JPH0553497B2 - - Google Patents

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JPH0553497B2
JPH0553497B2 JP58136896A JP13689683A JPH0553497B2 JP H0553497 B2 JPH0553497 B2 JP H0553497B2 JP 58136896 A JP58136896 A JP 58136896A JP 13689683 A JP13689683 A JP 13689683A JP H0553497 B2 JPH0553497 B2 JP H0553497B2
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JP
Japan
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layer
shock wave
wave
shock
stone
Prior art date
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JP58136896A
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English (en)
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JPS5982978A (ja
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Haine Geroruto
Besu Otomaaru
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Dornier System GmbH
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Dornier System GmbH
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    • 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
    • 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
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/28Sound-focusing or directing, e.g. scanning using reflection, e.g. parabolic reflectors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は生物体の中にある結石を非接触で粉砕
するための連続衝撃波パルスを発生する装置に関
する。
衝撃波によつて生物体に中にある結石を非接触
で粉砕する装置はすでに知られている(西ドイツ
特許出願公開第2351247号公報)。この公報におい
て衝撃波は液体で満されている中空楕円体の焦点
にある放電電極によつて発生され、楕円体面によ
つて第2の焦点に収束される。この第2の焦点に
は粉砕すべき結石たとえば腎臓結石が位置されて
いる。衝撃波は結石に圧縮および引張り荷重を与
え、結石を細かく粉砕する。この周知の装置の場
合、連続衝撃波周波数はコンデンサの充電時間に
よつて制限されている。この装置では2つあるい
はそれ以上の衝撃波面によつて結石を同時に処理
することはできない。
多数の衝撃波面をほぼ同時に結石に作用させる
ために、これらの衝撃波面を0.1〜10マイクロ秒
の範囲で連続しなければならない。2つの衝撃波
源を用いて2重のパルスを発することがすでに試
みられているが、この場合も20マイクロ秒の時間
間隔が得られるだけである。この時点では第1の
衝撃波によつて生じ始めた亀裂はすでに閉じられ
てしまう。
本発明の目的は、後続する衝撃波面が結石に交
互に作用する場合に、結石が第1の衝撃波面の作
用も受けるような短い時間間隔で衝撃波面が結石
に作用し、その場合圧力上昇の斜面勾配が小さく
ならないような連続衝撃波パルスを発生する装置
を得ることにある。
本発明によればこの目的は、伝播媒体の音響イ
ンピーダンスと異なつた音響インピーダンスの材
料からなる一様な厚さのが、この層が衝撃波域全
体で通過されるように伝播媒体の中に配置されて
いることによつて達成される。
本発明の有利な実施形態は特許請求の範囲の実
施態様項にあげてある。
本発明に基づく方式は、放電電極によつて発せ
られた各パスルが、伝播媒体の音響インピーダン
スと異なる音響インピーダンスをもつた層の前面
側および背面側における多重反射によつて、所望
の連続周波数の密度が段階づけられた衝撃波面の
順序に増強されるということに基づいている。
色々な衝撃波面を結石に交互に作用することによ
つて、圧縮振幅および引張り振幅を局所的に上昇
する干渉作用および粉砕作用を高める共振周波数
の発生が達せられる。本発明に基づく方式は特
に、粉砕能力が高まるにもかかわらず生物体の中
に導入されるエネルギが増大しないという利点を
有している。それによつて衝撃波が通過する組織
の損傷が防止され、それにもかかわらず結石は確
実にかつ速やかに従来よりも細かな破片に粉砕さ
れる。この大きな粉砕作用によつてその装置の投
与回数が少なくて済む。患者はこの装置に対する
負担が軽減され、電極の寿命は長くなる。
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。
第1図は本発明に基づく衝撃波連続パルスを発
生するための装置を示している。液体2が満され
ている液槽1(1部だけ図示)の中には結石4た
とえば腎臓結石を持つた人体3が置かれている。
液槽1には連結液6(たとえば水)が満されてい
る反射体5が取り付けられている。楕円体5の第
1の焦点には放電によつて衝撃波面を発生できる
放電電極7がある。
人体3は結石4が楕円体の第2の焦点に置かれ
るように位置されている。反射体5はこの実施例
の場合本発明に基づく層8で閉じられている。こ
の層8は境界面9と10を有し、第1図では拡大
して示している。実際の層の厚さはmmの範囲であ
る。結石4を粉砕するために放電電極7において
水中放電が発せられる。これは衝撃波面を発生
し、この衝撃波面は反射体5において伝播され、
反射体壁から結石4に導かれる。正常波は振幅
PEで示してある。層8が連結液6の音響インピ
ーダンス(Z6=C6・ρ6)と異なつた音響インピー
ダンスZ8=C8・ρ8′(C=音波速度、ρ=密度)を
有しているので、境界面9において入射波PE
透波PTと反射波PRに分れる。
音響学で知られている関係から、垂直入射の場
合の反射波の振幅は次式で求められ、 PR=PE・Z8−Z6/Z8+Z6 また透過波の振幅は次式で求められる。
PT=PE−PR=PE・(1−Z8−Z6/Z8+Z6) 層8が厚さdを有し、その背後の媒体2がたと
えば媒体6と同じインピーダンスを有していると
仮定すると、透過波PTは同様に、波面が層8の
背面境界面10に達すると透過波PTTと反射波PTR
に分れる。その振幅は上述の式に類似して計算さ
れ、一方透過波PTTは最初の方向に進み、反射波
PTRは層8の中において戻り、前面境界面9にお
いて(相応した弱い振幅で)新たな反射を生ず
る。この波の相応した部分は後方境界面10から
出て、最初の透過波PTTに時間間隔Δtで続く。こ
のΔtは層8の厚さdを2回に亘つて通過するた
めに必要な時間であり、次式に求められる。
Δt=2d/C8 この波および次の波は多数回の反射に基づいて
n・Δt(n=1、2、…)の間隔で連続し、その
場合各波の振幅は幾何学的な順序の形で減少す
る。適当な材料を選ぶことによつてパラメータ
ρ,c,dは自由に決められ、それによつて(材
料が同じ場合層8の厚さに応じて)所望の連続パ
ルス周波数が、および(インピーダンスの差Z8
Z6および層8の厚さdに応じて)振幅の状態が広
い範囲において決定できる。
実験によれば、たとえば0.5〜3mmの厚さのチ
タン板において多重反射によつて発生される単位
パルスの斜面勾配は一定して高いことが確められ
た。
適当な厚さの層はたとえばアルミニウム、
V2A−スチール、チタン、鉛などの素材あるい
はこれらの合金から作つたり、あるいは適当な非
金属、セラミツクあるいは合成樹脂でも作れる。
場合によつては液体も、それがたとえばクツシヨ
ンによつて相応した形に位置できるような場合に
は採用することもできる。
衝撃波域全体が層を通過させられるような第1
図に示した配置構造に他に、衝撃波面を分けるた
めの別の配置構造も考えられる。
第2図は層8aが帯域板のように形成さてれい
る反射体5aを持つた配置構造を示している。こ
の層8aは衝撃波域の一部だけが通過される。層
8aを通過しない衝撃波部分は弱められずに符号
t0て示した時点で結石に送られ、残りの衝撃波部
分は多重反射され、連続パルスの第1のパルスは
t−t0=d/c8−d/c6の時点で結石に届く。帯域板の 材料、層厚さおよび帯域順序を適当に組み合わせ
ることによつて、たとえば連続衝撃波の第2(第
3など)のパルスが最大の振幅を有するようにで
きる。たとえばc8>c6の金属のために、一次波は
帯域板を通る波に対して時間的に遅らせられる。
第3図は球面体の形をした本発明に基づく層8
bを衝撃波焦点11に対し同心的に配置した構造
を示している。衝撃波域のすべての部分は層表面
に対して直角に走る。波面の反射条件および時間
的なずれΔtは波面のすべての部分に対し一定し
ている。さらにそれによつて収束が害されること
はなくなる。
ここで述べた色々な特徴を組み合わせた形で本
発明を実施することもできる。また一様な厚さで
なく、たとえばレンズのような形をした層を用い
ることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図はそれぞれ本発明
に基づく連続衝撃波パルスを発生するための装置
の実施例を示す概略図である。 1……液槽、2……液体、3……人体、4……
結石、5……反射体、6……連結液、7……放電
電極、8,8a,8b……層、9,10……境界
面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 生物の体内にある結石を非接触で粉砕するた
    めの連続衝撃波パルスを発生する装置であつて衝
    撃波源の伝播媒体が充満された中空楕円体からな
    る収束用の反射体とをもつ連続衝撃波パルスを発
    生する装置において、前記伝播媒体6,2の音響
    インピーダンスと異なつた音響インピーダンスを
    もつ材料からなり連続衝撃波パルスを発生する一
    様な厚さの層8が前記伝播媒体6,2の中に衝撃
    波域全体が通り抜けるように配置されていること
    を特徴とする連続衝撃波パルスを発生する装置。 2 層8aが衝撃波域の一部だけが通り抜けるよ
    う配置されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の装置。 3 層8bが球面体を有し衝撃波面に対し同心的
    に配置さ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項に記載の装置。 4 層8が平らであり、楕円体の両方の焦点の間
    における中央平面に設けられるか、あるいは反射
    体を閉鎖することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項または第2項に記載の装置。 5 層8aが帯域板として形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4図の
    いずれか1項に記載の装置。 6 層8の材料として金属あるいは合金が用いら
    れることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第5図のいずれか1項に記載の装置。 7 層8の材料として合成樹脂あるいはセラミツ
    ク材料が用いられることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項ないし第5図のいずれか1項に記載の
    装置。 8 層8が液体によつて形成されていることを特
    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項に記載の装置。 9 層8の厚さがレンズ状に変化することを特徴
    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項に記載の装置。
JP58136896A 1982-11-04 1983-07-28 連続衝撃波パルスを発生する装置 Granted JPS5982978A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3240691.6 1982-11-04
DE3240691A DE3240691C1 (de) 1982-11-04 1982-11-04 Vorrichtung zur Erzeugung von Stosswellenimpulsfolgen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5982978A JPS5982978A (ja) 1984-05-14
JPH0553497B2 true JPH0553497B2 (ja) 1993-08-10

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ID=6177261

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JP58136896A Granted JPS5982978A (ja) 1982-11-04 1983-07-28 連続衝撃波パルスを発生する装置

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