JPH0417660B2 - - Google Patents
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- JPH0417660B2 JPH0417660B2 JP58136897A JP13689783A JPH0417660B2 JP H0417660 B2 JPH0417660 B2 JP H0417660B2 JP 58136897 A JP58136897 A JP 58136897A JP 13689783 A JP13689783 A JP 13689783A JP H0417660 B2 JPH0417660 B2 JP H0417660B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflector
- wave
- angle
- shock
- nax
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-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は生物体の内部にある結石を非接触で粉
砕するため衝撃波を収束する反射体に関する（西
ドイツ特許出願第2351247号明細書参照）。
砕するため衝撃波を収束する反射体に関する（西
ドイツ特許出願第2351247号明細書参照）。
この反射体は楕円体の形をし、第１の焦点にあ
る放電電極で発生されかつ反射体における液体を
通つて伝播する衝撃波を破砕すべき結石たとえば
腎臓結石が置かれている第２の焦点に収束する目
的を有している。この反射体は第１の焦点におい
て発生される音エネルギのできるだけけ沢山の部
分をできるだけ同相で第２の焦点に伝達しなけれ
ばならない。
る放電電極で発生されかつ反射体における液体を
通つて伝播する衝撃波を破砕すべき結石たとえば
腎臓結石が置かれている第２の焦点に収束する目
的を有している。この反射体は第１の焦点におい
て発生される音エネルギのできるだけけ沢山の部
分をできるだけ同相で第２の焦点に伝達しなけれ
ばならない。
約250゜の包囲角を持つた黄銅製の反射体が知ら
れ、その場合全立体角（4π）は約90％利用され、
軸長比率ａ：ｂが約２：１となつている（E.
Schmiedt氏著，Beitrage zur Urologie，第２
巻、８〜13ページ参照）。材料の選択は、大きな
反射係数を得るために、液体と反射材料との間に
おける音響インピーダンスｚ＝ζ℃（ζ＝密度、
Ｃ＝音波速度）においてできるだけ大きな変化に
基づいて行なわれる。安定性および簡単な加工性
のような別の周辺条件はすでに黄銅を用いるため
に導き出されている。
れ、その場合全立体角（4π）は約90％利用され、
軸長比率ａ：ｂが約２：１となつている（E.
Schmiedt氏著，Beitrage zur Urologie，第２
巻、８〜13ページ参照）。材料の選択は、大きな
反射係数を得るために、液体と反射材料との間に
おける音響インピーダンスｚ＝ζ℃（ζ＝密度、
Ｃ＝音波速度）においてできるだけ大きな変化に
基づいて行なわれる。安定性および簡単な加工性
のような別の周辺条件はすでに黄銅を用いるため
に導き出されている。
本発明の目的は、従来知られている反射体より
も高い効率で衝撃波を収束するような反射体を作
ることにある。
も高い効率で衝撃波を収束するような反射体を作
ることにある。
この目的は本発明によれば特許請求の範囲第１
項の特徴部分に記載した反射体によつて達成でき
る。
項の特徴部分に記載した反射体によつて達成でき
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。
施態様項にあげてある。
本発明は、音波抵抗ζ・Ｃにおける変化だけが
良好な収束に対する決定的な大きさではなく、反
射体材料および液体における音波の速度が相互に
決定されねばならないという認識に基づいてい
る。反射体の表面に衝突する波はこれを特に横振
動を生じさせ、この横断振動は特徴的な伝播速度
で反射体材料およびその表面を伝播する。遅れ時
間の差に基づいて反射面がすでに表面垂直方向に
振動し、一次波面が走る場合に、反射された波面
に乱れが生ずる。
良好な収束に対する決定的な大きさではなく、反
射体材料および液体における音波の速度が相互に
決定されねばならないという認識に基づいてい
る。反射体の表面に衝突する波はこれを特に横振
動を生じさせ、この横断振動は特徴的な伝播速度
で反射体材料およびその表面を伝播する。遅れ時
間の差に基づいて反射面がすでに表面垂直方向に
振動し、一次波面が走る場合に、反射された波面
に乱れが生ずる。
反射波が液体の中において反射体の中よりも早
く伝播する場合、第２の焦点における同相の収束
が達せられる。その場合波面は常に静かな反射体
表面に衝突する。
く伝播する場合、第２の焦点における同相の収束
が達せられる。その場合波面は常に静かな反射体
表面に衝突する。
本発明に基づいて、特許請求の範囲第１項に記
載の条件を反射体の幾何学形状によつて維持する
ことによつて表面波の進みが防止される場合、そ
の横方向表面速度が連結媒体たとえば水における
音波速度よりも大きいような材料も用いることが
できる。その場合反射された有効波は乱れず、一
次波の最初の斜面勾配を維持する。たとえば遅れ
てくる表面波によつて発生されるような別のすべ
ての乱れは有効波に時間的に遅れて続き、収束過
程を害することはない。
載の条件を反射体の幾何学形状によつて維持する
ことによつて表面波の進みが防止される場合、そ
の横方向表面速度が連結媒体たとえば水における
音波速度よりも大きいような材料も用いることが
できる。その場合反射された有効波は乱れず、一
次波の最初の斜面勾配を維持する。たとえば遅れ
てくる表面波によつて発生されるような別のすべ
ての乱れは有効波に時間的に遅れて続き、収束過
程を害することはない。
本発明に基づく反射体は、すべての波成分が同
相で重なり合うので、従来よりも非常に良好な収
束を行なう。粉砕に対し重要である圧力上昇の斜
面勾配は高いままである。粉砕出力は上昇し、従
来必要とされていたよりも僅かな投与で済み、そ
れによつて患者の負担が軽減され、放電電極の寿
命が長くなる。
相で重なり合うので、従来よりも非常に良好な収
束を行なう。粉砕に対し重要である圧力上昇の斜
面勾配は高いままである。粉砕出力は上昇し、従
来必要とされていたよりも僅かな投与で済み、そ
れによつて患者の負担が軽減され、放電電極の寿
命が長くなる。
以下図面に示す本発明の実施例について説明す
る。
る。
図面は水が満されている水槽２の中にある腎臓
結石６を持つた人体１を概略的に示している。水
槽２の下側にはは２つ焦点４，５を持つた楕円体
状の反射体３が取り付けられ、この反射体３は同
様に水が充満されている。反射体３の内部にある
焦点４には放電電極（図示せず）があり、この放
電電極は水中放電によつて衝撃波を発生できる。
反射体３の外側にある第２の焦点５には粉砕すべ
き結石たとえば腎臓結石６が位置されている。反
射体３の幾何学形状によつて境角naxが決定され
る。焦点４において水中放電が発せられると、衝
撃波面７が生じ、この衝撃波面７は球状に伝播
し、反射体３から反射衝撃波面９として腎臓結石
６に導かれる。大きな圧縮および引張り振幅によ
つて腎臓結石は細かく粉砕される。図面は点８に
おいて反射体表面にまつすぐ到達する衝撃波面７
を示している。この衝撃波面７は角度で瞬間的
に反射体表面に衝突する。発生する衝撃波面７は
大部分が反射されるが、反射体表面において伝播
する二次波（横波表面波）１０も発生する。本発
明に基づいて材料および幾何学形状を選択した場
合、一次波７は有害な横波１０よりも早く反射体
表面上を走る。一次波７は従つて常に静かな表面
材料に衝突し、これは支障なく反射される。反射
された波面９は圧力上昇において最初の斜面勾配
を有している。すべての反射成分は同相で重なり
合つている。結石６の粉砕のためにエネルギはま
つたく失われない。本発明に基づく条件が守られ
ないと、一次波７は表面波１０によつてすでに刺
激された反射体の部分に衝突する。一次波７と表
面波１０との繰り返し作用によつて反射波９は振
幅および位相が乱される。そのため結石の粉砕用
のエネルギが不足したり、あるいは結石の場所に
おける圧力上昇が各波成分の非同相的な重なりに
よつてゆるやか過ぎてしまうことになる。
結石６を持つた人体１を概略的に示している。水
槽２の下側にはは２つ焦点４，５を持つた楕円体
状の反射体３が取り付けられ、この反射体３は同
様に水が充満されている。反射体３の内部にある
焦点４には放電電極（図示せず）があり、この放
電電極は水中放電によつて衝撃波を発生できる。
反射体３の外側にある第２の焦点５には粉砕すべ
き結石たとえば腎臓結石６が位置されている。反
射体３の幾何学形状によつて境角naxが決定され
る。焦点４において水中放電が発せられると、衝
撃波面７が生じ、この衝撃波面７は球状に伝播
し、反射体３から反射衝撃波面９として腎臓結石
６に導かれる。大きな圧縮および引張り振幅によ
つて腎臓結石は細かく粉砕される。図面は点８に
おいて反射体表面にまつすぐ到達する衝撃波面７
を示している。この衝撃波面７は角度で瞬間的
に反射体表面に衝突する。発生する衝撃波面７は
大部分が反射されるが、反射体表面において伝播
する二次波（横波表面波）１０も発生する。本発
明に基づいて材料および幾何学形状を選択した場
合、一次波７は有害な横波１０よりも早く反射体
表面上を走る。一次波７は従つて常に静かな表面
材料に衝突し、これは支障なく反射される。反射
された波面９は圧力上昇において最初の斜面勾配
を有している。すべての反射成分は同相で重なり
合つている。結石６の粉砕のためにエネルギはま
つたく失われない。本発明に基づく条件が守られ
ないと、一次波７は表面波１０によつてすでに刺
激された反射体の部分に衝突する。一次波７と表
面波１０との繰り返し作用によつて反射波９は振
幅および位相が乱される。そのため結石の粉砕用
のエネルギが不足したり、あるいは結石の場所に
おける圧力上昇が各波成分の非同相的な重なりに
よつてゆるやか過ぎてしまうことになる。
実施例
１ 反射体材料として鉛が用いられ、連結液体と
して水が用いられる場合、条件CTO＜CSが満さ
れる。鉛にける横波音波速度710ｍ／secが水中
における音波速度1480ｍ／secよりも小さいの
で、伝播する一次波７は常に二次波（横波表面
波）１０よりも速い。従つて反射体幾何学形状
に無関係にその条件は常に満される。臨界角度
Kは生じない。すべての反射体を鉛で作る必
要はない。反射体の内側表面だけを鉛層で作れ
ば充分である。
して水が用いられる場合、条件CTO＜CSが満さ
れる。鉛にける横波音波速度710ｍ／secが水中
における音波速度1480ｍ／secよりも小さいの
で、伝播する一次波７は常に二次波（横波表面
波）１０よりも速い。従つて反射体幾何学形状
に無関係にその条件は常に満される。臨界角度
Kは生じない。すべての反射体を鉛で作る必
要はない。反射体の内側表面だけを鉛層で作れ
ば充分である。
２ 本発明に基づく条件は、CTO＞CSの材料から
なる反射体でも満せる。発生する最大入射角
maxが臨界角K＝62.4゜よりも小さい場合、長
軸ａ＝12.5cmおよび短軸ｂ＝7.5cmの錫製の水
が充満された反射体（CTO＝1670ｍ／sec）は本
発明に基づく条件を満足する。
なる反射体でも満せる。発生する最大入射角
maxが臨界角K＝62.4゜よりも小さい場合、長
軸ａ＝12.5cmおよび短軸ｂ＝7.5cmの錫製の水
が充満された反射体（CTO＝1670ｍ／sec）は本
発明に基づく条件を満足する。
３ 従来の黄銅反射体（CTO＝2120ｍ／sec）は水
が充満されている場合44.8゜の臨界角を有して
いるが、53.1°の最大入射角を有している。本
発明に基づく条件を満しておらず最適な収束も
生じない。同じ材料の場合この集束は楕円体の
長軸と短軸の比率を１の近くに選ぶことによつ
て、あるいは周辺領域（小さな包囲角度）を放
棄することによつて改善できる。しかし周辺領
域は伝達に対しもつとも重要であり、なくすこ
とはできない。
が充満されている場合44.8゜の臨界角を有して
いるが、53.1°の最大入射角を有している。本
発明に基づく条件を満しておらず最適な収束も
生じない。同じ材料の場合この集束は楕円体の
長軸と短軸の比率を１の近くに選ぶことによつ
て、あるいは周辺領域（小さな包囲角度）を放
棄することによつて改善できる。しかし周辺領
域は伝達に対しもつとも重要であり、なくすこ
とはできない。
図面は本発明に基づく衝撃波反射体の概略断面
図である。 １……人体、２……水槽、３……反射体、４，
５……焦点、６……結石、７……衝撃波面、９…
…反射された衝撃波面、１０……横波。
図である。 １……人体、２……水槽、３……反射体、４，
５……焦点、６……結石、７……衝撃波面、９…
…反射された衝撃波面、１０……横波。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 生物体の中にある結石を非接触で粉砕するた
めに結合液の中において１点から発射される衝撃
波を収束する反射体において、反射材料における
横波表面波の伝播速度CTOが反射体を満たしてい
る結合液における音波速度CSより小さいことを特
徴とする衝撃波反射体。 ２ 反射体が鉛、錫あるいはタンタルで作られて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の反射体。 ３ 生物体の中にある結石を非接触で粉砕するた
めに結合液の中において１点から発射される衝撃
波を収束する反射体において、nax＝最大入射
角、K＝臨界角、CS＝反射体内部の結合液にお
ける衝撃波の伝播速度およびCTO＝反射材料にお
ける横波表面波の伝播速度とした場合、 nax＜K＝sin-1CS／CTO の不等式を満たすような形状および反射材料が採
用されていることを特徴とする衝撃波反射体。 ４ 反射体がその境角naxが比較的小さい包囲角
度のため臨界角Kよりも小さいような部分楕円
体となつていることを特徴とする特許請求の範囲
第３項に記載の反射体。 ５ 反射体の偏心率が１に近いことを特徴とする
特許請求の範囲第３項に記載の反射体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3241026.3 | 1982-11-06 | ||
| DE3241026A DE3241026C2 (de) | 1982-11-06 | 1982-11-06 | Reflektor zur Fokussierung von Stoßwellen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5988146A JPS5988146A (ja) | 1984-05-22 |
| JPH0417660B2 true JPH0417660B2 (ja) | 1992-03-26 |
Family
ID=6177450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58136897A Granted JPS5988146A (ja) | 1982-11-06 | 1983-07-28 | 衝撃波反射体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4570634A (ja) |
| EP (1) | EP0108190B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5988146A (ja) |
| DE (2) | DE3241026C2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5150712A (en) * | 1983-12-14 | 1992-09-29 | Edap International, S.A. | Apparatus for examining and localizing tumors using ultra sounds, comprising a device for localized hyperthermia treatment |
| USRE33590E (en) | 1983-12-14 | 1991-05-21 | Edap International, S.A. | Method for examining, localizing and treating with ultrasound |
| US5143073A (en) | 1983-12-14 | 1992-09-01 | Edap International, S.A. | Wave apparatus system |
| NL8400504A (nl) * | 1984-02-16 | 1985-09-16 | Optische Ind De Oude Delft Nv | Inrichting voor het aanrakingsloos vergruizen van zich in een lichaam bevindende concrementen. |
| IL78861A0 (en) * | 1985-05-24 | 1986-09-30 | Elscint Ltd | Ultrasonic calculi locator |
| DE3544344A1 (de) * | 1985-12-14 | 1987-06-19 | Dornier Medizintechnik | Vorrichtung zur thromboisierung mittels stosswellen |
| FR2600520B1 (fr) * | 1986-06-30 | 1990-09-21 | Technomed Int Sa | Appareil de generation d'ondes de choc de frequence elevee dans un liquide pour la destruction a distance de cibles, telles que des concretions dont la connectique d'alimentation en courant electrique est disposee a l'interieur d'un element tubulaire limitant ou empechant les fuites electromagnetiques |
| CS261485B1 (en) * | 1986-10-29 | 1989-02-10 | Jiri Mudr Rndr Benes | Device for clinic out-of-body lithotripsy of gall stones |
| FR2623080A1 (fr) * | 1987-11-16 | 1989-05-19 | Technomed Int Sa | Procede de fabrication d'un dispositif generateur d'ondes de choc indolores et dispositif et appareil ainsi fabriques |
| DE3835318C1 (ja) * | 1988-10-17 | 1990-06-28 | Storz Medical Ag, Kreuzlingen, Ch | |
| DE3900433A1 (de) * | 1989-01-10 | 1990-07-12 | Schubert Werner | Verfahren und vorrichtung fuer die behandlung von erkrankungen mit ultraschallwellen |
| SE465552B (sv) * | 1989-03-21 | 1991-09-30 | Hans Wiksell | Anordning foer soenderdelning av konkrement i kroppen paa en patient |
| US5065761A (en) * | 1989-07-12 | 1991-11-19 | Diasonics, Inc. | Lithotripsy system |
| US4945898A (en) * | 1989-07-12 | 1990-08-07 | Diasonics, Inc. | Power supply |
| IL128404A0 (en) * | 1999-02-07 | 2000-01-31 | Spector Avner | Device for transmission of shock waves on to large surfaces of human tissue |
| US6755796B2 (en) | 1999-02-07 | 2004-06-29 | Medispec Ltd. | Pressure-pulse therapy apparatus |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1264681B (de) * | 1961-07-05 | 1968-03-28 | Siemens Ag | Fuer die medizinische Ultraschalldiagnose nach dem Impuls-Echoverfahren bestimmtes ultraschall-spiegeloptisches System zum Senden und Empfangen von Ultraschallwellen |
| US3302163A (en) * | 1965-08-31 | 1967-01-31 | Jr Daniel E Andrews | Broad band acoustic transducer |
| CH574734A5 (ja) * | 1973-10-12 | 1976-04-30 | Dornier System Gmbh | |
| DE2508494A1 (de) * | 1975-02-27 | 1976-09-02 | Hansrichard Dipl Phys D Schulz | Anordnung zum fokussieren von elektromagnetischen oder mechanischen wellen |
| DE2538960C2 (de) * | 1975-09-02 | 1985-04-11 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Vorrichtung zum berührungslosen Zertrümmern von in einem Lebewesen befindlichen Konkrementen |
| US4311147A (en) * | 1979-05-26 | 1982-01-19 | Richard Wolf Gmbh | Apparatus for contact-free disintegration of kidney stones or other calculi |
-
1982
- 1982-11-06 DE DE3241026A patent/DE3241026C2/de not_active Expired
-
1983
- 1983-06-22 EP EP83106090A patent/EP0108190B1/de not_active Expired
- 1983-06-22 DE DE8383106090T patent/DE3366440D1/de not_active Expired
- 1983-07-28 JP JP58136897A patent/JPS5988146A/ja active Granted
- 1983-10-25 US US06/545,203 patent/US4570634A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4570634A (en) | 1986-02-18 |
| DE3366440D1 (en) | 1986-10-30 |
| JPS5988146A (ja) | 1984-05-22 |
| EP0108190B1 (de) | 1986-09-24 |
| EP0108190A3 (en) | 1984-07-25 |
| DE3241026C2 (de) | 1986-12-04 |
| EP0108190A2 (de) | 1984-05-16 |
| DE3241026A1 (de) | 1984-05-10 |
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