JPH0642885B2 - 衝撃波治療装置 - Google Patents

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砕して治療する衝撃波治
療装置に関する。

（従来の技術） 従来の衝撃波治療装置としては、超音波を衝撃波として
用いた超音波治療装置がある。この超音波治療装置は、
被検体内の被破砕物の破砕用超音波の集束点を形成する
超音波トランスジューサと、前記被検体の断層像データ
を収集する超音波トランスジューサとを備えているのが
通常である。そして治療を施す際には、まず断層像デー
タを収集する超音波トランスジューサにより患部（被破
砕物）の様子を表示部上に表示させ、次にこの表示画像
を観察しながら被破砕物として例えば結石等を破砕用超
音波の送波により破砕する治療を施している。具体的に
は、前記表示部上には破砕用超音波の集束点を示すマー
ガが断層像と共に表示され、このマーカを被破砕物に一
致させた状態で破砕用超音波を送波し、結石等の破砕を
行うようにしている。また、このような従来装置では破
砕用超音波のショット数を計数して、この計数値が予め
設定されたショット数に達した際に該超音波の送波を停
止するようにし、その後に例えばＸ線診断装置等によっ
て改めて該被破砕物の断層像を表示部上に表示させて破
砕結果を確認するようにしていた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前述した従来装置では送波される破砕用超音
波のショット数を目安に破砕用超音波の停止，再開を行
っていたために、実際の被破砕物が破砕されたか否かを
破砕用超音波の送波中に把握することは困難であった。
このことは、被破砕物の破砕が完了した後においても引
き続き強力な破砕用超音波を送波する危険があることを
意味し、また、被破砕物の破砕が完了していない状態で
破砕用超音波を送波を停止してしまうという問題があ
る。前者の場合は必要の無い衝撃波を送波することにな
り安全性の観点から早急に解決すべき問題であり、後者
の場合にはいたずらに治療に要する時間を必要とすると
いう問題がある。

そこで本発明は上記事情を考慮してなされたものであ
り、破砕用衝撃波の送波中においても被破砕物の破砕状
態が確認できる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） 上記目的を達成するための本発明の構成は、前述した衝
撃波治療装置において、破砕用衝撃波の送波前の被破砕
物の断層像データを収集する第１の収集手段と、破砕用
衝撃波の送波中の被破砕物の断層像データを収集する第
２の収集手段と、この第１、第２の収集手段で得られた
被破砕物の断層物データのサブトラクション像を得、該
サブトラクション像に基づき被破砕物の破砕状態を表示
制御する表示制御手段とを備えたものとしている。

（作用） 上記構成を備えた本発明の作用について説明する。

まず、第１の収集手段から破砕用衝撃波の送波前の被破
砕物の断層像データを収集した後に該超音波の送波を開
始する。そして、第２の収集手段により破砕用衝撃波の
送波中の被破砕物の断層像データを収集する。このよう
にして得た被破砕物の断層像データからサブトラクショ
ン像を得、この得られたサブトラクション像に基づき被
破砕物の破砕状態を表示制御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。

第１図は一実施例としての衝撃波治療装置の構成ブロッ
ク図である。尚、本実施例では衝撃波として超音波を用
いた実施例について説明する。

同図において衝撃波治療装置は、被検体の被破砕物の破
砕用超音波の集束点を形成する衝撃波トランスジューサ
１及びこの衝撃トランスジューサ１が形成する超音波の
集束点を含む音場領域を形成する超音波を送受波する超
音波トランスジューサ２を含んで構成された衝撃波アプ
リケータ３と、衝撃波トランスジューサ１に対しパルス
信号を送出するパルサ４と、コントローラ５を介して前
記超音波トランスジューサ２に対しパルス信号を送出し
てセクタスキャン等を行うように励振し、この各セクタ
スキャンに基く超音波トランスジューサ２からのエコー
信号を受信する送受信回路６と、この送受信回路６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８に送出する信号処理回路７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を中
心として構成されたシステムコントローラ９と、このシ
ステムコントローラ９に制御され前記送受信回路６，信
号処理回路７，パルサ４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５
と、前記システムコントローラ９により制御され送受信
回路６，信号処理回路７の出力信号に対し信号変換処理
等を行う信号変換系８と、この信号変換系８から出力さ
れる断層像データを記憶する画像メモリ２０ａ及び前記
システムコントローラ９からの制御信号により該画像メ
モリ２０ａに記憶された断層像データからサブトラクシ
ョン像を構成し、また、これにグレイ変換処理を行うサ
ブトラクション・グレイ変換処理部２０ｂとを有する画
像処理部２０と、前記システムコントローラ９からの制
御信号に基づき、画像処理部２０から出力される断層
像，破砕用超音波の送波前及び送波中の被破砕物の破砕
状態を示すサブトラクション像等とともに超音波トラン
スジューサ２によるセクタ状の音場領域，破砕用超音波
の集束点を示す集束点マーカ等を表示するＴＶモニタ等
を含む表示部１０と、前記パルサ４から衝撃波トランス
ジューサ１に送出されるパルス信号の発生タイミングを
設定すべくシステムコントローラ９に接続され、パルス
の送信開始を指示するスイッチ（図示しない）を備えた
治療スタートスイッチ１１と、前記衝撃波トランスジュ
ーサ１に対する超音波トランスジューサ２の相対的位置
関係を調整する位置コントローラ１２等を有して構成さ
れている。

本実施例において前記超音波トランスジューサ２は、破
砕用超音波の送波前の被破砕物の断層像データを収集す
る第１の収集手段及び破砕用超音波の送波中の被破砕物
の断層像データを収集する第２の収集手段としての機能
を備えている。この第１，第２の収集手段としての機能
は図示しない撮影釦をオペレータが操作することにより
実行されるようにしている。

また、本実施例においては前記システムコントローラ９
及び画像処理部２０が、第１，第２の収集手段で得られ
た被破砕物の断層像データのサブトラクション像を得、
該サブトラクション像に基づき被破砕物の破砕状態を表
示制御する表示制御手段２１を構成している。

次に前記衝撃波アプリケータ３について第２図を参照し
て詳述する。

同図において衝撃波アプリケータ３は、被検体１４内に
被破砕物例えば腎結石１８を破砕する破砕用超音波（例
えば強力なエネルギの超音波パルス）の集束点１５を形
成する前記衝撃波トランスジューサ１と、この衝撃波ト
ランスジューサ１の超音波送波面１ａ側に設けられた水
槽１６と、前記衝撃波トランスジューサ１の超音波送波
面１ａから集束点１５に至る超音波送波領域１７内に配
置され、かつ被検体表面１４Ｓに超音波送受波面２ａを
当接した状態で前記集束点１５を含む音場領域２７を形
成し、該被検体１４の断層像データを収集する前記超音
波トランスジューサ２とを有して構成されている。尚、
超音波トランスジューサ２は前述した位置コントローラ
１２からの制御信号に基づき矢印Ａ方向で任意に移動，
停止が行えるようになっており、この移動等は図中１３
で示す位置センサの検出信号を基準として行われる。

以上のように構成された衝撃波治療装置の作用，効果に
ついて、第６図に示すタイミングチャート図をも参照し
つつ、第２図に１９で示す腎臓内の腎結石１８を破砕治
療する場合を想定して説明する。尚、第６図中２７は治
療スタートスイッチ，２８は破砕前画像記憶・表示，２
９は破砕中画像記憶・表示，３０はサブトラクト画像記
憶・表示，３１は衝撃波発生パルストリガのそれぞれタ
イミングを示す。但し、断層像は例えば３０フレーム／
秒で該装置の電源が投入されている間は表示部１０に表
示されている。

まず衝撃波アプリケータ３に設けられている水槽１６を
被検体１４の表面１４Ｓに載置し、この状態で送受信回
路６，信号処理回路７及び信号変換系８を制御して超音
波トランスジューサ２を駆動し、表示部１０に該被検体
１４の断層像を表示させる。

この場合、表示部１０上にはシステムコントローラ９か
ら信号変換系８に送受信される信号に基づいて衝撃波ト
ランスジューサ１の超音波に対応する集束点マーカがそ
れぞれ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１４の断層像は衝撃波アプリケ
ータ３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１８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３を微調整して、その腎結石像
１８に集束点マーカ（図示しない）が一致するように設
定し、この状態で衝撃波アプリケータ３を固定する。

この状態すなわち破砕用超音波が送波されていのい状態
において、オペレータは治療をスタートさせるべく治療
スタートスイッチ１１を押下する。該腎結石像１８の断
層像データは画像メモリ２０ａに記憶される。この場合
の断層像データは、第３図（ａ）に示す被検体の１呼吸
内の複数の断層像Ｐ_１乃至Ｐ_ｎの全ての断層像に対応す
る断層像が記憶されている。

オペレータはこの表示部１０上に表示されている断層像
を監視する。次の１呼吸分にくると衝撃波パルスを発生
するようにシステムコントローラ９，コントローラ５を
介してパルサ４に制御信号を送信する。

これによりパルサ４から衝撃波トランスジューサ１にパ
ルス信号が送信され、衝撃波トランスジューサ１は強力
なエネルギの超音波パルス（被破砕物破砕用超音波）を
集束点マーカの表示位置に相当する位置に存在する腎結
石１８に向けて送波する。この超音波パルスは集束点の
位置で衝撃波となり、腎結石１８を破砕する。そして、
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１８の全体を破砕して治療す
る。

この破砕用超音波の送波中、第３図（ｂ）に示すような
連続した呼吸中に得られる複数の断層像Ｑ_１乃至Ｑ_ｎの
全ての１断層像に対応する断層像データが画像メモリ２
０ａに記憶される。

さらに画像処理部２０は、システムコントローラ９から
の制御信号により前記２つの断層像データから第３図
（ｃ）に示すようなサブトラクション像Ｒ_１乃至Ｒ_ｎを
１フレーム分だけ遅れて作成し、さらに該サブトラクシ
ョン像データの階調値に応じてグレイ変換処理を行う。

すなわち、破砕用超音波の送波前の腎結石１８のピクセ
ル濃度は第４図（ａ）中２２で示され、一方、破砕用超
音波の送波中の腎結石１８のピクセル濃度は同図（ｂ）
中２２′で示される。従って、これらのピクセル濃度の
サブトラクトを行うと同図（ｃ）に２３で示すように、
一部のピクセル濃度値が負の値となる。このことを利用
して例えば負の値となった領域２３ａを青色で表示させ
るようにし、正の値となった領域を赤色で表示させるよ
うにすると、表示部を観察するだけで腎結石１８の破砕
状態が明瞭に判断できるようになる。尚、同図（ｄ）は
腎結石１８の破砕前の状態をプロフィールで示し、同図
（ｅ）は破砕前の状態を示すもので、それぞれ同図
（ａ），（ｂ）に対応している。

そして、第５図に示すように前記画像メモリ２０ａに記
憶された破砕用超音波の送波前の断層像２４及び破砕用
超音波の送波中の断層像２５とともにこれらのサブトラ
クション像２６を表示部１０上に表示する。

オペレータはこの表示を見て腎結石１８の破砕状態を容
易に把握することができるので、ほぼ破砕が完了したと
判断した時点で破砕用超音波の送波を停止指示し、破砕
が完了していないと判断したなら破砕用超音波の送波を
続行する。

以上説明した本実施例によれば、簡単な操作でしかも容
易に、破砕用超音波の送波中においても被破砕物の破砕
状態が確認できる。従って、被破砕物の破砕が完了した
後においても引き続き強力な破砕用超音波を送波する危
険を回避することができるとともに、被破砕物の破砕が
完了していない状態で破砕用超音波を送波を停止してし
まうという問題を生じさせない。すなわち、被検体の安
全を確保でき、治療時間の短縮を図ることも可能とな
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が可能である。

前記実施例ではオペレータが表示部に表示されるサブト
ラクション像を観察して超音波の送波，停止を指示する
ようにしたが、これに限るものではなく次のように構成
してもよい。

予め、ファントムあるいはこれまでの臨床経験等から被
破砕物が破砕されるサブトラクション像の負の領域（面
積）の値を基準値として画像処理部内に記憶しておき、
得られたサブトラクション像の負の領域が該基準値以上
になった際には超音波の送波を自動的に停止するように
してもよい。このように構成した際には前述した効果と
ともに、オペレータの負担を軽減することもできるよう
になる。

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
ることもできる。

［発明の効果］ 以上詳細したような本発明によれば、破砕用衝撃波の送
波中においても被破砕物の破砕状態が確認できる衝撃波
治療装置の提供ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての衝撃波治療装置の構
成ブロック図、第２図は第１図に示す超音波アプリケー
タの断面とその使用状態を示す説明図、第３図（ａ）乃
至（ｃ）はそれぞれ１呼吸内に得られる衝撃波の送波
前，送波中及びこれらのサブトラクション像の断層像を
示す説明図、第４図（ａ）乃至（ｃ）は衝撃波の送波
前，送波中及びこれらのサブトラクション像のピクセル
濃度値の変化を示す説明図、同図（ｄ），（ｅ）は衝撃
波の送波前，送波中の被破砕物の説明図、第５図は表示
部に表示される断層像及びサブトラクション像を示す説
明図、第６図は第１図に示す衝撃波治療装置のタイミン
グチャート図である。 ２……第１，第２の収集手段（衝撃波トランスジュー
サ）、 １０……表示部、１４……被検体、 １８……被破砕物、２１……表示制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体に向けて破砕用衝撃波を送波して、
   該被検体内の被破砕物を破砕治療する衝撃波治療装置に
   おいて、破砕用衝撃波の送波前の被破砕物の断層像デー
   タを収集する第１の収集手段と、破砕用衝撃波の送波中
   の被破砕物の断層像データを収集する第２の収集手段
   と、この第１，第２の収集手段で得られた被破砕物の断
   層像データのサブトラクション像を得、該サブトラクシ
   ョン像に基づき被破砕物の破砕状態を表示制御する表示
   制御手段とを備えたことを特徴とする衝撃波治療装置。