JPH0338850B2 - - Google Patents
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- JPH0338850B2 JPH0338850B2 JP59049420A JP4942084A JPH0338850B2 JP H0338850 B2 JPH0338850 B2 JP H0338850B2 JP 59049420 A JP59049420 A JP 59049420A JP 4942084 A JP4942084 A JP 4942084A JP H0338850 B2 JPH0338850 B2 JP H0338850B2
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- spark discharge
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/22—Implements 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
- A61B17/225—Implements 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
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods 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
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/28—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using reflection, e.g. parabolic reflectors
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
- G10K15/04—Sound-producing devices
- G10K15/06—Sound-producing devices using electric discharge
-
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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- A61B17/22004—Implements 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 using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
- A61B2017/22027—Features of transducers
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は人体における結石を非接触破砕するた
めに衝撃波を発生するための火花放電電極装置に
関する。
めに衝撃波を発生するための火花放電電極装置に
関する。
西ドイツ特許第2351247号明細書において、人
体内にある結石を破砕する焦点調整室を持つた装
置が知られており、その焦点調整室は回転楕円体
の一部であり、その第1の焦点において火花放電
によつて衝撃波が発生できる。回転楕円体の焦点
調整室の焦点における電気的な水中火花放電が行
なわれると、第2の焦点にほぼ点状の小さなパル
ス幅(<|μsec)の大きな振幅(>|Kbar)の
衝撃波が発生する。人体内にある結石はこの衝撃
波で流出可能な破片に破砕できる。
体内にある結石を破砕する焦点調整室を持つた装
置が知られており、その焦点調整室は回転楕円体
の一部であり、その第1の焦点において火花放電
によつて衝撃波が発生できる。回転楕円体の焦点
調整室の焦点における電気的な水中火花放電が行
なわれると、第2の焦点にほぼ点状の小さなパル
ス幅(<|μsec)の大きな振幅(>|Kbar)の
衝撃波が発生する。人体内にある結石はこの衝撃
波で流出可能な破片に破砕できる。
周知の装置の場合2つの電極は相対向して位置
し、別々の給電が行なわれている。衝撃波を発生
するために15KV〜30KVの電圧が必要である。
結石の破砕は主に傾斜勾配およびパルス幅に左右
される。従つて水中火花放電電極装置について機
械的な強度および電気的な特性に関し大きな要求
が課せられている。
し、別々の給電が行なわれている。衝撃波を発生
するために15KV〜30KVの電圧が必要である。
結石の破砕は主に傾斜勾配およびパルス幅に左右
される。従つて水中火花放電電極装置について機
械的な強度および電気的な特性に関し大きな要求
が課せられている。
西ドイツ特許第2635635号明細書において、人
体内の結石を非接触破砕するために衝撃波を発生
する火花放電電極装置が知られており、その場合
結電線および帰電線は低い誘導結合で案内され、
保持装置から突き出た電極を備え、一方の電極は
延長され、ループを介して戻されているので、電
極は互に軸方向に対向して位置している。その電
極装置は交換可能であり、反射体において横に設
けられている。これらの電極は反射体によつて形
成される回転対称体を分断する反射体の長軸の上
に同軸的に位置していない。これは衝撃波の伝播
を妨げ、放電における非対称性を生ずる。これは
ケージ(篭)として形成されそこに第2の電極が
取り付けられている外側導体を持つた実施形態に
も適用される。
体内の結石を非接触破砕するために衝撃波を発生
する火花放電電極装置が知られており、その場合
結電線および帰電線は低い誘導結合で案内され、
保持装置から突き出た電極を備え、一方の電極は
延長され、ループを介して戻されているので、電
極は互に軸方向に対向して位置している。その電
極装置は交換可能であり、反射体において横に設
けられている。これらの電極は反射体によつて形
成される回転対称体を分断する反射体の長軸の上
に同軸的に位置していない。これは衝撃波の伝播
を妨げ、放電における非対称性を生ずる。これは
ケージ(篭)として形成されそこに第2の電極が
取り付けられている外側導体を持つた実施形態に
も適用される。
西ドイツ特許出願公開第2418671号公報におい
て、火花放電電極装置が反射体の主頂点に設けら
れている衝撃波の発生装置が知られている。しか
しその電極は長軸の上に同軸的に位置していな
い。
て、火花放電電極装置が反射体の主頂点に設けら
れている衝撃波の発生装置が知られている。しか
しその電極は長軸の上に同軸的に位置していな
い。
本発明の目的は、大きな機械的な強度を有し、
電気エネルギが高い効率で焦束した衝撃波に変換
され、不正放電が避けられるような非常に小さな
パルス幅で人体内の結石を破砕するための衝撃波
を発生する火花放電電極装置を作ることにあり、
その場合この電極装置は焦点調整室をできるだけ
一様に照射するできるだけ大きな有効照射面積が
存在するように形成される。
電気エネルギが高い効率で焦束した衝撃波に変換
され、不正放電が避けられるような非常に小さな
パルス幅で人体内の結石を破砕するための衝撃波
を発生する火花放電電極装置を作ることにあり、
その場合この電極装置は焦点調整室をできるだけ
一様に照射するできるだけ大きな有効照射面積が
存在するように形成される。
本発明によればこの目的は特許請求の範囲第1
項の特徴部分に記載した火花放電電極装置によつ
て達成される。
項の特徴部分に記載した火花放電電極装置によつ
て達成される。
本発明実施形態は特許請求の範囲の実施態様項
に記載してある。
に記載してある。
電極を長軸の上に位置することによつて高い効
率が得られる。というのは衝撃波の主照射方向
(電極に対し垂直方向)において一様な反射が可
能であるからである。焦点をアーチ状にめぐらす
U字形部材は不正放電を防止する。このU字形部
材の半径方向における平らな形状は高い安定性を
保証し、小さなインダクタンスを伴い、衝撃波伝
播の乱れを最小にする。放電は常に(ある燃焼度
においても)反射体の中央で行なわれる。反射体
の曲率に合わされた軸部終端は有効反射面を増大
する。
率が得られる。というのは衝撃波の主照射方向
(電極に対し垂直方向)において一様な反射が可
能であるからである。焦点をアーチ状にめぐらす
U字形部材は不正放電を防止する。このU字形部
材の半径方向における平らな形状は高い安定性を
保証し、小さなインダクタンスを伴い、衝撃波伝
播の乱れを最小にする。放電は常に(ある燃焼度
においても)反射体の中央で行なわれる。反射体
の曲率に合わされた軸部終端は有効反射面を増大
する。
本発明の有利な実施形態において電極として細
いピンが使用され、この電極ピンはU字形部材へ
の過剰放電を防止するためにラツカーを塗ること
ができ、迅速に交換できおよびないし追従して移
動できる。細い電極ピンは電極を尖がらす必要が
なく、安い丸棒を使用できる。電極ピンの小さな
寸法は衝撃波の放射を妨げない。単純な追従機構
によつて燃焼度は調整され、寿命が伸びる。使用
済みの電極ピンは速やかに交換できる。表面のラ
ツカー層は尖端から出発していない過剰放電を防
止する。
いピンが使用され、この電極ピンはU字形部材へ
の過剰放電を防止するためにラツカーを塗ること
ができ、迅速に交換できおよびないし追従して移
動できる。細い電極ピンは電極を尖がらす必要が
なく、安い丸棒を使用できる。電極ピンの小さな
寸法は衝撃波の放射を妨げない。単純な追従機構
によつて燃焼度は調整され、寿命が伸びる。使用
済みの電極ピンは速やかに交換できる。表面のラ
ツカー層は尖端から出発していない過剰放電を防
止する。
以下図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。
に説明する。
第1図は焦点調整室2を示し、液体4が充満さ
れているその内部室は断面楕円形状に走る壁6を
有している。この楕円体2の上側において液体が
満された槽7の中には破砕すべき結石9を持つた
人体8がある。楕円体2は2つの焦点F1とF2を
有している。焦点F2には破砕すべき結石9たと
えば腎臓結石がある。焦点F1には火花放電電極
装置10がある。
れているその内部室は断面楕円形状に走る壁6を
有している。この楕円体2の上側において液体が
満された槽7の中には破砕すべき結石9を持つた
人体8がある。楕円体2は2つの焦点F1とF2を
有している。焦点F2には破砕すべき結石9たと
えば腎臓結石がある。焦点F1には火花放電電極
装置10がある。
この実施例において火花放電電極装置10は同
軸的に案内された外側導体14と同軸的に案内さ
れた内側導体16とからなり、これらの導体14
と16は絶縁物18によつて互に分離されてい
る。火花放電電極装置10は絶縁物20によつて
外側に対し絶縁されかつ緩衝されている。内側導
体16は軸部22において細くなり、電極尖端2
4として焦点F1に達している。管状の外側導体
14は軸部22において肉厚に形成され、軸部終
端において反射面の一部を形成している。軸部終
端26の外側において外側導体14は、焦点F1
をアーチ状にめぐらし焦点F1の向こう側で突き
あたりかつ第2の電極尖端30を支持している2
つのU字形部材28からなるケージ(篭)として
形成され、その電極尖端30は同様に楕円体2の
長軸31の上に位置し、内側に向けられている。
軸的に案内された外側導体14と同軸的に案内さ
れた内側導体16とからなり、これらの導体14
と16は絶縁物18によつて互に分離されてい
る。火花放電電極装置10は絶縁物20によつて
外側に対し絶縁されかつ緩衝されている。内側導
体16は軸部22において細くなり、電極尖端2
4として焦点F1に達している。管状の外側導体
14は軸部22において肉厚に形成され、軸部終
端において反射面の一部を形成している。軸部終
端26の外側において外側導体14は、焦点F1
をアーチ状にめぐらし焦点F1の向こう側で突き
あたりかつ第2の電極尖端30を支持している2
つのU字形部材28からなるケージ(篭)として
形成され、その電極尖端30は同様に楕円体2の
長軸31の上に位置し、内側に向けられている。
今、導体14,16に十分大きな電圧が印加さ
れると、電極尖端24,30の間に火花が飛ぶ。
この水中放電は液体4の中に衝撃波を生じ、この
衝撃波は壁6に向かつて広がり、そこで反射さ
れ、焦点F2に焦束される。
れると、電極尖端24,30の間に火花が飛ぶ。
この水中放電は液体4の中に衝撃波を生じ、この
衝撃波は壁6に向かつて広がり、そこで反射さ
れ、焦点F2に焦束される。
2個あるいはそれ以上のU字形部材28を持つ
た同軸的な火花放電電極構造は低インダクタンス
についての要件を考慮している。従来技術に比べ
て電極軸部22に対するケージ直径は明らかに広
げられる。今長軸a=125mm、短軸b=75mmの楕
円体2を使用する場合、軸部直径はたとえば6cm
であるので、30KVまでの電圧を使用する場合に
U字形部材28はU字形部材の絶縁なしでも不正
放電が避けられる程度に内側電極24から確実に
離して軸部22に案内できる。しかし軸部に近い
ケージ直径はインダクタンスを減少するために必
要以上に大きくされていない。他方では電極導入
部の低下されたインダクタンスは同軸の導体1
4,16の横断面積を大きくすることから生ず
る。
た同軸的な火花放電電極構造は低インダクタンス
についての要件を考慮している。従来技術に比べ
て電極軸部22に対するケージ直径は明らかに広
げられる。今長軸a=125mm、短軸b=75mmの楕
円体2を使用する場合、軸部直径はたとえば6cm
であるので、30KVまでの電圧を使用する場合に
U字形部材28はU字形部材の絶縁なしでも不正
放電が避けられる程度に内側電極24から確実に
離して軸部22に案内できる。しかし軸部に近い
ケージ直径はインダクタンスを減少するために必
要以上に大きくされていない。他方では電極導入
部の低下されたインダクタンスは同軸の導体1
4,16の横断面積を大きくすることから生ず
る。
電極軸部22の終端26はこの実施例におい
て、ほぼ垂直に入射する際に良好な衝撃波反射を
保証するような材料(たとえば黄銅)からなつて
いる。
て、ほぼ垂直に入射する際に良好な衝撃波反射を
保証するような材料(たとえば黄銅)からなつて
いる。
電極軸部22は継目なしに反射体表面6にぴつ
たり合わされ、この電極軸部22自体は反射体の
一部となり、そのようにして有効反射能力を大き
くしている。
たり合わされ、この電極軸部22自体は反射体の
一部となり、そのようにして有効反射能力を大き
くしている。
外側導体14が楕円体2に導電的に接続され、
軸部反射面26が外側導体14から電気的に絶縁
されているか、絶縁物で作られているような実施
形態も考えられる(図示せず)。
軸部反射面26が外側導体14から電気的に絶縁
されているか、絶縁物で作られているような実施
形態も考えられる(図示せず)。
平らな材料からなるケージU字形部材の形状
は、周知の丸棒に比べて特に有利である。半径方
向に向けられた平らな形状は、一方では必要な安
定性に対し十分な横断面積を提供し、他方では一
次衝撃波並びに反射衝撃波に対する衝撃波の伝播
の乱れを最小にする。
は、周知の丸棒に比べて特に有利である。半径方
向に向けられた平らな形状は、一方では必要な安
定性に対し十分な横断面積を提供し、他方では一
次衝撃波並びに反射衝撃波に対する衝撃波の伝播
の乱れを最小にする。
電気的双極子の場合と同じように、軸方向に配
置された2つの電極24,30の間の火花放電に
よつて発せられる衝撃波は方位角について変化す
る。最も大きな振幅は電極軸心(長軸)に対して
垂直に発せられる。本発明に基づく電極構造の場
合最も大きな振幅の一次波の部分は最も重要な反
射領域に向けて発せられる。一次波のもともと弱
い部分は焦束せずに失われる。従来技術において
知られているような火花放電電極の横側配置構造
の場合、大きな振幅の一次波の大部分が集束せず
に開口から失われてしまつた。これと同じことは
楕円体開口と逆に楕円体主頂点に向かう放射方向
に対し適用される。
置された2つの電極24,30の間の火花放電に
よつて発せられる衝撃波は方位角について変化す
る。最も大きな振幅は電極軸心(長軸)に対して
垂直に発せられる。本発明に基づく電極構造の場
合最も大きな振幅の一次波の部分は最も重要な反
射領域に向けて発せられる。一次波のもともと弱
い部分は焦束せずに失われる。従来技術において
知られているような火花放電電極の横側配置構造
の場合、大きな振幅の一次波の大部分が集束せず
に開口から失われてしまつた。これと同じことは
楕円体開口と逆に楕円体主頂点に向かう放射方向
に対し適用される。
長軸31の上に電極24,30を位置すること
によつて、軸対称性がくずされている従来技術に
比べて対称構造および火花放電の再現性も改善さ
れる。第2図は3つのU字形部材28を持つた火
花放電電極装置32の実施例を楕円体開口から見
た平面図で示している。楕円体33の内部には外
側絶縁物20、軸部22、3つのU字形部材28
および上側電極に対する保持体19が見える。内
側の絶縁物および同軸的な両方の電極は覆われて
いて見えない。U字形部材28の薄い形状は衝撃
波の伝播を乱さない。
によつて、軸対称性がくずされている従来技術に
比べて対称構造および火花放電の再現性も改善さ
れる。第2図は3つのU字形部材28を持つた火
花放電電極装置32の実施例を楕円体開口から見
た平面図で示している。楕円体33の内部には外
側絶縁物20、軸部22、3つのU字形部材28
および上側電極に対する保持体19が見える。内
側の絶縁物および同軸的な両方の電極は覆われて
いて見えない。U字形部材28の薄い形状は衝撃
波の伝播を乱さない。
第3図はピン状の電極36,38に対する再調
整および迅速交換装置を持つた火花放電電極装置
34の実施形態を概略的に示している。電極の燃
焼度を調整できる追従装置はすでに知られてい
る。ピン状物体の迅速交換に対するチヤツクたと
えばドリルにおける穴チヤツクも同様に知られて
いる。
整および迅速交換装置を持つた火花放電電極装置
34の実施形態を概略的に示している。電極の燃
焼度を調整できる追従装置はすでに知られてい
る。ピン状物体の迅速交換に対するチヤツクたと
えばドリルにおける穴チヤツクも同様に知られて
いる。
第3図にはブツシユ48を回転すると電極3
6,38が同軸的に相対して移動し、それによつ
て電極尖端間における本来の火花ギヤツプが常に
楕円体の第1の焦点42にとどまるような火花放
電電極装置34の実施形態を示している。この電
極装置34の実施形態は交換ブツシユ46からな
り、この交換ブツシユ46によつて電極装置34
全体が反射体47に固定される。交換ブツシユ4
6の内部に外側導体48、内側導体50および電
極ケージ52が互に差し込まれ、絶縁ブツシユ5
4,56,58によつて分離されている。外側導
体48は回転可能なブツシユとして形成され、左
雌ねじ60を有し、この雌ねじ60で内側導体5
0は電極36と共に上方(焦点42)に向けて移
動でき、右雌ねじ62は同じ回転方向の場合電極
ケージ52を電極38と共に下方(同様に焦点4
2)に向けて移動できる。
6,38が同軸的に相対して移動し、それによつ
て電極尖端間における本来の火花ギヤツプが常に
楕円体の第1の焦点42にとどまるような火花放
電電極装置34の実施形態を示している。この電
極装置34の実施形態は交換ブツシユ46からな
り、この交換ブツシユ46によつて電極装置34
全体が反射体47に固定される。交換ブツシユ4
6の内部に外側導体48、内側導体50および電
極ケージ52が互に差し込まれ、絶縁ブツシユ5
4,56,58によつて分離されている。外側導
体48は回転可能なブツシユとして形成され、左
雌ねじ60を有し、この雌ねじ60で内側導体5
0は電極36と共に上方(焦点42)に向けて移
動でき、右雌ねじ62は同じ回転方向の場合電極
ケージ52を電極38と共に下方(同様に焦点4
2)に向けて移動できる。
電極尖端間の距離はそれによつて使用中におい
て問題なしに最適の間隔に追従調整できる。従つ
て焦点、効率およびキヤビテーシヨン気泡に関す
る最適な条件が常に得られる。電極36,38の
追従は自動的に行なえる。消耗された電極36,
38の迅速な交換は、ピン状の電極36,38が
交換保持体64,66の中に、分割されたジヨー
および円錐状の袋ナツトを持つた単純な穴チヤツ
クの形で保持されていることによつてできる。
て問題なしに最適の間隔に追従調整できる。従つ
て焦点、効率およびキヤビテーシヨン気泡に関す
る最適な条件が常に得られる。電極36,38の
追従は自動的に行なえる。消耗された電極36,
38の迅速な交換は、ピン状の電極36,38が
交換保持体64,66の中に、分割されたジヨー
および円錐状の袋ナツトを持つた単純な穴チヤツ
クの形で保持されていることによつてできる。
第1図は水中火花放電で人体にある結石を破砕
する装置の概略断面図、第2図は電極の異なる実
施例の平面図、第3図は追従可能なピン状電極を
持つた電極装置の実施例の断面図である。 2……楕円体(焦点調整室)、8……人体、9
……結石、10……電極装置、14……外側導
体、16……内側導体、24……電極、26……
反射面、28……U字形部材、30……電極、3
2,34……電極装置、36,38……電極ピ
ン、48……ブツシユ、64,66……迅速チヤ
ツク。
する装置の概略断面図、第2図は電極の異なる実
施例の平面図、第3図は追従可能なピン状電極を
持つた電極装置の実施例の断面図である。 2……楕円体(焦点調整室)、8……人体、9
……結石、10……電極装置、14……外側導
体、16……内側導体、24……電極、26……
反射面、28……U字形部材、30……電極、3
2,34……電極装置、36,38……電極ピ
ン、48……ブツシユ、64,66……迅速チヤ
ツク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 互に同軸的に案内された外側導体と内側導体
とを有し、内側導体が第1の電極に細められ、外
側導体がそこに第2の電極が取り付けられている
ケージに移行しているような人体における結石を
非接触破砕するために楕円体状の反射体の焦点に
衝撃波を発生するための火花放電電極装置におい
て、両方の電極24,30が楕円体2の長軸31
の上に位置し、ケージが半径方向に向けられてア
ーチ状に焦点F1の回りをめぐり平らなU字形部
材28によつて形成され、軸部終端が楕円体状の
反射面26として形成されていることを特徴とす
る人体における結石を非接触破砕するための衝撃
波発生用の火花放電電極装置。 2 電極として不正放電を防止するためにラツカ
ーで絶縁できる細い筒状ピンが用いられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電
極装置。 3 電極ピン36,38が迅速チヤツク64,6
6の中に簡単に交換可能に取り付けられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2
項に記載の電極装置。 4 電極36,38がブツシユ48を回転するこ
とによつて相対的に移動できることを特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1
項に記載の電極装置。 5 ケージ直径が楕円体の短軸の範囲にあること
を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4項
のいずれか1項に記載の電極装置。 6 軸部終端26が衝撃波がほぼ垂直に入射する
際に良好に反射する材料から作られていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第5項の
いずれか1項に記載の電極装置。
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-
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-
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