DE19728718C2

DE19728718C2 - Device for generating focused acoustic waves

Info

Publication number: DE19728718C2
Application number: DE19728718A
Authority: DE
Inventors: Rolf Lindner; Bernd Granz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2017-07-05
Also published as: DE19728718A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung fokussierter akustischer Wellen.The invention relates to a device for generating focused acoustic waves.

Derartige Vorrichtungen weisen in der Regel eine akustische Wellen erzeugende Quelle in Form einer Ultraschallquelle oder einer piezoelektrischen oder elektromagnetischen Druckimpuls quelle auf, wobei letztere zur Erzeugung der akustischen Wel len in einem akustischen Ausbreitungsmedium mit einer stoßar tig antreibbaren Membran versehen sind. Die Vorrichtungen können für unterschiedliche Zwecke verwendet werden, z. B. in der Medizin zur Diagnostik und/oder Therapie, beispielsweise um im Körper eines Patienten befindliche Konkremente zu orten und diese nicht-invasiv mit Stoßwellen zu zertrümmern oder pathologische Gewebeveränderungen ebenfalls nicht-invasiv zu behandeln. Die Vorrichtungen werden dabei stets in geeigneter Weise mit einem jeweils zu beschallenden Objekt akustisch ge koppelt, so daß beispielsweise die in dem akustischen Aus breitungsmedium erzeugten Stoßwellen in das Objekt eingelei tet werden können. Die Vorrichtung und das zu beschallende Objekt müssen dabei relativ zueinander so ausgerichtet sein, daß der zu beschallende Bereich des Objektes sich im Ausbrei tungsweg der akustischen Wellen befindet. Falls die Vorrich tung fokussierte Stoßwellen abgibt, muß außerdem sicherge stellt sein, daß sich der zu beschallende Bereich des Objek tes in dem Fokusbereich der akustischen Stoßwellen befindet.Such devices usually have an acoustic Wave generating source in the form of an ultrasound source or a piezoelectric or electromagnetic pressure pulse source, the latter for the generation of the acoustic world len in an acoustic propagation medium with a shock drivable membrane are provided. The devices can be used for different purposes, e.g. B. in medicine for diagnosis and / or therapy, for example to locate concrements in a patient's body and smash them non-invasively with shock waves or pathological tissue changes are also non-invasive to treat. The devices are always suitable Way with each object to be acoustically ge couples, so that for example in the acoustic off spreading medium generated shock waves into the object can be tet. The device and the sound to be sonicated Object must be aligned relative to each other so that the area of the object to be sonicated is spread path of the acoustic waves. If the Vorrich device delivers focused shock waves, must also ensure represents that the area of the object to be sonicated tes in the focus area of the acoustic shock waves.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist beispiels weise aus der DE 35 03 688 A1 bekannt, bei der im Ausbrei tungsweg akustischer Stoßwellen zwei Druckaufnehmer angeord net sind. Die Druckaufnehmer dienen der Ermittlung des Druck verlaufes der akustischen Stoßwellen an vorgegebenen Punkten der Laufstrecke, worin eine Sicherheitsmaßnahme liegt, um die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung kontinuierlich zu überwa chen.A device of the type mentioned is an example Wise known from DE 35 03 688 A1, in which the spread path of acoustic shock waves two pressure transducers arranged are not. The pressure sensors are used to determine the pressure course of the acoustic shock waves at predetermined points the running route, in which a safety measure lies, around the Continuously functioning of the device chen.

Aus der DE 40 34 533 C1 ist eine Druckimpulsquelle mit einer der Fokussierung der erzeugten Druckimpulse auf eine Fokus zone dienenden Sammellinse bekannt. Die Sammellinse weist Meßzonen auf, in denen piezoelektrische Polymerfolien enthal tende Drucksensoren angeordnet sind. Mit Hilfe der Drucksen soren kann während des Betriebes der Druckimpulsquelle der Spitzenwert bzw. der zeitliche Verlauf des Druckes der Druck impulse kontrolliert und die Druckimpulsquelle relativ zu ei nem zu beschallenden Objekt ausgerichtet werden.From DE 40 34 533 C1 is a pressure pulse source with a the focus of the generated pressure impulses on a focus zone serving collecting lens known. The converging lens points Measuring zones in which contain piezoelectric polymer films tend pressure sensors are arranged. With the help of the pressure sensors can operate during the operation of the pressure pulse source Peak value or the time course of the pressure impulse controls and the pressure pulse source relative to egg be aligned to an object to be sonicated.

Aus der DE 43 37 515 C2 ist es außerdem bekannt, Sensoren in elektronischen Endverbraucher-Geräten zur Erfassung von alterungs-, sicherheits-, gesundheits- und umweltrelevanten Größen vorzusehen.From DE 43 37 515 C2 it is also known to sensors in electronic consumer devices for recording aging, safety, health and environmental issues Sizes.

Da die Quellen akustischer Wellen eine nur begrenzte Lebens dauer besitzen, welche in der Regel stark abhängig ist von der erzeugten Anzahl akustischer Wellen bzw. akustischer Stoßwellen im speziellen (Stoßwellenzahl), sind zu Kontroll zwecken Zähleinrichtungen vorgesehen, welche die Anzahl der elektrischen Auslösungsimpulse von akustischen Wellen zählen. Die Kenntnis der Anzahl der erzeugten akustischen Wellen ei ner Quelle ist sowohl für die Entwicklung und Fertigung der artiger Quellen als auch für geschäftliche Belange von Inter esse, da die Garantieleistung einer Quelle unter anderem von der Anzahl der mit der Quelle erzeugten akustischen Wellen abhängig ist.Because the sources of acoustic waves have a limited life possess duration, which is usually strongly dependent on the number of acoustic waves or acoustic waves generated Shock waves in particular (number of shock waves) are to be checked For the purpose of counting devices, the number of count electrical triggers of acoustic waves. Knowing the number of acoustic waves generated ner source is for both the development and manufacture of the like sources as well as for business matters of Inter eat, because the guarantee of a source includes the number of acoustic waves generated by the source is dependent.

Aus der DE 35 43 096 C2 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Zertrümmerung von Körperkonkrementen bekannt, welche eine Sonde mit Entladungselektroden zum Erzeugen einer Schockwelle aufweist. Da sich die Entladungselektroden bei der Schockwel lenerzeugung abnutzen, muß die Sonde nach einer bestimmten Zeitdauer ersetzt werden. Um den Auswechselzeitpunkt der Sonde zu bestimmen, weist die Vorrichtung eine Zähleinrich tung auf, welche die von einem die Sonde steuernden Pulsgene rator ausgehenden elektrischen Signale zählt und speichert.DE 35 43 096 C2, for example, is a device known for crushing body concretions, which a Probe with discharge electrodes to generate a shock wave having. Since the discharge electrodes at Schockwel wear generation, the probe must after a certain Period of time to be replaced. At the time of the replacement To determine the probe, the device has a counting device device that detects the pulse genes that control the probe outgoing electrical signals counts and stores.

Als nachteilig erweist es sich, daß die bekannten Zählein richtungen, z. B. durch Überdrehen der Zähler, manipulierbar sind, da ein Zählen der Zähleinrichtungen bewirkt werden kann, ohne daß tatsächlich eine akustische Welle bei spielsweise eine Stoßwelle in einem Ausbreitungsmedium durch ein stoßartiges Antreiben einer Membran einer Druckimpulsquelle erzeugt worden ist. Dies kann zum einen zu unberech tigten Garantieleistungen und zum anderen zu einer Verfäl schung von Forschungsergebnissen über derartige Quellen füh ren.It turns out to be disadvantageous that the known counting directions, e.g. B. by overturning the counter, manipulable are because the counting devices are effected can without actually having an acoustic wave for example, a shock wave in a propagation medium an impulsive driving of a membrane of a pressure pulse source has been generated. For one thing, this can be too unpredictable warranty and, on the other hand, a forfeiture research results from such sources ren.

Aus der DE 29 17 213 A1 ist im übrigen eine Vorrichtung zum Ermitteln der Stärke des Klopfens einer Brennkraftmaschine bekannt, welche einen an dem Gehäuse der Brennkraftmaschine angebrachten Schwingungssensor aufweist. Dem Schwingungssen sor ist eine Signalverarbeitungseinrichtung und eine einen Zähler zum Zählen des Auftretens von Klopfen aufweisende De tektoreinrichtung zugeordnet.DE 29 17 213 A1 is a device for Determine the knock strength of an internal combustion engine known which one on the housing of the internal combustion engine has attached vibration sensor. The Schwingungssen sor is a signal processing device and a Counter for counting the occurrence of knocking De tector device assigned.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung der eingangs genannten Art derart auszuführen, daß nur die von der Quelle tatsächlich erzeugten fokussierten akusti schen Wellen gezählt werden.The invention is therefore based on the object, a Vorrich device of the type mentioned in such a way that only the focused acoustics actually generated by the source waves are counted.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vor richtung zur Erzeugung fokussierter akustischer Wellen mit einer elektromagnetischen Druckimpulsquelle, welche einen Spulenträger aufweist, auf dessen einer Seite eine Spule und eine Membran angeordnet sind, und mit einem für akustische Wellen empfindlichen Sensorelement, dem eine elektrische Schaltungsanordnung zum Zählen der von der Druckimpulsquelle erzeugten akustischen Wellen zugeordnet ist, wobei das Sensorelement auf der der Spule abgewandten Seite des Spulenträgers angeordnet ist. Dadurch, daß das Sensorelement für akustische Wellen empfindlich ist, wird von der Schaltungsanordnung tatsächlich jede erzeugte akustische Welle unmanipulierbar gezählt und nicht die manipulierbare Zahl elektrischer Auslösungsimpulse wie bei den bekannten Vorrichtungen. Auf diese Weise sind unberechtigte, durch Ma nipulation erwirkte Garantieansprüche auf derartige Quellen praktisch ausgeschlossen und Ergebnisse aus der Auswertung der mit derartigen Quellen erzielten Anzahl von akustischen Wellen für zukünftige Entwicklungen zuverlässiger. According to the invention, this object is achieved by a front direction for generating focused acoustic waves with an electromagnetic pressure pulse source, which a Has coil carrier, on one side a coil and a membrane are arranged, and with one for acoustic Wavesensitive sensor element, which is an electrical Circuit arrangement for counting the pressure pulse source generated acoustic waves is assigned, the Sensor element on the side facing away from the coil Coil carrier is arranged. The fact that the sensor element is sensitive to acoustic waves Circuitry actually generated any acoustic Wave counted unmanipulable and not the manipulable Number of electrical trigger pulses as in the known Devices. In this way, are unauthorized, by Ma nipulation made warranty claims on such sources practically excluded and results from the evaluation the number of acoustic signals achieved with such sources Waves more reliable for future developments.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die elektrische Schaltungsanordnung einen Festwertspeicher, d. h. einen nicht flüchtigen Speicher, aufweist. Die aktuelle Anzahl von er zeugten akustischen Wellen wird jeweils in dem Festwertspei cher gespeichert, der die Anzahl der erzeugten akustischen Wellen auch bei Ausfall der Spannungsversorgung der Schal tungsanordnung auf vorteilhafte Weise behält.A variant of the invention provides that the electrical Circuit arrangement a read-only memory, d. H. not one volatile memory. The current number of er generated acoustic waves is in each case in the fixed value cher saved the number of acoustic generated Waves even if the power supply to the scarf fails keeps arrangement in an advantageous manner.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Spannungsversorgung des Sensorelementes und der elektrischen Schaltungsanordnung netzunabhängig, beispiels weise mittels einer Batterie, erfolgt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Schaltungsanordnung mit Zähler nicht ohne weiteres von der elektrischen Spannungsversorgung der Quelle abklemmbar ist. Die Schaltungsanordnung ist also unab hängig von der Quelle stets im Betrieb, wobei die Lebensdauer der Batterie der Lebensdauer der Vorrichtung entsprechend an gepaßt ist oder gegebenenfalls in Servicezyklen ausgetauscht wird.A particularly preferred embodiment of the invention provides before that the voltage supply of the sensor element and the electrical circuit arrangement independent of the network, for example wise by means of a battery. That way ensures that the circuitry with counter is not from the electrical power supply of the Source is disconnectable. The circuit arrangement is therefore independent depending on the source always in operation, the lifespan the battery according to the life of the device is fitted or, if necessary, exchanged in service cycles becomes.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß das Sen sorelement und die Schaltungsanordnung mit der Vorrichtung unlösbar verbunden und gegen unberechtigte Zugriffe gesichert sind. Auf diese Weise sind Manipulationen der Schaltungsanordnung zum Zählen praktisch ausgeschlossen, da das Sensorelement und die Schaltungsanordnung einerseits nicht unberechtigterweise von der Vorrichtung getrennt werden können und andererseits auch an der Vorrichtung durch die Zu griffssicherung durch Unberechtigte nicht zugänglich sind. Eine solche Zugriffssicherung kann beispielsweise in einer verplombten Anordnung des Sensorelementes und der Schaltungs anordnung in der Vorrichtung liegen, bei der ein unberechtig ter Zugriff auf das Sensorelement bzw. die Schaltungsanord nung oder deren Energieversorgung sofort augenfällig ist. Another variant of the invention provides that the Sen sorelement and the circuit arrangement with the device permanently connected and secured against unauthorized access are. In this way, manipulations are the Circuitry for counting practically impossible because the sensor element and the circuit arrangement on the one hand not be separated from the device without authorization can and on the other hand on the device by the Zu handle security by unauthorized persons are not accessible. Such access protection can, for example, in a sealed arrangement of the sensor element and the circuit arrangement in the device, in which an unwarranted ter access to the sensor element or the circuit arrangement voltage or its energy supply is immediately apparent.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Sen sorelement ein piezoelektrisches Sensorelement ist, welches bei direkter Ankopplung an die Quelle akustischer Wellen be sonders geeignet für die Erfassung der akustischen Wellen ist. Piezoelektrische Sensorelemente zeichnen sich durch ihre Robustheit und ihre Zuverlässigkeit aus.An embodiment of the invention provides that the Sen sensor element is a piezoelectric sensor element, which with direct coupling to the source of acoustic waves especially suitable for the detection of acoustic waves is. Piezoelectric sensor elements are characterized by their Robustness and reliability.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the accompanying shown schematic drawings. Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung aku stischer Wellen in schematischer Darstellung im Längsschnitt und Fig. 1 shows an inventive device for generating acoustic waves in a schematic representation in longitudinal section and

Fig. 2 in exemplarischer Darstellung ein Spannungssignal des Sensorelementes und ein Stromsignal einer Spule der Quelle aus Fig. 1. FIG. 2 shows an example of a voltage signal of the sensor element and a current signal of a coil of the source from FIG. 1.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrich tung handelt es sich um einen zur Zertrümmerung von Konkre menten im Körper eines Lebewesens dienenden Stoßwellengenera tor, der ein rohrförmiges Gehäuse 1 aufweist, das an seinem einen Ende durch eine insgesamt mit 2 bezeichnete Druckim pulsquelle und an seinem anderen Ende durch eine flexible Koppelmembran 3 verschlossen ist.In the illustrated in Fig. 1 of the invention Vorrich tung is a calculus disintegrating Konkre elements in the body of a living organism serving Stoßwellengenera gate, having a tubular housing 1, the pulse source at one end thereof by a generally designated 2 Druckim and is closed at its other end by a flexible coupling membrane 3 .

Die Druckimpulsquelle 2 weist eine auf einer ebenen Auflage fläche eines Spulenträgers 4 angeordnete Spule 5 auf. Diese besitzt die Anschlüsse 6 und 7, wobei die die Anschlüsse 6 und 7 verbindenden Windungen der Spule 5, eine der Windungen ist mit dem Bezugszeichen 8 versehen, spiralförmig verlaufen. Der Spulenträger 4 ist aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, z. B. Aluminiumoxidkeramik, gebildet. Der Raum zwischen den Windungen der Spule 5 ist mit einem elektrisch isolierenden Gießharz ausgefüllt. Die Anschlüsse 6 und 7 der Spule 5 sind mit einem elektrischen Hochspannungsimpulsgene rator 9 verbunden.The pressure pulse source 2 has a coil 5 arranged on a flat support surface of a coil carrier 4 . This has the connections 6 and 7 , the turns of the coil 5 connecting the connections 6 and 7 , one of the turns being provided with the reference symbol 8 , running in a spiral. The coil carrier 4 is made of an electrically insulating material, for. B. alumina ceramic formed. The space between the turns of the coil 5 is filled with an electrically insulating resin. The connections 6 and 7 of the coil 5 are connected to an electrical high-voltage pulse generator 9 .

Unter Zwischenfügung einer Isolierfolie 10 ist der von dem Spulenträger 4 abgewandten Seite der Spule 5 gegenüberliegend eine kreisscheibenförmige ebene Membran 11 angeordnet, die aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise Kup fer, besteht. Die Membran 11, die Isolierfolie 10 und die Spule 5 sind mit dem Spulenträger 4 mittels eines an diesem angebrachten Zentrierrandes zu einer Einheit zusammengefaßt. Diese Einheit ist mittels eines in dem Spulenträger 4 anlie genden Ringes 12 und mehreren Schrauben, es sind lediglich die Mittellinien zweier Schrauben strichpunktiert angedeutet, gegen einen in der Bohrung des Gehäuses vorgesehenen Absatz 13 gepreßt. Dabei liegt die Membran 11 eventuell unter Zwi schenfügung geeigneter, nicht dargestellter Dichtmittel flüs sigkeitsdicht an dem Absatz 13 an. An der von der Membran 11 abgewandten Seite des Absatzes 13 liegt eine plankonkave aku stische Sammellinse 14, die beispielsweise aus Polystyrol besteht, mit ihrer planen Seite flüssigkeitsdicht an. Die Sam mellinse 14 ist mittels eines schematisch angedeuteten, in die Bohrung des Gehäuses 1 eingesetzten Halteringes 15 axial fixiert. In dem zwischen der Sammellinse 14 und der Membran 11 begrenzten ersten Raum befindet sich eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser. In einem zwischen der Sammellinse 14 und der Koppelmembran 3 befindlichen zweiten Raum, der von dem ersten Raum mittels der Sammellinse 14 flüssigkeitsdicht getrennt ist, ist ebenfalls eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, enthalten.With the interposition of an insulating film 10 , the side of the coil 5 facing away from the coil carrier 4 is arranged opposite a circular disk-shaped flat membrane 11 , which consists of an electrically conductive material, for example copper fer. The membrane 11 , the insulating film 10 and the coil 5 are combined with the coil carrier 4 by means of a centering rim attached to this to form a unit. This unit is pressed by means of a ring 12 in the coil carrier 4 and several screws, only the center lines of two screws are indicated by dash-dotted lines, pressed against a shoulder 13 provided in the bore of the housing. The membrane 11 is possibly interposed with suitable, not shown sealant liquid-tight on the paragraph 13 . On the side facing away from the membrane 11 of the paragraph 13 is a plano-concave acoustic lens 14 , which consists for example of polystyrene, with its flat side liquid-tight. The Sam lens 14 is axially fixed by means of a schematically indicated, inserted into the bore of the housing 1 retaining ring 15 . A liquid, for example water, is located in the first space delimited between the converging lens 14 and the membrane 11 . A liquid, for example water, is likewise contained in a second space located between the converging lens 14 and the coupling membrane 3 and which is separated from the first room by means of the converging lens 14 in a liquid-tight manner.

An dem Spulenträger 4 ist im Falle des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels auf der der Spule 5 abgewandten Seite des Spu lenträgers 4 ein piezoelektrisches Sensorelement 16, bei spielsweise ein Polyvinylidenfluorid (PVDF)-Sensor, angekop pelt. Das Sensorelement 16 ist in nicht näher dargestellter Weise mittels einer unlösbaren Verbindung, z. B. Kleben, an dem Spulenträger 4 befestigt.On the spool carrier 4, in the case of the present example exporting approximately on the opposite side of the coil 5 Spu lenträgers 4, a piezoelectric sensor element 16, play, pelt angekop with a polyvinylidene fluoride (PVDF) sensor. The sensor element 16 is in a manner not shown by means of an inseparable connection, for. B. gluing, attached to the coil support 4 .

Dem Sensorelement 16 ist eine ebenfalls von dem Spulenträger 4 unlösbare elektrische Schaltungsanordnung zugeordnet. Die Schaltungsanordnung weist im Falle des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels einen Festwertspeicher 17, ein Filter 18 und einen Zähler 19 auf. Die Spannungsversorgung des Sensorele mentes 16, des Festwertspeichers 17, des Filters 18 und des Zählers 19 erfolgt im Falle des vorliegenden Ausführungsbei spiels netzunabhängig über eine Batterie 20. Das Sensorele ment 16, die Schaltungsanordnung und die Batterie 20 sind in einem, in nicht dargestellter Weise unlösbar an dem Spulen träger 4 befestigten Gehäuse 21 angeordnet. Das Gehäuse 21 ist in ebenfalls nicht dargestellter Weise mit einer Plombe verschlossen, so daß das Sensorelement 16 die Schaltungsan ordnung und die Batterie 20 gegen unberechtigten Zugriff ge sichert sind. An electrical circuit arrangement which is also non-detachable from the coil carrier 4 is assigned to the sensor element 16 . In the case of the present exemplary embodiment, the circuit arrangement has a read-only memory 17 , a filter 18 and a counter 19 . The voltage supply to the sensor element 16 , the read-only memory 17 , the filter 18 and the counter 19 takes place in the case of the present embodiment, independently of the mains, via a battery 20 . The Sensorele element 16 , the circuit arrangement and the battery 20 are arranged in a non-releasable manner in a manner not shown on the coil carrier 4 attached housing 21 . The housing 21 is also closed in a manner not shown with a seal, so that the sensor element 16, the circuit arrangement and the battery 20 are secured against unauthorized access.

Mittels des beschriebenen Stoßwellengenerators werden Stoß wellen in an sich bekannter Weise erzeugt, indem die Spule 5 mittels des Hochspannungsimpulsgenerators 9 mit einem Hoch spannungsimpuls beaufschlagt wird. Die Spule 5 baut daraufhin äußerst rasch ein Magnetfeld auf, welches in der Membran 11 einen Strom induziert, der dem durch die Spule 5 fließenden Strom entgegengesetzt ist. Dieser Strom erzeugt ein Magnet feld, das dem zu dem durch die Spule fließenden Strom erzeug ten Magnetfeld entgegengesetzt ist. Infolge der hierbei auf tretenden Abstoßungskräfte wird die Membran 11 schlagartig von der Spule 5 wegbewegt, wodurch in das als akustisches Ausbreitungsmedium an die Membran 11 angrenzende, in dem er sten Raum befindliche Wasser ein zunächst ebener Druckimpuls eingeleitet wird (Hauptausbreitungsweg). Dieser wird mittels der Sammellinse 14 in der in der Fig. 1 strichpunktiert ange deuteten Weise auf eine Fokuszone F fokussiert, die auf der Mittelachse M des Stoßwellengenerators liegt. Der fokussierte Druckimpuls breitet sich dann in dem in dem zweiten Raum als akustisches Ausbreitungsmedium enthaltenen Wasser aus. Wird der Stoßwellengenerator mittels der Koppelmembran 3 unter Zu hilfenahme einer an sich bekannten Ortungsvorrichtung, z. B. einer Röntgenortungsvorrichtung, in einer solchen Position an den Körper eines zu behandelnden Lebewesens L angepreßt, daß sich ein zu zertrümmerndes Konkrement K, beispielsweise der Stein einer Niere N, in der Fokuszone F befindet, kann das Konkrement K durch eine Serie von Druckimpulsen in Fragmente zertrümmert werden, die so klein sind, daß sie auf natürli chem Wege ausgeschieden werden können. Übrigens steilen sich die von der Membran 11 ausgehenden Druckimpulse auf ihrem Weg durch das im ersten und im zweiten Raum befindliche Wasser sowie das Körpergewebe des Lebewesens 11 allmählich zu Stoß wellen auf, bei denen es sich um Druckimpulse mit sehr stei ler Anstiegsfront handelt.By means of the shock wave generator described shock waves are generated in a known manner by the coil 5 is acted upon by the high voltage pulse generator 9 with a high voltage pulse. The coil 5 then builds up a magnetic field extremely rapidly, which induces a current in the membrane 11 which is opposite to the current flowing through the coil 5 . This current generates a magnetic field that is opposite to the magnetic field generated through the current flowing through the coil. As a result of the repulsive forces occurring here, the membrane 11 is suddenly moved away from the coil 5 , causing an initially even pressure pulse to be introduced into the water adjacent to the membrane 11 , in which it is located in the most space (main propagation path). This is focused by means of the converging lens 14 in the manner indicated by dash-dotted lines in FIG. 1 onto a focus zone F which lies on the central axis M of the shock wave generator. The focused pressure pulse then spreads out in the water contained in the second room as the acoustic propagation medium. If the shock wave generator by means of the coupling membrane 3 with the help of a location device known per se, for. B. an X-ray locating device, pressed in such a position on the body of a living being to be treated that a concretion K to be broken, for example the stone of a kidney N, is in the focus zone F, the concrement K can be caused by a series of pressure pulses in Fragments are crushed that are so small that they can be excreted naturally. Incidentally, the pressure impulses emanating from the membrane 11 gradually rise to shock waves on their way through the water in the first and second spaces and the body tissue of the living being 11 , which are pressure impulses with a very steep rise front.

Bei jedem in Richtung des Hauptausbreitungsweges erzeugten Druckimpuls tritt dabei auch jeweils ein akustischer Impuls auf, welcher auf die der Spule 5 abgewandte Seite des Spulen trägers 4 läuft, an welcher das Sensorelement 16 angeordnet ist. Jeder dieser Impulse wird von dem Sensorelement 16, des sen Empfindlichkeit der Pulsstärke entsprechend gewählt ist, registriert. Das zu einem Impuls gehörige Ausgangssignal des Sensorelementes 16 wird der Schaltungsanordnung zur weiteren Signalaufbereitung und Formung zugeführt. Fig. 2(a) zeigt ein typisches Spannungssignal, welches das Sensorelement 16 nach Auslösung eines Druckimpulses der Druckimpulsquelle 2 auf der der Spule 5 abgewandten Seite des Spulenträgers 4 liefert. Fig. 2(b) zeigt im Vergleich hierzu ein typisches Stromsignal für die Erregung der Spule 5 zur Auslösung eines Druckimpulses.With each pressure pulse generated in the direction of the main propagation path, an acoustic pulse also occurs, which runs on the side of the coil carrier 4 facing away from the coil 5 , on which the sensor element 16 is arranged. Each of these pulses is registered by the sensor element 16 , the sensitivity of the pulse strength is selected accordingly. The output signal of the sensor element 16 belonging to a pulse is fed to the circuit arrangement for further signal processing and shaping. Fig. 2 (a) shows a typical voltage signal 16 at the coil provides the sensor element after release of a pressure pulse of the pressure pulse source 2 5 side of the coil facing away from the carrier 4. In comparison, FIG. 2 (b) shows a typical current signal for the excitation of the coil 5 for triggering a pressure pulse.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird das Aus gangssignal des Sensorelementes 16 dem Filter 18 zugeführt, bei dem es sich beispielsweise um ein Mittelwertfilter han deln kann. Liegt die Signalspitze des Ausgangssignals des Filters 18, welches dem Zähler 19 zugeführt wird, über einem in Fig. 2(a) mit gestrichelten Linien angedeuteten, einstell baren Schwellwert, wird der ausgelöste Druckimpuls vom Zähler 19 gezählt, dessen Ausgangswert sich um 1 erhöht und dem Festwertspeicher 17 zugeführt wird. Der Festwertspeicher 17, bei dem es sich um einen nicht flüchtigen Speicher handelt, welcher seinen Wert bzw. die in ihm gespeicherten Werte auch bei einem Spannungsausfall behält, speichert den jeweils ak tuellen Wert der Stoßwellenzahl. Diese kann dem Festwertspei cher 17 jederzeit durch eine berechtigte Person entnommen werden. Der Schwellwert wird dabei so festgelegt, daß jeder Druckimpuls und damit jede erzeugte akustische Welle, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels jede Stoßwelle, zuverlässig gezählt wird.In the case of the present exemplary embodiment, the output signal from the sensor element 16 is fed to the filter 18 , which can be, for example, an average filter. If the signal peak of the output signal of the filter 18 , which is supplied to the counter 19 , is above an adjustable threshold value indicated in FIG. 2 (a) with dashed lines, the triggered pressure pulse is counted by the counter 19 , the output value of which increases by 1 and the read-only memory 17 is supplied. The read-only memory 17 , which is a non-volatile memory, which retains its value or the values stored in it even in the event of a power failure, stores the current value of the shock wave number. This can be removed from the fixed value memory 17 at any time by an authorized person. The threshold value is determined in such a way that every pressure pulse and thus every acoustic wave generated, in the case of the present exemplary embodiment every shock wave, is counted reliably.

Es wird also deutlich, daß im Falle der vorliegenden Erfin dung die tatsächlich mit der Druckimpulsquelle 2 erzeugte An zahl von Stoßwellen mittels des Sensorelementes 16 und der Schaltungsanordnung zuverlässig und unmanipulierbar gezählt werden kann. Durch die Anordnung des Sensorelementes 16 der Schaltungsanordnung und der Batterie 20 in dem Gehäuse 21 ist ein unberechtigter Zugriff auf die jeweiligen Elemente durch Nichtberechtigte nicht möglich. Des weiteren stellt die netz unabhängige Spannungsversorgung des Sensorelementes und der Schaltungsanordnung sicher, daß ein Abklemmen des Sensorele mentes und der Schaltungsanordnung von der Spannungsversor gung unmöglich ist und somit das Sensorelement und die Schal tungsanordnung stets im Betrieb sind.It is therefore clear that in the case of the present invention, the number of shock waves actually generated with the pressure pulse source 2 can be counted reliably and unmanipulable by means of the sensor element 16 and the circuit arrangement. Due to the arrangement of the sensor element 16 of the circuit arrangement and the battery 20 in the housing 21 , unauthorized access to the respective elements by unauthorized persons is not possible. Furthermore, the network-independent voltage supply of the sensor element and the circuit arrangement ensures that disconnection of the sensor element and the circuit arrangement from the voltage supply is impossible, and thus the sensor element and the circuit arrangement are always in operation.

Das Sensorelement 16 muß dabei nicht notwendigerweise ein piezoelektrisches, sondern kann beispielsweise auch ein pie zoresistives oder andersgeeignetes akustisches Sensorelement sein. Die Schaltungsanordnung muß nicht, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, aus einem Filter, einem Zähler und einem Festwertspeicher bestehen, sondern kann auch, falls notwen dig, andere Schaltungselemente, beispielsweise Verstärker, aufweisen.The sensor element 16 does not necessarily have to be a piezoelectric, but can for example also be a piezoresistive or otherwise suitable acoustic sensor element. The circuit arrangement need not, as in the present exemplary embodiment, consist of a filter, a counter and a read-only memory, but can, if necessary, also have other circuit elements, for example amplifiers.

Die Spannungsversorgung muß nicht notwendigerweise batterie betrieben, sondern kann beispielsweise auch durch einen Akku mulator mit ausreichender Kapazität erfolgen.The power supply does not necessarily need a battery operated, but can also, for example, by a battery with sufficient capacity.

Des weiteren können das Sensorelement 16, die Schaltungsan ordnung und die Batterie 20 auch durch andere Maßnahmen als ein verplombtes Gehäuse 21 vor unberechtigtem Zugriff ge schützt sein.Furthermore, the sensor element 16 , the circuit arrangement and the battery 20 can also be protected against unauthorized access by measures other than a sealed housing 21 .

Obwohl die Erfindung ausschließlich am Beispiel eines, medi zinischen Zwecken dienenden Stoßwellengenerators beschrieben ist, kann sie auch bei anderen Druckimpulsgeneratoren Verwen dung finden.Although the invention is based solely on the example of a medi shock wave generator serving zinischen purposes it can also be used with other pressure pulse generators find.

Claims

1. Device for generating focused acoustic waves with an electromagnetic pressure pulse source ( 2 ) which has a coil carrier ( 4 ), on one side of which a coil ( 5 ) and a membrane ( 11 ) are arranged, and with a sensor element sensitive to acoustic waves ( 16 ), which is associated with an electrical circuit arrangement for counting the acoustic waves generated by the pressure pulse source ( 2 ), the sensor element ( 16 ) being arranged on the side of the coil carrier ( 4 ) facing away from the coil ( 5 ).

2. Device according to claim 1, wherein the electrical circuit arrangement has a read-only memory ( 17 ).

3. Device according to one of claims 1 or 2, in which the voltage supply of the sensor element ( 16 ) and the elec trical circuit arrangement is independent of the mains.

4. Device according to one of claims 1 to 3, in which the sensor element ( 16 ) and the circuit arrangement with the on direction are inextricably connected and secured against unauthorized access.

5. Device according to one of claims 1 to 4, wherein the sensor element is a piezoelectric sensor element ( 16 ).