DE10160595A1

DE10160595A1 - Elektromagnetische Stoss- bzw. Druckwellenquelle

Info

Publication number: DE10160595A1
Application number: DE10160595A
Authority: DE
Inventors: Harald Eizenhoefer
Original assignee: Dornier Medtech Holding International GmbH
Current assignee: Dornier Medtech Holding International GmbH
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-06-26
Also published as: WO2003049875A2; AU2002361045A1; AU2002361045A8; WO2003049875A3

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Stoß- bzw. Druckwellenquelle, wie sie beispielsweise in Einrichtungen zur Durchführung der extrakorporalen Stoßwellen-Lithographie verwendet wird, bestehend unter anderem aus einer Membran aus elektrisch leitendem Material, die innerhalb einer Trägerstruktur auf ihrer einen Seite mit einem akustischen Ausbreitungsmedium in Kontakt ist, und die auf ihrer anderen Seite über einen Isolator an einer elektrischen Flachspule anliegt, wobei die ebene, einstückige und homogen aufgebaute, kreisrunde Membran radial in Richtung nach außen verspannt ist. Erfindungsgemäß ist die Trägerstruktur aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gefertigt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Stoss- bzw. Druckwellenquelle gemäss dem Deutschen Patent DE 196 12 061, wie sie beispielsweise in Einrichtungen zur Durchführung der extrakorporalen Stosswellen-Lithotripsie verwendet wird, bestehend unter anderem aus einer Membran aus elektrisch leitendem Material, die innerhalb einer Trägerstruktur auf ihrer einen Seite mit einem akustischen Ausbreitungsmedium in Kontakt ist, und die auf ihrer anderen Seite über einen Isolator mit einer elektrischen Flachspule in Verbindung steht, wobei die ebene, einstückige und homogen aufgebaute Membran radial in Richtung nach aussen verspannt ist.

Die Membran ist in der Regel eine kreisrunde, metallische Scheibe. In dem Spalt zwischen einer geerdeten, metallischen Membran und einer flächenhaften, eng anliegenden, elektrisch isolierten Spule herrscht zumindest im Moment des Einschaltens einer Stoss- Stromquelle eine sehr grosse elektrische Feldstärke. Diese kann kurzfristig, zumindest aber in absehbarer Zeit zur Zerstörung der Isolation führen, und zwar durch elektrische Teilentladungen.

Gemäss der Deutschen Patentschrift 37 43 822 aus dem Jahre 1987 lässt sich die Belastung der Isolation durch die Feldstärke reduzieren, wenn man die metallische Membran floaten lässt, d. h. sie galvanisch isoliert anordnet. Die sich bei dieser Anordnung einstellende Feldstärke ist dann im wesentlichen reduziert auf die Kapazitätswerte, die die Membran bezüglich der Spule sowie des Erdpotentials annimmt (kapazitiver Spannungsteiler). Bei dieser Lösung ist es jedoch erforderlich, dass die isoliert angeordnete, nicht fixierte Membran durch Unterdruck zwischen Spule und Membran oder durch Überdruck vor der Membran nach jeder Stosswellenerzeugung wieder in die Ausgangslage gebracht werden muss.

Des weiteren ist es aus der Deutschen Patentschrift 196 12 061 bekannt, eine Membran an ihrem Rand ringsum einzuspannen, wodurch sie im Ruhezustand unter radialer Vorspannung steht, was bewirkt, dass sie nach jeder Stosswellenerzeugung wieder in ihre Ausgangslage selbsttätig zurückkehrt. Dadurch kann bei dieser Lösung die Anwendung von Unter- oder Überdruck entfallen.

Die Trägerstruktur, in welche die Membran einer Stosswellenquelle bislang eingebaut bzw. eingespannt wird, besteht aus Metall, das mit dem Erdpotential verbunden ist. Dies ist aus elektrischen Sicherheitsgründen generell vorgeschrieben, wenn die metallische Trägerstruktur von aussen berührbar ist.

Im übrigen existiert auch für die Lösung gemäss der Deutschen Patentschrift 196 12 061 das eingangs geschilderte Feldstärkeproblem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Isolierung einer radial verspannten metallischen Membran einer elektromagnetischen Stoss- bzw. Druckwellenquelle hinsichtlich der elektrischen Feldstärke in einfacher Weise zu entlasten, und gleichzeitig die vorgeschriebene Isolierung der Trägerstruktur nach aussen hin sicherzustellen.

Gelöst ist diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, dass die metallische Membran gemäss Patentanspruch 1 in einer elektrisch isolierten Trägerstruktur angeordnet ist. Im Rahmen dieser Lösung sind vorzugsweise die wesentlichen Funktionselemente der elektromagnetischen Stoss- bzw. Druckwellenquelle, nämlich die Spule, die Membran und die akustische Linse in eine Trägerstruktur aus Kunststoff eingebaut.

Die Trägerstruktur wird vorzugsweise im Spritzgussverfahren aus einem hochwertigen Thermoplast hergestellt. Zur Verbesserung der Steifigkeit der verwendeten Kunststoffe können deren Ausgangswerkstoffen zur Herstellung der Trägerstruktur noch geeignete Füllstoffe aus anorganischen Substanzen, vor allem Glasfasern, Kohlefasern, Aluminium- Oxyde und dergleichen beigemischt sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen enthalten.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand einer Abbildung zeichnerisch erläutert. Die einzige Figur zeigt ausschnittweise einen Schnitt durch eine Stoss- bzw. Druckwellenquelle mit eingespannter Membran und einer dazugehörenden Flachspule.
Eine erfindungsgemäss aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff bestehende Trägerstruktur 1 einer Stoss- bzw. Druckwellenquelle gemäss der Abbildung dient u. a. zur Verspannung einer die Stoss- bzw. Druckwellen erzeugenden Membran 2. Diese besteht aus elektrisch leitendem Material, zumeist aus einem geeigneten metallischen Werkstoff, während die Unterseite der Membran 2 über einen geeigneten Isolator an einer elektrischen Flachspule 3 anliegt.
Wie weiterhin der Abbildung entnommen werden kann, ist die Membran 2 in ihrem Randbereich zwischen den Strukturteilen 1 und 4 in an sich bekannter Weise verspannt bzw. vorgespannt.
Die Unterseite 6 der Struktur 1 besitzt eine umlaufende Wulst 7, wodurch beim Verspannen der Membran 2 zusätzlich eine gewisse Vorspannung erzielt wird.
Bedarfsweise kann in einer umlaufenden Nut in der Struktur 1 noch eine Dichtung 8 vorgesehen sein.
Das Strukturteil 5 hat primär die Aufgabe, die Flachspule 3 gegen die gespannte Membran 2 zu drücken.
Um sicherzustellen, dass auf dem Stoss- bzw. Druckwellenpfad keine elektrischen Feldstärken patientenseitig aus- bzw. auftreten, wird weiterhin im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine geerdete, stoss- und druckwellentransparente Äquipotentialfläche 10 vorgeschlagen, die mit Masse bzw. über eine Leitung 11 vorteilhaft mit dem Erdpotential 12 verbunden sein kann, und die konstruktiv gesehen vorteilhafterweise in die akustische Linse 9 integriert ist.
Die Feldstärken-Sperre bzw. Äquipotentialfläche 10 kann im einfachsten Falle aus einer dünnen, elektrisch leitfähigen und stoss- und druckwellentransparenten Schicht oder auch aus einem Drahtgitter bestehen.

Claims

1. Elektromagnetische Stoss- bzw. Druckwellenquelle gemäss dem Deutschen Patent DE 196 12 061, wie sie beispielsweise bei Lithotriptern zum Einsatz kommt, bestehend u. a. aus einer Membran aus elektrisch leitendem Material, die gehalten durch eine Trägerstruktur auf ihrer einen Seite mit einem akustischen Ausbreitungsmedium in Berührung steht, und die auf ihrer anderen Seite über einen Isolator an einer elektrischen Flachspule anliegt, wobei die in der Regel ebene, kreisrunde, einstückige und homogen aufgebaute Membran an ihrem umlaufenden Rand radial nach aussen verspannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (1) aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gefertigt ist.

2. Elektromagnetische Stoss- bzw. Druckwellenquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (1) aus einem hochwertigen Thermoplast im Spritzgussverfahren hergestellt ist.

3. Elektromagnetische Stoss- und Druckwellenquelle nach den Ansprüchen und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Ausgangswerkstoffen für die Trägerstruktur (1) anorganische Substanzen wie Glasfasern, Kohlefasern, Aluminiumoxyde und dergleichen zur Versteifung beigemischt sind.

4. Elektromagnetische Stoss- bzw. Druckwellenquelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Stoss- bzw. Druckwellenpfad zur patientenseitigen Abschirmung gegen elektrische Feldstärken eine geerdete, stoss- und druckwellentransparente Äquipotentialfläche (10) vorgesehen ist.

5. Elektromagnetische Stoss- bzw. Druckwellenquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Äquipotentialfläche (10) aus einem Drahtgitter besteht.

6. Elektromagnetische Stoss- bzw. Druckwellenquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Äquipotentialfläche (10) aus einer dünnen, leitfähigen Folie besteht.

7. Elektromagnetische Stoss- bzw. Druckwellenquelle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Äquipotentialfläche (10) in die akustische Linse (9) integriert ist.