JPH06292679A - 医療的に適用する音響パルス発生装置 - Google Patents
医療的に適用する音響パルス発生装置Info
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- JPH06292679A JPH06292679A JP6038314A JP3831494A JPH06292679A JP H06292679 A JPH06292679 A JP H06292679A JP 6038314 A JP6038314 A JP 6038314A JP 3831494 A JP3831494 A JP 3831494A JP H06292679 A JPH06292679 A JP H06292679A
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- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 特に身体内部の対象物を音波治療するための
衝撃波を生成するための装置であり、電気音響変換器と
してピエゾセラミックの変換要素を備え、この変換要素
は高電圧源からの高圧パルスを用いて制御されることが
でき、あらかじめ与えられた変換要素の極性かおよび高
圧パルスの極性に関わらずに、装備された変換装置の変
形および長さ変化によって衝撃波および音波パルスを発
生する医療的に使用するための音響パルス発生装置を提
供する。 【構成】 電気音響変換装置として、ピエゾセラミック
の変換要素（１）を設け、これが高電圧源（９）からの
高圧パルスを用いて制御可能であり、予め与えられた変
換要素（１）の極性化および高圧パルスの極性に関わら
ずに、装備された変換要素の長さ変化によって、音波パ
ルスを発生する装置からなり、変換要素（１）は、高圧
パルスの到達前に、バイアス電圧を用いてロード可能で
あり、そのバイアス電圧の極性は高圧パルスの極性と逆
向きであるように設定される。
衝撃波を生成するための装置であり、電気音響変換器と
してピエゾセラミックの変換要素を備え、この変換要素
は高電圧源からの高圧パルスを用いて制御されることが
でき、あらかじめ与えられた変換要素の極性かおよび高
圧パルスの極性に関わらずに、装備された変換装置の変
形および長さ変化によって衝撃波および音波パルスを発
生する医療的に使用するための音響パルス発生装置を提
供する。 【構成】 電気音響変換装置として、ピエゾセラミック
の変換要素（１）を設け、これが高電圧源（９）からの
高圧パルスを用いて制御可能であり、予め与えられた変
換要素（１）の極性化および高圧パルスの極性に関わら
ずに、装備された変換要素の長さ変化によって、音波パ
ルスを発生する装置からなり、変換要素（１）は、高圧
パルスの到達前に、バイアス電圧を用いてロード可能で
あり、そのバイアス電圧の極性は高圧パルスの極性と逆
向きであるように設定される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は医療的に使用するため
の音響パルス発生装置に関し、特に身体内部の対象物を
音波治療するための衝撃波を生成するものであり、電気
音響変換装置としてピエゾセラミックの変換要素を備
え、この変換要素は高周波発生器からの高周波によって
制御され、あらかじめ与えられた変換要素の極性および
高周波パルスの極性にかかわらず、変換要素の長さ変更
によって音響パルスを発生する装置に関する。
の音響パルス発生装置に関し、特に身体内部の対象物を
音波治療するための衝撃波を生成するものであり、電気
音響変換装置としてピエゾセラミックの変換要素を備
え、この変換要素は高周波発生器からの高周波によって
制御され、あらかじめ与えられた変換要素の極性および
高周波パルスの極性にかかわらず、変換要素の長さ変更
によって音響パルスを発生する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のこの種の装置（ドイツ特許第ＤＥ
−Ｃ−３９３２９５９号、ドイツ公開特許第ＤＥ−Ａ−
４０００３６２号および欧州公開特許第ＥＰ−Ａ−０３
７２１９８号）は、組織をいためずかつ痛みの無い治療
形態を提供し、さらに例えば尿道あるいは腎臓結石等の
対象物に対して目的にかないそして効果的な音波治療を
達成することから、身体の外部的な砕石術として有効で
ある。
−Ｃ−３９３２９５９号、ドイツ公開特許第ＤＥ−Ａ−
４０００３６２号および欧州公開特許第ＥＰ−Ａ−０３
７２１９８号）は、組織をいためずかつ痛みの無い治療
形態を提供し、さらに例えば尿道あるいは腎臓結石等の
対象物に対して目的にかないそして効果的な音波治療を
達成することから、身体の外部的な砕石術として有効で
ある。
【０００３】しかしながら、例えば急性尿道結石除去等
に対して、より効果的に作用させるために、音波エネル
ギーに関して付加的な能力が要求される。その他の治療
形態に対しても、骨組織の刺激および疑似関節症等が考
えられる際、原則的に従来よりも高い能力が必要であ
る。
に対して、より効果的に作用させるために、音波エネル
ギーに関して付加的な能力が要求される。その他の治療
形態に対しても、骨組織の刺激および疑似関節症等が考
えられる際、原則的に従来よりも高い能力が必要であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】新規の改良されたピエ
ゾセラミックの採用または最善の音響的な応用によっ
て、能力の向上が達成され得るが、これは一般的に比較
的に高い消耗を伴う。さらに、変換要素を制御する高電
圧パルスを高めることにより、装置の能力を向上するこ
とができる。しかしながら、このことは変換要素の寿命
を消耗し、そして高い絶縁性を必要とし、そうでなけれ
ば変換要素の電極等の接触部分を確実に電気的に絶縁す
ることはできない。その上、この方法においても装置の
能力はいずれにしても限定的にしか高められず、そうで
ないと変換要素の接触部分の間の電界の強さが過度に高
くなり、変換要素の偏向および長さ変動が設定された電
圧に比例しては増加しなくなり、結果としてセラミック
が破壊される。
ゾセラミックの採用または最善の音響的な応用によっ
て、能力の向上が達成され得るが、これは一般的に比較
的に高い消耗を伴う。さらに、変換要素を制御する高電
圧パルスを高めることにより、装置の能力を向上するこ
とができる。しかしながら、このことは変換要素の寿命
を消耗し、そして高い絶縁性を必要とし、そうでなけれ
ば変換要素の電極等の接触部分を確実に電気的に絶縁す
ることはできない。その上、この方法においても装置の
能力はいずれにしても限定的にしか高められず、そうで
ないと変換要素の接触部分の間の電界の強さが過度に高
くなり、変換要素の偏向および長さ変動が設定された電
圧に比例しては増加しなくなり、結果としてセラミック
が破壊される。
【０００５】本発明は、前述の装置の簡便で経済的で実
現可能な音響効果の向上を達成することを目的とする。
現可能な音響効果の向上を達成することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】冒頭に記述された種類の
装置において、前記の課題は、本発明に従って、変換要
素が高圧パルスの到達前にバイアス電圧をもってロード
されることができ、その極性が高圧パルスの極性の逆で
あるようにすることによって解決される。
装置において、前記の課題は、本発明に従って、変換要
素が高圧パルスの到達前にバイアス電圧をもってロード
されることができ、その極性が高圧パルスの極性の逆で
あるようにすることによって解決される。
【０００７】変換要素によって、例えば正の圧力パルス
が、対象物の音波治療のために音響的使用パルスとして
生成されなければならない場合、変換要素はまずバイア
ス電圧をもって負にバイアスされ、それによって、その
内部に負の方向の電界が形成され、中性の出力構成に関
して、変換要素の長さは縮小される。また、この様なバ
イアス電圧と結合して、相互の圧電効果も利用され、変
換要素は、適切に方向付けられた電界によってのみなら
ず、ある程度機械的に負にバイアスされ、放射面の姿勢
が負のオフセットにより変更される。この際、バイアス
電圧の極性と磁界の強さ、ならびにセラミック材料の極
性が互いに同調されることが前提であり、これは本質的
にはセラミック材料の極性の問題であり、これに関連し
てバイアス電圧および高圧パルスの極性が決定される。
が、対象物の音波治療のために音響的使用パルスとして
生成されなければならない場合、変換要素はまずバイア
ス電圧をもって負にバイアスされ、それによって、その
内部に負の方向の電界が形成され、中性の出力構成に関
して、変換要素の長さは縮小される。また、この様なバ
イアス電圧と結合して、相互の圧電効果も利用され、変
換要素は、適切に方向付けられた電界によってのみなら
ず、ある程度機械的に負にバイアスされ、放射面の姿勢
が負のオフセットにより変更される。この際、バイアス
電圧の極性と磁界の強さ、ならびにセラミック材料の極
性が互いに同調されることが前提であり、これは本質的
にはセラミック材料の極性の問題であり、これに関連し
てバイアス電圧および高圧パルスの極性が決定される。
【０００８】変換要素が負にバイアスされた後、これら
は短く瞬間的な正の圧力パルスを用いて制御され、任意
に引き起こされた変形から正のロードパルスが伝達さ
れ、放射方向において逆方向に変形される。負の圧力パ
ルスまたは引きパルスが生成されなければならない場
合、逆の方法が実行される。この場合、変換要素は正に
バイアスされ、その長さが、中性の出力形態に相関し
て、まず正のオフセット分大きくなり、結果として、変
換要素は負の高圧パルスを用いてロードされ、その長さ
は、負の音響パルスの影響で急激に縮小される。変換要
素が例えば高圧パルスによってのみロードされなければ
ならず、その高圧パルスが、小さな音響出力を有する従
来の機器における高圧パルスの電圧と同等の電圧を有す
る事を前提とすると、本発明の解決方法は、変換要素に
かかる最高電圧はバイアス電圧分削減され、電極と変換
要素間の電圧逆転の危険性が縮小される。
は短く瞬間的な正の圧力パルスを用いて制御され、任意
に引き起こされた変形から正のロードパルスが伝達さ
れ、放射方向において逆方向に変形される。負の圧力パ
ルスまたは引きパルスが生成されなければならない場
合、逆の方法が実行される。この場合、変換要素は正に
バイアスされ、その長さが、中性の出力形態に相関し
て、まず正のオフセット分大きくなり、結果として、変
換要素は負の高圧パルスを用いてロードされ、その長さ
は、負の音響パルスの影響で急激に縮小される。変換要
素が例えば高圧パルスによってのみロードされなければ
ならず、その高圧パルスが、小さな音響出力を有する従
来の機器における高圧パルスの電圧と同等の電圧を有す
る事を前提とすると、本発明の解決方法は、変換要素に
かかる最高電圧はバイアス電圧分削減され、電極と変換
要素間の電圧逆転の危険性が縮小される。
【０００９】加えて、変換要素の必要な変形および偏向
の領域を、偏向を所定の高電圧に比例させることによ
り、ある領域に移動することが可能である。
の領域を、偏向を所定の高電圧に比例させることによ
り、ある領域に移動することが可能である。
【００１０】さらに、各高圧パルスが到達すると同時
に、変換要素のバイアス電圧のため、変形および偏向が
短い立上がり時間で達成されることにより、装置の出力
を向上させることができる。このことは、セラミック材
料の、バイアス状態から中立状態へ復帰する能力にかか
り、これにより、変換要素が従来のように電気的中性状
態において制御される場合に比べて、変形の加速度が高
められる。
に、変換要素のバイアス電圧のため、変形および偏向が
短い立上がり時間で達成されることにより、装置の出力
を向上させることができる。このことは、セラミック材
料の、バイアス状態から中立状態へ復帰する能力にかか
り、これにより、変換要素が従来のように電気的中性状
態において制御される場合に比べて、変形の加速度が高
められる。
【００１１】バイアス電圧は、常時直流電圧である事が
可能であり、これに絶対電圧値の高い高圧パルスが積み
重ねられる。一方、バイアス電圧はパルス形状を有する
ことも可能であり、これは本質的に高圧パルスの開始ま
たは到達と同時にスイッチ・オフされ得る。変換要素は
ＲＣ結合のように時定数τが（同相の）Ｒ×Ｃをもって
動作するので、バイアス・パルスの使用において、その
時間長Δｔおよび時定数τはΔｔ≧５τの関係を満たさ
なければならず、これによって、変換要素は、高圧パル
スの発生前に、適時に所要の値にバイアスされることが
できる。
可能であり、これに絶対電圧値の高い高圧パルスが積み
重ねられる。一方、バイアス電圧はパルス形状を有する
ことも可能であり、これは本質的に高圧パルスの開始ま
たは到達と同時にスイッチ・オフされ得る。変換要素は
ＲＣ結合のように時定数τが（同相の）Ｒ×Ｃをもって
動作するので、バイアス・パルスの使用において、その
時間長Δｔおよび時定数τはΔｔ≧５τの関係を満たさ
なければならず、これによって、変換要素は、高圧パル
スの発生前に、適時に所要の値にバイアスされることが
できる。
【００１２】装置の制御部において、前述された第一の
高電圧源の近くに変換要素のバイアス電圧を発生させる
ための第二の高電圧源が設けられ、そこで第一の高電圧
源は、トリガ・スイッチを介して変換要素に接続可能で
ある。
高電圧源の近くに変換要素のバイアス電圧を発生させる
ための第二の高電圧源が設けられ、そこで第一の高電圧
源は、トリガ・スイッチを介して変換要素に接続可能で
ある。
【００１３】
【実施例】図７に示されるように、変換要素はキャリア
２上に、モザイク状に起立して配置されることができ、
キャリアの球形の形状のため、変換要素の軸が一つの
点、すなわち変換の焦点にて交わるようにされる。これ
はすなわち、自動焦点の実施形態に関する。
２上に、モザイク状に起立して配置されることができ、
キャリアの球形の形状のため、変換要素の軸が一つの
点、すなわち変換の焦点にて交わるようにされる。これ
はすなわち、自動焦点の実施形態に関する。
【００１４】変換要素は上部の放射側に接触部分を有
し、その接触部分の上側が、多数の水平に位置するワイ
ヤ３を介して互いに連結される。変換要素の反対側の末
端は導電材料からなるキャリア２と連結される。キャリ
アは、後述する高圧パルスおよびバイアス電圧を発生す
るための高電圧源と接続される。
し、その接触部分の上側が、多数の水平に位置するワイ
ヤ３を介して互いに連結される。変換要素の反対側の末
端は導電材料からなるキャリア２と連結される。キャリ
アは、後述する高圧パルスおよびバイアス電圧を発生す
るための高電圧源と接続される。
【００１５】図８に示されるような同様の自動焦点変換
器において、変換要素は、多数の水平に位置するキャリ
ア２の下方に位置し、この場合キャリアの逆側に放射面
が形成される。変換要素のワイヤ３との電気的な接触お
よび接続は、図７に示される変換器のように実施され、
高電圧源の出力に接続される。
器において、変換要素は、多数の水平に位置するキャリ
ア２の下方に位置し、この場合キャリアの逆側に放射面
が形成される。変換要素のワイヤ３との電気的な接触お
よび接続は、図７に示される変換器のように実施され、
高電圧源の出力に接続される。
【００１６】図９に示されるようなプラナー型の変換器
においては、変換要素１は水平のキャリア２上に固定さ
れ、それらから平行軸上を放出される音波パルスは、そ
の焦点操作が必要な場合、音響レンズ４を用いて焦点操
作されなければならない。図１０のように金属製の焦点
レンズが使用される場合、分離された接続ワイヤを削除
することができ、その機能は変換要素の上端に電気的に
接続されたレンズが代行することができる。変換要素の
もう一方の端は、金属製キャリア２を介して接続され、
それによって前述した三つの変換器タイプと同様に、す
べての変換要素が電気的に並列接続される。
においては、変換要素１は水平のキャリア２上に固定さ
れ、それらから平行軸上を放出される音波パルスは、そ
の焦点操作が必要な場合、音響レンズ４を用いて焦点操
作されなければならない。図１０のように金属製の焦点
レンズが使用される場合、分離された接続ワイヤを削除
することができ、その機能は変換要素の上端に電気的に
接続されたレンズが代行することができる。変換要素の
もう一方の端は、金属製キャリア２を介して接続され、
それによって前述した三つの変換器タイプと同様に、す
べての変換要素が電気的に並列接続される。
【００１７】さらに、変換要素を制御する電圧の極性
と、変換要素の極性は、それらが極性化された方向、お
よびそれらが正の圧力パルスを発生させるべきか、また
は負の引きパルスを発生させるべきかに従う。このこと
は周知であり、さらに詳しい説明は省略する。
と、変換要素の極性は、それらが極性化された方向、お
よびそれらが正の圧力パルスを発生させるべきか、また
は負の引きパルスを発生させるべきかに従う。このこと
は周知であり、さらに詳しい説明は省略する。
【００１８】図１に示される回路を用いて、変換要素１
は負にバイアスされることができ、従って正の高圧パル
スを用いて制御されることができる。変換要素の極性に
対して負に接続された高電圧源６を用いて、変換要素１
が、抵抗７を介して、その極性方向と逆にバイアスさ
れ、その際コンデンサ８がバイアス電圧のための分離コ
ンデンサとして作用し、この場合そのバイアス電圧は常
に直流電圧でなければならない。
は負にバイアスされることができ、従って正の高圧パル
スを用いて制御されることができる。変換要素の極性に
対して負に接続された高電圧源６を用いて、変換要素１
が、抵抗７を介して、その極性方向と逆にバイアスさ
れ、その際コンデンサ８がバイアス電圧のための分離コ
ンデンサとして作用し、この場合そのバイアス電圧は常
に直流電圧でなければならない。
【００１９】高電圧源９を介して、チャージコンデンサ
１０が充電される。例えばスパーク・ギャップとして形
成された高速スイッチ１１が、その入力１２において図
に示されていない通常のトリガ・スイッチと接続され
る。スイッチ１１はトリガによって短時間閉じられ、そ
れによって、変換要素は、極方向性において、チャージ
コンデンサ１０に滞留する高電圧を用いて正の高圧パル
スの形で制御される。続いて、抵抗７とダイオード１３
を介して、変換要素が再び充電状態に戻され、この充電
状態は、恒常的なバイアス電圧によって決定される。
１０が充電される。例えばスパーク・ギャップとして形
成された高速スイッチ１１が、その入力１２において図
に示されていない通常のトリガ・スイッチと接続され
る。スイッチ１１はトリガによって短時間閉じられ、そ
れによって、変換要素は、極方向性において、チャージ
コンデンサ１０に滞留する高電圧を用いて正の高圧パル
スの形で制御される。続いて、抵抗７とダイオード１３
を介して、変換要素が再び充電状態に戻され、この充電
状態は、恒常的なバイアス電圧によって決定される。
【００２０】変換要素が正にバイアスされ、負の高圧パ
ルスを用いてロードされ、これに従って負に方向付けら
れたパルスまたは衝撃波が生成できなければならない場
合、前記の回路は適切に機能する。そこで、両方の高電
圧源６および９とダイオード８のみが、逆の極性で図１
の回路に設置されなければならない。
ルスを用いてロードされ、これに従って負に方向付けら
れたパルスまたは衝撃波が生成できなければならない場
合、前記の回路は適切に機能する。そこで、両方の高電
圧源６および９とダイオード８のみが、逆の極性で図１
の回路に設置されなければならない。
【００２１】図２のように、時間ｔの経過に従って変化
する電圧Ｕは、高電圧源６によって供給されるバイアス
電圧１４が直流電圧であることが前提とされる。トリガ
・パルス１５がスイッチ１１を制御し、それによって前
述のように高圧パルス１６が生成され、これがこの場合
バイアス１４に過負荷をかけ、それによって変換要素に
電圧の特性１７を生じ、これは直線領域で作動する際
に、本質的に変換要素の歪みおよび長さ変化の特性１８
と一致する。この様な前提条件下において、負のバイア
ス電圧のため、負のオフセット１８ａが生じ、高圧パル
ス１６が到達した際、変換要素の長さ変化の特性１８ｂ
が生じることが認識される。
する電圧Ｕは、高電圧源６によって供給されるバイアス
電圧１４が直流電圧であることが前提とされる。トリガ
・パルス１５がスイッチ１１を制御し、それによって前
述のように高圧パルス１６が生成され、これがこの場合
バイアス１４に過負荷をかけ、それによって変換要素に
電圧の特性１７を生じ、これは直線領域で作動する際
に、本質的に変換要素の歪みおよび長さ変化の特性１８
と一致する。この様な前提条件下において、負のバイア
ス電圧のため、負のオフセット１８ａが生じ、高圧パル
ス１６が到達した際、変換要素の長さ変化の特性１８ｂ
が生じることが認識される。
【００２２】負のバイアス電圧がパルス形状である場
合、図３のような電圧の特性が生じ、その際バイアス・
パルス１９は、本質的に高圧パルス１６の到達と同時に
停止される。このことは、高電圧源６のスイッチを介し
ての付加的なトリガを必要とし、すなわち、バイアス電
圧またはバイアス・パルス１９が、時間的および高圧パ
ルス１６との関連において、図３に示されるものと同様
に生成される。そして、変換要素に電圧の特性２０が生
じ、この際この特性は、少なくとも、放射方向およびそ
の逆の方向において、変換要素の長さ変化の特性と一致
する。
合、図３のような電圧の特性が生じ、その際バイアス・
パルス１９は、本質的に高圧パルス１６の到達と同時に
停止される。このことは、高電圧源６のスイッチを介し
ての付加的なトリガを必要とし、すなわち、バイアス電
圧またはバイアス・パルス１９が、時間的および高圧パ
ルス１６との関連において、図３に示されるものと同様
に生成される。そして、変換要素に電圧の特性２０が生
じ、この際この特性は、少なくとも、放射方向およびそ
の逆の方向において、変換要素の長さ変化の特性と一致
する。
【００２３】変換要素１が正にバイアスされ、従って負
の高圧パルスによって制御されなければならない場合、
図４および図５に示される電圧特性が生じる。
の高圧パルスによって制御されなければならない場合、
図４および図５に示される電圧特性が生じる。
【００２４】図４に示すように、バイアス電圧２１は正
である。トリガ・パルス１５をもって、適切な高電圧源
が、スイッチを介して変換要素に短時間接続され、この
際負の高圧パルス２２が生成され、これが電圧２１に積
み重ねられる。この際、変換要素に電圧の特性２３が生
じ、それによって、正のオフセットを前提として、変換
要素の長さが急激に縮小され、負の例えば引きパルスが
生成される。
である。トリガ・パルス１５をもって、適切な高電圧源
が、スイッチを介して変換要素に短時間接続され、この
際負の高圧パルス２２が生成され、これが電圧２１に積
み重ねられる。この際、変換要素に電圧の特性２３が生
じ、それによって、正のオフセットを前提として、変換
要素の長さが急激に縮小され、負の例えば引きパルスが
生成される。
【００２５】正のバイアス電圧２４がパルスによって形
成され、そのパルスによって変換要素がバイアスされ、
その出力形態において正のオフセットに移される場合、
図５に示される状態が発生する。この際、トリガ・パル
ス１５は、本質的に同時に、バイアス電圧源をスイッチ
オフし、負の高圧パルス２５を放出するために、高電圧
源をスイッチ・オンし、それによって変換要素に電圧の
特性２６が発生する。
成され、そのパルスによって変換要素がバイアスされ、
その出力形態において正のオフセットに移される場合、
図５に示される状態が発生する。この際、トリガ・パル
ス１５は、本質的に同時に、バイアス電圧源をスイッチ
オフし、負の高圧パルス２５を放出するために、高電圧
源をスイッチ・オンし、それによって変換要素に電圧の
特性２６が発生する。
【００２６】バイアス電圧１９および２４の長さΔｔの
測定において、Δｔ≧５τの関係を満たし、そこでτ
は、並列接続されＲＣ回路の性質を持つ変換要素によっ
て決定される時定数である場合、高圧パルスの到達以前
に変換要素に必要なバイアス電圧が存在するように、高
圧パルス２５のための高電圧源がトリガされることが重
要である。
測定において、Δｔ≧５τの関係を満たし、そこでτ
は、並列接続されＲＣ回路の性質を持つ変換要素によっ
て決定される時定数である場合、高圧パルスの到達以前
に変換要素に必要なバイアス電圧が存在するように、高
圧パルス２５のための高電圧源がトリガされることが重
要である。
【００２７】図６により、負のバイアス電圧および正の
高圧パルスの使用の際に、変換要素１がどの様に変形さ
れ、変換要素において電圧１８がどの様に特性を有する
かが示され、この際、この電圧の特性は変換要素の変形
の時間的特性に、本質的に適応する。
高圧パルスの使用の際に、変換要素１がどの様に変形さ
れ、変換要素において電圧１８がどの様に特性を有する
かが示され、この際、この電圧の特性は変換要素の変形
の時間的特性に、本質的に適応する。
【００２８】変換要素の極性と逆に方向付けられた負の
バイアス電圧のため、変換要素は、外に引かれた線によ
って現される輪郭を前提として、横方向の反り１ａの形
成するように、その長さが縮小され、それによって負の
オフセットが生じる。正の高圧パルスが到達すると同時
に、変換要素は、横方向の締め付け１ｂを形成するよう
急激に伸長し、そしてその出力形態を再び取り戻す。こ
のことは、明らかに、一定のバイアス電圧が使用される
か、あるいはパルス状のバイアス電圧が使用されるかに
かかっている。
バイアス電圧のため、変換要素は、外に引かれた線によ
って現される輪郭を前提として、横方向の反り１ａの形
成するように、その長さが縮小され、それによって負の
オフセットが生じる。正の高圧パルスが到達すると同時
に、変換要素は、横方向の締め付け１ｂを形成するよう
急激に伸長し、そしてその出力形態を再び取り戻す。こ
のことは、明らかに、一定のバイアス電圧が使用される
か、あるいはパルス状のバイアス電圧が使用されるかに
かかっている。
【００２９】高圧パルスの振幅はバイアス電圧のものよ
り大きくなり、特に、バイアス電圧として直流電圧が変
換要素に付加される場合、そのようになる。さらに、バ
イアス電圧の大きさについて、一定の限度が、ピエゾセ
ラミックの超過してはいけない復極電圧によって設定さ
れる。
り大きくなり、特に、バイアス電圧として直流電圧が変
換要素に付加される場合、そのようになる。さらに、バ
イアス電圧の大きさについて、一定の限度が、ピエゾセ
ラミックの超過してはいけない復極電圧によって設定さ
れる。
【００３０】図示されそして記述された実施例におい
て、全ての変換器が、バイアス電圧および高圧パルスを
用いて、同時にロードされる。しかしながら、より多数
の変換要素を複数グループに結合し、これらのグループ
を、互いに独立させて制御して、音波パルスを発生させ
ることも当然可能である。
て、全ての変換器が、バイアス電圧および高圧パルスを
用いて、同時にロードされる。しかしながら、より多数
の変換要素を複数グループに結合し、これらのグループ
を、互いに独立させて制御して、音波パルスを発生させ
ることも当然可能である。
【００３１】変換要素の材料として、第一に圧電セラミ
ックが考えられる。しかし、電気歪み材料の使用も可能
である。さらに、変換要素を、いわゆる板積み状に形成
することもでき、これは多数のピエゾセラミックの板が
積み重ねられて構成される。
ックが考えられる。しかし、電気歪み材料の使用も可能
である。さらに、変換要素を、いわゆる板積み状に形成
することもでき、これは多数のピエゾセラミックの板が
積み重ねられて構成される。
【図１】本発明に係る装置の高圧パルスおよびバイアス
電圧を発生する高電圧源を具備した回路の一実施例を示
す回路構成図である。
電圧を発生する高電圧源を具備した回路の一実施例を示
す回路構成図である。
【図２】本発明に係る装置の装置回路および変換要素に
おいて、バイアス電圧が負の直流電圧である場合の、電
圧の時間的特性を示す波形図である。
おいて、バイアス電圧が負の直流電圧である場合の、電
圧の時間的特性を示す波形図である。
【図３】本発明に係る装置の装置回路および変換要素に
おいて、バイアス電圧が負のパルス形状でである場合
の、電圧の時間的特性を示す波形図である。
おいて、バイアス電圧が負のパルス形状でである場合
の、電圧の時間的特性を示す波形図である。
【図４】本発明に係る装置の装置回路および変換要素に
おいて、バイアス電圧が正の直流電圧である場合の、電
圧の時間的特性を示す波形図である。
おいて、バイアス電圧が正の直流電圧である場合の、電
圧の時間的特性を示す波形図である。
【図５】本発明に係る装置の装置回路および変換要素に
おいて、バイアス電圧が正のパルス形状である場合の、
電圧の時間的特性を示す波形図である。
おいて、バイアス電圧が正のパルス形状である場合の、
電圧の時間的特性を示す波形図である。
【図６】本発明に係る装置の変換要素とそれに作用する
電圧特性関係の一例を示す説明図である。
電圧特性関係の一例を示す説明図である。
【図７】本発明に係る装置の自動焦点方式の電気音響変
換装置の一構成例を示す概略図である。
換装置の一構成例を示す概略図である。
【図８】本発明に係る装置の自動焦点方式の電気音響変
換装置の別の構成例を示す概略図である。
換装置の別の構成例を示す概略図である。
【図９】本発明に係る装置の音響レンズと結合された電
気音響変換装置の一構成例を示す概略図である。
気音響変換装置の一構成例を示す概略図である。
【図１０】本発明に係る装置の金属製焦点レンズと結合
された電気音響変換装置の一構成例を示す概略図であ
る。
された電気音響変換装置の一構成例を示す概略図であ
る。
１ 変換要素 ２ キャリア ３ ワイヤ ４ レンズ ５ 金属製焦点レンズ ６，９ 高電圧源 ７ 抵抗 ８，１０ コンデンサ １１ スイッチ １２ 入力 １３ ダイオード １４，１９，２１，２４ バイアス電圧 １５ トリガ・パルス １６，２２，２５ 高圧パルス １７ 電圧特性 １８ 変換要素の変形および時間変化の特性 １８ａ オフセット １８ｂ 変換要素の長さ変化の特性 ２０，２３，２６ 電圧の特性
フロントページの続き (72)発明者 ヤン ツヴィンゲンベルガー ドイツ連邦共和国、デー−68159 マンハ イム、ツェー１，９番 (72)発明者 ペーター ヤーギュー ドイツ連邦共和国、デー−75443 オーテ ィスハイム、ヴァイスドルンベーク 11番
Claims (5)
- 【請求項１】 特に身体内部の対象を音波治療するため
の衝撃波を生成するため、電気音響変換装置として、ピ
エゾセラミックの変換要素（１）を設け、これが高電圧
源（９）からの高圧パルス（１６，２２，２５）を用い
て制御可能であり、あらかじめ与えられた変換要素
（１）の極性化および高圧パルスの極性に関わらずに、
装備された変換要素の長さ変化によって、音波パルスを
発生する装置からなり、変換要素（１）は、高圧パルス
（１６，２２，２５）の到達前に、バイアス電圧（１
４，１９，２１，２４）を用いてロード可能であり、そ
のバイアス電圧の極性は高圧パルスの極性と逆向きであ
ることを特徴とする医療的に適用するための音響パルス
発生装置。 - 【請求項２】 バイアス電圧（１４，２１）は、一定の
直流電圧であり、これに絶対電圧値の高い高圧パルス
（１６，２２）が積み重ねられることを特徴とする請求
項１記載の装置。 - 【請求項３】 バイアス電圧（１９，２４）は、パルス
形状を有し、高圧パルス（１６，２５）の開始または到
達と同時にスイッチ・オフ可能であることを特徴とする
請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 変換要素（１）が、時定数τがＲ×Ｃを
持つＲＣ回路のような性質を有し、バイアスパルス（１
９，２４）の時間的長さΔｔと、時定数τがΔｔ≧５τ
の関係を満たす請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 前記の第一の高電圧源（９）の近くに、
バイアス電圧（１４，１９，２１，２４）を生成するた
めの第二の高電圧源（６）が設けられ、第一の高電圧源
（９）が、トリガ可能なスイッチ（１２）を介して変換
要素に接続可能であ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装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4307669A DE4307669C2 (de) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | Gerät zur Erzeugung von Schallimpulsen für den medizinischen Anwendungsbereich |
| DE4307669.6 | 1993-03-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06292679A true JPH06292679A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=6482490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6038314A Pending JPH06292679A (ja) | 1993-03-11 | 1994-03-09 | 医療的に適用する音響パルス発生装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5549110A (ja) |
| EP (1) | EP0614704B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06292679A (ja) |
| DE (2) | DE4307669C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009022012A (ja) * | 2001-10-04 | 2009-01-29 | Inst National De La Sante & De La Recherche Medical (Inserm) | 高圧超音波パルスを生成する装置と方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4433224C1 (de) * | 1994-09-17 | 1996-03-28 | Wolf Gmbh Richard | Ansteuerschaltung für eine Impulsschallquelle |
| US5585546A (en) * | 1994-10-31 | 1996-12-17 | Hewlett-Packard Company | Apparatus and methods for controlling sensitivity of transducers |
| US5900690A (en) * | 1996-06-26 | 1999-05-04 | Gipson; Lamar Heath | Apparatus and method for controlling an ultrasonic transducer |
| DE19733233C1 (de) | 1997-08-01 | 1998-09-17 | Wolf Gmbh Richard | Elektroakustischer Wandler |
| CN111318441A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-23 | 深圳市普罗医学股份有限公司 | 超声换能器 |
| US20230127742A1 (en) * | 2021-10-27 | 2023-04-27 | Curative Sound, LLC | Handheld focused extracorporeal shock wave therapy device, kit, and method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01185261A (ja) * | 1988-01-20 | 1989-07-24 | Toshiba Corp | 超音波結石破砕用駆動回路 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1094026B (de) * | 1954-03-08 | 1960-12-01 | Raytheon Mfg Co | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines kurzen abklingenden Schwingungszuges fuer die Echolotung |
| DE8815090U1 (de) * | 1988-12-03 | 1990-02-15 | Dornier Medizintechnik GmbH, 8000 München | Piezokeramische Stoßwellenquelle |
| DE3932959C1 (ja) * | 1989-10-03 | 1991-04-11 | Richard Wolf Gmbh, 7134 Knittlingen, De | |
| DE4000362C2 (de) * | 1990-01-09 | 1993-11-11 | Wolf Gmbh Richard | Ultraschallwandler mit piezoelektrischen Wandlerelementen |
| US5410205A (en) * | 1993-02-11 | 1995-04-25 | Hewlett-Packard Company | Ultrasonic transducer having two or more resonance frequencies |
-
1993
- 1993-03-11 DE DE4307669A patent/DE4307669C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-02-01 EP EP94101427A patent/EP0614704B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-02-01 DE DE59400093T patent/DE59400093D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-04 US US08/206,073 patent/US5549110A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-09 JP JP6038314A patent/JPH06292679A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01185261A (ja) * | 1988-01-20 | 1989-07-24 | Toshiba Corp | 超音波結石破砕用駆動回路 |
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| JP2009022012A (ja) * | 2001-10-04 | 2009-01-29 | Inst National De La Sante & De La Recherche Medical (Inserm) | 高圧超音波パルスを生成する装置と方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0614704A3 (de) | 1994-10-19 |
| DE4307669A1 (de) | 1994-09-15 |
| DE4307669C2 (de) | 1995-06-29 |
| EP0614704A2 (de) | 1994-09-14 |
| US5549110A (en) | 1996-08-27 |
| DE59400093D1 (de) | 1996-03-07 |
| EP0614704B1 (de) | 1996-01-24 |
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