JPH0288050A - 超音波治療装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波治療装置、更に詳しくは、体外で発生さ
せた強力超音波による衝撃波を体内の結石、腫瘍等の治
療対象物に向けて集束させて、結石の砕石治療や薬剤反
応の促進あるいは加温治療等を施す超音波治療装置に関
するものである。

［従来の技術］ 従来、超音波を集中させて結石を破壊する砕石治療、超
音波を照射して腫瘍を加熱する加温治療、また薬剤反応
の促進等を行なう超音波治療装置は、特開昭６２−８７
１５０号公報に示されるように公知である。

この種、超音波治療装置は、例えば圧電素子からなる超
音波振動子を多数、平面の取付板上にモサイク状に並べ
て取り付けて形成した超音波発生体を、音響整合層ある
いは水等の超音波伝播媒質を充填したウォータバッグを
介して治療部位に相対する人体表面に接触させ、腎臓、
肝臓や胆嚢。

胆管等に生じた結石、もしくは体内に存在する腫瘍に、
上記多数の超音波振動子からの超音波衝撃波を集中させ
て砕石や加熱等の治療を行なうようにしたものである。

上記超音波衝撃波は、上記超音波振動子に衝撃波発生回
路からのパルス状もしくはトーンバースト状電圧を印加
することによって発生される。また、上記結石あるいは
腫瘍の発見や治療部位の確認には、超音波探触子および
これに接続される超音波観測装置が用いられるようにな
っている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、平面上に多数の超音波振動子を配列した治療
用超音波送波手段では、各超音波振動子を駆動する信号
に、それぞれ遅延をかけて各超音波振動子から放射され
る超音波面が焦点で一致するように用いられる。例えば
、第６図に示すように、固成からなる平板３上に等間隔
の同心円状に多数の超音波振動子１を配列した超音波発
生体において、平板３の中心軸上に焦点１１を形成させ
るためには、径方向における超音波振動子は平板３の中
心軸に近くなるに応じてそれぞれの超音波振動子１に印
加する駆動信号の遅延量を順次大きくする必要がある。

この場合、平板３の垂線、即ち、各超音波振動子１の最
大音圧が得られる放射面中心軸ｆ１１〜ρ４と、焦点１
１と各超音波振動子１の中心とを結ぶ直線、即ち、集束
音線ｍ１〜ｍ４とがなす角をθ１〜θ４とすると、この
焦点指向角θ１〜θ４が大きくなると、超音波振動子コ
の指向特性に依存して、焦点１１での音圧は小さくなる
。従って、各超音波振動子の中心軸方向には強力な超音
波が放射されているものの、上記焦点指向角が大きい平
板３の外周縁付近の超音波振動子１ては、焦点１１にお
ける音圧はその超音波振動子の中心軸上の音圧の数分〜
十数分の１となり、超音波振動子は平板の中心から離れ
た配置となるに従って、その効率は悪くなり、全体とし
ての効率を低下させるものとなってしまう。

なお、第６図中、符号２は音響整合層、４は観測用超音
波探触子、５はウォータバッグをそれぞれ示している。

本発明は、上述したような従来の超音波治療装置におけ
る問題点に着目してなされたものであって、平板上に多
数の超音波振動子を配列した超音波発生体であっても、
極めて効率良く超音波を集束させることができる超音波
治療装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］本発明は、上
記目的を達成するために、多数の超音波振動子を有する
超音波衝撃波発生体によって、体外で発生させた超音波
を体内の結石、腫瘍等の治療部位に向けて集束させて治
療する超音波治療装置において、 上記各超音波振動子が発生する超音波の中心軸が一点で
交わるように、各超音波振動子を平面上に配列する手段
を有することを特徴とするものである。

［実　施　例］ 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施例を示す超音
波治療装置における超音波衝撃波発生体を示したもので
ある。

本実施例における超音波衝撃波発生体においては、超音
波振動子１が取り付けられる円板からなる平板３Ａの上
面に、底面が傾斜する複数本（この場合４本）の取付溝
１０が同心円状に刻設されていて、それぞれの取付？Ｖ
ｊ　１０の底面Ｓ１〜Ｓ４の垂直中心線が全て焦点１１
で交わるようになっている。また、各超音波振動子１が
平板３Ａの上記取付溝１０に取り付けられたとき、各超
音波振動子１の超音波放射面の中心が同一平面上で揃う
ように、それぞれの取付溝１０はその底面８１〜Ｓ４の
傾斜角度に応じた深さで溝が形成されている。そして、
このように形成された平！ｉ２３への取付溝３１〜Ｓ４
内に各超音波振動子１が取り付けられる。また、このよ
うにそれぞれ配設された超音波振動子１は、焦点１１ま
での距離が平板３Ａの半径方向の取付位置によってそれ
ぞれ異なっているので、これらの超音波伝播行路差に応
じた駆動信号の遅延が各遅延装置７ａ〜７ｈによって与
えられる。そして、上記各超音波振動子１は信号発生装
置８から上記各遅延装置７ａ〜７ｈおよび電力増幅器６
ａ〜６ｈをそれぞれ介して駆動電力が印加されるように
なっており、上記信号発生装置８の作動はデータバス９
を介してＣＰＵ２０によって制御されるようになってい
る。

このように構成された本実施例における超音波衝撃波発
生体においては、平板３Ａ上の取付溝１０内に配列して
取り付けられたすべての超音波振動子１の超音波放射面
の中心軸が焦点１１で交わることになる。従って、焦点
１１には平板３Ａ上に配列した全ての超音波振動子１の
指向特性における最大音圧が集中するので、最大音圧の
焦域が形成され、最強の超音波を得ることができる。

また、この際、上記超音波振動子１に設けられた音響整
合層２は放射媒質への超音波放射効率を更に向上させる
。なお、上記平板３Ａには同心円状の取付溝１０か設け
られているので、この溝１０内に取り付けられる超音波
振動子１の形状は、これが取り付けられる形状のもので
あれば円形に限ることなく、矩形や円弧状等の任意の形
状のもので良い。

また、上記第１図に示した実施例においては、各超音波
振動子１を取り付ける平板３Ａに同心円状の取付溝１０
を設けるようにしたが、これは、例えば第２図に示すよ
うに、円板状の平板３日に各超音波振動子１の取り付は
角度に応じた底面を有する円形の穴１２を設け、この穴
１２内に円板状の超音波振動子を取り付けるようにして
も、全く同様な作用、効果を得ることができる。

第３図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の他の実施例を示す超
音波治療装置における超音波衝撃波発生体の要部を示し
たものである。本実施例における超音波衝撃波発生体に
おいては、各超音波振動子１を円板からなる平板３Ｃ上
に取り付けられた三角形の楔状の超音波振動子取付部材
１５によって、同超音波振動子１の放射面中心軸を焦点
１１に一致させるようにしたものである。このように超
音波振動子１を平１ｆ３ｃ上に超音波振動子取付部材１
５を介して取り付けるようにしても上記第１図における
超音波衝撃波発生体と全く同様に作用し、同様な効果が
得られると共に、超音波振動子取付部材１５を取り替え
ることにより任意に焦点位置を設定することができる。

即ち焦点位置の調整や変更を容易に行なうことができる
効果も得られる。

なお、上記超音波振動子取付部材１５の形状は、三角形
柱体の楔状のものに限るものでなく、上面が斜面となっ
た円柱状のものやそれ以外のものであっても良いことは
勿論である。

また、上記第３図（Ａ）　、　（Ｂ）に示した実施例に
おいては、超音波振動子１のそれぞれに、その取付部祠
１５か対応するようになっているが、第４図（Ａ）　、
　（［３）に示すように、上面が振動子取付用の傾斜面
１６ａとなっている１個の環状部材からなる超音波振動
子取付部材１６、もしくはこれを数分割したものにすれ
ば、同取付部材１６の数も少なくて済むと共に、例えば
円弧状振動子のような比較的大きい放射面を有する超音
波振動子の取付けも可能となる。このように振動子取付
用祠１６を構成しても、その作用、効果は上記各実施例
のものと変る所はない。

また、上記した何れの実施例においても、同一焦点を指
向するように平板上に配列された超音波振動子１からそ
れぞれ放射された超音波衝撃波が同一時刻に焦点へ到達
するためには、その伝播行路差に対応して、それぞれの
超音波振動子に加える駆動信号に遅延を与える必要があ
るが、この遅延量を更に制御することにより、焦点の位
置を制御することも可能である。即ち、それぞれの超音
波振動子が予じめ初期的な焦点を指向していることから
、超音波振動子を駆動する信号の位相を適宜に５！ｊ整
して、新たな位置に焦点を形成するようにしたとしても
、その焦点にはそれぞれの超音波振動子のメインローブ
における音圧か集中することになるので、従来の平板上
に超音波振動子を取り付けた焦点位置可変の超音波治療
装置に比し、極めて効率良く焦点位置を操作することが
可能となる。

第５図は、本発明の適用された超音波治療装置の一例を
示す全体の構成図である。この超音波治療装置は人体内
の結石を砕石治療する結石破壊装置として構成されてい
る。即ち、同装置は体内の結石位置を検出する観３１１
１手段（位置検出手段）と、位置決め信号発生手段１４
と、焦点移動手段１７と、結石１８を砕石する駆動用衝
撃波発生手段１９とを具備して構成されている。

上記観ｆｌｌ１１手段は、人体２１に対して超音波を放
射して体内の結石１８の位置を検出する観測用超音波探
触子４と、この探触子４からの検出信号による結石位置
をＣＲＴなどの画面上に表示するデイスプレィ装置１３
とで構成されている。

上記位置決め信号発生手段１４は、上記デイスプレィ装
置１３の画面上の狙うポイントに指示マーカー等を設け
、この指示マーカーの位置に砕石用衝撃波の焦点がくる
ように、焦点移動手段１７へ制御信号を出力する。超音
波衝撃波発生体は、前記第１図（Ａ）　、　（Ｂ）で説
明したものであって、前面の衝撃波発生面か人体２１に
向けて配置されるようになっており、この超音波衝撃波
発生体と人体２１との間には、液体注入および圧力制御
手段を有する軟性樹脂等からなるウォータバッグ５か配
設され、同バッグ５内には水等の衝撃波伝達液が満たさ
れている。

上記衝撃波発生手段１９は、前述の信号発生装置８等で
あって、各超音波振動子１を駆動するようになっている
。

このように構成された超音波治療装置においては、超音
波探触子４により結石１８が発見されたのち、位置決め
信号発生手段１４および焦点移動手段１７によって超音
波衝撃波発生体が移動され、その焦点１１が結石１８に
向けて照準される。しかるのち衝撃波発生体から超音波
が発せられて結石１８が粉砕される。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、平板上に配列され
た多数の超音波振動子が放射する超音波を極めて効率良
く焦点に集中させることができると共に、焦点位置の変
更操作も容易であり、装置の小型化およびコストの低減
化も図れる極めて便利な超音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）　、　（Ｂ）は、本発明の一実施例を示す
超音波治療装置における超音波衝撃波発生体の平面図お
よび左半部を断面で表わした側面図、第２図は、上記第
１図（Ａ）　、　（Ｂ）の超音波衝撃波発生体における
振動子取付用平板の他の例を示す部分拡大斜視図、 第３図（Ａ）　、　（Ｂ）は、本発明の他の実施例を示
す超音波治療装置における超音波衝撃波発生体の左半部
を断面で示した側面図および要部拡大斜視図、第４図（
八）、（Ｂ）は、上記第３図（Ａ）　、　（Ｂ）の超音
波衝撃波発生体における超音波振動子取付部材の他の例
を示す斜視図および断面図、 第５図は、本発明の適用された超音波治療装置の一例を
示す全体の構成図、 第６図は、超音波衝撃波発生体の従来の一例を示す左半
部を断面で示した側面図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・超音波振動子３　３
Ａ、　３Ｂ、　３Ｃ・・・・・・・・・平　仮１０・・
・・・・・・・・・・取付溝（配列手段）１２・・・・
・・・・・・・取付穴（配列手段）１５．１６・・・超
音波振動子数ｆ号部材（配列手段）β１〜Ω４・・・超
音波の中心軸 ％　１　区 １（′Ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の超音波振動子を有する超音波衝撃波発生体
   によって、体外で発生させた超音波を体内の結石、腫瘍
   等の治療部位に向けて集束させて治療する超音波治療装
   置において、 上記各超音波振動子が発生する超音波の中心軸が一点で
   交わるように、各超音波振動子を平面上に配列する手段
   を有することを特徴とする超音波治療装置。