JPS61172551A - 生物の体内にある結石を無接触粉砕する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、球帽状に形成された金属膜の外方へ湾佃した
面に、絶縁層Ｇこより金属膜力）ら分離された少なくと
も１つのコイルリカ５設ｃ−ｔられ力）つ金属膜の内方
へ湾曲した面力３伝達媒体と接触しており、このコイル
が衝撃電流を受＆すること力号でき、この衝撃電流によ
り金属膜力５突き離され、この衝撃電流がほぼ結石に焦
点を合わされた衝撃波を伝達媒体内へ放射する、生物の
体内るこある結石を無接触粉砕する、特に腎石を粉砕す
る装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第４１２
０１４号明細書から公知である。この明細書に詳細に述
べられている、水中火花ギヤ゛ノブまたは超音波により
動作する、結石を無接触粉砕する他の装置に比べて、そ
こＧこ記載されている装置は種々の利点、特に簡単な構
成、長し）寿命および高い安全性ならびに患者に対する
健康上の危険の排除可能性、液体浴の不使用の可能性、
容易な調節可能性および良好な再生可能性を持っている
。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３１２０１４号明細
書に記載の装置には導体装置が設けられており、この導
体装置は誘導特性を持ちかつ螺旋状コイルとしてまたは
平帯を巻かれたコイルとして構成されかつそこにおいて
球幅の形状を持っている。例えば火花ギャップを介して
コンデンサ放電することによってまたは高出力パルス発
生器により発生された衝撃電流を与えることによってこ
のコイルに衝撃電流を与える場合は、薄い絶縁層により
コイルから分離されている金属膜に逆電流が誘導され、
この電流がこの金属膜を突き離す。金属膜は伝達媒体と
接触しているから、これにより衝撃波が与えられ、この
衝撃波が金属膜の球幡状構成により焦点に合わされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の課題は、冒頭に述べた、ドイツ連邦共和国特許
出願公開第３３１２０１４号明細書に記載されているよ
うな装置を一層良く焦点に合わせるように改良すること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この課題は、金属膜の放射側（すなわち内方へ湾曲した
面の側）に構成部材なるべくノ＼ウタング部分が配置さ
れ、このハウジング部分が、円錐台状空所を包囲し、こ
の空所の半径の大きい方の開口が金属膜の方へ向けられ
、この空所の半径の小さい方の開口が粉砕すべき結石の
方へ向けられ、この空所の中に伝達媒体があることによ
って解決される。

金属膜に接続する構成部材のこの構成によって、ドイツ
連邦共和国特許出願公開第３３１２０１４号明細書によ
り金属はくに接続するハウジング部分に生ずるような、
構成および衝撃波の焦点合わせの障害および好ましくな
い害虫信号に至らせる回折および反射を回避することが
できる。それによって一層良好な焦点合わせおよび焦点
における一層高いエネルギー密度が得られるので、装置
の効率を費用のかかる手段なしに良くすることができる
。

空所を円錐台状に構成することによって、焦点の方向に
おける同心的な広帯域伝搬が強制される。この結果、コ
ンデンサ放電または高出力パルス発生器により供給され
る、衝撃波発生のために必要な初期エネルギーが減少さ
れる。それによって装置を一層簡単にかつ一層安い費用
で構成することができる。さらに、発生すべき圧力パル
スの初期峻度に対する要求を少なくすることができ、す
なわち圧力パルスは、作用が害されることなしに、少し
小さい峻度でも推移することができる。この結果、衝撃
電流を発生するパルス源を一層簡単に構成することがで
きる。最後に、本発明によって結石粉砕の際の衝侶波作
用に必要な衝撃波前面の構成も有利に影響される。

円錐台状の空所を備えた構成部材が少なくとも中空円錐
台の範囲において高い音波抵折を持つ材料、例えば金属
および特にステンレス銅から成る場合は、焦点合わせ特
性の別のまったく重要な改善が実現される。これによっ
て焦点合わせかさらに改善される。なぜならば衝撃波（
この衝撃波は球面波である）は今や中空円錐台の中で案
内されるからである。さらに衝撃波前面が急峻にされる
。円錐台状の空所を備えた構成部材をこの場合高い音波
抵抗を持つ材料からつくることができる。しかしこの構
成部材が、空所側の側面に適当なうイニングを備えてい
れば十分である。

金属膜から伝達媒体へ圧力パルスを与える瞬間にこの圧
カバルスはまだ急峻な衝撃波前面を持っていない。しか
しこの衝撃波前面は中空円錐における伝搬中に約１ミク
ロンの厚さで形成される。空所の深さすなわち中空円錐
台（中空円錐）の高さは、この深さにより与えられた移
勤行程にわたって急峻な衝撃波前面が形成され得るよう
に、大きさを定められなければならない。発生の際の圧
カバルスが一層急峻である場合は、移勤行程、したがっ
て空所の所要深さは短くなる。さらに焦点における衝撃
波パルスの持続時間は、中空円錐における伝搬に続く自
由伝搬の際の回折特性により中空円錐の開度の適切な選
択によって付加的に影響され得る。電磁衝撃波発生器（
コイルおよび金属膜ならびにパルス発生装置）の効率に
とっても有利であることではあるが、開度が一層小さく
選ばれる場合は、焦点における一層短いパルス持続時間
が可能である。これは、結石を排泄可能な破片に粉砕す
る際にも非常に有利に作用する。

伝達媒体が、かなり非直線的な圧縮比を持つ媒体である
場合は有利である。根本的にドイツ連邦共和国特許出願
公開第３３１２０１４号明細書から公知のこの構成の結
果として本発明と関連して、衝撃波前面の構成のために
必要な拶勤行程が短縮されるので、中空円錐台または中
空円錐の深さを縮小することができる。伝達媒体として
、なるべく液体特にハロゲン炭化水素または低いせん断
弾性率を持つ材料特に弾性体が使用されるのが好ましい
。

本発明の別の有利な構成においては、伝達媒体と生物の
組織との間に、低いせん断弾性率を持つ材料から成る結
合装置、特に弾性結合体または液体結合体が設けられて
いる。この結合装置および組織には、衝撃波前面が既に
中空円錐台における伝搬中に形成されてから、自由な衝
撃波伝搬がある。結合装置の音波特性、例えば音波抵抗
、音速および形状は、隣接する組織への衝撃波のできる
だけ量適の伝達が実現されるように選ばれる。

しかし結合装置はさらに別の特徴を持っている。特に結
合装置を、衝撃波がそれぞれの要望および使用例に応じ
て付加的に焦点に合わされまたは焦点に合わされないよ
うに構成することができる。それにより焦点個所の変位
も可能である。したがって適当に構成された結合装置は
この場合微細焦点合わせの役目を持っている。

これは、例えば結合装置の適当な外側形状、この結合装
置の材料における不均質または種々の材料の使用によっ
て実現され得る。結合装置が伝達媒体側に回転双曲面状
の面を持っている場合は、所望の効果が特に良好に得ら
れる。しかしこの面を、結合装置と組職、との移行部に
生ずる焦点合わせの誤差が補償されるように設けること
もできる。焦点距屋の変化の付加的可能性は、開度への
適当な影響を介して焦点におけるパルス持続時間の付加
的な変化可能性を可能にする。

〔実施例〕

それ以外の特徴および利点は特許請求の範囲の実施態様
項および以下に説明されるいくつかの好ましい実施例が
示されている図面についての説明から明らかになる。

第１図に全体として１で示されているハウジングは２つ
のハウジング部分１ａおよび１ｂから成る。ハウジング
部分１ａの中へ球幅状のコイル２が挿入されている。こ
のコイルは、螺旋状に巻かれた線例えば銅線からできて
いる。コイル２に薄い絶縁層３が接し、この絶縁層に球
副状の金属膜４が接している。

絶縁層３と金属膜４は、ハウジング部分１ａおよびｌｂ
の間に締め付けられており、これらのハウジング部分は
ねじ５ａおよび５ｂによって結合されている。

ハウジング部分１ｂに空所６が存在し、この空所は円錐
台または円錐の形状を持っている。

この空所は液体、ここでは水で満たされている。

この水は静的な正圧を受けており、この場合接続管片７
が設けられており、この接続管片は、正圧ｐｚを及ぼす
圧力媒体源に接続されている。

水の代わりに液状ハロゲン炭化水素例えば４塩化炭素も
使用することができる。このような媒体は著しく非直線
的な圧縮特性を持っており、すなわちこの非直線性は水
の場合より大きい。

これによって、衝撃波前面の形成のために必要な移動行
程が短縮される。

ハウジング部分ｌｂ内に設けられている中空円錐６の半
径の小さい方の開口の側に結合体８が存在する。この結
合体はこの場合弾性材料からできているが、しかし液体
結合体も設けることができる。結合体８は取付は環９お
よびねじ１０ａおよび１０ｂを介してハウジング部分１
ｂとねじ締めされている。

コイル２の一番内側の巻回のうちの１つおよび一番外側
の巻回のうちの１つが導線１１および１２を介してエネ
ルギー源と接続されており、このエネルギー瀝はパルス
状の衝撃電流を与えることができる。図示した実施例に
おいてはコンデンサ１３および火花ギャップ１４が設け
られているが、しかし例えば割部される高出力パルス発
生器のような他の装置も使用することができる。パルス
発生の瞬間にコイル２を通って流れる電流は金属膜４に
おいて逆電流を跣導し、この逆電流が金属膜を突き離す
ので、この金属膜は円錐状空所６にある伝達媒体へ衝撃
波を与える。この衝撃波は金属膜の球帽状構成およびハ
ウジング部分ｌｂ内の空所６の円錐状形成によって焦点
１５に合わされ、この焦点は、ここでは腎臓１７にある
腎石である結石１６内にある。

空所６の中空円錐台状形成によって、発生する衝撃波の
一層良好な焦点合わせが実現され、同時に衝γ波前面が
葡利に影響される。Ａウジングによる回折および反射現
象ならびに寄生信号はもはや生ずることができない。こ
れらの効果は、ハウジング部分１ｂが高い音波抵折を持
つ材料、ここではステンレス鋼から構成されていること
によってさらに強められる。衝撃波前面の有利な構成に
よりコンデンサ放電の初期エネルギーおよび発生された
圧カバルスの初期峻度も小さくすることができる。

この場合結合体８は生物の組＠ｔＳに直接接触している
。衝撃波伝達は伝達媒体６および結合体８を介して行な
われる。しかし伝達媒体および結合体を同じ材料からつ
くることも勿論可能である。球帽状の金属膜４の曲率円
が変位可能にできる場合は、焦点の移動が実現され得る
。

しかしここでは、第３図により論ずべき、技術的に一層
簡単な別の可能性が得られる。

第２図に示した第２の実施例において、同じ部分には第
１図の場合と同じ符号が使用されている。互いに対応す
る構成部材はダッシュで示されている。ここでは伝達媒
体は弾性体１９であり、この弾性体は円錐状の空所６内
に配置されている。この弾性体は第１図の実施例におけ
る液体充填のように非直線圧縮特性を持っており、それ
によって衝撃波前面の構成のために必要な移動行程が短
くなりかつこの移動行程と同じく静的な正圧を受けてい
る。弾性体１９を勿論空所６へ押し込むことができるの
で、外部からの圧力供給は必要でない。この弾性体１９
に結合体８′が接し、この結合体は図示したように伝達
媒体１９と接触しておりかつこの伝達媒体と接続され得
る。伝達媒体および結合体を異なる材料または同じ材料
からつくることができる。第２図による実施例において
は絶線層３および金属膜４はハウジング部分１ａだけに
挿入されており、ハウジング部分１ａおよび１ｂの間に
ははさみ込まれていない。

第３図による実施例においては、対応する構成部材だけ
に関する符号が２つのダッシュを付けられている。この
実施例には金属膜の外側形状の変化なしの焦点距離の変
化の可能性が示されている。

ここでは空所６内の伝達媒体として正圧を受けている水
が使用される。ここには圧力供給は示されていない。し
かし結合体８＃は別様に構成されておりかつハウジング
部分１ｂ’により形成された空所内へ一部突出しており
、それによって同時に良好な閉鎖が実現される。結合体
の内側へ向いている表面２０は、７７１次またはより高
次の回転双曲面の形状を持っている。それによって、こ
こでは外側形状によって、焦点距離を変えることができ
る。しかしこの効果は、結合体８″が種々の材料から構
成されまたは結合体８′が不均質に構成されることによ
っても得られることは当然のことである。

結合体８′を特別に構成することなしに、線２１ａおよ
び２１ｂによって示されているように、衝撃波が焦点１
５に合わされる。しかし結合体８１の特別の形成によっ
て、線２２ａおよび２２ｂによって示されているように
、焦点を、結石１６’ここでは腎［１７’の腎石が存在
する新しい焦点個所１５′へ移すことができる。これに
よって焦点個所をそれぞれの条件に合わせることができ
る。焦点個所の変化の別の可能性は、金属Ｍ４の曲率円
が移動せしめられかつ／または円錐状空所６の開度が変
えられることに存する。

表面２０を双曲線状に形成する代わりに、符号２３によ
り破線で示されているように、金属膜４に対して同心的
な球帽面を設けることもでとの移行の際に垂直な波到来
によって屈折が起こらない。

【図面の簡単な説明】

第１図は伝達媒体として圧力を受けている液体が設けら
れている本発明による装置の概略断面図、第２図は伝達
媒体として弾性体が使用される本発明の別の実施例の概
略断面図、第３図は伝達媒体としての液体と付加的に焦
点合わせ特性を持つ結合体とを持つ実施例の概略断面図
である。 ｌｂ、　ｌｂ’　、　ｌｂ　’・・・ハウジング部分、
４・・・金属膜、６・・・空所、１６．１６　’・・・
結石。 手続補正書（方式） 昭和６１年２　月１８日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　球帽状に形成された金属膜の外方へ湾曲した面に、
   絶縁層により金属膜から分離された少なくとも１つのコ
   イルが設けられかつ金属膜の内方へ湾曲した面が伝達媒
   体と接触しており、このコイルが衝撃電流を受けること
   ができ、この衝撃電流により金属膜が突き離され、この
   衝撃電流がほぼ結石に焦点を合わされた衝撃波を伝達媒
   体内へ放射する、生物の体内にある結石を無接触粉砕す
   る、特に腎石を粉砕する装置において、金属膜（４）の
   放射側に構成部材なるべくハウジング部分（１ｂ、１ｂ
   ′、１ｂ″）が配置され、このハウジング部分が、円錐
   台状空所（６）を包囲し、この空所の半径の大きい方の
   開口が金属膜（４）の方へ向けられ、この空所の半径の
   小さい方の開口が粉砕すべき結石（１６、１６″）の方
   へ向けられ、この空所の中に伝達媒体があることを特徴
   とする、生物の体内にある結石を無接触粉砕する装置。 ２　構成部材が少なくとも中空円錐台の範囲において高
   い音波抵抗を持つ材料からでき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　高い音波抵抗を持つ材料が金属特にステンレス鋼で
   あることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の
   装置。 ４　伝達媒体が、非直線圧縮特性を持つ、静圧を受けて
   いる媒体であることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のうち１つに記載の装置。 ５　伝達媒体が液体、特に水であることを特徴とする、
   特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６　伝達媒体として、低いせん断弾性率を持つ材料、例
   えば弾性体（１９）が設けられていることを特徴とする
   、特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ７　伝達媒体と生物の組織（１８）との間に、低いせん
   断弾性率を持つ材料から成る結合装置、なるべく弾性結
   合体（８、８′、８″）または液体結合体が設けられて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第
   ６項のうち１つに記載の装置。 ８　結合装置が、特に外側形成によつて、衝撃波が付加
   的に焦点に合わされまたは焦点に合わされないように構
   成されていることを特徴とする、特許請求の範囲第７項
   に記載の装置。 ９　結合装置が伝達媒体側に回転双曲面状の面（２０）
   を持つていることを特徴とする、特許請求の範囲第８項
   に記載の装置。 １０　結合装置が伝達媒体側において球帽状にかつ金属
   膜（４）に対して同心的に構成されていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第７項に記載の装置。 １１　結合装置が構成部材の円錐台状空所に少なくとも
   一部配置されていることを特徴とする、特許請求の範囲
   第７項ないし第１０項のうち１つに記載の装置。