DE102022126990A1

DE102022126990A1 - Hohlsonde für eine Lithotripsievorrichtung, Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen, Nachrüstsatz und Verfahren zum Fertigen einer Hohlsonde

Info

Publication number: DE102022126990A1
Application number: DE102022126990.6A
Authority: DE
Inventors: Beat Krattiger; Ralf Staud; Annika Willunat
Original assignee: Karl Storz SE and Co KG
Current assignee: Karl Storz SE and Co KG
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2022-10-14
Publication date: 2024-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hohlsonde für eine Lithotripsievorrichtung, wobei die Hohlsonde eine Außenoberfläche, eine Innenoberfläche, einen Hohlraum in ihrer Längsrichtung und in einer distalen Richtung ein distales Ende zum Zertrümmern eines Körpersteins aufweist, wobei die Hohlsonde einstückig ausgebildet ist und an einem distalen Endabschnitt eine Verjüngung mit einer äußeren Verjüngung und einer inneren Verjüngung in der distalen Richtung aufweist, sodass durch die äußere Verjüngung eine Keilwirkung zum Spalten des Körpersteins bereitgestellt und durch die innere Verjüngung ein Durchmesser eines in den Hohlraum der Hohlsonde entgegen der distalen Richtung eintretenden Körpersteinkerns begrenzt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen, einen Nachrüstsatz zum Nachrüsten einer bestehenden Lithotripsievorrichtung und ein Verfahren zum Fertigen einer Hohlsonde aus einem Hohlrohr.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlsonde für eine Lithotripsievorrichtung, wobei die Hohlsonde eine Außenoberfläche, einen Innenoberfläche, einen Hohlraum in ihrer Längsrichtung und in einer distalen Richtung ein distales Ende zum Zertrümmern eines Körpersteins aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen, einen Nachrüstsatz zum Nachrüsten einer bestehenden Lithotripsievorrichtung und ein Verfahren zum Fertigen einer Hohlsonde aus einem Hohlrohr.
Die Lithotripsie ist ein bekanntes Verfahren zum Zertrümmern von Körpersteinen, welche sich z.B. durch Kondensation und/oder Auskristallisation von Salzen und Eiweißen als sogenanntes Konkrement in Körperorganen, wie beispielsweise in der Blase oder Niere, bilden. Wenn die Körpersteine zu groß für einen natürlichen Abgang sind und Beschwerden verursachen, müssen diese mit einem Lithotripter zerkleinert werden, sodass die zerkleinerten Steine durch natürliche Ausscheidung und/oder mittels einer Saug-Spül-Pumpe entfernt werden können. Die zu zertrümmernden Körpersteine sind häufig inhomogen mit unterschiedlichen Bestandteilen und/oder Festigkeiten aufgebaut.
Beispielsweise beruhen pneumatische Lithotripter auf dem Schlaghammer-Prinzip, bei dem ein Projektil innerhalb eines Beschleunigungsrohrs beschleunigt und die kinetische Energie des Projektils über einen elastischen Stoß auf das proximale Ende einer Sonde und/oder Sonotrode und weiter auf deren distales Ende zum Fragmentieren des Körpersteins übertragen wird. Unabhängig von der Erzeugung der Stoßwellen oder Verformungswellen, beispielsweise mittels Laser, pneumatischen Energiequellen und/oder Ultraschall, sind entstehende Steinfragmente bei der Zertrümmerung möglichst sofort bei ihrem Entstehen zu entfernen, damit diese Fragmente nicht unkontrolliert im Organ zirkulieren und gegebenenfalls nicht mehr wiedergefunden werden können.
Um Steinfragmente bei der Zertrümmerung direkt aus dem Organ zu entfernen, werden üblicherweise Hohlsonden in Lithotripsievorrichtungen eingesetzt, um durch den Hohlraum der jeweiligen Hohlsonde Steinfragmente auszutragen und/oder abzusaugen. Hohlsonden können jedoch in ihrem inneren Hohlraum entlang ihrer Längsrichtung durch Rauigkeit, Produktionstoleranz und/oder mechanischer Verformung Querschnittseinengungen aufweisen, an welchen Stein-Fragmente und/oder Bohrkerne hängen bleiben und/oder sich verklemmen können. Derartige Verstopfungen im Inneren einer Hohlsonde verursachen einen nachteiligen Zeitverlust aufgrund der notwendigen Durchführung von Entstopfungsmaßnahmen und verlängern dadurch möglicherweise die Operationsdauer. Des Weiteren sind übliche Hohlsonden meist nicht verdrehgesichert, sodass nach dem aufwändigen Zerlegen und manuellen Freistochern des Hohlraumes von Bruchstücken, beispielsweise mittels eines Drahtes, die Hohlsonde wieder aufwändig eingebaut werden muss.
Zudem kann es bei bestehenden Lithotripsiesonden aufgrund von Fehlbedienung, beispielsweise bei einem zu langen, unabgesetzten Betrieb der Hohlsondenspitze an einem Körperstein, zu überlangen Bohrkernen im Inneren der Hohlsonde kommen, welche nachfolgend an weiter proximal gelegenen Stellen der Absaugleitung zu Verstopfungen führen können. Diese überlangen Bohrkerne aufgrund eines unabgesetzten, pausenlosen Betriebes bleiben vor allem in engen Umlenkungen des Spülkanals hängen und verstopfen diesen. Aus konstruktiven Gründen kann üblicherweise auf enge Umlenkungen im Absaugkanal nicht verzichtet werden.
Bei bekannten Hohlsonden mit einem konstanten Querschnitt entlang ihrer Länge findet zudem nur ein Ausstanzen eines Loches aus dem Körperstein statt und somit nicht eine effiziente Steinzertrümmerung.
Aus der DE 195 00 893 A1 ist eine Vorrichtung zur Zertrümmerung von Konkrementen mit einer Hohlsonde bekannt, wobei die Hohlsonde aus einem Rohr, einem Sondenfuß und einer Hohlsondenspitze besteht, wobei diese drei Bauelemente ineinander steckbar und über eine Lötverbindung zueinander festgelegt sind. Durch das Ineinanderstecken und Fügen der Hohlsondenspitze in das Sondenrohr wird eine Verengung der Eintrittsöffnung ermöglicht und es kann dadurch ein Verstopfen des Sondenrohrs vermieden werden. Des Weiteren weist die Hohlsonde eine Austrittsöffnung außerhalb des Gehäuses des Lithotripters zum Absaugen von zertrümmerten Konkrementen auf. Nachteilig hierbei ist, dass eine Anschlussvorrichtung zur Aufnahme eines Absaugschlauches distalseitig des Gehäuses aufgesetzt ist und somit den Arbeitsbereich einschränkt sowie dass aufgrund der rotierbaren Anschlussvorrichtung bei Nichtübereinstimmung der Bohrungen erhöhte Verstopfungsgefahr vorliegt. Ferner besteht die Gefahr, dass sich die Lötverbindung aufgrund der hohen Belastung löst und die Hohlsondenspitze bei Anwendung in einem zu behandelnden Körper zurückbleibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Hohlsonde für eine Lithotripsievorrichtung, wobei die Hohlsonde eine Außenoberfläche, eine Innenoberfläche, einen Hohlraum in ihrer Längsrichtung und in einer distalen Richtung ein distales Ende zum Zertrümmern eines Körpersteins aufweist, wobei die Hohlsonde einstückig ausgebildet ist und an einem distalen Endabschnitt eine Verjüngung mit einer äußeren Verjüngung und einer inneren Verjüngung in der distalen Richtung aufweist, sodass durch die äußere Verjüngung eine Keilwirkung zum Spalten des Körpersteins bereitgestellt und durch die innere Verjüngung ein Durchmesser eines in den Hohlraum der Hohlsonde entgegen der distalen Richtung eintretenden Körpersteinkerns begrenzt ist.
Somit wird eine einstückige Hohlsonde mit einer verjüngten Hohlsondenspitze bereitgestellt, bei der durch die äußere Verjüngung eine Keilwirkung und/oder Kerbwirkung zum Spalten von Körpersteinen nutzbar ist und gleichzeitig durch die innere Verjüngung in distaler Richtung ein Durchmesser eines in den Hohlraum der Hohlsonde in proximaler Richtung eintretenden Körpersteins durch einen Durchmesser der Öffnung des distalen Endes der Hohlsonde begrenzt ist. Aufgrund der Erweiterung der inneren Verjüngung in proximaler Richtung ist ein Verklemmen des eingetretenen Körpersteins und/oder eines Bohrkerns mit dem begrenzten Durchmesser nicht möglich.
Folglich sind zertrümmerte Körpersteine und/oder entstandene Bohrkerne direkt am Ort des Entstehens über den Hohlraum der Hohlsonde sicher und verstopfungsfrei entfernbar, ohne dass die Gefahr besteht, dass Steinfragmente im Körper zurückbleiben und diese in dem Organ herumwandern. Durch die einstückige Ausführung der Hohlsonde besteht zudem nicht das Risiko, dass ein Bestandteil der Hohlsonde im Körper bei der Anwendung zurückbleibt.
Die durch die äußere Verjüngung bereitgestellte Keilwirkung ist vor allem beim Spalten von großen Steinen vorteilhaft. Durch das Spalten und Aufbrechen von Körpersteinen mittels der äußeren Verjüngung wird verhindert, dass sich das distale Hohlsondenende in dem Körperstein beim Zertrümmern festgräbt und/oder verklemmt. Somit ist bei einem kontinuierlichen, unabgesetzten Betrieb der Hohlsonde auch in großen Steinen eine optimale Zertrümmerung erreichbar, ohne dass die Hohlsonde im Stein hängenbleibt. Dadurch, dass aufgrund der inneren Verjüngung auch lange Bohrkerne durch den Hohlraum in proximaler Richtung abgeführt werden können, ist ein zeitsparender, ununterbrochener Betrieb der Hohlsonde an einem großen Stein möglich, da mittels der Keilwirkung gezielt abgemessene Bruchstücke ohne Einschwemmung vieler kleiner Bruchstücke abgesprengt und über den Hohlraum entfernt werden können. Somit ist eine kontinuierliche, zeitsparende Steinzertrümmerung mittels der Hohlsonde realisierbar, ohne dass die Hohlsonde dabei abgesetzt und dadurch die Zertrümmerung unterbrochen werden muss. Selbstverständlich kann der Steinabtrag auch ohne weitgehende Ausnutzung der Keilwirkung erfolgen, wenn beispielsweise die Hohlsonde nur kurz und abgesetzt gegen den Stein eingesetzt wird. In diesem Fall wird nur ein Loch aus dem Stein ausgestanzt und dementsprechend ein kurzer Bohrkern und/oder kleinere Fragmente in den Hohlraum der Hohlsonde gefördert, sodass eine Oberflächenmaterialabtragung vorliegt.
Selbst wenn entlang der meist dünnwandigen Hohlsonde in Längsrichtung Verengungen im Hohlraum vorliegen, wie beispielsweise eine erhöhte Rauigkeit oder eine Eindellung durch Produktionsschwankungen oder Benutzerfehler, ist stets ein sicherer Abtransport auch von langen Bohrkernen durch den Hohlraum in proximaler Richtung ermöglicht, da die distale Öffnung der Hohlsonde, durch welche der Kern und/oder die Bruchstücke eintreten, stets aufgrund der inneren Verjüngung in distaler Richtung größer ist als der Durchmesser des Hohlraums proximalseitig von dieser inneren Verjüngung. Folglich sind aufgrund der distalen inneren Verjüngung Entstopfungsmaßnahmen von verklemmten Kernen und/oder Bruchstücken nicht notwendig und eine Verzögerung der Operationsdauer findet nicht statt.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, eine Hohlsonde mit einer Verjüngung an ihrem distalen Endabschnitt auszugestalten, wobei durch eine äußere Verjüngung in distaler Richtung aufgrund einer Keil- und/oder Kerbwirkung ein Spalten von Körpersteinen zusätzlich zu einem Stanzen nutzbar ist, und aufgrund der inneren Verjüngung in der distalen Richtung die distale Eintrittsöffnung am distalen Ende der Hohlsonde verringert und somit ein Eintritt von verstopfenden Steinbruchstücken verhindert ist sowie durch die versteifend wirkende Form der Verjüngung ein distales Verbiegen vermindert ist. Dadurch ist sowohl die Standzeit der Hohlsonde als auch eine unterbrechungsfreie, effiziente Abtragungsleistung verbessert. Aufgrund der Versteifung ist eine dünne Wandung der Hohlsonde und folglich eine im Verhältnis größere distale Öffnung der Hohlsonde ermöglicht, wobei aufgrund der dünnen Wandung sowohl hohe Zerstörungsdrücke und/oder eine hohe Keilwirkung bei harten Steinen, als auch ein maximaler Stanzeffekt bei duktilen Steinen anwendbar sind. Somit wird eine einstückige Hohlsonde mit mehreren vorteilhaften Funktionen in der Anwendung bereitgestellt.
Folgendes Begriffliche sei erläutert:

Eine „Hohlsonde“ ist insbesondere ein längliches Bauteil, welches in seinem Inneren in Längsrichtung zumindest teilweise oder vollständig durchgehend einen Hohlraum aufweist. Die Hohlsonde weist an ihrem distalen Ende insbesondere eine distale Öffnung auf, welche mit dem innenliegenden Hohlraum verbunden ist. Eine Hohlsonde ist beispielsweise röhren- und/oder schlauchförmig ausgebildet. Die Hohlsonde ist insbesondere durch Einwirken und/oder Einleiten von mechanischen Schwingungen selbst in Schwingung, Resonanzschwingung und/oder Verformungsschwingungen versetzbar. Bei einer Hohlsonde kann es sich auch um eine Sonotrode handeln oder die Hohlsonde ist Bestandteil einer Sonotrode. Die Hohlsonde ist insbesondere einstückig ausgebildet. Die Hohlsonde weist insbesondere einen Durchmesser in einem Bereich von 0,5 mm bis 4,5 mm, insbesondere von 0,8 mm bis 3,8 mm, auf. Die Hohlsonde weist insbesondere Stahl, Titan, Aluminium und/oder Carbon auf. Bei einer Hohlsonde kann es sich insbesondere um eine Mehrwegsonde oder eine Einwegsonde handeln.

Bei einer pneumatischen Lithotripsievorrichtung wird mittels einer Stoßenergie beim Anschlagen eines Projektils an einem distalseitigen Anschlagselement insbesondere der Hohlsonde eine gezielt geformte Verformungswelle aufgeprägt. Die Verformungswelle bewirkt insbesondere eine translatorische Bewegung der Hohlsonde, welche aufgrund der Auslenkung eine Steinzertrümmerung bewirkt. Neben dem mechanischen Stoß kann die Hohlsonde zusätzlich insbesondere mittels einer Schwingungsanregungseinrichtung, beispielsweise mit einem Ultraschallschwingungsanreger, in eine Schwingung, insbesondere longitudinale Schwingung, angeregt werden. Somit ist die Hohlsonde insbesondere als Wellenleiter für die Schwingungswellen erzeugt von einer Schwingungsanregungseinrichtung und/oder für die Verformungswellen des Projektils ausgebildet.
Das proximale Ende der Hohlsonde kann insbesondere direkt oder indirekt am distalen Anschlagselement anliegen. Bevorzugt ist die Hohlsonde proximalseitig in einem gegenüber ihrem Durchmesser dickeren Halte-Nippel gefügt. Bei dem entsprechenden Nippel kann es sich auch um ein Kopfstück oder Grundkörper handeln. Die Hohlsonde als Einführteil ist insbesondere in einer Aufnahmeeinheit in dem dickerem Kopfstück aufgenommen. Bei der Aufnahmeeinheit handelt es sich beispielsweise um eine Bohrung im Kopfstück, in welcher das proximale Ende und/oder der proximale Endabschnitte der Hohlsonde fest und/oder unlösbar gefügt, beispielweise verlötet, ist. Bevorzugt ist das Kopfstück der Hohlsonde beweglich gelagert. Die Hohlsonde ist insbesondere derart geformt, dass diese optimal die Schwingungswellen, Verformungswellen, und/oder die Ultraschallschwingungen an ihrem distalen Ende in den Körper, die zu behandelnde Körperregion und/oder direkt auf den zu zertrümmernden Körperstein einleitet. Die Hohlsonde, die Aufnahmeeinheit und der Grundkörper/Kopfstück bilden insbesondere eine Sonotrode aus.
Eine „Außenoberfläche“ der Hohlsonde ist insbesondere die Oberfläche an der Außenseite der Hohlsonde ausgerichtet zur Umgebung. Die „Innenoberfläche“ der Hohlsonde ist insbesondere die innere Oberfläche der Hohlsonde ausgerichtet zum Hohlraum. Ein „Hohlraum“ (auch Sondenlumen genannt) ist insbesondere ein hohler Raum im Inneren der Hohlsonde. Der Hohlraum erstreckt sich insbesondere von einer distalen Öffnung der Hohlsonde teilweise oder vollständig bis zum proximalen Ende der Hohlsonde entlang ihrer Längsrichtung. Eine „Längsrichtung“ ist insbesondere die Richtung der längsten Ausdehnung und/oder längsten Abmessung der Hohlsonde.
Unter „einstückig“ (auch „einteilig“ genannt) wird insbesondere verstanden, dass die Hohlsonde aus einem Stück gefertigt ist. Ebenso wird unter einstückig insbesondere verstanden, dass die Hohlsonde aus einem Teil besteht. Insbesondere besteht die Hohlsonde nicht aus zwei oder mehreren Bauteilen, welche durch eine formschlüssige, kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden sind. Die Hohlsonde ist insbesondere aus einem einzigen Hohlrohr gefertigt.
Unter „distalseitig“ und „distal“ wird eine patientenkörpernahe und somit benutzerferne Anordnung und/oder ein entsprechendes Ende oder Abschnitt verstanden. Dementsprechend wird unter „proximalseitig“ oder „proximal“ eine benutzernahe und somit patientenkörperferne Anordnung oder ein entsprechendes Ende oder Abschnitt verstanden.
Bei einer „Lithotripsievorrichtung“ (auch „Lithotripter“ genannt) handelt es sich insbesondere um eine Vorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen durch Stöße, Stoßwellen und/oder Verformungswellen. Unter einer Lithotripsievorrichtung werden insbesondere verschiedene Bestandteile, Bau- und/oder Funktionskomponenten eines Lithotripters verstanden. Die Lithotripsievorrichtung kann einen Lithotripter vollständig oder teilweise ausbilden. Bei einer Lithotripsievorrichtung kann es sich insbesondere um eine intrakorporale oder extrakorporale Lithotripsievorrichtung handeln. Im Falle einer intrakorporalen Lithotripsievorrichtung kann diese zusätzlich eine Spül-/Saugpumpe aufweisen. Die Lithotripsievorrichtung kann als Handgerät ausgebildet sein und/oder ein Endoskop aufweisen oder in ein Endoskop eingeschoben werden. Die Lithotripsievorrichtung ist insbesondere autoklavierbar und weist beispielsweise Instrumentenstahl und/oder Kunststoff auf. Die Lithotripsievorrichtung kann weitere Komponenten, wie ein Steuer- und/oder Versorgungsgerät aufweisen oder diese sind der Lithotripsievorrichtung zugeordnet. Eine Lithotripsievorrichtung ist insbesondere eine pneumatische Lithotripsievorrichtung.
Unter „Körpersteinen“ (auch „Konkrement“ genannt) werden insbesondere alle Steine in einem menschlichen oder tierischen Körper verstanden, welche sich z.B. aus Salzen und Eiweißen durch Kristallisation und/oder Kondensation bilden. Bei Körpersteinen kann es sich beispielsweise um Gallensteine, Harnsteine, Nierensteine und/oder Speichelsteine handeln.
Ein „Projektil“ ist insbesondere ein Körper, welcher innerhalb eines Hohlraums eines Führungsrohres einer Lithotripsievorrichtung frei entlang einer Beschleunigungsstrecke beweglich ist. Das Projektil ist insbesondere zwischen einem proximalseitigen Anschlagselement und einem distalseitigen Anschlagselement innerhalb des dazwischen angeordneten Hohlraums des Führungsrohrs hin- und zurückbewegbar. Das Projektil kann auch innerhalb des Führungsrohres von einer Steuerhülse umgeben sein. Prinzipiell kann das Projektil jegliche Form aufweisen. Beispielsweise kann das Projektil die Form eines Bolzens oder einer Kugel aufweisen. Das Projektil weist insbesondere harten Stahl und/oder magnetische Eigenschaften auf. Für die freie Beweglichkeit weist das Projektil insbesondere einen etwas geringeren Außendurchmesser als der Durchmesser des Hohlraums des Führungsrohrs und/oder der Steuerhülse auf. Beispielsweise kann das Projektil einen Außendurchmesser von 8 mm, bevorzugt von 6 mm, aufweisen. Das Projektil kann insbesondere zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement und somit entlang einer Beschleunigungsstrecke stetig beispielsweise mittels eines Druckmediums der Antriebseinrichtung hin- und/oder herbewegt werden. Bevorzugt wird das Projektil kontinuierlich intermittierend und/oder oszillierend zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement hin- und herbewegt.
Eine „Trägereinheit“ ist insbesondere ein Hand- und/oder Halteteil der Lithotripsievorrichtung. Bei der Trägereinheit kann es sich insbesondere um eine Handhabe zur manuellen und/oder automatisierten Bedienung und/oder Verbindung der Lithotripsievorrichtung handeln. Die Trägereinheit kann auch an einem distalen Ende eines Roboterarms angeordnet, verbunden und/oder automatisiert geführt sein. Die Trägereinheit weist insbesondere ein Gehäuse auf.
Bei einer „Antriebseinrichtung“ kann es sich prinzipiell um jegliche Art von Einrichtung handeln, welche eine Kraft auf das Projektil und somit eine Bewegung des Projektils bewirkt. Bei der Antriebseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Vorrichtung handeln, welche mittels Lasers, eines Druckmediums, beispielsweise pneumatisch mithilfe von Druckluft, mittels eines elektromagnetischen Feldes und/oder mittels einer mechanischen Vorrichtung das Projektil beschleunigt. Eine Antriebseinrichtung kann insbesondere mittels eines Zuführens und/oder Abführens eines Druckmediums eine Kraft auf das Projektil und somit eine Bewegung des Projektils bewirken. Die Antriebseinrichtung ermöglicht insbesondere ein kontinuierliches und gleichmäßiges Einströmen des Druckmediums durch proximalseitige und distalseitige Durchgangsöffnungen des Führungsrohrs und proximalseitige und distalseitige Öffnungen der Steuerhülse und eine Beschleunigung des Projektils innerhalb des Hohlraums der Steuerhülse und/oder des Führungsrohrs.
Eine „Schwingungsanregungseinrichtung“ ist insbesondere ein Bauteil eines Ultraschallwandlers und/oder einer Lithotripsievorrichtung, welcher eine zugeführte Wechselspannung mit einer bestimmten Frequenz in eine mechanische Schwingungsfrequenz umsetzt. Die Schwingungsanregungseinrichtung ist insbesondere ein elektromechanischer Wandler unter Ausnutzung des piezoelektrischen Effekts. Durch Anlegen der von einem Ultraschallgenerator erzeugten elektrischen Wechselspannung wird eine mechanische Schwingung aufgrund eines Verformens der Schwingungsanregungseinrichtung erzeugt. Die Schwingungsanregungseinrichtung weist insbesondere ein Piezoelement oder mehrere Piezoelemente auf. Bevorzugt weist der Schwingungsanregungseinrichtung mindestens zwei Piezoelemente auf, wobei zwischen den Piezoelementen ein elektrischer Leiter, beispielsweise eine Kupferscheibe, angeordnet ist. Im Falle der Ultraschallanregung arbeitet die Sonotrode insbesondere im Ultraschallbereich mit einem Frequenzbereich von 20 kHz bis 90 kHz, bevorzugt von 20 kHz bis 34 kHz.
Eine „Verjüngung“ ist insbesondere ein Dünnerwerden der Hohlsonde. Die Verjüngung ist insbesondere an einem distalen Endabschnitt der Hohlsonde angeordnet, das bedeutet an einem Abschnitt der Hohlsonde an und/oder proximal dem distalen Ende der Hohlsonde. Eine Verjüngung ist insbesondere stetig und/oder unstetig in der distalen Richtung ausgebildet. Bei einer „inneren Verjüngung“ handelt es sich insbesondere um eine Abnahme des Innendurchmessers und somit des Durchmessers des Hohlraumes in distaler Richtung entlang des distalen Endabschnittes bis zu dem distalen Ende und/oder der distalen Öffnung der Hohlsonde. Somit nimmt bei der inneren Verjüngung die Querschnittsfläche bezüglich der Innenoberfläche und/oder der Durchmesser des Hohlraums ab. Bei der „äußeren Verjüngung“ handelt es sich insbesondere um eine Abnahme des Außendurchmessers der Hohlsonde in der distalen Richtung entlang des distalen Endabschnittes. Somit nimmt die Querschnittsfläche bezüglich der Außenoberfläche der Hohlsonde im verjüngten distalen Endabschnitt zu der distalen Öffnung und/oder dem distalen Ende ab.
Eine „Keilwirkung“ ist insbesondere eine Wirkung der äußeren Verjüngung der Hohlsonde beim Bearbeiten und/oder Eindringen in einen Körperstein. Bei der Keilwirkung handelt es sich insbesondere um eine Kraftübertragung und/oder ein Spalten des Körpersteins, wobei die Form der äußeren Verjüngung ausgenutzt wird. Die in Richtung der verjüngten distalen Spitze der Hohlsonde wirkende Kraft wird neben der vorwärts gerichteten Kraft auch in eine im rechten Winkel dazu wirkende Teilkraft zerlegt. Diese Normalkraft bewirkt, je nach Winkel der distal verjüngten Spitze, über die Reibung ein Beharren und/oder eine Bewegung der auf der verjüngten Spitze wirkenden Lasten. Neben einer Keilwirkung kann ergänzend und/oder zusätzlich auch eine Kerbwirkung durch die distal verjüngte Hohlsondenspitze an einem Körperstein auftreten. Somit wird in einen Körperstein insbesondere eine Kerbe eingebracht und/oder eingeschnitten.
In einer weiteren Ausführungsform der Hohlsonde ist die Verjüngung konisch zulaufend in der distalen Richtung ausgebildet.
Durch die konische und somit spitz zulaufende Form der Verjüngung erfolgt ein zentrisches Einwirken mit einer kontinuierlich sich verändernden Kraftübertragung beim Zertrümmern von Körpersteinen. Dadurch werden definierte Steinbruchstücke erhalten, ohne dass es zu einer Zersplitterung in eine Vielzahl von kleinen Bruchstücken kommt.
Um die äußere Verjüngung und die innere Verjüngung gleichartig und/oder ein definierte Wandstärke der Hohlsonde auszubilden, ist die Verjüngung hohlkegelförmig in der distalen Richtung ausgebildet.
Somit weist die Hohlsonde eine sich am distalen Endabschnitt verjüngende hohlkegelartige Spitze auf, welche in der distalen Öffnung an ihrem distalen Ende endet.
In einer weiteren Ausführungsform der Hohlsonde sind die äußere Verjüngung in die Außenoberfläche und die innere Verjüngung in die Innenoberfläche umgeformt, insbesondere eingedrückt, sodass der distale Endabschnitt versteift ist.
Dadurch können die innere und die äußere Verjüngung des distalen Endabschnittes bevorzugt gleichzeitig durch Umformen hergestellt werden, wodurch eine innere und äußere Versteifung aufgrund einer Materialverhärtung im konischen Kragen vorliegt. Mittels dieser Versteifung und somit Materialverhärtung können auch harte Steine besser zertrümmert werden. Durch ein bevorzugt gleichzeitiges Umformen der äußeren Verjüngung in der Außenoberfläche und der inneren Verjüngung in der Innenoberfläche eines einstückigen Hohlrohrs wird ein kostengünstiges Verfahren zum Fertigen einer Hohlsonde bereitgestellt.
Unter „Umformen“ werden insbesondere alle Fertigungsverfahren verstanden, mittels derer eine Formänderung gezielt in ein Hohlrohr zur Fertigung der Hohlsonde eingebracht wird. Durch das Umformen wird insbesondere dem distalen Endabschnitt des Hohlrohres und somit der Hohlsonde eine Verjüngung aufgeprägt. Bei dem Umformen kann es sich beispielsweise um ein Drücken, Eindrücken, Hämmern, Prägen, Einprägen und/oder Pressen handeln. Bei dem Umformen wird insbesondere die Form des distalen Endabschnittes des Hohlrohres und somit der Hohlsonde verändert, ohne dass dabei Material entfernt wird. Jedoch kann ergänzend zum Umformen auch ein Schleifen und/oder Materialabtragen erfolgen, um die Wandstärke zu reduzieren. Ebenfalls kann an dem distalen Ende des Hohlrohres und somit der gefertigten Hohlsonde eine Schneidkante, beispielsweise eine konisch auslaufende Schneidkante, insbesondere durch Schleifen, ausgebildet werden oder sein. Das Umformen der äußeren Verjüngung und der inneren Verjüngung finden bevorzugt gleichzeitig statt. Alternativ oder ergänzend können die äußere Verjüngung und die innere Verjüngung auch nacheinander und/oder intermittierend umgeformt werden.
Um eine stabile äußere Verjüngung bereitzustellen und zu verhindern, dass diese beim Zertrümmern eines Körpersteins nach innen eingedrückt wird, weist die äußere Verjüngung einen eingeschlossenen Kegelwinkel in einem Bereich von 2° bis 60°, insbesondere von 6° bis 40°, bevorzugt von 10° bis 30°, auf.
Dadurch ist der Kegelwinkel so groß, dass der Kegelkragen und somit der verjüngte distale Endabschnitt aufgrund der Schlagwirkung beim Zertrümmern eines Körpersteines nicht eingedrückt wird. Zudem ist ein nicht zu steiler Kegelwinkel vorteilhaft, da dadurch auch bei dosierten Schlägen mit geringerer Kraft ein hohe Keilwirkung erzielt wird. Somit wird gleichzeitig eine Winkel- und Durchmesserreduktion im distalen Endabschnitt zur distalen Öffnung der Hohlsonde ausgenutzt, um eine Verbesserung der Keilwirkung, Verformungsresistenz und eine Verminderung der Verstopfungsneigung zu realisieren.
Der „Kegelwinkel“ (auch „Kragenwinkel“ genannt) beschreibt insbesondere den Öffnungswinkel des Kegels in proximaler Richtung und charakterisiert dadurch die Kegelverjüngung. Der eingeschlossene Kegelwinkel a ist insbesondere derjenige Winkel, welcher bei einer gedachten Fortführung des Kegels bis zum Schnittpunkt mit der Längsmittelachse in distaler Richtung innen eingeschlossen ist. Dementsprechend ist der halbe Öffnungswinkel a/2 gleich der Winkel, welcher sich im Längsquerschnitt zwischen einer Gerade parallel zur Längsmittelachse der Hohlsonde von dem äußeren Rand der distalen Öffnung in proximaler Richtung und der Außenwand der Verjüngung ergibt.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Hohlsonde eine distale Wandöffnung durch ihre Außenoberfläche an ihrem distalen Endabschnitt und/oder an der Verjüngung zum Spülen und/oder zum Verbessern eines Fortbewegens des Körpersteinkerns entgegen der distalen Richtung in dem Hohlraum auf.
Mittels der distalen Wandöffnung kann zusätzlich ein Verstopfen durch Steinfragmente und/oder Bohrkerne entlang des Absaugkanals verhindert und ein ständiger Spülmittelfluss aufrechterhalten werden, auch wenn die distale Rohröffnung am distalen Ende der Hohlsonde gegen einen Körperstein gedrückt wird und somit verschlossen oder kurzzeitig verstopft ist. In der Anwendung umgibt das Spülmittel bei der Steinentfernung ständig die Operationsstelle. Somit ist durch die distale Wandöffnung ein ständiger Spülmittelfluss sowie ein ständiger Abtransport von Steinmaterial unabhängig von der distalen Öffnung (Rohröffnung) der Hohlsonde ermöglich und/oder eine Stauung von Steinmaterial verhindert. Durch den ständigen Spülmittelfluss wird eine innere Schmierung des Hohlraums durch die Spülflüssigkeit mittels der distalen Wandöffnung verbessert. Zudem dient die distale Wandöffnung bei einer alleinigen oder kombinierten Anregung der Hohlsonde mittels Ultraschall auch zum Kühlen der Hohlsonde. Vor allem bei hohen Ultraschall-Schwingungsamplituden treten an den Belastungsbäuchen der stehenden Ultraschallwelle hohe Temperaturen auf. Durch die Kühlung der Belastungsbäuche entlang der Sonotrode mittels ständigem Spülmittelfluss wird zum einen eine Materialveränderung mit möglicher Folge eines Ermüdungsbruches vermindert und andererseits das Verbrennungsrisiko des Patienten und des Arztes gemindert.
Bei einer distalen Wandöffnung (auch als „distale Queröffnung“ bezeichnet) handelt es sich insbesondere um eine durchgehende Bohrung durch die Außenoberfläche der Hohlsonde an ihrem distalen Endabschnitt und/oder an der Verjüngung. Somit handelt es sich bei der distalen Öffnung um einen Durchbruch durch die Rohrwand der Hohlsonde. Die distale Wandöffnung kann quer zur Außenwand der Hohlsonde oder ihrer Längsrichtung ausgerichtet sein. Selbstverständlich muss die distale Queröffnung nicht exakt senkrecht stehend auf die Außenwand der Hohlsonde oder zur Längsrichtung der Hohlsonde verlaufen, sondern kann mit ihrer Längsmittelachse auch schräg zur Längsrichtung, beispielsweise mit einem Winkel von 5° bis 90° zur Längsrichtung, angeordnet sein. Die Position der distalen Wandöffnung kann im Bereich der Verjüngung oder im geraden distalen Rohrabschnitt der Hohlsonde proximal von der Verjüngung liegen. Beispielsweise kann die distale Wandöffnung einen Abstand in einem Bereich von 5,0 mm bis 25,0 mm von der distalen Rohröffnung am distalen Ende der Hohlsonde aufweisen. Bei einer kombinierten Anwendung mit Ultraschallanregung sollte der Abstand der distalen Wandöffnung eher im oberen Bereich, beispielweise bei 23,0 mm von der distalen Rohröffnung am distalen Ende der Hohlsonde liegen. Eine Position der distalen Wandöffnung zu nah an der distalen Rohröffnung am distalen Ende der Hohlsonde, z.B. weniger als 5,0 mm, birgt dagegen die Gefahr, dass ein eintretender Stein gegebenenfalls auch die distale Wandöffnung verstopft. Selbstverständlich kann die Hohlsonde zwei oder mehrere distale Wandöffnungen aufweisen. Beispielsweise können zwei distale Wandöffnung gegenüberliegend angeordnet und somit mittels einer durchgehenden Bohrung durch die sich gegenüberliegenden Außenwände der Hohlsonde gefertigt sein. Ebenso können mehrere distale Wandöffnungen radial umlaufend, beabstandet in der Wandung der Hohlsonde angeordnet sein. Auch können zwei oder mehrere distale Wandöffnungen entlang der Längsmittelachse zueinander beabstandet angeordnet sein.
Zum Verbessern der Abtragsleistung, der Spaltwirkung und des Austrages weist die Hohlsonde an ihrer Außenoberfläche und/oder ihrer Innenoberfläche eine reibungsmindernde Beschichtung auf.
Bei einer „reibungsmindernden Beschichtung“ handelt es sich um jegliche Art von Oberflächenbeschichtung, welche die Reibung zwischen der Außenoberfläche und/oder der Innenoberfläche und einem Körperstein, Körpersteinfragment und/oder Kern gegenüber einer unbeschichteten Oberfläche der Hohlsonde vermindert. Die reibungsmindernde Beschichtung verringert insbesondere die Reibungskraft zwischen der Außenoberfläche und/oder der Innenoberfläche und einem Körperstein, einem Fragment und/oder einem Bohrkern, wodurch die Bewegung der Hohlsonde beim Einbringen und/oder Zertrümmern des Körpersteins aufgrund einer äußeren reibungsmindernden Beschichtung sowie die Bewegung von Steinfragmenten und/oder Bohrkernen im Inneren des Hohlraums aufgrund einer inneren reibungsmindernden Beschichtung an der jeweiligen Oberfläche erleichtert wird. Bei einer reibungsmindernden Beschichtung kann es sich beispielsweise um DLC (Diamond-Like Carbon), Titan-Nitrit, Titan-Bor-Nitrit, Molybdän-Sulfat, FEP (Fluorethylen-Propylen), PTFE (Polytetrafluorethylen) und/oder eine galvanische und/oder chemische Nickel-PTFE-Verbindung handeln.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Lithotripsievorrichtung, insbesondere intrakorporale Lithotripsievorrichtung, zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrichtung eine Trägereinheit und eine Sonotrode aufweist, und der Lithotripsievorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Aufprägen einer Verformungswelle auf die Sonotrode zuordenbar ist, wobei die Sonotrode an ihrem proximalen Ende mit der Trägereinheit direkt oder indirekt verbunden ist, und die Sonotrode eine zuvor beschriebene Hohlsonde ist.
Somit wird eine Lithotripsievorrichtung bereitgestellt, bei der aufgrund der Ausgestaltung der Hohlsonde eine optimale Abtragsleistung von Körpersteinen und ein verstopfungsfreier Austrag von Steinfragmenten und/oder Bohrkernen mittels der Hohlsonde in proximaler Richtung ermöglicht sind.
Um die Lithotripsievorrichtung kompakt auszugestalten, weist die Lithotripsievorrichtung die Antriebseinrichtung auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Lithotripsievorrichtung einen langgestreckten Hohlraum mit einer Beschleunigungsstrecke, einem proximalen Ende und einem distalen Ende, ein bewegbares Projektil innerhalb des langgestreckten Hohlraums und ein distalseitiges Anschlagselement und ein proximalseitiges Anschlagelement für das bewegbare Projektil auf, wobei das Projektil mittels der Antriebseinrichtung entlang der Beschleunigungsstrecke zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende hin- und zurückbewegbar ist, sodass durch mechanisches Auftreffen des Projektils auf das distalseitige Anschlagselement eine Verformungswelle der Sonotrode aufprägbar ist.
Dadurch ist die Hohlsonde mittels Schlaganregung durch Aufprägung einer Verformungswelle anregbar und diese mittels der verjüngten distalen Hohlsondenspitze optimal zum Zertrümmern von Körpersteinen nutzbar.
Um die Sonotrode kombiniert sowohl durch eine konstante Schwingungsanregung als auch durch eine sich wiederholende Schlaganregung mittels Aufprägung von Verformungswellen gleichzeitig anzuregen, weist oder weisen die Lithotripsievorrichtung und/oder die Antriebseinrichtung eine Schwingungsanregungseinrichtung zur Ultraschallschwingungsanregung der Sonotrode auf.
Es ist besonders vorteilhaft, dass mittels der Schwingungsanregungseinrichtung der Sonotrode gleichzeitig oder abwechselnd eine im Wesentlichen konstante Ultraschallenergie zugeführt werden kann, während mittels der Antriebseinrichtung eine sich wiederholende, intermittierende, jedoch sehr gleichmäßige ballistische Verformungswellenenergie auf die Sonotrode übertragbar ist.
In einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Nachrüstsatz zum Nachrüsten einer bestehenden Lithotripsievorrichtung, wobei der Nachrüstsatz mindestens eine zuvor beschriebene Hohlsonde oder zwei oder mehrere zuvor beschriebene Hohlsonden aufweist, wobei die zwei oder mehreren Hohlsonden unterschiedliche Längen und/oder unterschiedliche eingeschlossene Kegelwinkel aufweisen.
Mittels des Nachrüstsatzes ist eine bestehende Lithotripsievorrichtung sowohl erstmalig mittels der Hohlsonde ausstattbar, als auch eine vorhandene Hohlsonde durch eine Hohlsonde mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere mit einer unterschiedlichen Länge und/oder einem unterschiedlich eingeschlossenen Kegelwinkel, austauschbar. Somit kann je nach Anwendung vorteilhaft ein beispielsweise großer Kragenwinkel gewählt werden, um eine maximale Spaltwirkung eines Körpersteins zu erzielen, oder ein geringerer Kragenwinkel, um durch eine entsprechend große distale Öffnung der Hohlsonde möglichst eine hohe Austragsleistung an eintretenden Steinfragmenten und/oder Bohrkernen zu erzielen. Selbstverständlich kann der Nahrüstsatz auch zwei oder mehrere Hohlsonden mit anderen Eigenschaften, wie beispielsweise unterschiedlich starken Versteifungen der verjüngten distalen Hohlsondenspitze, aufweisen.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Fertigen einer Hohlsonde aus einem Hohlrohr mit einer Außenoberfläche, einer Innenoberfläche, einem distalen Ende und einem proximalen Ende, mit folgenden Schritten:

- Gleichzeitiges Umformen der Außenoberfläche und der Innenoberfläche des Hohlrohrs an einem distalen Endabschnitt zu einer Verjüngung in distaler Richtung, sodass eine einstückige Hohlsonde mit einer äußeren Verjüngung und einer inneren Verjüngung vorliegt.

Somit ist mittels des Verfahrens in einfacher Weise und kostengünstig eine Hohlsonde mit einer distal verjüngten Spitze aus einem einzigen Hohlrohr fertigbar, ohne dass es einer formschlüssigen, stoffschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung und/oder weiterer Bauteile bedarf.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das gleichzeitige Umformen mittels eines Eindrückens der Außenoberfläche und der Innenoberfläche durchgeführt.
Dadurch, dass die Innenoberfläche von innen eingedrückt und die Außenoberfläche von außen eingedrückt wird und die entsprechenden Druckkräfte simultan von außen und von innen auf die Wandstärke des Hohlrohres einwirken, wird eine optimale Versteifung der Hohlsonde in diesem Bereich realisiert.
Um die Steifigkeit und somit die Standzeit der Hohlsonde weiter zu verbessern, wird ein Wärmebehandeln vor, während und/oder nach dem Umformen und/oder dem Eindrücken durchgeführt.
Die Wärmebehandlung findet zumindest in dem Bereich statt, in dem die distale Verjüngung der Hohlsonde gefertigt wird oder ist oder das gesamte Hohlrohr und/oder die Hohlsonde wird oder ist wärmebehandelt.
Unter „Wärmebehandeln“ wird insbesondere ein Verfahren zur Behandlung des Hohlrohres und/oder der Hohlsonde verstanden, bei dem dieses oder diese kontrolliert erwärmt und wieder abgekühlt wird, um die Werkstoffeigenschaften zu verändern.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

1 eine stark schematische dreidimensionale Darstellung einer Lithotripsievorrichtung,
2 eine schematische Darstellung der Lithotripsievorrichtung mit einem Führungsrohr und einer Steuerhülse im Längsschnitt bei einer Bewegung eines Projektils in distaler Richtung und mit einer Sonotrode ausgebildet als Hohlsonde,
3 eine stark schematische Darstellung des distalen Bereiches der Lithotripsievorrichtung mit der Hohlsonde während einer Steinzertrümmerung, und
4 eine stark schematische Darstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Fertigen einer Hohlsonde.

Eine Lithotripsievorrichtung 101 weist eine Trägereinheit 103 mit einem mittigen Gehäuserohr 105 auf. An einem proximalen Ende des Gehäuserohrs 105 ist eine proximale Endkappe 107 mittels einer proximalen Gegenmutter 109 auf das Gehäuserohr 105 aufgeschraubt. Ebenso ist am distalen Ende des Gehäuserohrs 105 eine distale Endkappe 111 mittels einer distalen Gegenmutter 113 aufgeschraubt (siehe 1 und 2). Am proximalen Ende der proximalen Endkappe 107 ist ein erster Abluftanschluss 151 und ein in 1 nicht sichtbarer zweiter Abluftanschluss 153 angeordnet. Des Weiteren ist proximalseitig der proximalen Endkappe 107 ein erster Zuluftanschluss 155 und ein nicht in 1 sichtbarer zweiter Zuluftanschluss 156 angeordnet. Vom distalen Endabschnitt der distalen Endkappe 111 ist eine Absaugleitung 119 zum Absaugen von Körpersteinbruchstücken entgegen einer distalen Richtung 115 zum proximalen Ende der Lithotripsievorrichtung 101 geführt. Die Absaugleitung 119 ist in der 1 lediglich symbolisch dargestellt und weist nicht praktikable enge Biegeradien auf. Ebenso ist in der 1 ein Bedienelement 117 am proximalen Ende der Trägereinheit 103 lediglich symbolisch dargestellt, wobei das Bedienelement 117 in einer alternativen Ausgestaltung optimal ergonomisch am Gehäuserohr 105 angeordnet ist. Das Bedienelement 117 ist mit einer innen im Gehäuserohr 105 angeordneten Steuerhülse 131 zum Starten und Ausschalten sowie für einen Einzel- und/oder Dauerbeschuss mittels der ballistischen Lithotripsievorrichtung 101 ausgelegt. Am distalen Ende der Trägereinheit 103 ist eine langgestreckte als Hohlsonde 311 ausgebildete Sonotrode 211 mit einer Sonotrodenspitze 213 angeordnet.
Im Inneren des Gehäuserohrs 105 der Trägereinheit 103 ist ein Führungsrohr 121 beabstandet zum Gehäuserohr 105 angeordnet, wobei zwischen einer Innenwand des Gehäuserohrs 105 und einer Außenwand des Führungsrohrs 121 jeweils zwei symmetrisch über den Querschnitt angelegte Zuluftkammern 157 und Abluftkammern 159 angeordnet sind, welche über Bohrungen in der proximalen Endkappe 107 mit den über Kreuz angeordneten ersten Abluftanschluss 151 und dem zweiten Abluftanschluss 153 sowie dem ersten Zuluftanschluss 155 und dem zweiten Zuluftanschluss 156 verbunden sind (in 2 liegt die eine Zuluftkammer 157 hinter einer fünften Durchgangsbohrung 127 und ist nur durch diese sichtbar, während die zweite Zuluftkammer vor der Betrachtungsebene liegt). Die Zuluftkammern 157 und die Abluftkammern 159 erstrecken sich über die gesamte Länge des Führungsrohrs 121. Die beiden Abluftanschlüsse 151, 153 und die beiden Zuluftanschlüsse 155, 156 sind jeweils über ein nicht gezeigtes Y-Verbindungsstück mit einem Abluftschlauch und einem Zuluftschlauch einer nicht gezeigten Antriebsvorrichtung verbunden.
Das Führungsrohr 121 weist proximalseitig eine erste Durchgangsbohrung 123 und eine vierte Durchgangsbohrung 126 auf, welche jeweils mit einer der beiden Abluftkammern 159 verbunden sind. Distalseitig weist das Führungsrohr 121 eine zweite Durchgangsbohrung 124 und eine dritte Durchgangsbohrung 125 auf, welche jeweils mit einer der beiden Abluftkammern 159 verbunden sind. Des Weiteren weist das Führungsrohr 121 proximalseitig die fünfte Durchgangsbohrung 127 und eine gegenüberliegende und deshalb in 2 nicht sichtbare weitere Durchgangsbohrung auf, welche jeweils mit einer der beiden Zuluftkammern 157 verbunden sind (die beiden entsprechenden distalseitigen Durchgangsbohrungen verbunden mit den Zuluftkammern 157 sind in 2 nicht gezeigt). Alle Durchgangsbohrungen 123, 124, 125, 126, 127 gehen jeweils quer durch die Mantelfläche des Führungsrohrs 121 durch und weisen einen Durchmesser von jeweils 3 mm auf.
Innenliegend in dem Führungsrohr 121 ist die Steuerhülse 131 angeordnet, welche proximalseitig korrespondierend zu den proximalseitigen Durchgangsbohrungen 123, 126 des Führungsrohrs 121 eine erste Ventilbohrung 133 und eine vierte Ventilbohrung 136 aufweist. Dementsprechend ist distalseitig eine zweite Ventilbohrung 134 und eine dritte Ventilbohrung 135 in der Steuerhülse 131 eingebracht. Die Steuerhülse 131 ist verdrehsicher innerhalb des Führungsrohres 121 angeordnet, sodass die korrespondierenden Durchgangsbohrungen des Führungsrohrs 121 und die Ventilbohrungen der Steuerhülse 131 in einer jeweiligen Ventilöffnungsstellung frei durchgängig sind. Die Steuerhülse 131 weist innenliegend einen Hohlraum 141 auf, welcher gleichzeitig eine Beschleunigungsstrecke für ein Projektil 143 ausbildet. Das Projektil 143 weist an seiner Außenoberfläche einen Mitnehmerring 145 auf, welcher außen an einer Innenfläche der Steuerhülse 131 anliegt. Die Steuerhülse 131 ist um 4 mm kürzer als das Führungsrohr 121.
Proximalseitig von der Steuerhülse 131 ist eine Rückholfeder 171 in einem Hüllrohr angeordnet, welche in der proximalen Endkappe 107 mittels einer Halterung 173 gehalten ist.
Am distalen Ende der Steuerhülse 131 ist eine Tempierfeder 181 zum Aufprägen einer definierten Verformungswelle auf die Sonotrode 211 aufgrund des mechanischen Stoßes des Projektils 143 angeordnet. Die Tempierfeder 181 weist eine Vielzahl von gestapelten Polymer-Scheiben 191 in distaler Richtung 115 auf, welche außen von einem Hüllrohr 185 umgeben sind. Das Hüllrohr 185 ist mittels eines Halters 183 in der distalen Endkappe 111 gehalten. Am proximalen Ende des Hüllrohrs 185 ist eine proximale Abschlusskappe 187 angeordnet, welche innenliegend einen O-Ring 193 aufweist und mittels eines Schweißrings 195 beweglich gefangen und gefasst ist, welcher mit dem Hüllrohr 185 verschweißt ist. Distalseitig ist eine distale Abschlusskappe 189 angeordnet, welche mittels einer Umbördelung des Hüllrohrs 185 ebenfalls beweglich gefasst ist und ebenfalls innenliegend einen O-Ring 193 aufweist.
Somit stellt das distale Ende der Rückholfeder 171 ein proximales Anschlagselement und die proximale Abschlusskappe 187 der Tempierfeder 181 ein distalseitiges Anschlagselement für das Projektil 143 dar. Die 2 zeigt den Zustand, bei dem die Steuerhülse 131 in einer distalen Richtung 115 gegen das distalseitige Anschlagselement ausgebildet durch die proximale Abschlusskappe 187 der Tempierfeder 181 angeschlagen ist. Da die Steuerhülse 131 um 4 mm kürzer als das Führungsrohr 121 ist, ist der Hohlraum des Führungsrohres 121 im Bereich der proximalseitigen fünften Durchgangsöffnung 127 frei von der Steuerhülse 131. Nach Repulsation des Projektils 143 an der Abschlusskappe 187 der Tempierfeder 181 bewegt sich das Projektil 143 zurück entgegen der distalen Richtung 115 und nimmt mittels des Mitnehmerringes 145 die Steuerhülse 131 mit. Durch diese Rückbewegung werden die in 2 nicht gezeigten gegenüberliegenden distalseitigen Durchgangsöffnungen des Führungsrohres 121 und die zugehörigen Ventilöffnungen für den Eintritt von Zuluft in den Hohlraum 141 der Steuerhülse 131 frei durchgängig und die eintretende Zuluft drückt das Projektil 143 weiter in die proximale Richtung. Aufgrund dieser Zurückbewegung des Projektils 143 und der Mitnahme der Steuerhülse 131 wird bei einem Weg von 4 mm die erste Ventilbohrung 133 der Steuerhülse 131 auf die erste Durchgangsbohrung 123 des Führungsrohres 121 und die vierte Ventilbohrung 136 der Steuerhülse 131 auf die vierte Durchgangsbohrung 126 des Führungsrohres 121 bei einem definierten Anschlag des proximalen Endes der Steuerhülse 131 gegen die distalseitige Stirnwand des Hüllrohres der Rückholfeder 171 geschoben, wodurch die jeweilige Durchgangsbohrung und Ventilbohrung durchgängig für den Austritt von Abluft in die Abluftkammern 159 sind. Gleichzeitig wird die fünfte Durchgangsbohrung 127 und die gegenüberliegende nicht sichtbare weitere Durchgangsbohrung für den Durchtritt von Zuluft geschlossen. Nach Repulsation des Projektils 143 am proximalen Anschlag mittels der Rückholfeder 171 und gefolgt von erneutem Hinbewegen in distaler Richtung 115 wird die Steuerhülse 131 mittels des Mitnehmerringes 145 erneut vom Projektil 143 mitgenommen und dadurch werden die fünfte Durchgangsbohrung 127 und die gegenüberliegende nicht sichtbare weitere Durchgangsbohrung geöffnet. Durch diese tritt Zuluft in den Hohlraum 141 der Steuerhülse 131 ein und bewegt das Projektil 143 weiter in distaler Richtung 115, bis der in 2 gezeigte Zustand wieder erreicht ist.
Distalseitig der Tempierfeder 181 ist ein Kopfstück 215 der Sonotrode 211 angeordnet, wobei das Kopfstück 215 an seinem proximalen Ende und seinem distalen Ende jeweils mittels O-Ringen 217 beweglich in einem Führungsteil 216 gelagert ist. Das Kopfstück 215 weist eine Querbohrung 221 auf, in der ein Stößel 223 als Verdrehsicherung und zum Entfernen von Körpersteinbruchstücken mit einem Betätigungsgriff 225 lose eingreift. Der Stößel 223 wird mittels einer nicht in 2 gezeigten Feder in Position gehalten. Durch Drücken des Stößels 223 mittels des Betätigungsgriffes 225 in die Querbohrung 221 hinein, können Bruchstücke von Körpersteinen aus dem Kopfstück 215 entfernt werden. Selbstverständlich muss die Querbohrung 221 nicht exakt senkrecht zur Längsrichtung 149 der Hohlsonde 311 verlaufen, sondern kann mit ihrer Längsrichtung auch schräg zur Längsmittelachse 149, beispielsweise mit einem Winkel von 5° bis 90° zur Längsmittelachse 149, angeordnet sein. Distalseitig am Kopfstück 215 ist ein Bremselement 219 zur Begrenzung einer Amplitude der Sonotrode 211 angeordnet.
In der distalen Endkappe 111 sind Entlastungsbohrungen 203 zum Kopfstück 215 der Sonotrode 211 und zum Halter 183 der Tempierfeder 181 eingebracht, welche gemeinsam mit einem jeweiligen Elastomer-Ring 205 jeweils ein Überdruckventil 201 zum Halter 183 der Tempierfeder 181 und zum Kopfstück 215 der Sonotrode 211 ausbilden, um ein Einwirken eines Überdruckes in dem Patienten bei Verwendung der Lithotripsievorrichtung 101 bei Auftreten eines Fehlers zu verhindern.
Die Sonotrode 211 ausgebildet als Hohlsonde 311 der Lithotripsievorrichtung 101 weist eine Außenoberfläche 313, eine Innenoberfläche 315 und einen innenliegenden Sondenlumen 317 als Hohlraum entlang ihrer Längsmittelachse 149 auf. An ihrem distalen Ende weist die Hohlsonde 311 eine distale Öffnung 318 auf, welche mit dem Sondenlumen 317 verbunden ist. Distalseitig der distalen Öffnung 318 weist die Hohlsonde 311 einen konischen Kragen 319 mit einer äußeren Verjüngung 321 und einer inneren Verjüngung 323 auf. Der konische Kragen 319 am distalen Endabschnitt der Hohlsonde 311 weist einen inneren Kegelwinkel 325 von 13° auf (siehe 3). Im Bereich des konischen Kragens 319 weist die Hohlsonde 311 eine distale Queröffnung 327 auf. Am proximalen Ende der Hohlsonde 311 ist das Sondenlumen 317 mit der quer angeordneten Querbohrung 221 verbunden und das proximale Ende der Hohlsonde 311 in dem Kopfstück 215 aufgenommen. Der Stößel 223 ist mittels eines Stößelhalters 229 befestigt, welcher beispielsweise direkt durch eine Wand der distalen Endkappe 111 ausgebildet ist, und wird mittels einer Feder 227 in Position gehalten.
Die Hohlsonde 311 ist in einem Verfahren 301 zu ihrem Fertigen aus einem einstückigen Hohlrohr gefertigt worden, wobei ein gleichzeitiges Umformen 303 der Außenoberfläche 313 und der Innenoberfläche 315 des Hohlrohrs unter Ausbilden 305 der äußeren Verjüngung 321 und der inneren Verjüngung 323 am distalen Endabschnitt des Hohlrohres erfolgt ist, sodass eine einstückige Hohlsonde 311 mit dem konischen Kragen 319 an ihrem distalen Endabschnitt (siehe 4) vorliegt.
Die derartig gefertigte Hohlsonde 311 wird zum Zertrümmern eines Körpersteins 341 eingesetzt, wobei eine regelmäßige Stoßanregung der Hohlsonde 311 durch Aufprallen des Projektils 143 auf die Tempierfeder 181 als distales Anschlagselement zum Anregen einer Verformungswelle der Hohlsonde 311 wie oben beschrieben erfolgt. Wie in 3 gezeigt, tritt dadurch der konische Kragen 319 in den Körperstein 341 ein und spaltet diesen aufgrund seiner äußeren Verjüngung 321. Durch die distale Öffnung 318 der Hohlsonde 311 treten Steinfragmente 345 und ein Bohrkern 343 in das Sondenlumen 317 ein und werden in einer proximalen Richtung durch das Sondenlumen 317 zur Querbohrung 221 ausgetragen. Aufgrund des konischen Kragens 319 mit der inneren Verjüngung 323 weist die distale Öffnung 318 den geringsten Durchmesser des Sondenlumens 317 der Hohlsonde 311 auf. Dadurch sind die Außendurchmesser des Bohrkerns 343 und der Steinfragmente 345 auf diesen Durchmesser der distalen Öffnung 318 beschränkt, da beim Eintreten in den Sondenlumen 317 der Durchmesser des Bohrkerns 343 und der Steinfragmente 345 maximal den Durchmesser der Öffnung 315 aufweisen können. Aufgrund der inneren Verjüngung 323 in distaler Richtung 115 sind die in proximaler Richtung zur Querbohrung 221 abtransportierten Steinfragmente 345 und der Bohrkern 343 stets von einem größeren Durchmesser des Sondenlumens 317 als beim Eintritt durch die distale Öffnung 318 umgeben, wodurch ein Verstopfen des Sondenlumens 317 durch die Steinfragmente 345 und den Bohrkern 343 verhindert ist. Aufgrund einer nicht gezeigten Absaugung in einer Austragsrichtung 347 aus der Querbohrung 221 und somit aus dem Sondenlumen 317 liegt durch die distale Queröffnung 327 ein beständiger Spülmittelfluss aus einem gespülten Bereich um die Steinzertrümmerung vor, wobei durch den ein- und durchtretenden Spülmittelfluss eine Schmierung der Innenwand der Hohlsonde 311 erfolgt und eine Verstopfung des Sondenlumens 317 durch die Steinfragmente 345 und den Bohrkern 343 zusätzlich verhindert ist, auch wenn die distale Öffnung 318 der Hohlsonde 311 gegen den Körperstein 341 zum Zertrümmern gedrückt wird und damit die distale Öffnung 318 selbst für einen Spülmittelfluss verschlossen ist.
Beim Transport des Bohrkernes 343 weiter in proximaler Richtung zur Querbohrung 221 kann dieser aufgrund der Schlagwirkung des Projektils 143 auf das Kopfstück 215 und der damit verbundenen Hohlsonde 311 weiter in mehrere Steinfragmente 345 zerbrochen werden. In der Querbohrung 221 werden die Steinfragmente 345 aufgrund der nicht gezeigten Absaugung in der Austragsrichtung 347 entfernt. Zudem kann zusätzlich und/oder bei einer Verstopfung der Querbohrung 221 durch die Steinfragmente 345 oder einen Bohrkern 343 mittels des Stößels 323 die Querbohrung 221 entleert und die Steinfragmente 345 in der Austragsrichtung 347 ausgetragen werden, indem manuell der Betätigungsgriff 225 in der Betätigungsrichtung 226 entgegen einer Federkraft der Feder 227 gedrückt und dadurch das freie Ende des Stößels 223 weiter in die Querbohrung 221 geschoben wird. Vor allem bei einem überlangen Bohrkern 343 wird der Stößel 223 wiederholt so lange gedrückt, bis die Querbohrung 221 wieder freigestanzt ist, wobei die Feder 227 den Stößel 223 jeweils in die unbetätigte Ausgangslage zurückstellt.
Somit wird eine Lithotripsievorrichtung 101 und eine Hohlsonde 311 bereitgestellt, bei der aufgrund der Ausbildung der Hohlsonde 311 mit einem distalen konischen Kragen 319 mit einer äußeren Verjüngung 321 und einer inneren Verjüngung 323 ein optimales Spalten eines Körpersteins 341 aufgrund der äußeren Verjüngung 321 und eine verminderte Verstopfungsneigung innerhalb des Sondenlumens 317 aufgrund der inneren Verjüngung 323 und der dadurch begrenzten Durchmesser von eintretenden Steinfragmenten 345 und Bohrkernen 343 realisiert sind.
Bezugszeichenliste

101: Lithotripsievorrichtung
103: Trägereinheit
105: Gehäuserohr
107: Proximale Endkappe
109: Proximale Gegenmutter
111: Distale Endkappe
113: Distale Gegenmutter
115: Distale Richtung
117: Bedienelement
119: Absaugleitung
121: Führungsrohr
123: Erste Durchgangsbohrung für Abluft
124: Zweite Durchgangsbohrung für Abluft
125: Dritte Durchgangsbohrung für Abluft
126: Vierte Durchgangsbohrung für Abluft
127: Fünfte Durchgangsbohrung für Zuluft
131: Steuerhülse
133: Erste Ventilbohrung
134: Zweite Ventilbohrung
135: Dritte Ventilbohrung
136: Vierte Ventilbohrung
141: Hohlraum/Beschleunigungstrecke
143: Projektil
145: Mitnehmerring
149: Längsmittelachse
151: erster Abluftanschluss
153: zweiter Abluftanschluss
155: erster Zuluftanschluss
156: zweiter Zuluftanschluss
157: Zuluftkammer
159: Abluftkammer
171: Rückholfeder
173: Halterung
181: Tempierfeder
183: Halter
185: Hüllrohr
187: Proximale Abschlusskappe
189: Distale Abschlusskappe
191: Polymer-Scheiben
193: O-Ring
195: Schweißring
201: Überdruckventil
203: Entlastungsbohrung
205: Elastomer-Ring
211: Sonotrode
213: Sonotrodenspitze
215: Kopfstück
216: Führungsteil
217: O-Ring
219: Bremselement
221: Querbohrung
223: Stößel
225: Betätigungsgriff
226: Betätigungsrichtung
227: Feder
229: Stößelhalter
301: Verfahren zum Fertigen einer Hohlsonde
303: Gleichzeitiges Umformen der Außenoberfläche und der Innenoberfläche des Hohlrohres
305: Ausbilden einer äußeren und inneren Verjüngung am distalen Endabschnitt
311: Hohlsonde
313: Außenoberfläche
315: Innenoberfläche
317: Sondenlumen
318: distale Öffnung
319: Konischer Kragen
321: äußere Verjüngung
323: innere Verjüngung
325: Kegelwinkel
327: distale Queröffnung
341: Körperstein
343: Bohrkern
345: Steinfragment
347: Austragsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19500893 A1 [0007]

Claims

Hohlsonde (311) für eine Lithotripsievorrichtung (101), wobei die Hohlsonde (311) eine Außenoberfläche (313), eine Innenoberfläche (315), einen Hohlraum (317) in ihrer Längsrichtung (149) und in einer distalen Richtung (115) ein distales Ende zum Zertrümmern eines Körpersteins (341) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlsonde (311) einstückig ausgebildet ist und an einem distalen Endabschnitt eine Verjüngung (319) mit einer äußeren Verjüngung (321) und einer inneren Verjüngung (323) in der distalen Richtung (115) aufweist, sodass durch die äußere Verjüngung (321) eine Keilwirkung zum Spalten des Körpersteins (341) bereitgestellt und durch die innere Verjüngung (323) ein Durchmesser eines in den Hohlraum (317) der Hohlsonde (311) entgegen der distalen Richtung (115) eintretenden Körpersteinkerns (343) begrenzt ist.
Hohlsonde (311) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung (319) konisch zulaufend in der distalen Richtung (115) ausgebildet ist.
Hohlsonde (311) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung (319) hohlkegelförmig in der distalen Richtung (115) ausgebildet ist.
Hohlsonde (311) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Verjüngung (321) in die Außenoberfläche (313) und die innere Verjüngung (323) in die Innenoberfläche (315) umgeformt, insbesondere eingedrückt, sind, sodass der distale Endabschnitt versteift ist.
Hohlsonde (311) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Verjüngung (321) einen eingeschlossenen Kegelwinkel (325) in einem Bereich von 2° bis 60°, insbesondere von 6° bis 40°, bevorzugt von 10° bis 30°, aufweist.
Hohlsonde (311) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlsonde (311) eine distale Wandöffnung (327) durch ihre Außenoberfläche an ihrem distalen Endabschnitt und/oder an der Verjüngung (319) zum Spülen und/oder zum Verbessern eines Fortbewegens des Körpersteinkerns (343) entgegen der distalen Richtung (115) in dem Hohlraum (317) aufweist.
Hohlsonde (311) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlsonde (311) an ihrer Außenoberfläche (313) und/oder ihrer Innenoberfläche (315) eine reibungsmindernde Beschichtung aufweist.
Lithotripsievorrichtung (101), insbesondere intrakorporale Lithotripsievorrichtung, zum Zertrümmern von Körpersteinen (341), wobei die Lithotripsievorrichtung (101) eine Trägereinheit (103) und eine Sonotrode (211) aufweist, und der Lithotripsievorrichtung (101) eine Antriebseinrichtung zum Aufprägen einer Verformungswelle auf die Sonotrode (211) zuordenbar ist, wobei die Sonotrode (211) an ihrem proximalen Ende mit der Trägereinheit (103) direkt oder indirekt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (211) eine Hohlsonde (311) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ist.
Lithotripsievorrichtung (101) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithotripsievorrichtung (101) die Antriebseinrichtung aufweist.
Lithotripsievorrichtung (101) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithotripsievorrichtung (101) einen langgestreckten Hohlraum (141) mit einer Beschleunigungstrecke, einem proximalen Ende und einem distalen Ende, ein bewegbares Projektil (143) innerhalb des langgestreckten Hohlraums (141) und ein distalseitiges Anschlagselement und ein proximalseitiges Anschlagselement für das bewegbare Projektil (143) aufweist, wobei das Projektil (143) mittels der Antriebseinrichtung entlang der Beschleunigungsstrecke zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende hin- und zurückbewegbar ist, sodass durch mechanisches Auftreffen des Projektils (143) auf das distalseitige Anschlagselement eine Verformungswelle der Sonotrode (211) aufprägbar ist.
Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithotripsievorrichtung (101) und/oder die Antriebseinrichtung eine Schwingungsanregungseinrichtung zur Ultraschallschwingungsanregung der Sonotrode (211) aufweist oder aufweisen.
Nachrüstsatz zum Nachrüsten einer bestehenden Lithotripsievorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachrüstsatz mindestens eine Hohlsonde (311) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder zwei oder mehrere Hohlsonden (311) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist, wobei die zwei oder mehreren Hohlsonden (311) unterschiedliche Längen und/oder unterschiedliche eingeschlossene Kegelwinkel (325) aufweisen.
Verfahren (301) zum Fertigen einer Hohlsonde (311) aus einem Hohlrohr mit einer Außenoberfläche, einer Innenoberfläche, einem distalen Ende und einem proximalen Ende, mit folgenden Schritten: - Gleichzeitiges Umformen (303) der Außenoberfläche und der Innenoberfläche des Hohlrohres an einem distalen Endabschnitt zu einer Verjüngung (319) in distaler Richtung (115), sodass eine einstückige Hohlsonde (311) mit einer äußeren Verjüngung (321) und einer inneren Verjüngung (323) vorliegt.
Verfahren (301) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das gleichzeitige Umformen (303) mittels eines Eindrückens der Außenoberfläche und der Innenoberfläche durchgeführt wird.
Verfahren (3019 nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmebehandeln vor, während und/oder nach dem Umformen (303) und/oder dem Eindrücken durchgeführt wird.