DE202006007044U1

DE202006007044U1 - Medizinisches Instrument zur Behandlung von biologischem Gewebe

Info

Publication number: DE202006007044U1
Application number: DE200620007044
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2016-04-29

Abstract

Medizinisches Instrument zur Behandlung von biologischem Gewebe, bestehend aus einer Einrichtung zur Erzeugung von Druckwellen und zur Übertragung dieser Druckwellen auf eine Drucksonde (15) zur Einkopplung der Druckwellen in das biologische Gewebe, wobei die Übertragung der Druckwellen auf die Drucksonde (15) über ein axial bewegliches Übertragungselement (6) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsflächen zwischen dem beweglichen Übertragungselement (6) und der Drucksonde (15) unter einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Übertragungsgliedes (6) von kleiner als 90° ausgerichtet sind und die Drucksonde (15) aus einem für einen bestimmten Anwendungsfall ausgewählten Material besteht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein medizinisches Instrument zur Behandlung von biologischem Gewebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Instrumente werden dazu verwendet, den Heilungsprozess z. B. nach Knochenbrüchen oder bei Tendopathie durch ihre Druck- und Stoßwellenfunktionen sowie zur Schmerztherapie im knochennahen Weichteilbereich des Stütz- und Bewegungsapparates durch Massagefunktionen zu unterstützen.
Zur Behandlung der entsprechenden Gewebebereiche werden medizinische Instrumente mit einer Einrichtung zum Erzeugen von extrakorporalen Druckwellen und mit einem Übertragungselement zum Einkoppeln der Druckwellen in den Körper von Lebewesen verwendet.
Diese medizinischen Instrumente bestehen in der Regel aus einem Gehäuse mit einem pneumatischen Zylinderraum, in dem ein gleitfähiges metallisches Schlagteil geführt wird. Die proximale Seite des pneumatischen Zylinderraumes ist mit einer Druckluftzuführung verbunden, während die distale Seite des Zylinderraumes mit einer beweglichen Drucksonde abgeschlossen ist. Parallel zum pneumatischen Zylinderraum befindet sich ein ringförmiger Stauraum zur Aufnahme und Abgabe der verdrängten Druckluft. Die bewegliche Drucksonde ragt mit einer Kontaktfläche zur Einkopplung der Druckwelle in die biologische Struktur aus dem Gehäuse heraus und stützt sich gegen ein Feder-Dämpferelement ab.
Durch die pulsierende Druckluft in der Druckluftzuführung entsteht wechselweise eine Druckphase und einer drucklose Phase, die auf das Schlagteil wirken. Während der Druckphase verschiebt sich das Schlagteil von seiner Ausgangslage in seine Arbeitslage, wo es schlagartig auf die Drucksonde auftrifft und einen Impuls ausübt. Dieser Impuls wird durch die Drucksonde auf die biologische Struktur des Körpers übertragen. In der folgenden drucklosen Phase wird das Schlagteil durch die komprimierte Luft im Stauraum und die Drucksonde durch die Kraft des Feder-Dämpfungselementes wieder in ihre Ausgangslagen gedrückt. Dieser Gesamtvorgang wird mit einer hohen Frequenz wiederholend ausgeführt, so dass eine Druckwelle entsteht, die in die biologische Struktur eingekoppelt wird.
Derartige Instrumente müssen Druckwellen erzeugen, die in geeigneter Weise auf den zu behandelnden Gewebebereich ausstrahlen. Sie müssen also eine ausreichende Tiefe erreichen, um auch tiefer liegende Gewebebereiche zu behandeln, und sie müssen eine ausreichende Gewebeoberfläche abdecken, um auch großflächige Gewebebereiche ohne große Bewegungsabläufe des Instrumentes zu kontaktieren.
In der DE 298 24 944 A1 ist so ein medizinisches Instrument beschrieben, dessen Drucksonde aus Metall besteht und eine konvexe Kontaktfläche aufweist. Dabei soll die konvexe Kontaktfläche der Drucksonde für eine unfokussierte Druckwelle sorgen. Damit ist das Instrument aber nur für Gewebebereiche geeignet, die sich unmittelbar unter der Haut des Körpers befinden. Tiefer liegende Gewebebereiche können damit nicht behandelt werden. Das schränkt den Einsatzbereich erheblich ein.
Ein vergleichbares medizinisches Instrument wird in der DE 10 2005 022 034 A1 vorgestellt, bei dem die Drucksonde aus einem Kunststoff besteht. Auch dieses Instrument erzeugt Druckwellen, die streuen und damit großflächig auf die biologische Struktur einwirken. Dazu kommt, dass durch die Massenverhältnisse des leichten Kunststoffes nur Druckwellen mit einer geringen Intensität erzeugt werden können, sodass wiederum nur unmittelbar unter der Haut liegende biologische Strukturen behandelt werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Instrument zu entwickeln, dass für die Behandlung sowohl für tiefer liegende als auch für flacher liegende Gewebebereiche geeignet ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Übertragungsflächen zwischen dem beweglichen Übertragungselement und der Drucksonde unter einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Übertragungselementes von kleiner als 90° ausgerichtet sind und gleichzeitig die Drucksonde aus einem für einen bestimmten Anwendungsfall ausgewählten Material besteht.
Zweckdienliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8. Dieses neue medizinische Instrument beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik. Dabei liegt der besondere Vorteil in der Möglichkeit, die Form und Art der Druckwellen durch unterschiedliche Drucksonden auszuwählen und für bestimmte Anwendungsfälle auszuwählen. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die erzeugten Druckwellen in unterschiedlicher Art ausstrahlen und damit auch unterschiedliche Qualitäten haben. So können Druckwellen in Extremfällen nach allen Seiten streuen, sodass die ausstrahlenden Druckwellen mit geringer Eindringtiefe in das biologische Gewebe einkoppeln, oder einen tiefliegenden Fokus ausbilden, der weit in das Gewebe eindringt. Bei einer falschen Auswahl der Drucksonde treffen die eingekoppelten Druckwellen nicht auf die zu behandelnde Gewebezone und bleiben und erreichen nicht ihre gewünschte Wirkung.
Es hat sich auch gezeigt, dass die Art der Übertragung der erzeugten Druckwellen auf die Drucksonde einen wesentlichen Einfluss auf die Ausbildung der Druckwellenströme hat. So ist der Winkel der Übertragungsflächen zwischen dem Übertragungselement und der Drucksonde von großer Bedeutung, weil damit die Richtung der Druckwellen innerhalb der Drucksonde beeinflusst wird. Das hat einen wesentlichen Einfluss auf die Ausbildung der Druckwellen.
Es ist von Vorteil, wenn das Übertragungselement und die Drucksonde über ein Gewinde kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Dann dienen die Flanken der gegenüberliegenden Gewindegänge als Übertragungsflächen. Diese Flanken weisen bereits den erforderlichen Winkel der Übertragungsflächen auf und außerdem summieren sich die einzelnen Flanken des Gewindes bei einer bestimmten Gewindelänge zu einer sehr großen Übertragungsfläche. Auch das trägt zur besseren Verteilung der Druckwellen in der Drucksonde bei.
Da sich Druckwellen in unterschiedlichen Materialien auch unterschiedlich ausbreiten, ist die Auswahl des Materials der Drucksonde von großer Bedeutung. Dabei hat sich zum besonderen Vorteil herausgestellt, dass die in besonderer Weise auf die Drucksonde übertragenden Druckwellen von Aluminium fokussiert, von Titan gebündelt und von Kunststoff gestreut werden.
Hierbei ist weniger Aufprallenergie als bisher nötig, um entsprechende Wirkungen und Eindringtiefen zu erreichen. Des weiteren ist es so möglich, mit geringerem Luftdruck und somit kleineren und leiseren Kompressoren gleiche bzw. bessere Wirkungen zu erzeugen.
Mit dieser Kenntnis kann für jeden Einsatzfall die passende Drucksonde ausgewählt und eingesetzt werden. Die Drucksonden werden hierbei mit gleicher Aufprallenergie versorgt.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Dazu zeigt:
1: den Anmeldegegenstand im Längsschnitt,
2: die Drucksonde mit einem fokussierenden Wellenstrahl,
3: die Drucksonde mit einem gebündelten Wellenstrahl und
4: die Drucksonde mit einem streuenden Wellenstrahl.
Nach der 1 besteht das medizinische Instrument aus einem Handstück 1 mit einem pneumatischen Hohlzylinder 2, der einerseits eine Luftzuführung 3 und andererseits eine hohlzylinderförmige Schlagteilführung 4 aufweist und in dem sich ein gleitfähiges, zylindrisches Schlagelement 5 sowie ein metallisches Übertragungselement 6 befindet.
Dabei setzt sich das Schlagelement 5 aus einem kunststoffartigen Gleitteil 7 und einem metallischen Schlagteil 8 zusammen. Das Schlagelement 5 teilt den pneumatischen Hohlzylinder 2 in eine Primärimpulskammer 9 und eine Sekundärimpulskammer 10. Die Größe der beiden Kammern 9, 10 ist von der Position des Schlagelements 5 im pneumatischen Hohlzylinder 2 abhängig. Während die Primärimpulskammer 9 in direkter Verbindung mit der Luftzuführung 3 steht, ist die Sekundärimpulskammer 10 mit der Schlagteilführung 4 und über eine radiale Öffnung 11 mit einem pneumatischen Stauraum 12 verbunden. Dabei wird der pneumatische Stauraum 12 aus einer über den Außenumfang des Hohlzylinders 2 eingearbeiteten Vertiefung 13 und einem zweiten äußeren Hohlzylinder 14 gebildet.
Das in die Schlagteilführung 4 hineinragende Übertragungselement 6 besitzt außerhalb der Schlagteilführung 12 eine Drucksonde 15. Zwischen der Drucksonde 15 und einem Gehäuse 16 ist außerdem eine Feder-Dämpfungseinheit 17 eingesetzt, die aus einem Dämpfungswiderstand 18 und einem Rückstoßwiderstand 19 besteht und die die Drucksonde 15 gegenüber dem Gehäuse 16 in axialer Richtung federnd abstützen und spielfrei einspannen. Dabei sind die beiden Widerstände 18 und 19 vorzugsweise zwei über dem Umfang der Drucksonde 15 angebrachte Gummiringe.
Die Drucksonde 15 besitzt eine zylindrische Außenform, die zum Großteil durch das Gehäuse 16 umschlossen ist. Mit ihrer Stirnseite ragt die Drucksonde 4 aus dem Gehäuse 16 heraus und bildet hier eine konvexe Kontaktfläche 20 aus. Diese Kontaktfläche 20 dient zur Druckwellenübertragung auf das biologische Gewebe.
Die Drucksonde 15 ist in besonderer Weise über ein Gewinde 21 mit dem Übertragungselement 6 verbunden. Dabei ist das Gewinde 21 so ausgeführt, dass beide gegenüberliegenden Gewindegänge ein Bewegungsspiel zueinander aufweisen und die Flanken der dieser Gewindegänge als Impulsübertragungsflächen ausgebildet sind. Dabei ist die Tiefe des Gewindes 21 in der Drucksonde 15 möglichst groß gewählt, um in der Summe der Gewindeflanken eine große Impulsübertragungsfläche zu erhalten. Das Ge winde 21 ist weiterhin als ein Spitzgewinde ausgeführt, damit die Gewindeflanken mit einem möglichst geringen Winkel zur Kontaktfläche 20 ausgerichtet sind.
Die 2 bis 4 zeigen Drucksonden 15 aus unterschiedlichen Materialien. Diese unterschiedlichen Materialien mit ihren besonderen Gefügeeigenschaften und die durch das Gewinde 21 abgelenkte Bewegungsrichtung der eingeleiteten Druckwellen bilden in der Drucksonde 15 charakteristische Druckwellenströme aus.
So besteht die Drucksonde 15 nach der 2 aus Aluminium, die einen fokussierten Druckwellenstrahl formen, der einen Brennpunkt in einem Abstand von bis zu 6 cm haben kann. Damit können auch tiefer liegende Gewebezonen erreicht werden.
Die Drucksonde 15 nach der 3 besteht dagegen aus Titan, wodurch sich ein gebündelter Druckwellenstrahl mit einer verringerten Eindringtiefe, aber größerer Behandlungsfläche bei gleicher Geometrie ausbildet.
Die Drucksonde 15 nach der 4 besteht aus einem Kunststoff. Dadurch ergibt sich ein Druckwellenstrahl, der streut und der damit nur eine geringe Eindringtiefe entwickelt. Hierbei ist die Behandlungsfläche bei gleicher Geometrie am größten. Diese Drucksonde 15 wird daher für Gewebebereiche eingesetzt, die dicht unter der Haut angesiedelt sind.
In Vorbereitung einer Behandlung eines Gewebebereiches wird zunächst die Lage, die Größe und die Härte der zu behandelnden Gewebezone untersucht und identifiziert. Danach wird eine geeignete Drucksonde 15 aus Aluminium, aus Titan oder aus Kunststoff ausgewählt und in das medizinische Instrument eingesetzt. Anschließend wird eine Druckwelle im Handstück 1 erzeugt, in dem über die Luftzuführung 3 pulsierende Druckluft in die Primärimpulskammer 9 und damit auf das Schlagelement 5 geleitet wird. Dabei wechseln sich Druckphase und drucklose Phase ständig ab. Da der Druck in der Primärimpulskammer 9 größer als der Druck in der Sekundärimpulskammer 10 ist, bewirkt dieser Druckimpuls eine stoßartige Verschiebung des Schlagelements 5 in Richtung der Sekundärimpulskammer 10. Dabei wird das Schlagteil 8 in die Schlagteilführung 4 eingeführt, wo es dann stoßartig auf das Übertragungselement 6 auftrifft und dabei ruckartig abgebremst wird. Dieser Stoßimpuls wird durch das Übertragungselement 6 auf die Drucksonde 15 übertragen, wobei der Dämpfungswiderstand 18 des Feder-Dämpfungselements 17 zusammengedrückt wird. Gleichzeitig wird in dieser Druckphase die Primärimpulskammer 9 vergrößert und die Sekundärimpulskammer 10 verkleinert. Dabei wird Luft aus der Sekundärimpulskammer 10 durch die Zylindermantelöffnung 11 in den pneumatischen Stauraum 12 verdrängt und dort verdichtet. In der sich anschließenden drucklosen Phase wird in der Luftzuführung 3 die Druckluftzufuhr unterbrochen. Nun ist der Luftdruck in der Sekundärimpulskammer 10 und in dem pneumatischen Stauraum 12 größer als der Luftdruck in der Primärimpulskammer 9. Dadurch wird das Schlagelement 5 wieder in seine Ausgangsposition zurückgeschoben. Gleichzeitig wird die Sekundärimpulskammer 10 wieder vergrößert und die Primärimpulskammer 9 verkleinert. Außerdem wird die Drucksonde 15 aufgrund der Elastizität des zusammengedrückten Dämpfungswiderstandes 18 der Feder-Dämpfungseinheit 17 wieder zurück in ihre Ausgangsposition geschoben. Dabei dämpft der Rückstoßwiderstand 19 den durch den Dämpfungswiderstand 18 erzeugten Rückstoß der Drucksonde 15.
Diese bisher beschriebenen Prozesse der Druckphase und drucklosen Phase werden in schneller Impulsfolge wiederholt, so dass weiche Druckwellen entstehen.
Während der Behandlung ist es erforderlich, das Handstück 1 über den Körperteil zu verschieben, um die gesamte Fläche des Gewebebereiches zu behandeln.

1: Handstück
2: Hohlzylinder
3: Luftzuführung
4: Schlagteilführung
5: Schlagelement
6: Übertragungselement
7: Gleitteil
8: Schlagteil
9: Primärimpulskammer
10: Sekundärimpulskammer
11: radiale Öffnung
12: pneumatischer Stauraum
13: Vertiefung
14: äußerer Hohlzylinder
15: Drucksonde
16: Gehäuse
17: Feder-Dämpferelement
18: Dämpfungswiderstand
19: Rückstoßwiderstand
20: Kontaktfläche
21: Gewinde

Claims

Medizinisches Instrument zur Behandlung von biologischem Gewebe, bestehend aus einer Einrichtung zur Erzeugung von Druckwellen und zur Übertragung dieser Druckwellen auf eine Drucksonde (15) zur Einkopplung der Druckwellen in das biologische Gewebe, wobei die Übertragung der Druckwellen auf die Drucksonde (15) über ein axial bewegliches Übertragungselement (6) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsflächen zwischen dem beweglichen Übertragungselement (6) und der Drucksonde (15) unter einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Übertragungsgliedes (6) von kleiner als 90° ausgerichtet sind und die Drucksonde (15) aus einem für einen bestimmten Anwendungsfall ausgewählten Material besteht.
Medizinische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (6) und die Drucksonde (15) über ein Gewinde (21) miteinander verbunden sind, wobei die Flanken der beiden gegenüberliegenden Gewindegänge als Impulsübertragungsflächen ausgebildet sind.
Medizinisches Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (21) als ein Spitzgewinde ausgeführt, damit die Gewindeflanken mit einem möglichst geringen Winkel zur Kontaktfläche (20) ausgerichtet sind.
Medizinisches Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für einen besonderen Anwendungsfall die Drucksonde (15) zur Ausbildung eines fokussierenden Druckwellenstrahls aus einem Leichtmetall besteht.
Medizinisches Instrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtmetall Aluminium ist.
Medizinisches Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für einen besonderen Anwendungsfall die Drucksonde (15) zur Ausbildung eines gebündelten Druckwellenstrahls aus einem Schwermetall besteht.
Medizinisches Instrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwermetall Titan ist.
Medizinisches Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für einen besonderen Anwendungsfall die Drucksonde (15) zur Ausbildung eines gestreuten Druckwellenstrahls aus einem Kunststoff besteht.