JPS61193653A - 固い物体を破砕するための方法および装置 - Google Patents
固い物体を破砕するための方法および装置Info
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- JPS61193653A JPS61193653A JP61035414A JP3541486A JPS61193653A JP S61193653 A JPS61193653 A JP S61193653A JP 61035414 A JP61035414 A JP 61035414A JP 3541486 A JP3541486 A JP 3541486A JP S61193653 A JPS61193653 A JP S61193653A
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- 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
- G10K15/046—Sound-producing devices using optical excitation, e.g. laser bundle
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
- A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
- A61B18/26—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor for producing a shock wave, e.g. laser lithotripsy
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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】
本発明は、周囲が液体によって取囲まれている固い物体
、特に生体内の結石を光導体を経て案内されて来る光パ
ルス（よって破砕するための方法および装置に関する。
、特に生体内の結石を光導体を経て案内されて来る光パ
ルス（よって破砕するための方法および装置に関する。
このような様式の方法および装置は、雑誌ｊ Ｕｒｏｌ
ｏｇｅ Ｊ 、３２巻、１９８４．１ａ１−１８４頁に
記載されている。この雑誌に所載の論文に尿結石をレー
ザ光線で破砕する多数の方法が取扱われているが、これ
らの方法のうちの一つくあっては尿結石の破砕は２００
μｓ において２４ ｍＪ〜１０μｓにおいて２０Ｊの
単独パルスを照射するこｌによって行われる。この場合
１〜３パルス後に規則的に結石の粒子の飛散が観察され
る。どんな場合でも結石の完全な破砕は達せられない。
ｏｇｅ Ｊ 、３２巻、１９８４．１ａ１−１８４頁に
記載されている。この雑誌に所載の論文に尿結石をレー
ザ光線で破砕する多数の方法が取扱われているが、これ
らの方法のうちの一つくあっては尿結石の破砕は２００
μｓ において２４ ｍＪ〜１０μｓにおいて２０Ｊの
単独パルスを照射するこｌによって行われる。この場合
１〜３パルス後に規則的に結石の粒子の飛散が観察され
る。どんな場合でも結石の完全な破砕は達せられない。
全結晶構造の破壊を可能にすると思われる衝撃波は脈動
するレーザーでは発生させ得ない。
するレーザーでは発生させ得ない。
他の方法にあっては、脈動され九し７−ザ（Ｑ、ｌ
−スィッチ、出力１２μ８ にあってＩＡ５ｍＪ）によ
りレーザー光線を結合媒体（ムｎｈｏｐｐａｘｕｎ−ｇ
ｓｍｅｄｉｕｍ ） （アルミニウムフィルムおよび
ガラス板）上に導き、これＫより光エネルギーを光機械
的な結合により機械的なエネルギーに変換される。レー
ザパルスを結石に直接接触させた際このレーザーパルス
は結石の粉砕を誘起する。もちろんこの方法にあっては
エネルギーは整向されて与えられず、従ってその度毎に
結石以外に結合媒体および光導体までも破壊されてしま
う。更に上記の論文には、レーザパルスの出力密度が充
分である場合衝撃波を直接結石を取囲んでいる液体内で
も発生させることが可能なのではないだるうか、と言う
推論もなされている。類似の原理は、高電圧の火花放電
が水を爆発様に蒸発させることによって結石破砕が行わ
れる体外衝撃波砕石術に見られる。この−合この際放散
するエネルギーは楕円形の衝撃波反射器により外から生
体を通して破砕くすべき尿結石に集束される。
りレーザー光線を結合媒体（ムｎｈｏｐｐａｘｕｎ−ｇ
ｓｍｅｄｉｕｍ ） （アルミニウムフィルムおよび
ガラス板）上に導き、これＫより光エネルギーを光機械
的な結合により機械的なエネルギーに変換される。レー
ザパルスを結石に直接接触させた際このレーザーパルス
は結石の粉砕を誘起する。もちろんこの方法にあっては
エネルギーは整向されて与えられず、従ってその度毎に
結石以外に結合媒体および光導体までも破壊されてしま
う。更に上記の論文には、レーザパルスの出力密度が充
分である場合衝撃波を直接結石を取囲んでいる液体内で
も発生させることが可能なのではないだるうか、と言う
推論もなされている。類似の原理は、高電圧の火花放電
が水を爆発様に蒸発させることによって結石破砕が行わ
れる体外衝撃波砕石術に見られる。この−合この際放散
するエネルギーは楕円形の衝撃波反射器により外から生
体を通して破砕くすべき尿結石に集束される。
総じて、尿結石を破砕するために直接的なレーザー光線
の生体内適用は、周辺の生体組織を熱くより或いは機械
的に損傷するととＫより未だ有用なものと見なされてい
ない。
の生体内適用は、周辺の生体組織を熱くより或いは機械
的に損傷するととＫより未だ有用なものと見なされてい
ない。
本発明の根底をなす課題は、接近しＫくい位置くも適用
可能であり、従って特に生物内の結石の破砕に適してい
る、光導体を経て案内される光パルスにより固い物体を
破砕するための方法および装置を造ることである。
可能であり、従って特に生物内の結石の破砕に適してい
る、光導体を経て案内される光パルスにより固い物体を
破砕するための方法および装置を造ることである。
本発明の方法および装置は本発明により特許請求の範囲
第１項および第５項に記載の特徴によって解決される。
第１項および第５項に記載の特徴によって解決される。
本発明にあっては、レーザ誘導された衝撃波がいわゆる
「ブレークダウン−効果」によ）発生される（物理学士
、ｙＭｒｇｅｎ Ｍｕｎａｃｈａｕの論文ｊ Ｔｈｅｏ
ｒｅｔｉｅｃｈｅ ｕｎｄａｘｐｅｒｉｍｓｎ ｔｅｌ
’ｌｅ Ｕｎｔｅｒ−ｓｕｃｈｕｎｇｅｎ ｚｕｒ ｌ
ｒｚｅｕｇｕｎｇ ＃ムｕｓｂｒｅｉｔｕｎｇ ｕｎｄ
Ａｎｗｅｎｄｕｎｇ １ａｓｅｒｉｎｄｕｚｉｅｔｅｒ
５ｔｏｓａｖｅｌｌｅｎ（レーザ誘導された衝撃波の
発生、伝播および適用に関する理論的なかつ実験的な研
究）ｊｌＴｕ Ｂｅｒｌｉｎ、 １９８１ ）ｏこの
場合、ブレークダウンとは集束されたレーザ光線の焦点
内での媒体の強力なイオン化を意味する。この際焦点領
域内で変換されたエネルギーは縦続イオン化により時間
経過と共にほぼ指数の割合で増大する。高温のプラズマ
が膨張様の挙動を示すので、このプラズマが自己の周囲
に及ぼす圧力が秩序正しく増大する。この膨張は、爆発
発生の際と同様に、周辺に存在している媒体に衝撃を及
ぼすほどに急速に行われる。プラズマ領域から比較的遠
く離れた位置にあっては、この衝撃波はプラズマ領域の
本来の形に関係なく球形波に移行する。プリークダウン
−いき値、即ちグツズ！形成が開始される照射強度の値
はその都度の液体に依存し、例えば大気圧下での空気中
で約２．１４ｗ／ｍ”、および蒸留した水内では約６゜
４、１０ Ｗ／＠”である。
「ブレークダウン−効果」によ）発生される（物理学士
、ｙＭｒｇｅｎ Ｍｕｎａｃｈａｕの論文ｊ Ｔｈｅｏ
ｒｅｔｉｅｃｈｅ ｕｎｄａｘｐｅｒｉｍｓｎ ｔｅｌ
’ｌｅ Ｕｎｔｅｒ−ｓｕｃｈｕｎｇｅｎ ｚｕｒ ｌ
ｒｚｅｕｇｕｎｇ ＃ムｕｓｂｒｅｉｔｕｎｇ ｕｎｄ
Ａｎｗｅｎｄｕｎｇ １ａｓｅｒｉｎｄｕｚｉｅｔｅｒ
５ｔｏｓａｖｅｌｌｅｎ（レーザ誘導された衝撃波の
発生、伝播および適用に関する理論的なかつ実験的な研
究）ｊｌＴｕ Ｂｅｒｌｉｎ、 １９８１ ）ｏこの
場合、ブレークダウンとは集束されたレーザ光線の焦点
内での媒体の強力なイオン化を意味する。この際焦点領
域内で変換されたエネルギーは縦続イオン化により時間
経過と共にほぼ指数の割合で増大する。高温のプラズマ
が膨張様の挙動を示すので、このプラズマが自己の周囲
に及ぼす圧力が秩序正しく増大する。この膨張は、爆発
発生の際と同様に、周辺に存在している媒体に衝撃を及
ぼすほどに急速に行われる。プラズマ領域から比較的遠
く離れた位置にあっては、この衝撃波はプラズマ領域の
本来の形に関係なく球形波に移行する。プリークダウン
−いき値、即ちグツズ！形成が開始される照射強度の値
はその都度の液体に依存し、例えば大気圧下での空気中
で約２．１４ｗ／ｍ”、および蒸留した水内では約６゜
４、１０ Ｗ／＠”である。
レーザ誘導された衝撃波の発生に関する詳しい記述、特
に使用されるレーザ装置並びに光学部材の作用に関する
記述は、上記の論文から伺える。
に使用されるレーザ装置並びに光学部材の作用に関する
記述は、上記の論文から伺える。
以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明の詳
細な説明する。
細な説明する。
第１図に図示した実施例にあっては、約１０ｎｓのパル
ス持続時間と５ＱｍＪ のエネルギーを有する光パルス
を照射するのに適しているＱ−スイッチ−レーザ１が使
用されている。この場合光とは電磁波の赤外線から紫外
線（わたる全光学的なスペクトル領域の光を意味する。
ス持続時間と５ＱｍＪ のエネルギーを有する光パルス
を照射するのに適しているＱ−スイッチ−レーザ１が使
用されている。この場合光とは電磁波の赤外線から紫外
線（わたる全光学的なスペクトル領域の光を意味する。
レーザ１のレーザ線は入力光学部材２を介して光アイバ
ー内に入力される。この光ファイバーの出力側の端部は
著しく拡大して図示したケース４内に開口している。こ
の光ファイバー３から発散状態で放射されるレーザ光５
は光学部材６により点７に集束される。この点７は同時
に楕円形の反射器８の第一の焦点であシ、この反射器は
ケース４によって形成されておシ、光入射口＆１並びに
反射した衝撃波のための射出開口ａ２を備えている。と
の反射器８はぐ点７において発生される衝撃波を反射さ
せることにより反射器の第二の焦点９に集束させる働き
をする。
ー内に入力される。この光ファイバーの出力側の端部は
著しく拡大して図示したケース４内に開口している。こ
の光ファイバー３から発散状態で放射されるレーザ光５
は光学部材６により点７に集束される。この点７は同時
に楕円形の反射器８の第一の焦点であシ、この反射器は
ケース４によって形成されておシ、光入射口＆１並びに
反射した衝撃波のための射出開口ａ２を備えている。と
の反射器８はぐ点７において発生される衝撃波を反射さ
せることにより反射器の第二の焦点９に集束させる働き
をする。
この反射器は、第一の焦点内で発生される波エネルギー
の可能な限シ高い割合が可能な限り相正しく第二の焦点
内忙伝送されるように形成されなければならない。この
ような反射器は例えばドイツ連邦共和国公開特許公報筒
２３５１２４７或いは第５２４１０２６号から公知であ
る。
の可能な限シ高い割合が可能な限り相正しく第二の焦点
内忙伝送されるように形成されなければならない。この
ような反射器は例えばドイツ連邦共和国公開特許公報筒
２３５１２４７或いは第５２４１０２６号から公知であ
る。
比較的細身のケース４を備えている光導体３は固い沈積
物を破砕するため自然の体腔を通して或いは造られた狭
い路を通して沈積物１０の近傍に１第二の焦点９が沈積
物１０の上表面に或いはちょっと内側に入った位置に位
置するよ゛ うに、照射を行う。一般には、光導体と
共に図示していないカニユーレが案内されており、この
カニユーレを介して洗浄液体１４が反射器８と破砕すべ
き物体１０との間の領域内に入れられる。次いでこの水
を含んで込る液体１４内でレーザパルスくよシ上記のブ
レークダウン−効果が発生され、この際発生される音響
的な衝撃波は反射器８を経て破砕すべき物体に指向され
る。液体１４−場合によっては気体であっても良い−は
ブレークダウン−効果の点で所望の光学的な性質および
発生した衝撃波の可能な限シ損失の少ない伝送を許容す
るのでなければ々らない。
物を破砕するため自然の体腔を通して或いは造られた狭
い路を通して沈積物１０の近傍に１第二の焦点９が沈積
物１０の上表面に或いはちょっと内側に入った位置に位
置するよ゛ うに、照射を行う。一般には、光導体と
共に図示していないカニユーレが案内されており、この
カニユーレを介して洗浄液体１４が反射器８と破砕すべ
き物体１０との間の領域内に入れられる。次いでこの水
を含んで込る液体１４内でレーザパルスくよシ上記のブ
レークダウン−効果が発生され、この際発生される音響
的な衝撃波は反射器８を経て破砕すべき物体に指向され
る。液体１４−場合によっては気体であっても良い−は
ブレークダウン−効果の点で所望の光学的な性質および
発生した衝撃波の可能な限シ損失の少ない伝送を許容す
るのでなければ々らない。
第２図は衝撃波を発生させるための、光導体３の端部に
設けられた装置を示している。この装置にあっては、集
束光学部６に軸線１１を中心にして旋回可能な球形反射
器１２が接続しており、仁の球形反射器の焦点１３は光
学部材６の焦点を合致している。球形反射器１２は全体
がレーザ光線を透過する、高強度の材料、例えばガラス
セラミック材から成るか、或いは領域１２．１のみがこ
の材料から成る。反射器の外側縁部は同時に破砕すべき
物体１０のための当接部として働き、かつ物体１０がこ
の反射器の表面と接触し九際焦点１３の近傍に存在する
ように前方へと湾曲されている。
設けられた装置を示している。この装置にあっては、集
束光学部６に軸線１１を中心にして旋回可能な球形反射
器１２が接続しており、仁の球形反射器の焦点１３は光
学部材６の焦点を合致している。球形反射器１２は全体
がレーザ光線を透過する、高強度の材料、例えばガラス
セラミック材から成るか、或いは領域１２．１のみがこ
の材料から成る。反射器の外側縁部は同時に破砕すべき
物体１０のための当接部として働き、かつ物体１０がこ
の反射器の表面と接触し九際焦点１３の近傍に存在する
ように前方へと湾曲されている。
これらの実施例は、本発明による装置により極めて小さ
な空間において直接結石への正確な適用を可能にするこ
とを示している。
な空間において直接結石への正確な適用を可能にするこ
とを示している。
音響的な衝撃波の集束のための反射器の他の実施形、特
に上記構成の変形はその都度の使用目的に依存して可能
である。
に上記構成の変形はその都度の使用目的に依存して可能
である。
第１図は衝撃波を発生させるための、光導体の端部に設
けられた装置を備えている、人体内の固い沈積物を破砕
するための装置、 第２図は衝撃波を発生させるための光導体の端部に設け
られた装置の他の実施形。 図中符号は、 １−・−パルス光光源 ３・・・光導体８．１２・・
・反射器 ■ ＦＩＧ、 ２ 共和 ＠発明者シュテファン・ヘッセ ドイツ連邦共和ル
トラーセ、４９共利
けられた装置を備えている、人体内の固い沈積物を破砕
するための装置、 第２図は衝撃波を発生させるための光導体の端部に設け
られた装置の他の実施形。 図中符号は、 １−・−パルス光光源 ３・・・光導体８．１２・・
・反射器 ■ ＦＩＧ、 ２ 共和 ＠発明者シュテファン・ヘッセ ドイツ連邦共和ル
トラーセ、４９共利
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、液体により周囲が囲繞されている固い物体、特に生
体内の結石を光導体を介して案内される光パルスにより
破砕するための方法において、光導体から照射される光
パルスを、そのエネルギー密度が液体のプリークダウン
−いき値を凌駕するように集束すること、およびこの際
発生する音響的な衝撃波を固い物体方向に指向させるこ
とを特徴とする、上記破砕方法。 ２、音響的な衝撃波を反射器により固い物体上に集束さ
せる、特許請求の範囲第１項に記載の破砕方法。 ３、液体のプリークダウン−いき値を楕円形の反射器の
第一の焦点内に到達させ、かつ反射器の第二の焦点を固
い物体の表面上に或いは固い物体内の点上に指向させる
、特許請求の範囲第１項或いは第２項に記載の破砕方法
。 ４、液体のプリークダウン−いき値を球形反射器の焦点
内に到達させ、かつ固い物体をこの焦点の直ぐ近傍に位
置せしめる、特許請求の範囲第１項或いは第２項に記載
の破砕方法。 ５、液体により周囲が囲繞されている固い物体、特に生
体内の結石を光導体を介して案内される光パルスにより
破砕するための方法であつて、光導体から照射される光
パルスを、そのエネルギー密度が液体のプリークダウン
−いき値を凌駕するように集束すること、およびこの際
発生する音響的な衝撃波を固い物体方向に指向させる破
砕方法を実施するための装置において、 ａ）光パルス光源（１）、 ｂ）この光パルス光源と結合されている光導体（３）、 ｃ）光導体（３）の出力側の端部に設けられた光学的な
集光装置、および ｄ）衝撃波を集束するための反射器（８、１２）とを備
えていることを特徴とする、上記破砕装置。 ６、光学的な集光装置（６）の焦点（７、１５）が衝撃
波を集束するための反射器（８、１２）内に存在してい
る、特許請求の範囲第５項に記載の破砕装置。 ７、光学的な集光装置（６）の焦点（７、１３）が衝撃
波を集束するための反射器（８、１２）の焦点と合致し
ている、特許請求の範囲第５項或いは第６項に記載の破
砕装置。 ８、光導体が光フアイバー（３）であり、この光フアイ
バーの出力側端部がケース（４）内に開口しており、か
つこのケースが集束光学部材（６）および衝撃波を集束
するための、光入射開口（８、１）と衝撃波射出開口（
８、２）とを備えている反射器（８）を有している、特
許請求の範囲第５項から第７項までのいずれか一つに記
載の破砕装置。 ９、少なくとも反射器（１２）の入射開口（１２、１）
が衝撃波を集束するために光学的に透過性の材料からな
り、かつ反射器の一部分を形成している、特許請求の範
囲第８項に記載の破砕装置。 １０、反射器（１２）が衝撃波を集束するために焦点（
１３）を通つて走る少なくとも一つの軸線（１１）を中
心にして旋回可能である、特許請求の範囲第５項から第
９項までのいずれか一つに記載の破砕装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3506249.5 | 1985-02-22 | ||
| DE19853506249 DE3506249A1 (de) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | Verfahren und vorrichtung zur zertruemmerung eines festen koerpers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61193653A true JPS61193653A (ja) | 1986-08-28 |
Family
ID=6263304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61035414A Pending JPS61193653A (ja) | 1985-02-22 | 1986-02-21 | 固い物体を破砕するための方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0192833A3 (ja) |
| JP (1) | JPS61193653A (ja) |
| DE (1) | DE3506249A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102215744A (zh) * | 2008-11-17 | 2011-10-12 | 欧姆龙健康医疗事业株式会社 | 显示得以改善的血压测定装置 |
| WO2016049160A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | Ams Research , Llc | Laser lithotripsy system |
| WO2019189672A1 (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | 国立大学法人東北大学 | 衝撃波発生装置および衝撃波アブレーションシステム |
| US11439465B2 (en) | 2014-09-24 | 2022-09-13 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Surgical laser systems and laser lithotripsy techniques |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3727003A1 (de) * | 1986-08-13 | 1988-02-25 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Applikationsteil fuer ein starres oder flexibles endoskop |
| EP0268019A1 (de) * | 1986-11-13 | 1988-05-25 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Vorrichtung zur Zertrümmerung eines von einem Fluid umgebenen festen Körpers |
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