JPH0759235B2 - 超音波結石破砕用駆動回路 - Google Patents
超音波結石破砕用駆動回路Info
- Publication number
- JPH0759235B2 JPH0759235B2 JP63008277A JP827788A JPH0759235B2 JP H0759235 B2 JPH0759235 B2 JP H0759235B2 JP 63008277 A JP63008277 A JP 63008277A JP 827788 A JP827788 A JP 827788A JP H0759235 B2 JPH0759235 B2 JP H0759235B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drive circuit
- ultrasonic
- vibrator
- pulse
- calculus breaking
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Surgical Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、超音波エネルギーを用いて体外より結石を
破砕する超音波結石破砕用駆動電源に関する。
破砕する超音波結石破砕用駆動電源に関する。
（従来の技術） 最近超音波エネルギーを用いて体内の結石を非接触に破
砕する試みがなされている。これは最近実用化されてい
る衝撃波エネルギーを利用した結石破砕装置に代れるも
ので、装置の小型化、低価格化、消耗器不要等の特徴で
注目を浴びている。
砕する試みがなされている。これは最近実用化されてい
る衝撃波エネルギーを利用した結石破砕装置に代れるも
ので、装置の小型化、低価格化、消耗器不要等の特徴で
注目を浴びている。
従来の超音波結石破砕装置は、１つの焦点を形成するよ
うに球面状に超音波振動子群を並べた治療用アプリケー
タとそれを駆動する駆動回路と結石と焦点の位置を一致
させるための位置決め装置（図示せず）より成ってい
る。ここで駆動回路は振動子群を駆動して破砕に十分な
高圧を発生させるため１〜数kVという高電圧を発生させ
ねばならない。そのために通常第２図に示すような回路
構成がとられている。
うに球面状に超音波振動子群を並べた治療用アプリケー
タとそれを駆動する駆動回路と結石と焦点の位置を一致
させるための位置決め装置（図示せず）より成ってい
る。ここで駆動回路は振動子群を駆動して破砕に十分な
高圧を発生させるため１〜数kVという高電圧を発生させ
ねばならない。そのために通常第２図に示すような回路
構成がとられている。
まずスイッチ21がoff状態で高電圧電源22から抵抗23を
通してコンデンサ24に充電される。
通してコンデンサ24に充電される。
コンデンサ24への充電が完了した後スイッチ21が閉じら
れ瞬間的にコンデンサに蓄わえられた電圧が第３図のよ
うに放電され、振動子25からは強力超音波が発生する。
れ瞬間的にコンデンサに蓄わえられた電圧が第３図のよ
うに放電され、振動子25からは強力超音波が発生する。
ここで駆動波形は、当然正又は負のいずれかのみの単極
性のパルスになる。
性のパルスになる。
（発明が解決しようとする課題） 装置の使い勝手を良くするためにはアプリケータの小型
化が重要であり、そのためには振動子の単位面積当りの
音響出力を上昇させる事が重要である。
化が重要であり、そのためには振動子の単位面積当りの
音響出力を上昇させる事が重要である。
超音波振動子により発生する音圧は駆動電圧が上昇する
ほど大きくなると一般に言われている。したがって、大
きな音圧を得ようとすればとにかく大きな電圧で駆動す
れば良い事になる。しかし、実際には電圧−音響出力特
性に非線形性が存在する事や、振動子の絶縁耐電圧、ま
た脱分極を開始する抗電界等によって印加される電圧に
は上限が存在する。
ほど大きくなると一般に言われている。したがって、大
きな音圧を得ようとすればとにかく大きな電圧で駆動す
れば良い事になる。しかし、実際には電圧−音響出力特
性に非線形性が存在する事や、振動子の絶縁耐電圧、ま
た脱分極を開始する抗電界等によって印加される電圧に
は上限が存在する。
この発明の目的は限られた振動子面積で最大の音響出力
を得るための駆動回路を提供する事にある。
を得るための駆動回路を提供する事にある。
（課題を解決するための手段） 本発明の駆動回路は、正又は負に高電圧パルスを発生す
る手段と、該高電圧パルス発生前に該パルスと逆方向の
電位のバイアスを発生させる手段を有する事を特徴とす
る。
る手段と、該高電圧パルス発生前に該パルスと逆方向の
電位のバイアスを発生させる手段を有する事を特徴とす
る。
（作用） 本発明はまず脱分極や絶縁破壊をしないレベルのバイア
スをかける。この後、逆方向の駆動パルスをかける。こ
の駆動パルスも抗電界，絶縁耐電圧以内である。これに
より単純に駆動パルスを加えた時に対し、駆動時の電界
の時間変化量（dD/dA）が大きくなる。振動子の偏移は
電界に、そして発生する音圧は変位の時間微分値に比例
するため、より大きな音響出力を発生し得る。
スをかける。この後、逆方向の駆動パルスをかける。こ
の駆動パルスも抗電界，絶縁耐電圧以内である。これに
より単純に駆動パルスを加えた時に対し、駆動時の電界
の時間変化量（dD/dA）が大きくなる。振動子の偏移は
電界に、そして発生する音圧は変位の時間微分値に比例
するため、より大きな音響出力を発生し得る。
（実施例） 本発明の実施例を第１図に示す。
最初、スイッチ1,2はoffになっている。まずはじめにシ
ーケンスコントローラ３の出力によりスイッチ１がonさ
れる。この時、振動子４には、高電圧電源５より抵抗６
を通して電流が流れ、両端に電圧−VLが印加される。こ
の場合−VLの電位は振動子を厚み方向に収縮させる方向
に働く。次にシーケンスコントローラ３によりスイッチ
１はoff,スイッチ２はonに同時に切替えられる。
ーケンスコントローラ３の出力によりスイッチ１がonさ
れる。この時、振動子４には、高電圧電源５より抵抗６
を通して電流が流れ、両端に電圧−VLが印加される。こ
の場合−VLの電位は振動子を厚み方向に収縮させる方向
に働く。次にシーケンスコントローラ３によりスイッチ
１はoff,スイッチ２はonに同時に切替えられる。
この時、瞬時に高電圧電源７から抵抗８を通してコンデ
ンサ９に蓄えられた電圧VHが振動子４に印加される。こ
のVHは振動子を厚み方向に膨張させ、圧縮波を水中に放
出させるこのコンデンサ９からの放電が終了後、スイッ
チ２は再びoffされ再度充電が開始される。
ンサ９に蓄えられた電圧VHが振動子４に印加される。こ
のVHは振動子を厚み方向に膨張させ、圧縮波を水中に放
出させるこのコンデンサ９からの放電が終了後、スイッ
チ２は再びoffされ再度充電が開始される。
この一連の動作で印加される電位とスイッチ1,2の動作
の状態を第４図に示す。この動作のタイミングは、シー
ケンスコントローラ３により制御される。ここで該回路
は当関係業者が通常使用するものであり、詳細は記さな
い。
の状態を第４図に示す。この動作のタイミングは、シー
ケンスコントローラ３により制御される。ここで該回路
は当関係業者が通常使用するものであり、詳細は記さな
い。
ここでスイッチ１のon接続時間であるが、これを振動子
４の共振周波数の1/2周期に一致させると振動子の共振
動作を利用できるため、同一のVHの駆動パルスでもより
高音圧の超音波パルスを放射する事が可能となる。
４の共振周波数の1/2周期に一致させると振動子の共振
動作を利用できるため、同一のVHの駆動パルスでもより
高音圧の超音波パルスを放射する事が可能となる。
本実施例ではコンデンサに充電した電位で駆動する放電
型の駆動回路を用いたが、コイルと振動子の容量とで共
振させる共振型の駆動回路等、他の回路でもかまわな
い。
型の駆動回路を用いたが、コイルと振動子の容量とで共
振させる共振型の駆動回路等、他の回路でもかまわな
い。
以上のように本発明によると同一面積の振動子からの音
響出力を増加させる事ができ、より小面積の振動子で、
効率よく結石を破砕する事が出来る。
響出力を増加させる事ができ、より小面積の振動子で、
効率よく結石を破砕する事が出来る。
第１図は本発明の実施例の駆動回路の構成図、第２図は
従来の駆動回路の構成図、第３図は従来の駆動パルスの
波形図、第４図は本発明の実施例の駆動波形図である。 1,2,21…スイッチ、３…シーケンスコントローラ、4,25
…振動子、5,7,22…高電圧電源、6,8,23…抵抗、9,24…
コンデンサ。
従来の駆動回路の構成図、第３図は従来の駆動パルスの
波形図、第４図は本発明の実施例の駆動波形図である。 1,2,21…スイッチ、３…シーケンスコントローラ、4,25
…振動子、5,7,22…高電圧電源、6,8,23…抵抗、9,24…
コンデンサ。
Claims (2)
- 【請求項１】超音波振動子を駆動し、強力超音波を発生
させる駆動回路において、該振動子を厚み方向に膨張さ
せる方向の高電圧パルスを発生させる手段と、該高電圧
パルス発生前に該パルスと逆電位のバイアスを発生させ
る手段と、該パルス及びバイアスの電位を切替える手段
とを有する事を特徴とする超音波結石破砕用駆動回路。 - 【請求項２】上記バイアスの時間長は駆動される振動子
の共振周波数の波長の1/2にほぼ等しい事を特徴とする
請求項１記載の超音波結石破砕用駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63008277A JPH0759235B2 (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 超音波結石破砕用駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63008277A JPH0759235B2 (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 超音波結石破砕用駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01185261A JPH01185261A (ja) | 1989-07-24 |
| JPH0759235B2 true JPH0759235B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=11688683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63008277A Expired - Lifetime JPH0759235B2 (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 超音波結石破砕用駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0759235B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4307669C2 (de) * | 1993-03-11 | 1995-06-29 | Wolf Gmbh Richard | Gerät zur Erzeugung von Schallimpulsen für den medizinischen Anwendungsbereich |
| FR2830468B1 (fr) * | 2001-10-04 | 2004-02-20 | Inst Nat Sante Rech Med | Dispositif et procede de production d'impulsions ultrasonores de forte pression |
-
1988
- 1988-01-20 JP JP63008277A patent/JPH0759235B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01185261A (ja) | 1989-07-24 |
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