DE19535828A1 - Intrakorporales Behandlungssystem - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein intrakorporales Be
handlungssystem zur Zertrümmerung von Konkrementen, wie
Steinen im harnableitenden Trakt, Kalkablagerungen in
Gefäßen oder Knochenzement gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Ein intrakorporales Behandlungssystem dieser Art ist
aus der US-A-5 160 336 bzw. der weitgehend inhaltsglei
chen EP 0 317 507 B1 bekannt.
Dieses bekannte intrakorporale Behandlungssystem weist
eine Stoßeinheit auf, die in einer Beschleunigungs
strecke als Stoßelement ein Projektil derart beschleu
nigt, daß es auf ein Target auftrifft. Die Beschleuni
gungsstrecke ist dabei ein Rohr, in der das Projektil
hin- und herbewegbar ist. Durch einen Lufteinlaß, der
an dem dem Target entgegengesetzten Ende des Rohres
vorgesehen ist, kann das Projektil mittels Preßluft
oder dgl. beschleunigt werden, so daß es mit grober
kinetischer Energie auf das Target auftrifft. Das Tar
get, das bei dem bekannten System ein "stoßübertragen
des Fenster" am distalen Ende der Beschleunigungsstrec
ke sein kann, überträgt die Bewegungsenergie des Pro
jektils auf den Stoßweiterleiter, der hierdurch abrupt,
d. h. stoßförmig verschoben bzw. elongiert wird. Der
Stoßweiterleiter kann beispielsweise ein hochfester
Metalldraht sein. Durch die Auslenkung des Stoßweiter
leiters wird das zu zertrümmernde Konkrement, also
beispielsweise ein Harnstein, oder dgl. zerstört.
Bei dem bekannten intrakorporalen Behandlungssystem
sind die lineare Beschleunigungsstrecke für das Projek
til und der Stoßweiterleiter streng axial ausgerichtet.
Aufgrund dieses Aufbaus hat das bekannte gattungsgemäße
intrakorporale Behandlungssystem - wie erfindungsgemäß
erkannt worden ist - eine Reihe von Nachteilen:
- 1. Die Größe der Auslenkung, d. h. die Elongation des Stoßweiterleiters ist über den beaufschlagenden Druck nur bedingt einstellbar.
- 2. Die Verwendung eines pneumatischen Systems für die Bewegung des Projektils hat zwar den Vorteil, daß das Projektil mit vergleichsweise hoher Frequenz auf das Target auftreffen kann. In einer Reihe von Fällen - beispielweise dann, wenn das zu zerstörende Konkrement nicht in einem Käfig gehalten ist - ist diese hohe "Schußfrequenz" überhaupt nicht erforderlich, da durch die Wucht des auf das Konkrement auftreffenden Stoß weiterleiters das Konkrement verlagert wird, so daß das Behandlungssystem erst neu auf das Konkrement ausge richtet werden muß.
In diesen Fällen ist das bekannte intrakorporale Be
handlungssystem unnötig aufwendig.
- 3. Das bekannte intrakorporale Behandlungssystem erlaubt nicht die Integration einer zentralen Saug- bzw. Spülleitung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein intrakor
porales Behandlungssystem zur Zertrümmerung von Konkre
menten, wie Steinen, im harnableitenden Trakt, Kalkab
lagerungen in Gefäßen oder Knochenzement anzugeben, bei
dem wenigstens einer der vorgenannten Nachteile des
bekannten gattungsgemäßen intrakorporalen Behandlungs
systems beseitigt ist, also beispielsweise die Elonga
tion des Stoßweiterleiters einstellbar ist.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den
Patentansprüchen 1, 2 bzw. 15 angegeben. Weiterbildun
gen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 ff.
Die in den unabhängigen Ansprüchen beanspruchten Maßnah
men sind selbstverständlich miteinander kombinierbar.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind zur Ein
stellung der Elongation die Längsachsen der Beschleu
nigungsstrecke und des Stoßweiterleiters gegeneinander
versetzt, d. h. sie weisen in Richtung quer zu ihren in
der Regel parallel ausgerichteten Längsachsen einen
Abstand auf. Hierdurch ist es möglich, zwischen der
Beschleunigungsstrecke und dem Stoßweiterleiter ein
nicht axial wirkendes Transformationselement anzubrin
gen, das die Bewegungsenergie des beispielsweise als
Projektil ausgebildeten Stoßelements auf das proximale
Ende des Stoßweiterleiters überträgt. Dieses Transfor
mationselement dient auch als Target für das Stoßele
ment.
Durch den Verzicht auf die beim Stand der Technik vor
gesehene kollineare Anordnung der Beschleunigungsstrec
ke für das Stoßelement und des Stoßweiterleiters, durch
die die Verwendung eines Transformationselementes mög
lich wird, ist es möglich, bei einer bestimmten - bei
spielsweise durch den Anwendungsfall vorgegebenen -
Bewegungsenergie des Stoßelements die Elongation, d. h.
die Auslenkung des Stoßweiterleiters aus seiner Ruhe
lage, in der er beispielsweise einen Körperstein gerade
nicht berührt, auf einen gewünschten Wert einzustellen.
Insbesondere dann, wenn als Transformationselement ein
Hebelsystem verwendet wird, ist es möglich, die Hebel
länge einstellbar zu machen, so daß die Elongation des
Stoßweiterleiters nicht nur herstellerseitig vorgebbar,
sondern auch beim Betrieb des erfindungsgemäßen Behand
lungssystems eingestellt werden kann.
Darüber hinaus ermöglicht es die erfindungsgemäße An
ordnung, bei der die Achsen der Beschleunigungsstrecke
und des Stoßweiterleiters gegeneinander versetzt sind,
mehrere Beschleunigungsstrecken mit jeweils einem Stoß
element vorzusehen. Dabei können sämtliche Stoßelemente
auf ein einziges Transformationselement auftreffen.
Die einzelnen Stoßelemente können dabei so angesteuert
werden, daß sie gleichzeitig ihre kinetische Energie
auf den Stoßweiterleiter übertragen.
Ferner ist es möglich, daß die kinetische Energie meh
rerer Stoßelemente verglichen mit der Pulsdauer der
Stöße zeitlich kurz nacheinander in den Stoßweiterlei
ter eingekoppelt wird. Der Abstand zwischen den einzel
nen Stößen kann dabei so bemessen werden, daß sich die
einzelnen Stöße überlagern, so daß die zu behandelnde
Stelle mit hoher Stoßenergie in schnellem Takt beauf
schlagt wird.
Die Stoßelemente können dabei in der unterschiedlichsten
Weise ausgebildet sein:
Beispielsweise ist es möglich als Stoßelemente Projek tile, die in einer Beschleunigungsstrecke bewegt wer den, oder Spannhebel zu verwenden, die sich auf einem Kreissektor bewegen und die ähnlich dem Spannhebel eines Revolvers ausgebildet sind.
Beispielsweise ist es möglich als Stoßelemente Projek tile, die in einer Beschleunigungsstrecke bewegt wer den, oder Spannhebel zu verwenden, die sich auf einem Kreissektor bewegen und die ähnlich dem Spannhebel eines Revolvers ausgebildet sind.
Die Verwendung von axial oder außeraxial angeordneten
Spannhebeln hat den besonderen Vorteil, daß ihr Aufbau
vergleichsweise einfach ist, so daß mit ihnen versehene
Behandlungssysteme kostengünstig herzustellen sind.
Dies gilt insbesondere dann, wenn als Antrieb für jeden
Spannhebel ein Feder eingesetzt wird, die von Hand
gespannt wird.
Neben Federn können natürlich auch andere Antriebs
systeme eingesetzt werden. Beispielsweise ist es insbe
sondere dann, wenn als Stoßelemente - ähnlich wie beim
Stand der Technik - Projektile Verwendung finden, mög
lich, pneumatische Antriebssysteme zu verwenden, bei
denen das Projektil mit Druckluft beispielsweise aus
einem Druckspeicher von der proximalen Seite her beauf
schlagt wird.
Selbstverständlich können zum Antrieb der Projektile
auch andere Systeme, wie beispielsweise elektromagneti
sche Beschleunigungssysteme, piezoelektrische System
oder Ultraschallsysteme eingesetzt werden.
In den Ansprüchen 11 und 12 sind verschiedene Möglich
keiten für die Ausbildung der Projektile angegeben. Zur
Verminderung der Reibung können das oder die Projektile
eine zylindrische Grundform mit einer abgerundeten
Stirnfläche und seitlichen Einschnürungen haben oder
als Kugeln ausgebildet sein.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist
der Stoßweiterleiter eine Hohlsonde. Der Kanal in der
Hohlsonde kann als Saug- oder Spülkanal dienen. Alter
nativ kann in den Kanal die Sonde eines weiteren Litho
tripsiesystems, wie eines elektrohydraulischen Systems
eingesetzt sein. Ferner ist es möglich, am proximalen
Ende der Hohlsonde einen akustischen Sensor vorzusehen,
der eine Stein-/Weichgewebe-Erkennung ermöglicht.
Die Ausgestaltung, bei der der Stoßwellenleiter eine
Hohlsonde ist, kann sowohl dann, wenn ein nicht axial
wirkendes Transformationselement verwendet wird, als
auch bei axialer Anordnung der Stoßeinheit und des
Stoßweiterleiters eingesetzt werden. Im letzteren Falle
mündet die Hohlsonde an ihrem proximalen Ende in ein
weiterführendes Rohr, auf dem das Stoßelement mit einer
axialen Bohrung gleitet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
beschrieben, in der zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit einer Beschleunigungsstrecke,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung
mit zwei Beschleunigungsstrecken,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem als Stoßelement ein Spannhebel verwen
det wird, und
Fig. 4a und 4b zwei Alternativen eines vierten Ausfüh
rungsbeispiels, bei dem der Stoßweiterleiter
eine Hohlsonde ist.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines er
findungsgemäßen intrakorporales Behandlungssystem. In
einem Gehäuse 1 ist eine Stoßeinheit angeordnet, die
eine Beschleunigungsstrecke 2 für ein Projektil 3 auf
weist.
Die Beschleunigungsstrecke 2 besteht aus einem Rohr,
das mit einem Einlaß 4 an seinem proximalen Ende und
mit einem Auslaß 5 am seinem distalen Ende versehen
ist. Das Projektil besitzt eine zylindrische Grundform
mit abgerundeter Stirnfläche und seitlichen Einschnü
rungen.
Der Auslaß 5 führt in den Innenraum 6 des Gehäuses 1.
Der Einlaß 4 ist in ähnlicher Weise wie in der US-A-5
160 336 beschrieben mit einer Druckluftquelle, die
beispielsweise einen Druckluftspeicher aufweisen kann,
sowie gegebenenfalls einer Saugpumpe verbunden. Durch
den Unterdruck wird die "Rückholung" des Projektils aus
der distalen Endposition unterstützt.
Durch eine geeignete Beaufschlagung des Einlasses 4 mit
Über- bzw. Unterdruck wird das Projektil 3 derart be
schleunigt, daß es auf einen Hebel 7 auftrifft, der am
Gehäuse 1 angelenkt ist, und der zusätzlich einen als
Sonde ausgebildeten Stoßweiterleiter 8 beaufschlagt.
Der Stoßweiterleiter ist in den Körper einsetzbar, und
wird zur Übertragung des Stoßes an den Behandlungsort
durch das Target verschoben. Mit dem Bezugszeichen 9
ist eine Rückhohlfeder bezeichnet. 10 bezeichnet eine
Abdichtung am Gehäuse 1. Insbesondere mit "aktiver"
Rückholung des Projektils 3 durch Unterdruck sind Stoß
frequenzen zwischen 10 und mehr als 30 Hz erreichbar.
Fig. 1 ist zu entnehmen, daß die Längsachsen der Be
schleunigungsstrecke 2 und des Stoßweiterleiters 8
gegeneinander versetzt sind. Die Übertragung der kine
tischen Energie vom Projektil 3 auf den Stoßweiterlei
ter 8 erfolgt durch den Hebel 7, der als nicht axial
wirkendes Transformationselement dient. Durch die
kinetische Energie des Projektils 3 wird der Stoß
weiterleiter 8 um eine Strecke "stoßartig" ausgelenkt,
die durch die Geometrie des Hebels 7 und den Anschlag
des Hebels 7 in dem Rohr 2 bestimmt ist. Durch eine
Variation der Hebelverhältnisse kann die Elongation
entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall variiert
werden.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen weitere Ausführungsbeispiele
der Erfindung, bei denen gleiche bzw. entsprechende
Teile mit den selben Bezugszeichen wie in Fig. 1 ver
sehen sind, so daß auf eine erneute Vorstellung dieser
Teile verzichtet wird.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel weist zwei
Beschleunigungsstrecken 2′ und 2′′ mit jeweils einem
Projektil 3′ bzw. 3′′ auf. Beide Projektile 3′ bzw. 3′′
treffen auf ein Hebelsystem 7′ auf, das die kinetische
Energie der Projektile in den einzigen Stoßweiterleiter
8 einkoppelt.
Die Ansteuerung der Projektile kann dabei derart erfol
gen, daß die kinetische Energie der beiden Projektile
gleichzeitig oder kurzzeitig verglichen mit der Puls
breite eines Stoßes hintereinander in den Stoßweiterlei
ter eingekoppelt wird.
Bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbei
spielen treibt ein pneumatisches System das bzw. die
Projektile an. Selbstverständlich sind auch noch andere
Antriebssysteme, wie elektromagnetische oder Piezo-
Systeme verwendbar.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfin
dung, bei dem in dem Gehäuse 1 eine Stoßeinheit ange
ordnet ist, die einen Spannhebel 11 aufweist, der von
Hand gegen die Kraft einer Feder 12 gespannt wird. Beim
Auslösen des Spannhebels 11 schlägt dieser auf das
proximale Ende 8′ des Stoßweiterleiters 8, der gegen
die Kraft der Feder 9 verschiebbar im Gehäuse gelagert
ist. Durch die Wucht des auftreffenden Spannhebels 11
(gestrichelt eingezeichnet) wird der Stoßweiterleiter 8
verschoben und übt so eine zerstörende Wirkung auf das
Konkrement etc. aus.
Die Fig. 4a und 4b zeigen zwei Alternativen eines vier
ten Ausführungsbeispiels, bei dem der Stoßweiterleiter
8 eine Hohlsonde ist.
Bei dem in Fig. 4a gezeigten Ausführungsbeispiel sind
die Achsen der Beschleunigungsstrecke 2 und des Stoß
weiterleiters 8 gegeneinander versetzt. Wie bei dem in
Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel überträgt ein
Hebel 7, der als nicht axial wirkendes Transformations
element dient, die Bewegungsenergie des als Projektil 3
ausgebildeten Stoßelements auf das proximale Ende 8′
des Stoßweiterleiters 8. Der in dem Stoßweiterleiter 8
vorgesehene Kanal 13 ist über einen Schlauch 14 bei
spielsweise mit einer Saug- oder Spülquelle verbunden.
Bei dem in Fig. 4b gezeigten Ausführungsbeispiel sind
die Beschleunigungsstrecke 2 und der als Hohlsonde
ausgebildete Stoßweiterleiter 8 koaxial angeordnet. Die
Hohlsonde 8 mündet an ihrem proximalen Ende 8′ in ein
weiterführendes Rohr 14, auf dem das mit einer axialen
Bohrung versehene Projektil 3 gleitet.
Claims (21)
1. Intrakorporales Behandlungssystem zur Zertrümmerung
von Konkrementen, wie Steinen im harnableitenden Trakt,
Kalkablagerungen in Gefäßen oder Knochenzement, mit
- - einer Stoßeinheit, die in einer Beschleunigungs strecke ein Stoßelement derart beschleunigt, daß es auf ein Target auftrifft, und
- - einem als Sonde ausgebildeten Stoßweiterleiter, der in einen menschlichen Körper einsetzbar ist, und der zur Übertragung des Stoßes an den Behandlungs ort durch das Target verschoben wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Beschleuni
gungsstrecke und des Stoßweiterleiters gegeneinander
versetzt sind, und
daß das Target ein nicht axial wirkendes Transforma tionselement ist, das die Bewegungsenergie des Stoßele ments auf das proximale Ende des Stoßweiterleiters überträgt.
daß das Target ein nicht axial wirkendes Transforma tionselement ist, das die Bewegungsenergie des Stoßele ments auf das proximale Ende des Stoßweiterleiters überträgt.
2. Intrakorporales Behandlungssystem zur Zertrümmerung
von Konkrementen, wie Steinen im harnableitenden Trakt,
Kalkablagerungen in Gefäßen oder Knochenzement, mit
- - einer Stoßeinheit, die in einer Beschleunigungs strecke ein Stoßelement derart beschleunigt, daß es auf ein Target auftrifft, und
- - einem als Sonde ausgebildeten Stoßweiterleiter, der in einen menschlichen Körper einsetzbar ist, und der zur Übertragung des Stoßes an den Behandlungs ort durch das Target verschoben wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßelement ein Spann
hebel ist.
3. Behandlungssystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebel auf ein
Target auftrifft, das ein nicht axial wirkendes Trans
formationselement ist, und das die Bewegungsenergie des
Stoßelements auf das proximale Ende des Stoßweiter
leiters überträgt.
4. Behandlungssystem nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Spannhebel
vorgesehen sind.
5. Behandlungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Beschleuni
gungsstrecken mit jeweils einem Körper vorgesehen sind.
6. Behandlungssystem nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Transforma
tionselement vorhanden ist.
7. Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Transformationselement
ein Hebelsystem ist.
8. Behandlungssystem nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hebellänge einstellbar
ist, so daß die Elongation des Stoßweiterleiters einge
stellt werden kann.
9. Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die kinetische Energie
mehrerer Stoßelemente gleichzeitig in den Stoßweiter
leiter eingekoppelt wird.
10. Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die kinetische Energie
mehrerer Stoßelemente kurzzeitig verglichen mit der
Pulsbreite eines Stoßes hintereinander in den Stoß
weiterleiter eingekoppelt wird.
11. Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 4
bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Stoßelemente
eine zylindrische Grundform mit abgerundeter Stirn
fläche und seitlichen Einschnürungen haben.
12. Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 4
bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Stoßelemente
Kugeln sind.
13. Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis
12,
dadurch gekennzeichnet, daß ein pneumatisches System
das bzw. die Stoßelemente antreibt.
14. Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis
12,
dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Stoßelemente
jeweils durch wenigstens eine Feder angetrieben werden,
die von Hand gespannt wird.
15. Behandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14
oder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßweiterleiter eine
Hohlsonde ist.
16. Behandlungssystem nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlsonde an ihrem
proximalen Ende in ein weiterführendes Rohr mündet, auf
dem das Stoßelement mit einer axialen Bohrung gleitet.
17. Behandlungssystem nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal in der Hohlsonde
als Saug- oder Spülkanal dient.
18. Behandlungssystem nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß in den Kanal die Sonde
eines weiteren Lithotripsiesystems, wie eines
elektrohydraulischen Systems eingesetzt ist.
19. Behandlungssystem nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß am proximalen Ende der
Hohlsonde ein akustischer Sensor vorgesehen ist, der
eine Stein-/Weichgewebe-Erkennung ermöglicht.
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