JPH03159641A - 火花ギャップの点弧特性を改善する方法および装置 - Google Patents
火花ギャップの点弧特性を改善する方法および装置Info
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- JPH03159641A JPH03159641A JP2297053A JP29705390A JPH03159641A JP H03159641 A JPH03159641 A JP H03159641A JP 2297053 A JP2297053 A JP 2297053A JP 29705390 A JP29705390 A JP 29705390A JP H03159641 A JPH03159641 A JP H03159641A
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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
- G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
- G10K15/04—Sound-producing devices
- G10K15/06—Sound-producing devices using electric discharge
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electrotherapy Devices (AREA)
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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。
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、生体内の結石を無接触で粉砕する衝撃波を発
生する火花ギャップにおける点弧特性を改善する方法お
よび装置に関する。
生する火花ギャップにおける点弧特性を改善する方法お
よび装置に関する。
衝撃波源が種々の医学的および技術的な装置において使
用されている。衝撃波を発生する火花ギャップは、例え
ば無接触医学的砕石術において、効果を発揮することが
実証されている。その場合、電気的な水中火花放電によ
ってコンデンサに蓄えられたエネルギーが、機械的な衝
撃波エネルギーに変換される。この衝撃波エネルギーが
、生体内における結石の無接触粉砕に使用される。結石
が、υ１出可能な破片に砕かれる。衝撃波は、回転楕円
体の一方の黒点に発生され、他方の焦点に照準される。
用されている。衝撃波を発生する火花ギャップは、例え
ば無接触医学的砕石術において、効果を発揮することが
実証されている。その場合、電気的な水中火花放電によ
ってコンデンサに蓄えられたエネルギーが、機械的な衝
撃波エネルギーに変換される。この衝撃波エネルギーが
、生体内における結石の無接触粉砕に使用される。結石
が、υ１出可能な破片に砕かれる。衝撃波は、回転楕円
体の一方の黒点に発生され、他方の焦点に照準される。
この第２の焦点に、粉砕すべき結石が位置するように考
慮される。
慮される。
ドイツ連邦共和国特許第２３５１２４７号および第２６
３５６３５号の各明細書から、火花ギャップの種々の実
施形態が知られている。
３５６３５号の各明細書から、火花ギャップの種々の実
施形態が知られている。
火花ギャップ内の火花放電の場合、火花の経路は、リー
ダーの殆ど無電流の経路によって定められる。この場合
、先ず高電圧が印加されたときに生じ火花の経路が定め
られる火花ギャップの２電極間の通路を、リーダーと呼
称している。リーダーは、主として正電極と負電極との
間の電界勾配に従うが、主に電界勾配の局部的な変動が
、リーダーの実際の経路を決定する。
ダーの殆ど無電流の経路によって定められる。この場合
、先ず高電圧が印加されたときに生じ火花の経路が定め
られる火花ギャップの２電極間の通路を、リーダーと呼
称している。リーダーは、主として正電極と負電極との
間の電界勾配に従うが、主に電界勾配の局部的な変動が
、リーダーの実際の経路を決定する。
衝撃波による結石粉砕装置において現在使用されている
電極尖端間の電界強度によって、熱的に粉砕されるよう
になる。この熱的な粉砕は、電圧、導電性、電極間隔お
よび電極形状に依存した１μｓないしｌｍｓの範囲の長
い点弧遅れ時間を生ずるのが特徴である。また、リーダ
ーの推計学的な先行成長にもとづく大きな時間的なばら
つきを生ずることも特徴である。
電極尖端間の電界強度によって、熱的に粉砕されるよう
になる。この熱的な粉砕は、電圧、導電性、電極間隔お
よび電極形状に依存した１μｓないしｌｍｓの範囲の長
い点弧遅れ時間を生ずるのが特徴である。また、リーダ
ーの推計学的な先行成長にもとづく大きな時間的なばら
つきを生ずることも特徴である。
本発明の基本的な課題は、火花ギャップの放電路の形成
に要する時間およびエネルギーの必要量が減少され、し
たがって、ばらつきが少なくなり、作動持続時間が長く
なるような方法および装置を提供することである。
に要する時間およびエネルギーの必要量が減少され、し
たがって、ばらつきが少なくなり、作動持続時間が長く
なるような方法および装置を提供することである。
この課題を解決するために、本発明は、生体内の結石を
無接触で粉砕する衝撃波を形成するための２つの対向電
極を有する火花ギャップの点弧特性を改善する方法にお
いて、絶縁破壊電圧より極めて低く、かつ、両電極間に
小さな電流を生じる電圧を、両電極間の火花ギャップに
印加することを特徴とする。
無接触で粉砕する衝撃波を形成するための２つの対向電
極を有する火花ギャップの点弧特性を改善する方法にお
いて、絶縁破壊電圧より極めて低く、かつ、両電極間に
小さな電流を生じる電圧を、両電極間の火花ギャップに
印加することを特徴とする。
水中火花放電は、電極尖端部を浸食する衝撃波を発生し
、したがって電極尖端部の間隔が増大し、この間隔の増
大に伴って、一定の高電圧を印加した場合の電界強度が
減少する。高電圧の印加と、コンデンサに蓄えられたエ
ネルギーの消滅および放散との間の、点弧遅れ時間内に
、すでにコンデンサの電荷が流出し、その結果、粉砕時
に使用可能なエネルギーが減少するようになる。点弧遅
れ時間が短いほどコンデンサ内に残留する使用可能なエ
ネルギーが増大する。導電性が均質で場所に無関係であ
る場合、電流密度分布は電界強度分布に直接的に比例す
る。電界強度分布自体は、すべての関係する導電性およ
び非導電性の材料の形状および印加電圧によって定めら
れる。電流密度分布は、粉砕に導くリーダーを含む狭い
通路に限定するのがよい。これは、電極尖端部の間の電
界強度または導電性または軸上および軸近傍の双方の空
間を大きくすることによって実現することができる。
、したがって電極尖端部の間隔が増大し、この間隔の増
大に伴って、一定の高電圧を印加した場合の電界強度が
減少する。高電圧の印加と、コンデンサに蓄えられたエ
ネルギーの消滅および放散との間の、点弧遅れ時間内に
、すでにコンデンサの電荷が流出し、その結果、粉砕時
に使用可能なエネルギーが減少するようになる。点弧遅
れ時間が短いほどコンデンサ内に残留する使用可能なエ
ネルギーが増大する。導電性が均質で場所に無関係であ
る場合、電流密度分布は電界強度分布に直接的に比例す
る。電界強度分布自体は、すべての関係する導電性およ
び非導電性の材料の形状および印加電圧によって定めら
れる。電流密度分布は、粉砕に導くリーダーを含む狭い
通路に限定するのがよい。これは、電極尖端部の間の電
界強度または導電性または軸上および軸近傍の双方の空
間を大きくすることによって実現することができる。
本発明によれば、導電性を尖端部の領域において局部的
に温度分布によって引き上げることによって、電流密度
が制御される。軸方向の尖端部における温度上昇は、連
続的または周期的な電流のために局部的な加熱が行われ
ることによって引き起こされる。さらに、電流によって
加水分解が起こり、したがって電極表面に小さな気泡が
生じ、この気泡がリーダーの形成を容易にする。
に温度分布によって引き上げることによって、電流密度
が制御される。軸方向の尖端部における温度上昇は、連
続的または周期的な電流のために局部的な加熱が行われ
ることによって引き起こされる。さらに、電流によって
加水分解が起こり、したがって電極表面に小さな気泡が
生じ、この気泡がリーダーの形成を容易にする。
直流電圧または交流電圧が、水中火花ギャップに印加さ
れ、これによって１０ないしＩＯＣ）＋Ａの範囲の電流
が流れる。したがって、持続的な電流密度が火花ギャッ
プに確保される。電極の間に流れる電解電流によって、
水双極子が、この領域に並び、電極表面において電気分
解が行われるようになる。
れ、これによって１０ないしＩＯＣ）＋Ａの範囲の電流
が流れる。したがって、持続的な電流密度が火花ギャッ
プに確保される。電極の間に流れる電解電流によって、
水双極子が、この領域に並び、電極表面において電気分
解が行われるようになる。
導電性プラズマ経路の形成に必要なエネルギーおよび時
間の消費量が減少される。放電の時点において多くの電
荷がコンデンサにあり、したがって、発生する衝撃波が
一層高い強度を有することになる。点弧遅れ時間の相対
的な時間のばらつきか減少し、］７たがって、発生され
た衝撃波は、強度が均質であり、振幅のばらつきが小さ
い。第１の塩点のまイつりの軸部分に通路を限定するこ
とによって、第２の塩点に照準を合わされた衝撃波の形
成上の誤りか小さくなり、したがって、治療を行う黒点
における衝撃波強度の統計的なばらつきが減少するよう
になる。
間の消費量が減少される。放電の時点において多くの電
荷がコンデンサにあり、したがって、発生する衝撃波が
一層高い強度を有することになる。点弧遅れ時間の相対
的な時間のばらつきか減少し、］７たがって、発生され
た衝撃波は、強度が均質であり、振幅のばらつきが小さ
い。第１の塩点のまイつりの軸部分に通路を限定するこ
とによって、第２の塩点に照準を合わされた衝撃波の形
成上の誤りか小さくなり、したがって、治療を行う黒点
における衝撃波強度の統計的なばらつきが減少するよう
になる。
例えば、交流電流が３０ｍＡ、電極間隔が２．４間、電
圧が１４ｋｖ（８０ｎＦのコンデンサにおいて）である
場合、点弧遅れ時間が１３０μｓから３０μｓこ減少さ
れる。したがって、粉砕時にまだ使用可能な電圧は、公
知の火花ギャップの場合には最初の電圧の約３０％に下
がるのに対して、本発明によれば９０％にしか減少しな
い。
圧が１４ｋｖ（８０ｎＦのコンデンサにおいて）である
場合、点弧遅れ時間が１３０μｓから３０μｓこ減少さ
れる。したがって、粉砕時にまだ使用可能な電圧は、公
知の火花ギャップの場合には最初の電圧の約３０％に下
がるのに対して、本発明によれば９０％にしか減少しな
い。
電極は明らかに長期に作動することができ、電圧が低い
場合でも確実に点弧する。
場合でも確実に点弧する。
しかしながら、主放電と関連して電流を周期的に切換え
、したがって、コンデンサの放電が直接行われた場合に
だけ、電流が流れるようにすることもできる。
、したがって、コンデンサの放電が直接行われた場合に
だけ、電流が流れるようにすることもできる。
本発明を図によって一層詳細に説明する。
図は、結石粉砕装置の放電回路の原理渕を示している。
２２０Ｖの交流電Ｉｆ．２と衝撃波回路４との間に、変
圧器６と、主放電装置からなる過渡高電圧パルス保護用
の電流制限回路８とか設けられている。？８流制限回路
８は、火花ギャップ１０を通して電流を持続的に流すこ
とができ、それによってスイッチ１４の閉路によってコ
ンデンサ１２を放電させる場合、火花ギャップ１０を閃
絡させるための点弧運れ時間が短縮される。また、電源
として、他の回路との組合わせ回路、または直流電源た
とえば蓄電池を用いること可能である。
圧器６と、主放電装置からなる過渡高電圧パルス保護用
の電流制限回路８とか設けられている。？８流制限回路
８は、火花ギャップ１０を通して電流を持続的に流すこ
とができ、それによってスイッチ１４の閉路によってコ
ンデンサ１２を放電させる場合、火花ギャップ１０を閃
絡させるための点弧運れ時間が短縮される。また、電源
として、他の回路との組合わせ回路、または直流電源た
とえば蓄電池を用いること可能である。
図は本発明による装置の一実施例を示す回路剰である。
２・・交流電源、４・・・衝撃波回路、６・・・変圧器
、８・・・電流制限回路、１０・・火花ギャップ、１２
・コンデンサ、１４・・・スイッチ。
、８・・・電流制限回路、１０・・火花ギャップ、１２
・コンデンサ、１４・・・スイッチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、生体内の結石を無接触で粉砕する衝撃波を形成する
ための２つの対向電極を有する火花ギャップの点弧特性
を改善する方法において、絶縁破壊電圧より極めて低く
、かつ、両電極間に小さな電流を生じる電圧を、両電極
間の火花ギャップに印加することを特徴とする、火花ギ
ャップの点弧特性を改善する方法。 ２、前記電圧を火花ギャップに持続的に印加することを
特徴とする、請求項１記載の方法。 ３、前記電圧を主放電と関連して周期的に印加すること
を特徴とする、請求項１記載の方法。 ４、低い電圧を印加するために設けられた電源部分を、
水中火花放電時に生じる過渡高電圧パルスに対して保護
することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに
記載の方法。 ５、前記両電極間に直流電圧を印加することを特徴とす
る、請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。 ６、前記両電極間に交流電圧を印加することを特徴とす
る、請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。 ７、生体内の結石を無接触で粉砕する衝撃波を形成する
ための２つの対向電極を有する火花ギャップの点弧特性
を改善する装置において、絶縁破壊電圧より極めて低く
両電極間に小さな電流を流すことが可能な電圧を、両電
極間の火花ギャップ（１０）に印加する、点弧特性を改
善する手段が設けられていることを特徴とする、火花ギ
ャップの点弧特性を改善する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3937904A DE3937904C2 (de) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | Verbesserung des Zündverhaltens an einer Unterwasser-Funkenstrecke |
| DE3937904.3 | 1989-11-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03159641A true JPH03159641A (ja) | 1991-07-09 |
Family
ID=6393528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2297053A Pending JPH03159641A (ja) | 1989-11-15 | 1990-11-01 | 火花ギャップの点弧特性を改善する方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5245988A (ja) |
| EP (1) | EP0427956B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03159641A (ja) |
| DE (2) | DE3937904C2 (ja) |
| ES (1) | ES2070235T3 (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4433224C1 (de) | 1994-09-17 | 1996-03-28 | Wolf Gmbh Richard | Ansteuerschaltung für eine Impulsschallquelle |
| WO1996009621A1 (de) * | 1994-09-21 | 1996-03-28 | Hmt High Medical Technologies Entwicklungs- Und Vertriebs Ag | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von stosswellen für die medizinische therapie, insbesondere für die elektro-hydraulische lithotripsie |
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| DE19750598A1 (de) | 1996-12-18 | 1998-06-25 | Siemens Ag | Erzeugnis mit einem Substrat aus einem teilstabilisierten Zirkonoxid und einer Pufferschicht aus einem vollstabilisierten Zirkonoxid sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE19702593C2 (de) * | 1997-01-24 | 2000-07-06 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen für technische, vorzugsweise medizintechnische Anwendungen |
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| WO2011091020A2 (en) | 2010-01-19 | 2011-07-28 | The Board Of Regents Of The University Of Texas System | Apparatuses and systems for generating high-frequency shockwaves, and methods of use |
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| US9138249B2 (en) | 2012-08-17 | 2015-09-22 | Shockwave Medical, Inc. | Shock wave catheter system with arc preconditioning |
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| US9522012B2 (en) | 2012-09-13 | 2016-12-20 | Shockwave Medical, Inc. | Shockwave catheter system with energy control |
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