JPS6389152A

JPS6389152A - 超音波結石破砕装置

Info

Publication number: JPS6389152A
Application number: JP61234360A
Authority: JP
Inventors: 一郎小倉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1988-04-20

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野この発明は超音波を用いて結石を破砕する装置に係り、
特に超音波パルス波を発生する放射器が結石を破砕する
必要な十分なエネルギーを与えることと．その破砕が可
能な位置を局在することができる結石破砕装置に関する
。

（従来の技術）超音波を利用して結石の破砕に応用できる装置の公知例
として，例えば特開昭６０−１４５１３１号公報に示さ
れる結石破砕用超音波パルス発生装置がある。、この装
置では、焦点領域ｌこ集束される衝撃波を発生するため
に球形の圧電変換器が使用されている。この場合，この
球形の曲率の中心点が焦点領域となり，超音波パルス波
の集中により結石破砕がなされることになる。従って、
曲率中心点に破砕しようとする結石を位置させることが
必要で．そのため、球形の開口部より前方に曲率中心点
が存在するよう構成することになる。一方、球形の表面
積すなわち超音波パルスの放射面積は大きい程、破砕す
るエネルギーの高い超音波パルスが放射できるので効率
がよい。前述の条件で効率よい超音波パルスを放射する
ために最大の効率で行なう形状はＭ３図に示すように半
球にしたとき開口面３３が同一での条件で放射面３１が
最大となる。しか−し、この場合その曲率中心層２力ｆ
−ＭＯ面３３の面内にあるので、この場所に破砕しよう
とする結石を位置させることは実用上困難となり。

通常、第４図に示すような曲率中心点３５が設定される
。この時の放射面３４は開口面３６が第２図に示す開口
面３３と等しいとすれば、放射面３１よりは／トさい面
積となり超音波パルスのエネルギーが小さくなる。超音
波パルスのエネルギーが同等のものを得ようとするため
には、超音波放射器の駆動電力を増大させるか又は、放
射器の面積を面積を増大させ同等とすることになるが、
駆動回路の高電圧化又は、開口面積の増大は装置の大型
化になり、技術的困難がともなうとともに、生体に使用
するときの実用上の大きさにも制限があり好ましくない
。

【発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の技術では、結石を破砕するための超音
波パルスの放射器において、被治療の生体に対し装着可
能な小さな開口面の放射器では、その放射面積が小さく
なるため、破砕に十分なエネルギーが困難であり、駆動
電力を増大する必要があるが、生体に対する高電圧の危
険性や放射器の振動子特性にも影響を与える。また、高
電圧駆動回路はコストパーフォーマンスが悪いので、こ
れらによらないエネルギー増大の方法が必要である。

本発明は、開口面積および開口面と焦点の位置関係を変
えることなく、放射される超音波パルスのエネルギーを
増強させることができる装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は、集束させた超音波パルス波によって結石の破
砕を行なう装置において、回転体の内面に小区分された
振動子を環状の群をなすように配置して超音波放射器を
構成すると共に前記振動子群のそれぞれから放射される
超音波パルスが、該回転体の外部にある軸上の所定位置
ｌこ同時に到達するよう前記各振動子間で移相量を与え
て駆動するごとを特徴とする超音波結石破砕装置を提供
する。

（作用）このような本発明では、従来のように幾何学的に等距離
を要せず、すなわち放射器は球形に限定されるものでは
なく、超音波パルスを集中させる位置すなわち破砕しよ
うとする結石を位置させる実質上の焦点を含む軸を回転
軸とする回転体の内面を放射面とする放射器により、さ
らにその放射器は小区画に区分された超音波振動子で構
成されその各区分の振動子の駆動タイミングが少しずつ
異なり、各区分からの超音波パルスが実質上の焦点へ到
達する時間がすべて等しくなるように駆動タイミングが
調整される。この球に構成・調整される本発明では、放
射器の形状を球形より奥行の深い回転体とすることによ
り１球形のものより大きな放射面積が実現できるので、
焦点に集中される超音波エネルギーを増大させることが
可能になる。

放射面の振動子の区分は、軸対称となっており駆動タイ
ミングが同じになる環状に小区分される。

区分の段数は焦点の集中範囲の大きさにより決定され、
小区分数の多いものほど小さな焦点が構成される。

（実施例）本発明の実施の１例を第１図に示す。

生体１１の内部にある結石°１２が軸上にある様な中心
軸７を回転軸とするｎ次関数（但しｎ≠２）曲線、又は
複数の関数の組み合せ関数曲線の回転体６の内面に環状
の撮動子１ａ・・・１ｇが固定された放射器を備えてい
る。この放射器と生体との間には超音波伝搬様管を介在
させることは、従来技術と同様の方法で行なわれる。振
動子１ａ・・・１ｇにはそれぞれ移相器２ａ・・・２ｇ
が接続され、超音波駆動パルス発生器４からの振動子駆
動パルスは、各移相器２ａ・・・２ｇを通じて、それぞ
れ位相差を与えて振動子１ａ・・・Ｉｇが駆動され超音
波パルスを発生する。本実施例では開口面１３に近い振
動子１ａが最大の移相量で、順次底面方向の振動子１ｂ
へ行くに従って移相量が小さくなり振動子１ｇが最少と
なる。この移相量は、移相量制御回路３で与えられ１だ
こ宅は回軸体６の形状と結石位置によりあらかじめ決定
される。かくして結石に対し、より遠方にある振動子１
ｇから次順駆動され、それぞれ発せられた超音波パルス
が同時刻に結石にすなわち実質上の焦点に到達するので
結石を破砕が行なわれる。

第２図は１本発明の他の実施例で各区分の振動子１ａ・
・・１ｇがそれぞれ超音波駆動パルス発生器４ａ・・・
４ｇによって駆動される。駆動タイミング発生回路５は
、小区分の環状撮動子１ａ・・・１ｇに与える駆動タイ
ミングの時間遅れを発生して、それぞれの摂動子１ａ・
・・１ｇからの超音波パルスが結石に同時刻に到達する
ように制御している。

いずれの実施例においても移相量制御回路３の移相量を
変化すること、又は駆動タイミング発生回路５の時間遅
れを変化することにより軸７上のいかなる位置の結石に
焦点を合せることが可能で結石と放射器との距離も制限
を受けないようにすることも可能である。

な右、環状振動子は必ずしも一体の振動子でなくても分
割された振動子でも同−位相才たは同−多イミングで駆
動されるなら本発明の目的とすることを可能にする。

〔発明の効果〕

従来球面の放射器では、超音波エネルギーを増大させる
ために開口面を大きくしたり、駆動電力の増大が必要で
実用的１こは困難があるが１本発明によれば生体への装
着に適した開口面で、放射器の表面積を増大させること
が可能で、より強力な結石破砕の超音波エネルギーを得
ることができ放射器小形化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す図、第２図はこの発明
の他の実施例を示す図、第３図は従来技術による最大の
効果を得るための構成を示す図、第４図は従来技術によ
る実用的な構成を示す図である。１ａ・・・１ｇ・・・小区分された振動子、　　２ａ・
・・２ｇ・・・移相器、３・・・移相量制御回路、４，
４ａ・・・４ｇ・・・超音波駆動パルス発生器、５・・
・駆動タイミング発生回路、６・・・回転体、７・・・
回転軸、１１・・・生体、１２・・・結石、１３・・・
開口面、３１・・・生球の球面、３２・・・焦点、３３
・・・開口面、３４・・・球面、３５・・・焦点。３６・・開口面。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）集束された超音波パルス波によって結石の破砕を
行なう装置において、回転体の内面に小区分された振動
子を環状の群をなすように配置して超音波放射器を構成
すると共に前記振動子群のそれぞれから放射される超音
波パルスが、前記回転体の外部にある軸上の所定位置に
同時に到達するよう、前記各振動子間で移相量を与えて
駆動することを特徴とする超音波結石破砕装置。
（２）軸上の所定位置までの到達時刻が一致するように
、振動子群の駆動タイミングを変えて駆動することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波結石破砕装
置。