JPS63305855A - 音波による治療装置 - 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〕 本発明は超音波により生体内構造物、代表的には結石等
を体外から破壊する治療装置に関する。

〔従来の技術〕

生体内構造物、とくに結石を破壊する装置の例はメディ
カル・ウルトラソニックス、アイ・イー・イー・イー・
スペクトラム（Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕ　１ｔｒａｓｏｎｉ
ｃｓ）　Ｉ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）　１９
８４年１２月号、第４４〜５１頁に示されている。この
例に代表される従来の装置は放電あるいは火薬による衝
撃波を利用したものである。

このような装置によれば、摘出手術などを行なうことな
く、腎臓内の結石を破砕し、生理作用により排出可能と
することができることが期待される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来の装置では、音源が点状音源であるため、音
源から拡散する音波を目標とする部位へ再で集束させる
ため、例えば楕円反射鏡など大きな音波伝播路を必要と
する。また、結石の破壊には音波照射をくり返えす必要
があるが、音源の再現性、寿命に大きな問題点を有して
いる。

そこで本発明の目的は、面状の音源を用い、音源の寿命
が長く、かつ充分な衝撃波が得られる大な音波による治
療装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

これまでの種々の検討の結果、治療装置用音源として要
求される特性は生体に対する安全性の点から、正の圧力
のみを有する構成であることが必須条件と判明した。そ
こで、本発明では、音源として誘導形送波器を用いたこ
とを特徴としている。

送波器は、コイルの前面に非磁性導電体の板からなる振
動板を配置し、コイルに瞬間的に電気エネルギーを印加
することにより発磁反発力による衝撃波を発生する音波
であり、面音源であるとともに、くり返し駆動に対する
寿命が大きく、上記した従来の装置の問題点を解決でき
る。

またさらに、上記振動板を超電導体で構成することによ
りマイスナー効果を利用して大きな発磁反発力を得、目
的とする結石等の破壊に充分な音圧を得る。

さらに、上記の構生を反転した構成、すなわちコイル側
を音波の発振体として用いる構成も可能である。

〔作用〕

上記した本発明の構成によれば、コイルに電気エネルギ
ーを印加した時にコイルと導体間に瞬時に発磁反発力が
生じ、正方向、すなわち圧縮方向の衝撃波を生体内部へ
伝播される。したがって生体組織を破損することなく目
的とする結石などの生体内構造物を破砕することができ
る。しかも音源の寿命が長く、くり返しの音波照射が容
易に行なえる。

〔実施例〕

第１図は本発明の１実施例を示す図で、対象的に圧着さ
れるプローグ部分は円形の非磁性導電体平板から成る振
動板１０と、これに近接して設けられるスパイラルコイ
ル１２からなる。コイル１２は抵抗１６、スイッチ１４
を介してコンデンサ１３に接続され、コンデンサ１３に
はスイッチ１４が開いている期間中に充電手段１８によ
り電圧Ｖが充電される構成となっている。スイッチ＝３
− １４を閉じるとコイル１２に瞬時に電流が流れ、振動板
１２が振動する。

以上のような充電放電をくり返すことにより振動板１２
をくり返し駆動することができる。

このような音源による駆動力Ｆは、第１図の構成および
駆動回路の場合は、 となる。ここでＮ＝ＣＶ２／２はコンデンサ１４の充電
エネルギーであり、ｎはコイルの巻数、Ｌはインダクタ
ンス、μ。は真空透磁率であり、ωタｌ／ＪＩ７璽 である。αは抵抗１６の抵抗値γ等による制動効果であ
る。このような駆動力はｓｉｎの２乗の関係から第２図
に示すように静圧Ｐ。から正の方向の圧力のみを生体に
印加することになり、生体に４一 対する安全性が確保される。

本発明による音源は従来例と異なり平面状の放射面を有
する音源であることから目標部位に音波を集中させる構
成が容易に実現できる。例えば、第３図の実施例では、
放物面反射鏡１９を用い。

対象物２０の目的部位に焦点２５を結ぶ。また第４図の
ように凹面状に形成した振動板１０′を利用する誘導形
送波器とすることにより反射鏡が不要となる。また、こ
のような構成とすることにより楕円内に配置する場合に
比して音波伝搬距離を減少させることができる。

なお、第３図、第４図の構成では、一般的に振動板２反
射鏡、対象物を水槽中にひたして音波を照射する必要が
ある。そこで第５図の実施例では凹面状の振動板１０′
にカバー３２をとりつけ、内部に液体３４を充填してカ
バーを対象物２０に密着させて用い、液体３４を音波伝
播体として用いる。なおりバー３４はコイル１２の支持
体３０にとりつけても良い。

以上に述べた実施例では振動板１０、もしくは１０′に
銅板などの非磁性導電体を用いている。

しかしながらこの導電体の導電率が有限であると目的物
の種類や体内の深さによってはこれを破砕するのに充分
な音圧が得られない場合がある。そこでこれら第１図〜
第５図に示した実施例の振動板１０もしくは１０′に超
電導材料の板を用いればマイスナー効果により大きな反
発力が得られ、目的物の破砕に充分な音圧が得られる。

なお、本発明は主に生体内の構造物の破砕を目的として
いるため、極低温に冷却した状態で使用するには実用的
に不便である。したがって振動板１０もしくは１０′の
材料としては常温超電導材料が好適である。

一方、上記した構成を反転した構生、すなわちコイル側
から音圧を得る構成も可能である。第６図はその一実施
例を示し、支持体４３には超電導体の板４１が固定され
ている。４２は超電導体４１を超電導状態に保つための
冷却剤を示す。

一方、コイル１２′は振動板４４の内部に設けられ、こ
のコイルが超電導体の板４１に近接して配置するようバ
ンパー４５で振動板４４を保持する構造を有する。コイ
ルに電気エネルギーを供給する回路は第１図に示したの
と全く同様である。

このような構生では、第１図に示した構成と全く同様に
コイルに電流を流した時に発磁反発力が生じ、振動板１
０から衝撃波を発せられる。また超伝導体４１及び支持
体４３に比べてコイル１２′及び振動板の質量を小さく
することが容易であり、効率の良い送波が可能となる。

さらにまた、このような構成とすることにより４１を低
温超電導体とすることが生体応用においても可能であり
Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−０ 系セラミック等の超電導材料が使用できる。

なお４１、及び４４の形状を変形させることにより第５
図と同様の凹面構成とすることも可能である。また、コ
イル１２′は振動体４４の内部に設けるだけでなく、両
者が機械的に結合した構造ならば良いことはもちろんで
ある。

〔発明の効果〕

以上に述べた本発明によれば、音源の寿命が長く、充放
電のくり返しによるくり返し駆動が容易であり、かつ面
音源の援用により目的部位への音波の集束が容易な音波
による治療装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基準構成を示す実施例の断面図及び回
路図。第２図は第１図の実施例の音圧物性を示す特性図
、第３図、第４図、第５図、第６図はそれぞれ本発明の
他の実施例を示す断面図である。 １０．１０’　、４４・・・振動板、 １２．１２’　・・コイル、１３・・・コンデンサ、１
４・・・スイッチ、１８・・・充電手段、４４・・・超
導電体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮圧を主とするパルス状音波を発生する音源を有
   する超音波治療装置において、該音源を誘導形送波器と
   することを特徴とする音波による治療装置。 ２、前記音源における振動板を超電導体で構成すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の音波による
   治療装置。 ３、超電導体の板と、該板に近接して配置されたコイル
   と、該コイルに機械的に結合した振動板とを有し、該コ
   イルに電気エネルギーを印加することにより生じる発磁
   反発力により該振動板からパルス状音波を発することを
   特徴とする音波による治療装置。