JP6480946B2 - 直接接触型衝撃波変換器 - Google Patents

直接接触型衝撃波変換器 Download PDF

Info

Publication number
JP6480946B2
JP6480946B2 JP2016551170A JP2016551170A JP6480946B2 JP 6480946 B2 JP6480946 B2 JP 6480946B2 JP 2016551170 A JP2016551170 A JP 2016551170A JP 2016551170 A JP2016551170 A JP 2016551170A JP 6480946 B2 JP6480946 B2 JP 6480946B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shock wave
transducer
tissue
wave generator
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016551170A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017505672A (ja
Inventor
モシェ・エイン−ガル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JP2017505672A publication Critical patent/JP2017505672A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6480946B2 publication Critical patent/JP6480946B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00Ultrasound therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/225Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves
    • A61B17/2251Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves characterised by coupling elements between the apparatus, e.g. shock wave apparatus or locating means, and the patient, e.g. details of bags, pressure control of bag on patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/225Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207Driving circuits
    • B06B1/0215Driving circuits for generating pulses, e.g. bursts of oscillations, envelopes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/02Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/122Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means
    • G10K9/125Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means with a plurality of active elements
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/13Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using electromagnetic driving means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70Specific application
    • B06B2201/76Medical, dental

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Description

本発明は、伝搬液を使用することなしに衝撃波発生器(変換器)が患者の身体の一部と直接接触する、衝撃波発生および衝撃波処置のための方法およびシステムに関する。
砕石術、病的な組織状態の処置等のような医療目的ための電磁衝撃波システムが、よく知られている。例えば、Rattnerへの米国特許第5233972号は、固定要素との電磁相互作用によって駆動される可動要素により衝撃波が生成される、電磁気的または電気力学的な衝撃波システムを説明している。衝撃波源は、コイル配列を有し、このコイル配列は、固定要素として機能し、また、衝撃波源の絶縁部材に取り付けられる。導電性材料の膜が、可動要素として用いられ、固定コイル配列の向かい側に配置される。コイル配列に高電圧パルスが与えられると、膜内に、コイル配列を流れる電流の方向とは反対の方向に電流が誘導される。コイル配列および膜でのそれぞれの電流の流れに起因して生じる正反対の磁界の結果として、膜は、膜をコイルから突然かつ急速に引き離す反発力を受ける。
Ratnerは、圧力波の衝撃波への変換について、このように説明している:「それにより、圧力パルスが、膜に隣接して配置された音響伝搬媒体に導入される。この圧力パルスは、伝搬媒体の非線形の圧縮特性の結果として、伝搬媒体を通過するその経路の間に増大して衝撃波を形成する」。
非線形効果は、ピーク圧力の高まりとともに増大する。したがって、衝撃波形成は、波のピーク圧力に反比例する形成距離にわたって生じる。形成距離は、波を集束させること、およびピーク圧力を高めることによって短縮される。例えば、腎臓結石の破砕は、一般に集束波によって行われ、衝撃波形成は、水中で始まって(水等価の)組織で完了する。典型的な衝撃波形成距離(反発する膜から焦点域まで)は、10〜30cmの範囲内である。
「衝撃波」という用語に関して、Rattnerはこのように述べている:「話を簡単にするために、伝搬媒体中の波は、本明細書においては常に衝撃波と見なされ、また、この用語は、圧力パルスの形態をした初期衝撃波を含む」。
従来技術の電磁衝撃波変換器(発生器)の別の例が、Buchholtzらへの米国特許第5230328号に見られる。圧力パルスが、「キロボルト範囲、例えば20kVの振幅を持つ高電圧パルスをコイルに与える高電圧パルス発生器に接続された端子を有する渦巻コイル配列を使用して膜を駆動させることによって生成される。そのような高電圧は、例えば、キャパシタ放電によって発生され得る。渦巻コイル配列にそのような高電圧パルスが与えられると、渦巻コイル配列は、極めて迅速に磁界を生成する。それと同時に、膜、または少なくとも膜の導電性領域において、コイルを流れる電流とは反対の方向に向けられた電流が誘導される。したがって、膜の電流は反対向きの磁界を作り出し、それにより、膜は渦巻コイル配列から急速に引き離される。好ましくは水などの液体である音響伝搬媒体中に生じた圧力パルスは、圧力パルスが加えられるべき対象に適切な形で導入される。必要に応じて、例えば音響レンズにより、圧力パルスが対象に到達する前に圧力パルスの集束が行われてもよい」。
Hasslerへの米国特許第5374236号もまた、音響結合のための液体媒体で満たされる柔軟な結合枕を使用して患者の身体表面に印加される圧力パルスを発生させるための電磁コイルシステムを説明している。「結合枕の柔軟性の結果として、圧力パルスの焦点が処置すべき領域内に位置するように、結合枕と身体表面との接触を維持しながら、身体表面からの圧力パルス源の間隔を設定することができる」。
衝撃波はまた、圧電素子の自己収束アレイによって生成および集束される。その例には、Kurtzeらへの米国特許第4721106号、およびJaggyらへの米国特許第5111805号が含まれる。この場合もやはり、波は、患者に到達する前に、液体音響伝搬媒体を通って伝搬する。
電磁変換器のフェーズドアレイによる衝撃波の集束が、Joleszらへの米国特許第5131392号、およびGelbartらへの米国特許出願第20090275832号で説明されている。この場合もやはり、波は、患者に到達する前に、液体音響伝搬媒体を通って伝搬する。
したがって、従来技術の電磁衝撃波変換器および圧電衝撃波変換器は、典型的には水である伝搬媒体中に圧力波を生じさせるように構成される。十分な伝搬距離が、衝撃波の集束および形成を可能にする。変換器および集束手段は、全体的に環状に対称であり、全体的に球状の収束波を作り出すように構成される。
本発明は、以下でより詳細に説明されるように、砕石術、整形外科学、病的な組織状態の処置等のような、しかしそれに限定されない多くの医学的用途、特に軟組織への応用において使途を有する新規な圧力波処置のシステムおよび方法を提供することを図るものである。「衝撃波」という用語に対するRattnerの用語体系が採用され、「衝撃波」という用語は、本明細書において、長い立ち上がり時間を有する波を含めて、圧力波のパルスと互換可能に使用され得る。
本発明の1つの非限定的な実施形態では、圧力波のパルスを生成し、成形し、少なくとも1つの変換器を患者の身体の一部分に直接接触させることによりその圧力波のパルスを患者に結合するためのデバイスおよび方法が提供され、したがって、伝搬液の使用が回避される。伝搬液を使用する代わりに、変換器は、伝搬媒体として固体の接合面を組み込む。そのようなごく接近した位置での変換器の患者への結合は、電気的に安全で生体適合性のある接点、ならびに患者および変換器のそれぞれの音響インピーダンスの機械的に効率的な整合を得て実施される。単一の変換器から発する波は、必ずしも集束されない。集束は、膜を杯状にすること、固体の接合面をレンズとして成形すること、または所望の焦点領域におけるそれぞれの変換器からの波の同時到着を確実とするように時限シーケンスに従って各変換器がそれぞれ作動されるフェーズドアレイとして複数の変換器を構成することなどの、様々な方法によって得られる。
1つの実施形態では、変換器は、電磁変換器である。変換器の膜は、患者の身体の一部分に適合して付着されるように構成される。
膜における磁界と電流のパルスの相互作用が、膜を反発させて患者の内部に圧力波を伝達させる。
別の実施形態によれば、膜は、用途に応じて成形され、かつ、発散波、平行波、または収束波を提供するように曲げられる。
別の実施形態は、フェーズドアレイとして患者の身体に付着される多数の電磁変換器または圧電変換器を説明する。電磁変換器は、膜を含むことができ、圧電変換器は、圧電性結晶を含むことができる。各変換器は、電流パルスまたは電圧パルスにより、それぞれ別々に作動される。
別の実施形態は、同心のリングとして構成される複数の変換器を説明する。そのようなリングは、連続的なものであっても、別個の変換器で作成されたものであってもよい。変換器は、例えば電磁変換器または圧電変換器であってもよい。患者に面するリングの面は、平面状または円錐状であってもよい。集束は、焦点領域における波の同時到着を実現するように、処置される領域からの各変換器のそれぞれの距離に応じて各変換器を個別に作動させる(トリガする)ことによって得られる。
本発明は、図面と併せ以下に詳細に説明することから、より完全に理解されるであろう。
本発明の一実施形態に従って構成されて作動する、圧力波の発生または処置のためのシステムの簡略化された断面図である。 本発明の別の実施形態に従って構成されて作動し、かつ、変換器のフェーズドアレイを使用する、圧力波の発生または処置のためのシステムの簡略化された断面図である。 本発明の別の実施形態に従って構成されて作動し、かつ、変換器のリング配列を使用する、圧力波の発生または処置のためのシステムの簡略化された断面図である。
ここで、本発明の非限定的な実施形態に従って構成されて動作可能な、衝撃波発生または衝撃波処置のためのシステム10を示す図1を参照する。
システム10は、衝撃波発生部14と、患者の組織18に接触するように配置された固体の(非流体の)変換器接合面(結合接合面)16とを含む、衝撃波変換器12を備える。衝撃波変換器12の衝撃波発生部14は、限定されることなしに、衝撃波(音響圧力パルス)を発生させる電気−衝撃波エネルギー変換器(electrical−to−shockwave energy converter)(例えば、電気流体式、電磁式、または圧電式のもの)を含み得る。変換器接合面16は、患者および変換器のそれぞれの音響インピーダンスの機械的で効率的な整合を呈示する、電気的に安全で生体適合性のある材料で作成されることが好ましい。結合接合面16は、組織18の音響インピーダンス以上かつ衝撃波発生部14の音響インピーダンス以下の音響インピーダンスを有することが好ましく、それら2つの音響インピーダンスの幾何平均に近い(20%の範囲内の)音響インピーダンスを有することが最も好ましい。
材料の音響インピーダンス(Z)は、その密度(ρ)と音響速度(V)との積として定義され、すなわち、Z=ρ*Vである。
音響インピーダンス(Z)は、レール(kg/(sec・m)]で測定されるか、より好都合にはメガレール(MRayls)で測定される。典型的な生物学的材料のZ値は、MRaylsで測定した場合、以下の通りである(2010年4月9日にオンラインで公開され、http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9780470561478.appl/pdfで見られる、「Basics of Biomedical Ultrasound for Engineers」からの引用):
水 1.48
血液 1.66
脂肪 1.38
肝臓 1.69
腎臓 1.65
脳 1.60
心臓 1.64
筋肉(繊維に沿った) 1.68
筋肉(繊維を横切った) 1.69
皮膚 1.99
眼球(水晶体) 1.72
眼球(硝子体液) 1.54
骨の軸上(縦波) 7.75
骨の軸上(横波) 5.32
歯(象牙質) 7.92
歯(エナメル質) 15.95
一部のアルミニウム合金は、17のZ値を有し、銅合金は、約44のZ値を有する(これらの値は、http://www.ondacorp.com/images/Solids.pdfから引用された)。結合接合面16に使用可能な材料は、限定されることなしに、ガラスの類(10〜14MRaylsの範囲内のZ値)、ECCOSORBの類(Emerson&Cumingから入手可能;5〜12MRaylsの範囲内のZ値)、チタン(約27のZ値)、プラスチックおよび炭化ホウ素(約26のZ値)を含む。
結合接合面は、結合接合面において適切な波動伝搬を提供するようにそれぞれの音響インピーダンスをそれぞれの層が取り入れている、複数の縦列の層を包含することができる。患者に接触する層は、患者の音響インピーダンスに近い音響インピーダンスを取り入れ、それにより、患者との接触面における波の反射と、関連する患者の皮膚への損傷とを最小限に抑える。
本発明の1つの非限定的な実施形態では、衝撃波発生部14は、導電性材料(例えば、銅またはアルミニウムの合金)で作成された膜であるか、または、導電性コイルを含む膜である。変換器接合面16は、膜の外側表面に取り付けられた結合接合面の薄い層である。変換器12の表面は、組織18の表面からの膜14の距離が数ミリメートル(例えば2〜20mm)を超えないように、組織18の表面に付着可能である。
衝撃波発生部(膜)14は、膜14の外側表面と平行に膜14内に磁界を誘導する磁石20と連絡するように構成される。衝撃波発生部(膜)14はまた、パルサー(電気パルス発生器)22と連絡するように構成される。パルサー22は、電流のパルスを送達する。電流の向きは、衝撃波発生部(膜)14の外側表面に平行であり、かつ、一般に膜14内の磁界に非平行である。衝撃波発生部(膜)14は、膜14での磁界と電流パルスとの間の相互作用に応答して反発して結合接合面16に圧力パルスを送達するように構成される。
膜14は平坦であってもよいが、本発明はこの形状に限定されるものではなく、一般に、膜14は、少なくとも部分的に凹状、平面状、または凸状であってもよい。
磁石20は、少なくとも1つの電磁石誘導コイル24を含む電磁石であってもよい。1つの実施形態では、パルサー22は、少なくとも1つのパルサー誘導コイル26からの誘導により、膜14に電流パルスを送達する。別の実施形態では、1つまたは複数の共通の誘導コイル(24または26)が存在し、パルサー22は、この共通の誘導コイルからの誘導により、膜14に電流パルスを送達する。誘導コイル(24もしくは26、または共通の誘導コイル)は、1つまたは複数のプリント回路基板の1つまたは複数の層内のコイルであってもよい。
本発明の1つの非限定的な実施形態では、システム10は、衝撃波変換器12と、例えば光エネルギー、超音波エネルギー、RFエネルギー、磁気エネルギー、マイクロ波エネルギーの発生器、および/または機械的エネルギー発生器(例えば、ばね、または振動マス)であるがこれらに限定されない、エネルギーを送達するための1つまたは複数の他の変換器28とを組み合わせる。追加的なエネルギーの送達は、変換器(圧電変換器の場合は制御装置)と連絡しているパルサー22または制御装置(シーケンサ)23(図2)によって送達される電流パルスと同期される。組織への衝撃波の送達を画像化するために、撮像装置30が設けられてもよい。
次に図2を参照する。図1の実施形態では、単一の変換器12から発する衝撃波は、必ずしも集束されない。図2の実施形態では、フェーズドアレイとして構成された複数の変換器12により、集束が得られる。各変換器12は、所望の焦点領域におけるそれぞれの変換器からの波の同時到着を確実とするように、時限シーケンスに従ってそれぞれ作動される。言い換えれば、パルサー12は、制御されたトリガ時間において衝撃波変換器12に電流パルスを送達する。
次に図3を参照する。この実施形態では、複数の変換器12が、連続的なリングであるかまたは別個の変換器から作成された同心のリングとして配置される。変換器は、例えば、電磁変換器または圧電変換器であってもよい。患者に面するリングの面は、平面状または円錐状であってもよい。
図2または3のフェーズドアレイのための集束は、焦点領域における波の同時到着を実現するように、処置される領域からのそれぞれの変換器の距離に従って変換器を個別に作動させる(トリガする)ことによって得ることができる。
以下のパラメータが定義される:
=焦点領域におけるそれぞれの波の同時到着時刻であり、
=ithの変換器に関連付けられた作動パルスの時刻であり、
=ithの変換器と焦点領域との間の距離であり、
=ithの変換器に関連付けられた波の平均伝搬速度である。
それゆえTは、
=T−D/Cによって与えられる。
瞬間的な伝搬速度は、波が伝搬する組織に応じて伝搬中に変動し得る。距離D、および(平均伝搬速度Cを計算するための)関連する組織は、例えば、患者の3D画像化から、または変換器と処置される領域との間の距離を音響的に測定することにより、特定可能である。
図3はまた、固体の結合接合面を杯状にするかもしくは曲げることにより、または結合接合面をレンズ(例えば、凹面または凸面)のように成形することにより集束を得ることができることを示す。
[形態1]
患者の組織(18)に圧力パルスを印加するために前記組織(18)の表面に付着可能なシステム(10)であって、
衝撃波発生部(14)、および、患者の組織(18)に直接接触するように配置された固体の変換器接合面(16)を含む衝撃波変換器(12)であって、前記衝撃波発生部(14)が、圧力波のパルスを発生させるように動作可能な電気−衝撃波エネルギー変換器を含み、前記変換器接合面(16)が、前記衝撃波を前記衝撃波発生部(14)から前記組織(18)へ伝達するように構成された電気的に安全で生物適合性のある材料を含む、衝撃波変換器(12)と、
前記衝撃波発生部(14)において磁界を誘導するように動作可能な磁石(30)と、
前記衝撃波発生部(14)に電流パルスを送達するように動作可能なパルサー(22)であって、前記衝撃波発生部(14)が前記磁界および前記電流パルスに応答して衝撃波を発生させる、パルサー(22)と
を特徴とする、システム(10)。
[形態2]
形態1に記載のシステム(10)において、前記変換器接合面(16)が、前記組織(18)の音響インピーダンス以上かつ前記衝撃波発生部(14)の音響インピーダンス以下の音響インピーダンスを有する、システム(10)。
[形態3]
形態1に記載のシステム(10)において、前記変換器接合面(16)の前記音響インピーダンスが、前記組織(18)および前記衝撃波発生部(14)の音響インピーダンスの幾何平均の20%の範囲内である、システム(10)。
[形態4]
形態1に記載のシステム(10)において、前記衝撃波発生部(14)が、導電性材料で作成された膜(14)を含む、システム(10)。
[形態5]
形態1に記載のシステム(10)において、前記衝撃波発生部(14)が、導電性コイルを備えた膜(14)を含む、システム(10)。
[形態6]
形態1に記載のシステム(10)において、前記変換器接合面(16)の厚さが10mmを超えない、システム(10)。
[形態7]
形態1に記載のシステム(10)において、前記磁石(30)が、前記衝撃波発生部(14)の外側表面と平行に前記磁界を誘導するように動作可能である、システム(10)。
[形態8]
形態1に記載のシステム(10)において、前記電流パルスが、前記衝撃波発生部(14)の外側表面と平行にかつ前記磁界と非平行に配向される、システム(10)。
[形態9]
形態1に記載のシステム(10)において、前記衝撃波発生部(14)が、少なくとも部分的に凹状、平面状、または凸状である、システム(10)。
[形態10]
形態1に記載のシステム(10)において、前記パルサー(22)が、誘導により前記電流パルスを送達するように動作可能である、システム(10)。
[形態11]
形態1に記載のシステム(10)において、光エネルギー、超音波エネルギー、RFエネルギー、磁気エネルギー、マイクロ波エネルギー、および機械的エネルギーのうちの少なくとも1つである追加的なエネルギーを送達するように動作可能な少なくとも1つの追加的なエネルギー変換器(28)をさらに備え、前記追加的なエネルギーの送達が、前記パルサー(22)によって送達される前記電流パルスと同期される、システム(10)。
[形態12]
形態1に記載のシステム(10)において、形態1に記載の衝撃波変換器(12)のアレイを備え、前記パルサー(22)が、前記圧力波が共通の焦点領域に同時に到着するように、制御されたトリガ時間において前記電流パルスを前記衝撃波変換器(12)に送達するように動作可能であり、ここで、
=前記焦点領域におけるそれぞれの波の同時到着時刻であり、
=ithの変換器に関連付けられた作動パルスの時刻であり、
=前記ithの変換器と前記焦点領域との間の距離であり、
=前記ithの変換器に関連付けられた前記波の平均伝搬速度であり、
Tiが、T=T−D/Cによって与えられる、システム(10)。
[形態13]
患者の組織(18)に圧力パルスを印加するために前記組織(18)の表面に付着可能なシステム(10)であって、
衝撃波変換器(12)のアレイを備え、各変換器が、衝撃波発生部(14)と患者の組織(18)に直接接触するように配置された固体の変換器接合面(16)とを含み、前記衝撃波発生部(14)が、圧力波のパルスを発生させるように動作可能な電気−衝撃波エネルギー変換器を含み、前記変換器接合面(16)が、前記衝撃波を前記衝撃波発生部(14)から前記組織(18)へ伝達するように構成された電気的に安全で生体適合性のある材料を含み、
前記衝撃波発生部(14)が、圧電衝撃波変換器(12)を含み、前記変換器が、それぞれの衝撃波が共通の焦点領域に同時に到着するように制御され、ここで、
=前記焦点領域におけるそれぞれの波の同時到着時刻であり、
=ithの変換器に関連付けられた作動パルスの時刻であり、
=前記ithの変換器と前記焦点領域との間の距離であり、
=前記ithの変換器に関連付けられた前記波の平均伝搬速度であり、
Tiが、T=T−D/Cによって与えられる、システム(10)。
[形態14]
形態12に記載のシステム(10)において、前記アレイがリングとして配置される、システム(10)。
[形態15]
形態13に記載のシステム(10)において、前記アレイがリングとして配置される、システム(10)。
[形態16]
前記組織(18)に圧力パルスを印加するための方法であって、形態1におけるような衝撃波変換器(12)を患者の前記組織(18)に付着させるステップと、前記衝撃波発生部(14)を使用して、前記変換器接合面(16)を通って前記組織(18)に至る衝撃波を発生させるステップと、を含む方法。
[形態17]
形態16に記載の方法において、形態12に記載の衝撃波変換器(12)のアレイを使用するステップと、それぞれの衝撃波が共通の焦点領域に同時に到着するように前記変換器を制御するステップとを含み、ここで、
=前記焦点領域におけるそれぞれの波の同時到着時刻であり、
=ithの変換器に関連付けられた作動パルスの時刻であり、
=前記ithの変換器と前記焦点領域との間の距離であり、
=前記ithの変換器に関連付けられた前記波の平均伝搬速度であり、
が、T=T−D/Cによって与えられる、方法。

Claims (16)

  1. 患者の組織(18)に圧力パルスを印加するために前記組織(18)の表面に付着可能なシステム(10)であって、
    衝撃波発生部(14)、および、患者の組織(18)に直接接触するように配置された固体の変換器接合面(16)を含む衝撃波変換器(12)であって、前記衝撃波発生部(14)が、圧力波のパルスを発生させるように動作可能な電気−衝撃波エネルギー変換器を含み、前記変換器接合面(16)が、前記圧力波のパルスにより生成される衝撃波を前記衝撃波発生部(14)から前記組織(18)へ伝達するように構成された電気的に安全で生物適合性のある材料を含む、衝撃波変換器(12)と、
    前記衝撃波発生部(14)において磁界を誘導するように動作可能な磁石(30)と、
    前記衝撃波発生部(14)に電流パルスを送達するように動作可能なパルサー(22)であって、前記衝撃波発生部(14)が前記磁界および前記電流パルスに応答して衝撃波を発生させる、パルサー(22)と
    を特徴とし、
    前記変換器接合面(16)が、前記組織(18)の音響インピーダンス以上かつ前記衝撃波発生部(14)の音響インピーダンス以下の音響インピーダンスを有する、
    システム(10)。
  2. 請求項1に記載のシステム(10)において、前記変換器接合面(16)の前記音響インピーダンスが、前記組織(18)および前記衝撃波発生部(14)の音響インピーダンスの幾何平均の20%の範囲内である、システム(10)。
  3. 請求項1に記載のシステム(10)において、前記衝撃波発生部(14)が、導電性材料で作成された膜(14)を含む、システム(10)。
  4. 請求項1に記載のシステム(10)において、前記衝撃波発生部(14)が、導電性コイルを備えた膜(14)を含む、システム(10)。
  5. 請求項1に記載のシステム(10)において、前記変換器接合面(16)の厚さが10mmを超えない、システム(10)。
  6. 請求項1に記載のシステム(10)において、前記磁石(30)が、前記衝撃波発生部(14)の外側表面と平行に前記磁界を誘導するように動作可能である、システム(10)。
  7. 請求項1に記載のシステム(10)において、前記電流パルスが、前記衝撃波発生部(14)の外側表面と平行にかつ前記磁界と非平行に配向される、システム(10)。
  8. 請求項1に記載のシステム(10)において、前記衝撃波発生部(14)が、少なくとも部分的に凹状、平面状、または凸状である、システム(10)。
  9. 請求項1に記載のシステム(10)において、前記パルサー(22)が、誘導により前記電流パルスを送達するように動作可能である、システム(10)。
  10. 請求項1に記載のシステム(10)において、光エネルギー、超音波エネルギー、RFエネルギー、磁気エネルギー、マイクロ波エネルギー、および機械的エネルギーのうちの少なくとも1つである追加的なエネルギーを送達するように動作可能な少なくとも1つの追加的なエネルギー変換器(28)をさらに備え、前記追加的なエネルギーの送達が、前記パルサー(22)によって送達される前記電流パルスと同期される、システム(10)。
  11. 請求項1に記載のシステム(10)において、請求項1に記載の衝撃波変換器(12)のアレイを備え、前記パルサー(22)が、前記圧力波が共通の焦点領域に同時に到着するように、制御されたトリガ時間において前記電流パルスを前記衝撃波変換器(12)に送達するように動作可能であり、ここで、
    =前記焦点領域におけるそれぞれの波の同時到着時刻であり、
    =ithの変換器に関連付けられた作動パルスの時刻であり、
    =前記ithの変換器と前記焦点領域との間の距離であり、
    =前記ithの変換器に関連付けられた前記波の平均伝搬速度であり、
    Tiが、T=T−D/Cによって与えられる、システム(10)。
  12. 患者の組織(18)に圧力パルスを印加するために前記組織(18)の表面に付着可能なシステム(10)であって、
    衝撃波変換器(12)のアレイを備え、各変換器が、衝撃波発生部(14)と患者の組織(18)に直接接触するように配置された固体の変換器接合面(16)とを含み、前記衝撃波発生部(14)が、圧力波のパルスを発生させるように動作可能な電気−衝撃波エネルギー変換器を含み、前記変換器接合面(16)が、前記圧力波のパルスにより生成される衝撃波を前記衝撃波発生部(14)から前記組織(18)へ伝達するように構成された電気的に安全で生体適合性のある材料を含み、
    前記変換器接合面(16)が、前記組織(18)の音響インピーダンス以上かつ前記衝撃波発生部(14)の音響インピーダンス以下の音響インピーダンスを有し、
    前記衝撃波発生部(14)が、圧電衝撃波変換器(12)を含み、前記変換器が、それぞれの衝撃波が共通の焦点領域に同時に到着するように制御され、ここで、
    =前記焦点領域におけるそれぞれの波の同時到着時刻であり、
    =ithの変換器に関連付けられた作動パルスの時刻であり、
    =前記ithの変換器と前記焦点領域との間の距離であり、
    =前記ithの変換器に関連付けられた前記波の平均伝搬速度であり、
    Tiが、T=T−D/Cによって与えられる、システム(10)。
  13. 請求項11に記載のシステム(10)において、前記アレイがリングとして配置される、システム(10)。
  14. 請求項12に記載のシステム(10)において、前記アレイがリングとして配置される、システム(10)。
  15. 前記組織(18)に圧力パルスを印加するための方法であって、請求項1におけるような衝撃波変換器(12)を患者の前記組織(18)に付着させるステップであり、前記患者が人間以外の動物であるステップと、前記衝撃波発生部(14)を使用して、前記変換器接合面(16)を通って前記組織(18)に至る衝撃波を発生させるステップと、を含み、前記変換器接合面(16)が、前記組織(18)の音響インピーダンス以上かつ前記衝撃波発生部(14)の音響インピーダンス以下の音響インピーダンスを有する、方法。
  16. 請求項15に記載の方法において、前記衝撃波変換器(12)のアレイを使用するステップと、それぞれの衝撃波が共通の焦点領域に同時に到着するように前記変換器を制御するステップとを含み、ここで、
    =前記焦点領域におけるそれぞれの波の同時到着時刻であり、
    =ithの変換器に関連付けられた作動パルスの時刻であり、
    =前記ithの変換器と前記焦点領域との間の距離であり、
    =前記ithの変換器に関連付けられた前記波の平均伝搬速度であり、
    が、T=T−D/Cによって与えられる、方法。
JP2016551170A 2014-02-17 2015-02-17 直接接触型衝撃波変換器 Active JP6480946B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/181,747 US9555267B2 (en) 2014-02-17 2014-02-17 Direct contact shockwave transducer
US14/181,747 2014-02-17
PCT/IB2015/051155 WO2015121845A1 (en) 2014-02-17 2015-02-17 Direct contact shockwave transducer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017505672A JP2017505672A (ja) 2017-02-23
JP6480946B2 true JP6480946B2 (ja) 2019-03-13

Family

ID=52684597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016551170A Active JP6480946B2 (ja) 2014-02-17 2015-02-17 直接接触型衝撃波変換器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9555267B2 (ja)
JP (1) JP6480946B2 (ja)
CN (1) CN106170348B (ja)
DE (1) DE112015000829T5 (ja)
WO (1) WO2015121845A1 (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10843012B2 (en) * 2014-10-22 2020-11-24 Otsuka Medical Devices Co., Ltd. Optimized therapeutic energy delivery
US10925579B2 (en) 2014-11-05 2021-02-23 Otsuka Medical Devices Co., Ltd. Systems and methods for real-time tracking of a target tissue using imaging before and during therapy delivery
TWI548402B (zh) * 2015-09-04 2016-09-11 寶健科技股份有限公司 震波探頭結構
DE102016003854A1 (de) 2016-03-26 2017-09-28 Gerd Straßmann Optimierung der Schalldruckwellentherapie eines Tumors
US20180008297A1 (en) * 2016-07-11 2018-01-11 Moshe Ein-Gal Pressure wave transducer
US11103262B2 (en) 2018-03-14 2021-08-31 Boston Scientific Scimed, Inc. Balloon-based intravascular ultrasound system for treatment of vascular lesions
US20200060704A1 (en) 2018-08-21 2020-02-27 Moshe Ein-Gal Direct contact shockwave transducer
US10441498B1 (en) 2018-10-18 2019-10-15 S-Wave Corp. Acoustic shock wave devices and methods for treating erectile dysfunction
US10441499B1 (en) * 2018-10-18 2019-10-15 S-Wave Corp. Acoustic shock wave devices and methods for generating a shock wave field within an enclosed space
WO2020086361A1 (en) 2018-10-24 2020-04-30 Boston Scientific Scimed, Inc. Photoacoustic pressure wave generation for intravascular calcification disruption
US10695588B1 (en) 2018-12-27 2020-06-30 Sonicon Inc. Cranial hair loss treatment using micro-energy acoustic shock wave devices and methods
EP3682822B1 (en) * 2019-01-18 2024-05-08 Storz Medical AG Combined shockwave and ultrasound source
WO2020256898A1 (en) 2019-06-19 2020-12-24 Boston Scientific Scimed, Inc. Balloon surface photoacoustic pressure wave generation to disrupt vascular lesions
US11717139B2 (en) 2019-06-19 2023-08-08 Bolt Medical, Inc. Plasma creation via nonaqueous optical breakdown of laser pulse energy for breakup of vascular calcium
US11660427B2 (en) 2019-06-24 2023-05-30 Boston Scientific Scimed, Inc. Superheating system for inertial impulse generation to disrupt vascular lesions
US20200406010A1 (en) 2019-06-26 2020-12-31 Boston Scientific Scimed, Inc. Side light direction plasma system to disrupt vascular lesions
US11883047B2 (en) * 2019-09-02 2024-01-30 Moshe Ein-Gal Electromagnetic shockwave transducer
US11583339B2 (en) 2019-10-31 2023-02-21 Bolt Medical, Inc. Asymmetrical balloon for intravascular lithotripsy device and method
US12102384B2 (en) 2019-11-13 2024-10-01 Bolt Medical, Inc. Dynamic intravascular lithotripsy device with movable energy guide
US11672599B2 (en) 2020-03-09 2023-06-13 Bolt Medical, Inc. Acoustic performance monitoring system and method within intravascular lithotripsy device
US20210290286A1 (en) 2020-03-18 2021-09-23 Bolt Medical, Inc. Optical analyzer assembly and method for intravascular lithotripsy device
US11707323B2 (en) 2020-04-03 2023-07-25 Bolt Medical, Inc. Electrical analyzer assembly for intravascular lithotripsy device
US12016610B2 (en) 2020-12-11 2024-06-25 Bolt Medical, Inc. Catheter system for valvuloplasty procedure
US11672585B2 (en) 2021-01-12 2023-06-13 Bolt Medical, Inc. Balloon assembly for valvuloplasty catheter system
CN112891182A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 厦门市领汇医疗科技有限公司 一种ed治疗头及ed治疗仪
US11648057B2 (en) 2021-05-10 2023-05-16 Bolt Medical, Inc. Optical analyzer assembly with safety shutdown system for intravascular lithotripsy device
US11806075B2 (en) 2021-06-07 2023-11-07 Bolt Medical, Inc. Active alignment system and method for laser optical coupling
US11839391B2 (en) 2021-12-14 2023-12-12 Bolt Medical, Inc. Optical emitter housing assembly for intravascular lithotripsy device

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3119295A1 (de) * 1981-05-14 1982-12-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zum zerstoeren von konkrementen in koerperhoehlen
DE3425992C2 (de) 1984-07-14 1986-10-09 Richard Wolf Gmbh, 7134 Knittlingen Piezoelektrischer Wandler zur Zerstörung von Konkrementen im Körperinneren
DE3443295A1 (de) 1984-11-28 1986-06-05 Wolfgang Prof. Dr. 7140 Ludwigsburg Eisenmenger Einrichtung zur beruehrungsfreien zertruemmerung von konkrementen im koerper von lebewesen
JPH01181858A (ja) * 1988-01-13 1989-07-19 Toshiba Corp 衝撃波治療装置
DE3932959C1 (ja) 1989-10-03 1991-04-11 Richard Wolf Gmbh, 7134 Knittlingen, De
US5131392A (en) * 1990-02-13 1992-07-21 Brigham & Women's Hospital Use of magnetic field of magnetic resonance imaging devices as the source of the magnetic field of electromagnetic transducers
US5233972A (en) 1990-09-27 1993-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Shockwave source for acoustic shockwaves
DE4110102A1 (de) 1991-03-27 1992-10-01 Siemens Ag Elektromagnetische druckimpulsquelle
DE4125088C1 (ja) 1991-07-29 1992-06-11 Siemens Ag, 8000 Muenchen, De
US6217530B1 (en) 1999-05-14 2001-04-17 University Of Washington Ultrasonic applicator for medical applications
JP2001170068A (ja) * 2000-10-16 2001-06-26 Toshiba Corp 超音波治療装置
US20080161692A1 (en) 2006-12-29 2008-07-03 Podmore Jonathan L Devices and methods for ablation
DE202007007920U1 (de) * 2007-05-31 2008-10-09 Storz Medical Ag Medizinisches Gerät zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers
US20090275832A1 (en) 2008-05-02 2009-11-05 Daniel Gelbart Lithotripsy system with automatic 3D tracking
JP2012529959A (ja) * 2009-06-16 2012-11-29 ワヴォメッド リミテッド 移動する定常波
EP2289435A1 (de) 2009-08-27 2011-03-02 Storz Medical Ag Druckwellengerät zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers mit Piezolagenstapel
DE202010009899U1 (de) 2010-07-06 2010-10-14 Zimmer Medizinsysteme Gmbh Stoßwellenapparatur zur Erzeugung von mechanischen Stoßwellen und Stoßwellengerät
AR087170A1 (es) * 2011-07-15 2014-02-26 Univ Texas Aparato para generar ondas de choque terapeuticas y sus aplicaciones

Also Published As

Publication number Publication date
DE112015000829T5 (de) 2016-11-03
US20150231414A1 (en) 2015-08-20
US9555267B2 (en) 2017-01-31
CN106170348A (zh) 2016-11-30
WO2015121845A1 (en) 2015-08-20
JP2017505672A (ja) 2017-02-23
CN106170348B (zh) 2018-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6480946B2 (ja) 直接接触型衝撃波変換器
JP6937769B2 (ja) ソノトロード
US8162858B2 (en) Ultrasonic medical treatment device with variable focal zone
US4888746A (en) Focussing ultrasound transducer
KR100798480B1 (ko) 전자신호제어에 의한 체외 집속형 초음파 괴사장치
CN109589132A (zh) 基于柔性衬底的可调节焦距的电容微机械超声换能器阵列
US20070239074A1 (en) Line focusing acoustic wave source
WO2010016038A2 (en) Automatic fat thickness measurements
CN107073291B (zh) 用于超声热疗和成像的超声片块
CN215914793U (zh) 冲击波系统
US6869407B2 (en) Acoustic wave device
JP7534304B2 (ja) 組織石灰化の処理のための装置および方法
US7666152B2 (en) Focusing electromagnetic acoustic wave source
KR20210071603A (ko) 가변음압 집속초음파를 이용한 생체조직 정밀 제거 장치 및 방법
KR102411326B1 (ko) 다중 주파수 초음파 발생이 가능한 원통형 초음파 발진 프로브
JP5557800B2 (ja) 集束式音波治療装置
KR102088849B1 (ko) 초음파 프로브 및 그 제조방법
WO2019167592A1 (ja) 平面形素子を用いた集束式音波治療装置
EP3914347A1 (en) Ultrasound stimulation of musculo-skeletal tissue structures
KR102532129B1 (ko) 초음파 발생 소자를 이용한 치과용 장치
US20180008297A1 (en) Pressure wave transducer
Woodacre et al. A 5 mm× 5 mm square, aluminum lens based histotripsy transducer: Reaching the endoscopic form factor
KR102280904B1 (ko) 전자기 코일을 이용한 초점식 체외충격파 치료기기
Zhuang et al. 1I-2 Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers for High Intensity Focused Ablation of Upper Abdominal Tumors
JP2018102650A (ja) 腎神経用超音波カテーテル

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6480946

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250