-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten von Stosswellen
in einen lebenden Körper durch mindestens ein die Stosswellen übertragendes Element,
auf das Stossimpulse einwirken, wobei zur Erzeugung der Stossimpulse
mindestens ein Federglied dient. Die Vorrichtung ist vorzugsweise
als medizinisches Handgerät konzipiert, das sowohl bei
der intrakorporalen Stosswellen-Lithotripie als auch bei der extrakorporalen
Stosswellen-Orthopädie im Rahmen von der Zertrümmerung
von Körpersteinen oder oberflächlich bei erkrankten
Körperpartien verwendet werden kann.
-
Stand der Technik
-
Eine
derartige Vorrichtung ist beispielweise aus der
US 4, 549, 535 allgemein zur Behandlung von
Menschen bekannt. Da sie eine weiche Spitze besitzt, ist sie nicht
für die Lithotropsie einsetzbar.
-
Die
Zertrümmerung von Konkrementen in viva durch den Einsatz
von Stosswellen (Lithotripsie oder Lithotropie) wird in der modernen
Medizin bereits mit Erfolg angewendet. Die Konkremente, wie z. B.
Nierensteine, werden dabei im Körper eines Menschen zu
kleinen Fragmenten zertrümmert, die dann diesen über
die Harnwege verlassen sollen.
-
Der
Stand der Technik beschreibt verschiedene Vorrichtungen und Verfahren
für die Erzeugung von Stosswellen zum Zertrümmern
von Konkrementen in einem lebenden Körper. So beschreibt
z. B. das
US-Patent Nr. 5,868,756 ein
Handgerät zur Verwendung bei der intrakorporalen Stosswellen-Lithotripsie,
welches eine Sonde aufweist, die als ein Wellenleiter zur Übertragung
von Stosswellen dient und zur Einführung in ein Endoskop
entsprechend bemessen ist.
-
Die
Stossenergie für die Erzeugung der Stosswellen wird bei
diesem Handgerät durch ein in einem Führungsrohr
pneumatisch hin- und her bewegbares Schlagteil oder Projektil erhalten,
und zwar indem dieses periodisch auf ein entsprechend grosses Masseteil
schlägt, welches dann die auf deren Trefffläche
einwirkende Stosskraft an die an das Masseteil angrenzende Sonde
weiterleitet.
-
In
dieser US-Schrift ist auch angegeben, dass anstelle eines pneumatischen
Antriebs für das Schlagteil auch alternativ ein hydraulischer
oder elektromagnetischer Antrieb realisiert werden kann.
-
Ferner
ist in der
DE 197
25 477 C2 zur Behandlung von biologischem Gewebe (Orthopädie) ein
medizinisches Instrument in der Form eines Handgerätes
beschrieben, durch welches extrakorporale Druckwellen erzeugt werden
sollen. Diese Druckwellen sollen dabei mit Hilfe eines Übertragungselements
in den Körper von Lebewesen gebracht werden. Hierfür
besitzt das Übertragungselement eine stumpfe Sondenspitze
mit einer flachen Austrittsgrenzfläche, mit der dann unfokussierte,
mechanisch erzeugte Druckwellen in das biologische Gewebe eingekoppelt
werden.
-
Die
Druckwelle selbst wird bei diesem Instrument von einem auf eine
Geschwindigkeit von über 5 m/s pneumatisch beschleunigten
und auf das Übertragungselement auftreffenden Schlagteil
erzeugt, wobei dabei die Sondenspitze einen Hub von weniger als
1 mm ausführen soll. Mit diesem Handgerät soll
ferner eine gleichmässige Energieverteilung der Druckwellen
auf einen grossflächigen Wirkungsbereich erreicht werden,
wie z. B. ein gesamter Entzündungsbereich.
-
Die
bekannten Handgeräte besitzen jedoch alle Druck- bzw. Stosswellengeneratoren,
sind relativ aufwendig konzipiert, da Kompressor, Regeleinheit und
Handstück benötigt werden.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Einleiten oder Aufbringen von Stosswellen in oder auf einen
lebenden Körper zu schaffen, dessen Stosswellengenerator zum
einen einfach aufgebaut ist und zum anderen eine exakte „harte” Schlagkraft
liefert. Ferner soll die Vorrichtung wartungsarm sein und sich sowohl
für eine intra- als auch für eine extrakorporale
Behandlung, vorzugsweise am menschlichen Körper, gut eignen.
-
Lösung der Aufgabe
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäss in einfacher Weise bei einer
Vorrichtung zum Einleiten von Stosswellen in einen lebenden Körper
dadurch gelöst, dass dem Federglied eine mechanisch arbeitende
Spanneinrichtung zugeordnet ist, die ein schlagartiges Auslösen
des Federglieds unter Abgabe eines Stossimpulses erlaubt.
-
Durch
einen derart aufgebauten Stosswellengenerator ist es vorteilhaft
möglich, dass die Stosswellen übertragende Sonde
mit relativ hoher Schlagenergie periodisch beaufschlagt werden kann, und
zwar ähnlich wie die Schussfolge bei einem Maschinengewehr,
weswegen der vorliegende Erfindungsgegenstand auch als Lithogun
bzw. Orthogun bezeichnet werden kann.
-
Nach
Massgabe der vorliegenden Erfindung ist es zweckmässig,
dass als Federglied eine zylindrische Druckfeder dient, die mit
einem Schlagteil derart verbunden ist, dass dieses die Federkraft
der Druckfeder bei einer plötzlichen Freigabe ihrer Druckspannung
in der Form eine Stossimpulses auf das übertragende Element
abgibt.
-
Hierbei
kann das Schlagteil als in einem Gehäuseteil der Vorrichtung
geführter Kolben mit einem die Stossimpulse abgebenden
Kopfteil und einem sich anschliessenden zylindrischen Hohlteil ausgebildet
sein. In dem Hohlteil ist die die Federkräfte erzeugende
zylindrische Druckfeder zumindest teilweise geführt, wobei
es dabei zweckmässig ist, dass sich die Druckfeder mit
ihrem einen Ende an der Rückseite des Kopfteils des Kolbens
und mit ihrem andern Ende an einem Gehäuseteil der Vorrichtung
abstützt.
-
Zum
Spannen und Freigeben der in dem Schlagteil geführten Feder
ist es vorteilhaft, wenn der Kolben des Schlagteils längs
seines Aussenmantels mindestens eine Zahnstange aufweist, in die
ein Ritzel eingreift, das nur auf seinem Teilumfang einen Zahnkranz
besitzt, z. B. auf einem Teilumfang von 180°, wobei statt
dem Ritzel auch eine Schnecke möglich ist. Statt einer
separaten Zahnstange kann in den Aussenmantel des Schlagteils auch
direkt eine Zahnung eingeformt sein.
-
Wird
nun das Ritzel gedreht, dann bewegt sich das Schlagteil von der
Sonde weg sobald der partielle Zahnkranz mit der Zahnstange im Eingriff steht
und die in dessen Kolben geführte Feder wird dabei zusammengedrückt.
Sobald nun der Zahnkranz des Ritzels die Zahnstange verlässt,
also ausser Eingriff kommt, kann sich die komprimierte Feder schlagartig
entspannen und deren freiwerdende Federkraft beschleunigt ein Projektil
auf die gewünschte Geschwindigkeit. Dieses Projektil trifft
auf die Sonde, erzeugt eine Stosswelle im Applikator der seinerseits eine
entsprechende Stosswelle an das zu behandelnde Objekt weitergibt.
-
Die
jeweiligen Drehungen des Ritzels erfolgen zweckmässigerweise
motorisch, und hier mittels eines batteriegespeisten Elektromotors,
dem man vorzugsweise ein Untersetzungsgetriebe vorschaltet, um auf
brauchbare Drehzahlen des Ritzels zu kommen, welche die jeweiligen
Schlagfrequenzen beeinflussen.
-
Bei
einer Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung für
die intrakoperale Stosswellen-Lithotripie ist es zweckmässig,
dass hier das die Stosswellen übertragende Element derart
sondenförmig ausgeführt ist, damit sich dieses
in ein Endoskop einführen lässt und zwar zum Zertrümmern
von Konkrementen wie Nieren- oder Gallensteinen in einem lebenden
Körper.
-
Dagegen
bei einer Verwendung der erfindungsgemässen Vorrrichtung
für die extrakorperale Stosswellen-Orthopädie,
Dermatologie und Ästhetik (Cellolite) ist es zweckmässig,
dass deren die Stosswellen übertragendes Element als ein
abgerundetes Kugelsegment zur Auflage auf den lebenden Körper ausgebildet
ist. Diese Vorrichtung eignet sich zwar auch zur Zertrümmerung
von Konkrementen von ausserhalb, jedoch können damit vor
allem erkrankte Körperpartien eines Menschen wie bei Tieren,
insbesondere in Bereichen der Sehnen, Bänder, Knochen sowie
Haut (Zellulitis, Wunden) mit Stosswellen behandelt werden.
-
Zur
guten Handhabung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist
es zweckmässig, dass diese als medizinisches Handgerät
ausgebildet ist, d. h. dieses Handgerät sollte von seinen äusseren
Abmessungen her gesehen lediglich eine Grösse aufweisen,
die es erlaubt, dass das Gerät gut mit einer erwachsenen
Hand festgehalten werden kann.
-
Diese
als ein medizinisches Handgerät ausgebildete Vorrichtung
kann neben einem Gehäuse für die Aufnahme des
Stosswellengenerators auch vorteilhaft derart beschaffen sein, dass
an dessen Gehäuse wahlweise ein Vorsatz mit einer Sonde
für die Lithotripie oder ein solcher für die Orthopädie
lösbar anbringbar ist. Mit einem derartigen Baukastensystem
wird vorteilhaft die Typenvielfalt reduziert, was die Wirtschaftlichkeit
eines derartigen Handgeräts merklich erhöht.
-
Figurenbeschreibung
-
Weiter
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit der Zeichnung; darin zeigen
-
1 das
Prinzip eines erfindungsgemässen Stosswellengenerators,
-
2 eine
perspektivische Ansicht eines medizinischen Handgerätes,
das mit dem Stosswellengenerator gemäss 1 ausgestattet
und für eine intrakorporalen Stosswellen-Lithotripie geeignet
ist und
-
3 eine
perspektivische Ansicht eines bei dem Gerät nach 2 möglichen
austauschbaren Vorsatz für die Verwendung bei einer extrakorporalen Stosswellen-Orthopädie
in einem vergrösserten Massstab.
-
Das
in 1 schematisch dargestellte Prinzip eines Stosswellengenerators 1 besitzt
zur Erzeugung von Stossimpulsen ein als zylindrische Druckfeder
ausgebildetes Federglied 2, das mit einem Schlagteil 3 in
Wirkverbindung szeht, welches wiederum die erzeugten Stossimpulse
an ein Stosswellen übertragendes Element 4 weiter
gibt. Die Druckfeder 2 besteht aus Federstahl, jedoch können
auch andere Werkstoffe, wie z. B. Kunststoff, zum Einsatz kommen.
-
Das
Schlagteil 3, welches in geeigneter Weise in einem Gehäuses 5 der
in der 2 dargestellten Vorrichtung geführt ist,
besteht aus einem Art Kolben mit einem die Stossimpulse abgebende
Kopfteil 3.1 und einem sich daran anschliessenden zylindrischen
Hohlteil 3.2.
-
In
dem Hohlteil 3.2 ist die Druckfeder 2 teilweise
geführt und stützt sich mit ihrem rechten Ende an
der Rückseite des Kopfteils 3.1 und mit ihrem
linken Ende an einem nicht näher dargestellten Teilabschnitt
des Gehäuses 5 ab. Das Schlagteil 3 selbst
ist zu dem die Stosswellen übertragenden Element 4 koaxial
angeordnet.
-
Ferner
besitzt das Hohlteil 3.2 des Schlagteils 3 längs
seines Aussenmantels eine integrale Zahnung oder angebrachte Zahnstange 6,
in die ein Ritzel 7 oder eine Schnecke (nicht dargestellt)
periodisch eingeklinkt werden kann. Das Ritzel 7 hat dazu nur
auf einem Teil seines Umfangs einen Zahnkranz 8, dessen
Profil dem Profil der Zahnstange 6 entspricht. Bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der partielle Zahnkranz 8 auf
einen Umfangsbereich von 180° begrenzt; dies wird bevorzugt,
er kann jedoch auch grösser oder kleiner sein.
-
Das
Ritzel 7 selbst wird über einen im Gehäuse 5 sich
befindenden batteriegespeisten Elektromotor – angedeutet
durch den Pfeil 9 in 1 – angetrieben,
wobei diesem ein geeignetes Untersetzungsgetriebe vorgeschaltet
ist.
-
Das
in 2 vereinfacht dargestellte medizinische Handgerät – bezeichnet
mit 10 – ist im vorliegenden Fall für
die Verwendung bei der intrakorporalen Stosswellen-Lithotripie ausgelegt.
Hierzu ist ein lösbarer Vorsatz 11 vorgesehen,
dessen Stosswellen übertragendes Element – bezeichnet
mit 12 – sondenförmig ausgeführt
ist. Damit kann dieses Element 12 in ein Endoskop eingeführt
werden und somit steht das distale Ende der Sonde für eine
Zertrümmerung von Körpersteinen durch über
die Sonde übertragene Stosswellen zur Verfügung.
-
Für
den Fall, dass das Handgerät 10 gemäss 2 für
ein extrakorporale Stosswellen-Orthopedie verwendet werden soll,
kann der Vorsatz 11 auch gegen einen Vorsatz 13 (3)
ausgetauscht werden, dessen Stosswellen übertragendes Element – bezeichnet
mit 14 – ein Art abgerundetes Kugelsegment 14.1 an
seinem Kontaktbereich besitzt, das zur äusseren Auflage
auf eine Körperpartie eines Menschen oder eines Tieres
geeignet ist.
-
Beide
Vorsätze 11 und 13 eignen sich für eine
Zertrümmerung von Konkrementen wie Nieren-, Harn- oder
Gallensteinen, wobei insbesondere der Vorsatz 13 besser
für die Beaufschlagung mit Stosswellen auf erkrankte Körperbereich
wie Sehnen- und Bänderbereiche, Knochenpartien, Hautstellen
sowie schlechthin Wunden geeignet ist.
-
Das
medizinische Handgerät 10 hat eine Grösse,
die es erlaubt, dass es von einem erwachsenen Benutzer bequem in
einer Hand gehalten werden kann.
-
Die
Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Der
Stosswellengenerator 1, der in dem Gehäuse 5 untergebracht
ist, wird durch einen Elektromotor über ein Untersetzungsgetriebe
(symbolisch Pfeil 9) entgegen dem Uhrzeigersinn mit ungefähr
5 Hz (300 Upm) angetrieben, wodurch der Zahnkranz 8 periodisch
in die Zahnstange 6 eingreift und das Schlagteil 3 um
die Länge der Zahnstange 6 nach links verschiebt
und dabei die Druckfeder 2 um diesen Betrag zusammendrückt.
Die dabei in der Druckfeder 2 sich speichernde Schlagenergie
wird dann plötzlich, d. h. schlagartig frei, und zwar sobald
der letzte Zahn des Zahnkranzes 8 die Zahnstange 6 verlässt.
Mit dieser durch die kurzzeitige Entspannung der Druckfeder 2 zur
Verfügung stehenden Federkraft wird sodann das Element 4 bzw. 12 bzw. 14 schlagartig
beaufschlagt, wobei zwischen den Endabschnitten dieser Elemente
und dem Kopfteil 3.1 quasi als Puffer noch ein Masseteil
vorgesehen sein kann.
-
Durch
den schlagartigen Aufprall des Kopfteils 3.1 auf das jeweilige
Element 4 bzw. 12 bzw. 14 entstehen in
diesem Stosswellen, die dann entweder zur Zertrümmerung
von Körpersteinen oder aber z. B. zum Abbau von Kalkablagerungen
in bestimmten Körperbereichen, wie in Bereichen der Schulter,
verwendet werden. Wie oft nun dieser Aufprall pro sec. erfolgen
soll, hängt wiederum von der Drehzahl des Ritzels 7 ab
und diese wiederum von der gewünschten Intensität
der jeweiligen Behandlung.
-
Insgesamt
ist mit der vorliegenden Erfindung ein baukastenartiges wirtschaftliches
medizinisches Handgerät geschaffen worden, das durch seine
mechanische Arbeitsweise sehr robust und somit auch wartungsarm
ist und eine relativ hohe exakte Schlagenergie und somit Stosswellen
anbieten kann, was sowohl für den Benutzer als auch für
den jeweiligen Patienten von grossem Vorteil ist. Bezugszeichenliste
| 1 | Stosswellengenerator |
| 2 | Federglied;
Druckfeder |
| 3 | Schlagteil |
| 3.1 | Kopfteil |
| 3.2 | Hohlteil |
| 4 | Element |
| 5 | Gehäuse |
| 6 | Zahnstange |
| 7 | Ritzel |
| 8 | Zahnkranz |
| 9 | Antrieb
(E-Motor) |
| 10 | Handgerät |
| 11 | Vorsatz |
| 12 | Element |
| 13 | Vorsatz |
| 14 | Element |
| 14.1 | Kugelsegment |
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 4549535 [0002]
- - US 5868756 [0004]
- - DE 19725477 C2 [0007]