JPH0377548A - 衝撃波治療装置 - Google Patents

衝撃波治療装置

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JPH0377548A
JPH0377548A JP1212942A JP21294289A JPH0377548A JP H0377548 A JPH0377548 A JP H0377548A JP 1212942 A JP1212942 A JP 1212942A JP 21294289 A JP21294289 A JP 21294289A JP H0377548 A JPH0377548 A JP H0377548A
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JP
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shock wave
irradiation
treatment
shock
subject
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JP1212942A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Okazaki
岡崎 清
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/22Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/225Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves
    • A61B17/2256Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves with means for locating or checking the concrement, e.g. X-ray apparatus, imaging means

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  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

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、被検体内で集束する衝撃波を照射することに
より被検体内の結石、癌A[等を破壊して治療する衝撃
波治療装置に関する。
(従来の技術) 近年、衝撃波を照射することにより結石等を破壊する衝
撃波治療装置に関する様々の開発が試みられている。例
えば本件出願人による先願の特願昭62−290158
号に記載のものがある。
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デユーサ15と、この衝撃波
トランスデユ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
デユーサ1δを含んで構成された衝撃波アプリケータ1
7と、衝撃波トランスデューサ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デユーサ1
6に対しパルス信号を送出して、該超音波トランスデユ
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づく超音波トランスデユー
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CPU (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CPU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21の出力信号を基に超音波トランスデ
ユーサ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、衝撃波トランスデユーサ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索子2
8と、前記パルサ18から衝撃波トランスデユーサ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(
CPU22に接続されたパルス発生スイッチ29と、前
記衝撃波トランスデユーサ15に対する超音波トランス
デユーサ16の相対的位置関係を調整する位置コントロ
ーラ30とから構成されている。
次に第%図を用いて衝撃波アプリケータ17について詳
述する。この衝撃波は、被検体32内の集束点41aに
集束する衝撃波(例えば強力なエネルギーの超音波パル
ス)を発生させる衝撃波トランスデユーサ15と、この
衝撃波トランスデユーサ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デユーサ1
5の衝撃波送波面15aから集束点41gに至る衝撃波
送波領域内に配置され、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41gを含む音
場領域42を形成し、被検体32の断層像データ収集す
る超音波トランスデユーサ16とを有している。
これらの構成要素についてさらに詳述すれば、衝撃波ト
ランスデユーサ15は一定の曲率からなる凹面振動子(
図示省略)と、この背面に一様に接着したバッキング材
(図示省略)とを備えている。そしてこの衝撃波トラン
スデユーサ15の中央には超音波トランスデユーサ16
がトランスデユーサ支持駆動部36を介して矢印B方向
で移動可能に取り付けられている。このトランスデユー
サ支持駆動部36は、衝撃波トランスデユーサ15に対
する超音波トランスデユーサ16の相対的位置関係を調
整する位置コントローラ30の制御信号に基づき、超音
波トランスデユーサ16を矢印B方向に任意に移動停止
させる機構及びその駆動源を備えている。例えば、超音
波トランスデューサ16の側面にはラック部材が固定さ
れており、このラックと噛み合うピニオンギアを駆動軸
に取り付けたモータを備えたトランスデユーサ支持駆動
部36は、位置コントローラ30によりモータの凪転角
が制御されることで衝撃波トランスデユーサ15と超音
波トランスデユーサ16との相対的な位置関係を調整す
る。ところで、衝撃波トランスデユーサ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た
した水槽33が設けられているが、この水槽33は衝撃
波トランスデユーサ15の外径とほぼ等しい底面を有す
る円筒状または円すい状となっている。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33gが形成されており、その底部37は水と
ほぼ等しい音響インピーダンスを有する薄膜となってい
る。
以上のように構成された衝撃波治療装置を用いて、例え
ば第5図中38で示される腎臓内の腎結石39を破砕治
療する場合、まず衝撃波アプリケータ17の水槽33の
底部37を被検体32の表面32Sに密着させ、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、超音波トランスデユーサ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デユーサ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。
つぎにこの断層像に腎臓像38が描写された段階でその
中にある腎結石像39を探す。この場合、表示手段27
上には、CPU22から信号変換系21に送受信される
信号に基づいて、衝撃波送波領域41及び集束点マーカ
26がそれぞれ対応する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
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M33a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行える。
次にオペレータはパルス発生スイッチ29を操作しCP
U22、コントローラ23を介してバルサ18に制御信
号を送信する。これによりバルサ15にパルス信号が送
信され、衝撃波トランスデユーサ15は強力なエネルギ
ーの超音波パルス(被破砕物破破用衝撃波)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。
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。
(発明が解決しようとする課題) 衝撃波によって腎結石等を破砕する場合、衝撃波が結石
に照射されるのではなく、正常組織に照射されれば、少
なからず正常組織が破壊される等の影響が出てくること
は避けられない。そこで、生体への影響を最小限にとど
めて治療することが必要となってくる。また、結石等の
異常部位の規模は患者によって異なるのは当然であるが
、たとえば大きな結石の場合、既に破砕できた部分に衝
撃波を照射しても無意味であり、時には必要以上の衝撃
波を照射して正常組織が破壊されることに、もなるので
、未だ破砕されていない部分に焦点を移動して結石を破
砕するというような治療計画に基づいた治療をすること
が必要となってくる。
ところが従来の衝撃波治療装置においては治療計画に基
づいて治療することは非常に困難であり、治療計画を立
てることさえ難しいというのが実状である。またこれに
伴って、現在不足している衝撃波に関する基礎研究への
活用、衝撃波治療の経験の活用という面においても難点
が多い。
そこで本発明は、上記の欠点に鑑みて成されたものであ
り、治療計画に基づいた治療が可能であり、それに伴っ
て治療効果を大きく改善させた衝撃波治療装置を提供す
ることを目的としている。
(実施例) 以下図面を参照しながら本発明の一実施例を説明する。
第1図は、本発明の一実施例たる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、従来技術の項
で述べた衝撃治療装置の構成要素と共通のものは同一の
番号を付すことによってその詳細な説明を省略する。
まず従来の衝撃波治療装置とは異なる構成要素としては
、衝撃波照射条件設定装置101、照射衝撃波出力装置
102がある。この衝撃波照射条件設定装置101は、
例えば衝撃波照射数、衝撃波の照射レート(以下簡単に
パルスレートと呼ぶ)、衝撃波の駆動電圧、−次停止発
数等の衝撃波照射条件をオペレータが設定するための装
置である。
ここで衝撃波照射数とは治療が終了するまでの全照射数
であり、パルスレートとは単位時間あたりの照射数、例
えばパルスレートが2.0Hzであれば1秒間に2回の
割で照射することを意味する量であり、−時停止発数と
は衝撃波治療の1つのくぎり、例えば−時停止発散が3
00であれば照射数が300になった時点で衝撃波照射
を一時停止することを意味する数である。また、照射衝
撃波出力装置102は実際に患者に照射した衝撃波を出
力、例えばプリントアウトするものであり、この出力さ
れたものは治療記録あるいは治療履歴となる。
以上の構成を付加させることに伴い、CPU22は既に
述べた働きに加えて、衝撃波照射条件設定装置101に
よって設定された照射条件に基づいて衝撃波が照射され
るようコントローラ23をコントロールし、また、適宜
のスイッチ、例え1fパルス発生スイッチ29の第2の
スイッチが押された場合に治療記録を出力するよう照射
衝撃波出力装置102をコントロールする。その他にC
PU22は信号変換系21をコントロールし、表示手段
103のモニタ上に、表示画像に対応した衝撃波照射状
況を表示させるようにしている。
次に第1図に衝撃波照射条件設定装置101のレイアウ
トの一例を示し、これを詳細に説明する。
ここでこの例において設定する照射条件は衝撃波照射数
、衝撃波駆動電圧、パルスレート、−時停止発散の4つ
である。
まず、衝撃波照射数の設定は衝撃波照射数設定用の押し
ボタン、すなわちアップボタン201、ダウンボタン2
02を適宜押すことによりおこなわれる。ここではアッ
プボタン201またはダウンボタン202を一度押すご
とに衝撃波照射数が100づつ増減する。このようにし
て衝撃波照射数として、例えば3000が設定されれば
、衝撃波照射数(Maxlmua  5hot No、
 )の表示部206には、図からもわかるように300
0と表示される。この数字は設定が変更または解除され
るまでは変化しない。また−時停止発数も同様に一時停
止発散設定用のアップボタン204、ダウンボタン20
5を適宜押すこによって行う。この場合も同様にアップ
ボタン204、ダウンボタン205によって100単位
で増減する。そして、−時停止発散表示部(P aus
e/ RemainlngShot No、)には例え
ば207.300が表示される。この数字は衝撃波パル
スが照射されるごとに1づつ減少する。すなわち衝撃波
が照射されている間は、−時停止までの残り発散を表示
する一時停止になった時点で始めの設定値にもどる。次
に衝撃波駆動電圧は衝撃波駆動電圧設定用のツマミ21
3を左右に回転させることによって設定される。この場
合1kV単位で増減して、例えば15kVに設定されれ
ば駆動電圧(D rivlngV oHage)の表示
部211には15.0と表示される。
パルスレートの場合も同様にツマミ214を左右に回転
させて設定する。この場合も0.5Hz単位で増減する
。例えば設定値が10Hzであれば表示部212には0
10.0と表示される。その他、実際に照射した衝撃波
照射数は表示部207に表示される。すなわち、衝撃波
が照射されるごとに1づつ増加する。なお衝撃波が照射
されるごとにシュートランプ209が点灯する。また装
置全体が衝撃波を照射できる状態になければパルスレデ
ィーランプ210が点灯する。クリアボタン203は設
定を解除するためのものである。
次に、照射衝撃波出力装置102について説明する。こ
れは例えば一般のパーソナルコンピュータ等に使用され
るプリンタなどを用いてもよいが、これによって例えば
第4図に示されているものを出力する。ここで■の部分
には一衝撃ないし1000発目の衝撃波パルスが駆動電
圧と対応づけて記録される。以下同様に■には1001
発目な衝撃2000発目を1■には2000発目な1■
3000発目を1■には3001発目な1し4000発
目を記録する。ここで■ないし■の縦軸は、それぞれ0
から20kVの駆動電圧としている。ただし、設定条件
に応じて縦軸、横軸のスケールが変わる。その他には、
設定した照射条件や患者情報が記録される。この患者情
報とは、同図中患者IDと記されている部分であるが、
これは例えば患者名や、その患者の結石の位置、大きさ
など、あるいはそれらを記号化したものを記録する部分
であり、適宜の入力装置、例えば付属のキーボード等に
よって行われる。
また、同図を見てもわかるように衝撃波パルス300発
ごとに、駆動電圧0から最大駆動電圧、すなわち設定し
た駆動電圧まで増加させている。
この300発というのは一時停止発数であり、300発
ごとに衝撃波照射が停止することを意味している。−時
停止する場合には集束点の位置を移動させることがある
が、このような場合に、より高い安全性を確保するため
に駆動電圧を徐々に高めていくようにCPU22によっ
て制御されている。具体的に示せば、全照射数が100
0ないし4000であれば衝撃波4パルスごとに1kV
づづ最大駆動電圧まで増加させ、全照射数が4001な
いし8000であれば8パルスごとに1kVづつ増加さ
せるなどである。このような照射方法を条件の1つとし
て設定できるようにしてもよい。
以上の要素を具備する衝撃波治療装置の動作は次のよう
になる。まずオペレータは患者の体表に衝撃波アプリケ
ータ17を載置する。すると既に述べた各構成要素での
信号処理の後TVモニタ27に、音場領域25として表
示される断層像、衝撃波送波領域41集束点マーカ26
が表示される。オペレータはこのTVモニタ27を見な
がら衝撃波アプリケータ17を操作して例えば腎結石を
探す。腎結石がみつかればオペレータはその結石の位置
や大きさに応じて衝撃波照射条件を決定し、衝撃波照射
条件設定装置101により設定する。この設定値が例え
ば上述したように衝撃波照射数が3000、パルスレー
トが2.0Hz 、駆動電圧が15kV、−時停止発数
が200あれば、CPU22の制御により信号変換系2
1を介してTVモニタ103の左上には表示画像に対応
した衝撃波照射状況が表示される(第3図(a)参照)
ここで、Nは衝撃波照射の累積数である。これは既に述
べた衝撃波照射条件設定装置101の表示部207に示
される数に相当するものであり、ここでは未だ照射され
ていない状態であるのでN−0と表示されている。また
、Rはパルスレートであり、治療の間では常に一定値と
なるのでRm2Hzとなる。また、■は駆動電圧である
。ここでV−Qとなっているのは、既に述べたように実
際に照射する衝撃波の駆動電圧は常に一定をしているわ
けではないので、この場合は衝撃波を照射していないこ
とを意味している。これらの表示はCPU22のコント
ロールのもとに行われている。
この照射条件の設定が終れば、オペレータはパルス発生
スイッチ29を押して衝撃波照射を開始する。このとき
TVモニタ103に表示されている照射状況は刻々変化
する。このようにして−時停止発数(ここでは300)
だけ連続照射すれば、CPU22の制御により衝撃波照
射は一時停止する。次にオペレータはTVモニタ103
を見ながら集束点を適宜移動させて(例えば第5図中■
から■へ)、再びパルス発生スイッチ29の第1ボタン
を押して衝撃波照射を再開する。
このような操作を繰り返すことによってTVモニタ10
3には例えば第3図(b)のように表示される。すなわ
ち照射衝撃波の累計Nは1000であり、パルスレート
Rは2Hzであり、1000発目の衝撃波の駆動電圧V
は15kVであることを示している。これをさらに繰り
返して、設定した衝撃波照射が終了(この場合の例にお
いては照射数3000)すれば、オペレータは適宜のス
イッチを押して治療記録をプリントアウトする。この場
合は例えば第4図に示されるようなものが出力される。
ここでCPU22による衝撃波の出力制御の簡単な一例
を第6図のフローチャートを用いて説明する。
まずステップ301において上述の設定装置101から
衝撃波照射数(m)、衝撃波(最大)駆動電圧(W)、
パルスレー) (R) 、−時停止発数(P)が設定さ
れる。ここでnは、設定装置101における表示部20
7に表示される照射衝撃波数に対応する数値であり初期
値は0である。
以下においてパルスレートの説明は省略するが図示説明
省略のクロックの入力によってコントロールされている
。次に、302〜306は、駆動電圧の増加照射数を設
定するステップである。例えばmが3000であれば3
02→303のステップをたどりi−4に設定される。
すなわち、4ショット照射するごとに駆動電圧(V)を
1kVづつ大きくしていくことを意味している。(ここ
ではikVづつ大きくする場合を例にとっている。
0.5k V’PW/ 10 k Vとイウ決め方テモ
ヨイ。)以下同様にm−8000の場合には302→3
04−306のステップをたどり1−10と設定される
次に307は上述のパルス発生スイッチ29の人力待ち
のステップであり、人力された時点で次のステップ30
8に進む。ステップ30gでは照射累積数nとmを比較
し、n−mであればステップ309に進み治療が完了す
る。また、n<mであればステップ310に進み、ここ
で−時停止までの残り発数qが評価される。q−0であ
れば一時停止となりq−P、V−0、j−0と再設定さ
れステップ307にもどる。ここでjはVを増加させる
めのパラメータであり、上述のiと比較することにより
Vの増加が行われる。またq−0であれば次のステップ
312に進む。以下312〜318のスップは駆動電圧
を決定するステップである。詳細に説明すると、ステッ
プ312においてq−Pであれば一時停止からの最初の
照射段階なのでV−Qに設定されている。(ステップ3
07)したがって316において1kVプラスされた後
、ステップ317に進む。この317のステップでは駆
動電圧(V)と最大駆動電圧(W)が比較され、v>W
となっていればV−Wに最設定されてステップ320に
進む。これはVが最大駆動電圧(W)をこえないように
するためである。
またv<Wであればステップ316での駆動電圧の増加
が許容され、ステップ316で設定された駆動電圧(V
)のままでステップ320に進む。
さらに、312→313→314→316のステップは
駆動電圧(V)を増加させる場合、312→313→3
15のステップは駆動電圧(V)を増加させず、それ以
前に設定された駆動電圧(V)を維持して照射する場合
を示している。
以上のようにして駆動電圧(V)が設定されると、ステ
ップ320では各パラメータがn−n+1、q−q−1
、j−j+1と書き換えられ、コントローラ23に衝撃
波照射の指令を出力する。
またステップ307、ステップ320でのパラメータの
書き換えに対応して、設定装置101に表示される数値
もCPU22の制御により変化する。
以上説明してきたように、本発明の一実施例たる衝撃波
治療装置においては、衝撃波照射条件設定装置を設けた
ことで、治療計画に基づいた治療を行なえるようになり
、またより長期的な治療計画を立てることが可能なので
より高い安全性を確保することができる。
また、表示画像に対応した衝撃波照射状況をTVモニタ
に表示することで、どのような照射状況でどこまで治療
できたかを正確に把握できるようになり、それに伴って
より効果的な治療計画を立てることが可能となる。これ
を例えばビデオテープに録画すれば、衝撃波治療の基礎
研究に役立つことはもちろん、それ以降の治療に役立て
て治療計画を立てることができ、非常に効果的である。
さらには照射衝撃波出力装置を設けたことで治療記録を
衝撃波治療の基礎研究などに活用することができるよう
になり、より効果的な治療方法、より効果的な治療計画
を立てることができるようになる。また、これに患者情
報を付加させることで患部の位置や規模と実際の治療の
経験とが対応づけられるので、場合に即した治療計画を
立てることが可能となる。
さらに、衝撃波の駆動電圧を徐々に上昇させることによ
り安全性の高い治療を行うことができ、−時停止発散を
設定することで患者への過剰の衝撃波照射、あるいは無
駄な照射を防ぐことができる。
本発明は上記の実施例に限定されるものではなくその他
にも様々に変型して実施できる。例えば照射条件は上記
のものばかりではなく、衝撃波照射エネルギー等でもよ
く、上に述べた照射条件をすべてそろえなければならな
いわけでもない。
また、表示画像と同時に表示する衝撃波照射状況は厳密
な対応を要するわけではなく、例えば数秒以下の時間差
を有する対応であればその効果を十分発揮することが可
能である。
その他照射衝撃波出力装置として、治療記録をプリント
アウトするものではなく、これをモニタ出力するものと
してもよく、既に述べた表示装置103に随時出力でき
るようにしても、専用の表示装置を設けてもよい。また
これを適宜の記録媒体、例えばフロッピーディスクや光
ディスク等に記録できるようにしてもよい。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明における衝撃波治療装置に
よって、治療計画に基づいた治療を行うことが可能とな
る。
4、図面の1I11itlな説明 第1図は本発明の一実施例における衝撃波照射条件設定
装置のレイアウトの一例を示す図、第2図は本発明の一
実施例の全体構成を示すブロック図、ff13図は本発
明の一実施例における表示装置の表示例を示す図、第4
図は本発明の一実施例における治療記録の一例を示す図
、第5図は本発明ブロック図、第5図は従来および本発
明の衝撃波アプリケータの構成を詳細に示す図である。
15・・・衝撃波トランスデユーサ。
16・・・超音波トランスデユーサ。
17・・・衝撃波アプリケータ、19・・・送受信回路
20・・・信号処理回路、21・・・信号変換系。
22・・・CPU、26・・・集束点マーカ。
27.103・・・表示装置、41・・・集束点マーカ
41a・・・集束点マーカ、42・・・音場領域。
101・・・衝撃波照射条件設定装置。
102・・・照射衝撃波出力装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)焦点位置に集束する衝撃波を被検体に向けて送波
    する衝撃波発生源と、前記焦点位置を含む前記被検体の
    超音波断層像を作成、表示する超音波イメージング手段
    とを備えた衝撃波治療装置において、衝撃波照射条件を
    設定する手段を具備することを特徴とする衝撃波治療装
    置。
  2. (2)前記被検体の超音波断層像を表示する表示装置の
    一部に、表示画像に対応する衝撃波照射状況を表示する
    手段を設けたことを特徴とする請求項(1)記載の衝撃
    波治療装置。
  3. (3)前記衝撃波照射条件に基づいた衝撃波治療の治療
    記録を出力する手段を具備することを特徴とする請求項
    (1)または請求項(2)記載の衝撃波治療装置。
  4. (4)前記治療記録として出力される情報の1つは患者
    情報であることを特徴とする請求項(3)記載の衝撃波
    治療装置。
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