物（腎結石像Ｑｌ）に一致した混合比
調整後の集束点マーカＦ２が表示される。

次に、オペレータはパルス発生スイッチ１９のスイッチ
を操作して制御部１３．コントローラ１４を介してバル
サ９に制御信号を送信する。これによりバルサ９から衝
撃波トランスジューサ６にパルス信号が送信され、該衝
撃波トランスジューサ６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Ｆ２で示す
位置に存在する腎結石に向けて送波する。

この超音波パルスは腎結石の位置で衝撃波となり、腎結
石を破壊する。

このに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、腎結石の全体を破壊して治療すること
かできる。

尚、被検体Ｐ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１８を被検体の手
１足や胸部、弗等に接触してあき、この被検体信号検出
素子１８から得られる被検体信号と前記パルススイッチ
１９からの信号とを制御部１３により同期させ、バルサ
９からのパルス信号の送出タイミングを制御するように
づればより効果的である。

以上詳述した一実施例装置によれば、従来のようにアプ
リケータを鉛直方向で移動できるように支持する必要が
ない。このため、該アプリケータ自体を支持部材によっ
て移動させることに起因づる超音波の集束点を微調整す
る煩雑さを無くすことができ、さらに、移動に伴って氷
袋の水出を増減する必要もないために、該アプリケータ
自体の小形化、軽量化を達成することができるようにな
る。従って、きわめて操作性の良好な衝撃波治療装置の
提供が可能となる。

尚、本発明は上述した一実施例に限定されるものではな
く、例えば第４図及び第５図に示ず構成を備えた衝撃波
治療装置であっても、そのは旨の範囲内でおる。

第４図に示す衝撃波治療装置は、はぼ第２図に示す衝撃
波治療装置と同様の構成であるが、その相違点はアプリ
ケータの構成及び制御部の機能が異なる点である。尚、
第４図及び第５図について第１図及び第２図において説
明したものと同等のものについては、同一の符号を付し
てその説明を省略する。

図中３３は、衝撃波トランスデユーサ６の衝撃波送波面
に設けられ、水の音響特性と近似し、かつ、内部に満た
される音響伝播液の圧力により変形可能な例えば弾性ゴ
ムからなる弾性液体保持槽、３０は後述する液量調整手
段３１からの制御信号に基づき、音響伝播液を前記弾性
液体保持槽３３内に吐出し又は該弾性液体保持槽３３か
ら吸引可能なポンプ等を備えた液量調整部である。

本実施例において制御部１３は前記座標値算出手段２２
としての機能の他に、座標値算出手段２２により算出さ
れた座標値に基づき、被破砕物に送波される衝撃波の集
束点を一致させるように音響伝播液を前記弾性液体保持
槽３３に吐出し又は該弾性液体保持槽３３から吸引する
液措調整手段３１としての機能を併有している。

第５図（ａ）は前記第４図に示すアプリケータ３４の詳
細を示す説明図である。

同図に示すように、弾性液体保持槽３３は液♀調整部３
０ａからパイプ３０ａを介して吐出される音響伝播液の
圧力に応じ、図中３３’、３３”で示すような衝撃波送
波方向に断面弧状に突出するようになっている。すなわ
ち、断面弧状に突出することにより音響レンズとしての
改能を果たすことができるようにしている。従って、衝
撃波トランスデユーサ６から送波される衝撃波は、この
レンズ状に変形した弾性液体保持槽３３により屈折され
、これによりｖ！Ｔ撃波の集束点を例えばＦｌ乃至３で
示すように移動させることができる。また、同図（ｂ）
に示すように、衝撃波トランスデユーサ２７の衝撃波送
波面２７ａが前）ホのように凹状となっている場合であ
っても同様である。尚、３５’、３５”は、この衝撃波
送波面２７ａと対向する而を、内部に満たされる音響伝
播液の圧力による変形が無い際には平面状とした弾性液
体保持槽３５の変形した状態を示すものである。また、
上記弾性液体保持槽３３．３５Ｇよ重力の作用、被検体
からの反力等により変形して誤差が生ずることも考えら
れるが、弾性力の強い材質を用いることで悪影響を防止
することができると考えられる。

このように構成した場合であっても、前述した実施例と
同様の効果を得ることができる。

ところで、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、前述した実施例ではいづれも座
標値算出手段により自動的に衝撃波の集束点を設定する
ものを示したが、オペレータが表示部に表示された該被
破砕物に基づきマニュアル操作により入力することも可
能である。

［発明の効果１ 以上詳述した本発明によれば、小型軽量で必って、操作
性の向上を図った衝撃波治療装置の提供ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の衝撃波治療装置に用
いられるアプリケータの詳細を示す断面図、第２図は本
発明の一実施例としての衝撃波治療装置の構成を示すブ
ロック図、第３図は第１図（ａ）に示すアプリケータに
より、被破砕物を破砕する際の説明図、第４図は伯の一
実施例としての衝撃波治療装置の構成を示すブロック図
、第５図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の衝撃波治療
装置に用いられる他の一実施例としてのアプリケータの
詳細を示す断面図、第６図は従来のアプリケータの断面
図である。 ６．２７・・・衝撃波トランスデユーサ、６ａ、２７ａ
・・・衝撃波送波面、 ７・・・超音波トランスデユーサ、 ８．２６・・・アプリケータ、 ２２・・・座標値算出手段、 ２３・・・音響特性変更手段、 ２４．２８・・・液体保持槽、２５・・・音響伝播液、
３１・・・液間調整手段、 ３３．３５・・・弾性液体保持槽、 第　　１　　図 第 図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体内に被破砕物破砕用衝撃波を送波する衝撃
   波トランスデューサと、被破砕物を含む領域の断層像デ
   ータを収集する超音波トランスデューサとを具備したア
   プリケータを有する衝撃波治療装置において、収集され
   た被破砕物を含む領域の断層像データに基づき、該被破
   砕物の被検体内での座標値を算出する座標値算出手段と
   、衝撃波トランスデューサの衝撃波送波面に設けられ、
   かつ、水の音響特性と近似し、該衝撃波トランスデュー
   サから送波される衝撃波の集束点を変更可能な音響伝播
   液を保持する液体保持槽と、前記座標値算出手段により
   算出された座標値に基づき、送波される衝撃波の集束点
   を被破砕物に一致させるように音響伝播液の音響特性を
   変更する音響特性変更手段とを有することを特徴とする
   衝撃波治療装置。
2. （２）前記液体保持槽は、衝撃波送波方向に断面弧状に
   突出したものである請求項１記載の衝撃波治療装置。
3. （３）前記アプリケータは、衝撃波送波方向に集束点を
   形成する凹状とした衝撃波送波面を備えた衝撃波トラン
   スデューサと、この衝撃波送波面と対向する面を平面状
   とした液体保持槽とを備えたものである請求項１記載の
   衝撃波治療装置。
4. （４）被検体内に被破砕物破砕用衝撃波を送波する衝撃
   波トランスデューサと、被破砕物を含む領域の断層像デ
   ータを収集する超音波トランスデューサとを具備したア
   プリケータを有する衝撃波治療装置において、収集され
   た被破砕物を含む領域の断層像データに基づき、該被破
   砕物の被検体内での座標値を算出する座標値算出手段と
   、衝撃波トランスデューサの衝撃波送波面に設けられ、
   水の音響特性と近似し、かつ、内部に満たされる音響伝
   播液の圧力により変形可能な弾性液体保持槽と、前記座
   標値算出手段により算出された座標値に基づき、送波さ
   れる衝撃波の集束点を被破砕物に一致させるように音響
   伝播液を弾性液体保持槽に吐出し又は該弾性液体保持槽
   から吸引する液量調整手段とを有することを特徴とする
   衝撃波治療装置。
5. （５）前記弾性液体保持槽は、衝撃波送波方向に断面弧
   状に突出変形するものである請求項４記載の衝撃波治療
   装置。
6. （６）前記アプリケータは、衝撃波送波方向に集束点を
   形成する凹状とした衝撃波送波面を備えた衝撃波トラン
   スデューサと、この衝撃波送波面と対向する面を、内部
   に満たされる音響伝播液の圧力による変形が無い際には
   平面状とした弾性液体保持槽とを備えたものである請求
   項４記載の衝撃波治療装置。