DE202008016760U1 - Device for generating shockwaves - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen für die medizinische Therapie, aufweisend eine Stoßquelle, einen Energiespeicher und einen Schalter, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher ein Kondensator mit einer Kapazität zwischen etwa 1 nF und etwa 500 mF ist und dass der Schalter ein Thyristor ist.contraption for generating shockwaves for the Medical therapy, having a shock source, an energy storage and a switch, characterized in that the energy storage a capacitor with a capacitance between about 1 nF and about 500 mF and that the switch is a thyristor.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Stoßwellenerzeuger mit einer verbesserten elektronischen Schaltung.The The invention relates to shock wave generators with an improved electronic circuit.
Stoßwellenerzeuger finden in zahlreichen medizinischen Bereichen ein Anwendungsgebiet.Shockwave generator find a field of application in numerous medical fields.
Der bekannteste Bereich ist die therapeutische und kosmetische Anwendung bei der Behandlung von beispielsweise Steinerkrankungen (z. B. Urolithasis, Cholelithiasis) und der Narbenbehandlung in der Human- und Tiermedizin.Of the best known area is the therapeutic and cosmetic application in the treatment of, for example, stone diseases (eg urolithasis, Cholelithiasis) and scar treatment in human and veterinary medicine.
Neuere Einsatzgebiete betreffen die Zahnbehandlung, die Behandlung von Arthrose, die Entfernung von Kalkablagerungen (z. B. Tendinosis calcarea), die Behandlung von chronischen Tennis- oder Golferellenbogen (sog. Epikondylopathia radialis oder ulnaris), von chronischen Schultersehnenbeschwerden (sog. Tendinose der Rotatorenmanschette), und von chronischen Achillessehnenreizungen (sog. Achillodynie).newer Fields of application concern the dental treatment, the treatment of Osteoarthritis, the removal of calcium deposits (eg Tendinosis calcarea), the treatment of chronic tennis or golfer elbow (so-called Epikondylopathia radialis or ulnaris), from chronic shoulder tendon complaints (so-called tendinosis of the rotator cuff), and chronic Achilles tendon irritation (so-called. Achillodynia).
Weiterhin wird die Stoßwellenerzeugung auch zur Therapie bei Osteoporose, Paradontose, nichtheilenden Knochenbrüchen (sog. Pseudarthrosen), Knochennekrosen und ähnlichen Erkrankungen eingesetzt. Neuere Studien untersuchen auch einen Einsatz in Stammzellentherapien.Farther Shockwave generation also becomes for the treatment of osteoporosis, periodontosis, non-healing bone fractures (so-called. Pseudarthrosis), bone necroses and similar diseases. Recent studies are also investigating use in stem cell therapies.
Weiterhin kann die Stoßwellenerzeugung auch dazu verwendet werden, um mechanischen Stress, z. B. in Form von Scherkräften, auf Zellen auszuüben, wobei deren Apoptose eingeleitet wird. Dies geschieht beispielsweise mittels einer Initiierung des "Todesrezeptorweges" und/oder des Cytochrom c – Weges und/oder einer Caspasen-Kaskade.Farther can shockwave generation too used to reduce mechanical stress, e.g. B. in the form of Shear forces, to exercise on cells, wherein their apoptosis is initiated. This happens, for example by initiating the "death receptor pathway" and / or the cytochrome c pathway and / or a caspase cascade.
Unter Apoptose versteht man die Initiierung eines genetisch gesteuerten Programms, welches zum "Zell-Selbstmord" einzelner Zellen im Gewebeverband führt. Dabei schrumpfen die betroffenen Zellen und ihre Organellen und zerfallen in Bruchstücke, die sogenannten apoptotischen Körperchen. Diese werden anschließend von Makrophagen und/oder Nachbarzellen phagozytiert. Die Apoptose stellt somit einen nicht-nekrotischen Zelltod ohne Entzündungsreaktion dar.Under Apoptosis is the initiation of a genetically controlled process Program, which is the "cell suicide" of individual cells leads in the tissue association. At the same time, the affected cells and their organelles shrink and disintegrate into fragments that so-called apoptotic bodies. These will follow phagocytosed by macrophages and / or neighboring cells. Apoptosis thus represents a non-necrotic cell death without inflammatory response represents.
Daher ist die Verwendung von Stoßwellen in allen Fallen vorteilhaft, in denen es um die Behandlung von Erkrankungen mit erniedrigter Apoptoserate geht, z. B. Tumorbehandlungen oder Virenerkrankungen.Therefore is the use of shockwaves beneficial in all cases in which it deals with the treatment of diseases with decreased apoptosis rate, z. B. tumor treatments or Viral diseases.
Die Stoßwellenerzeugung kann weiterhin besonders vorteilhaft zur Behandlung von nekrotisch veränderten Bereichen und Strukturen im Muskelgewebe, insbesondere im Herzmuskelgewebe, zur Anregung des Knorpelaufbaus bei arthritischen Gelenkserkrankungen, zur Initiierung der Differenzierung von embryonalen oder adulten Stammzellen in vivo und in vitro entsprechend dem umgebenen Zellverband, zur Behandlung von Gewebeschwäche, insbesondere von Cellulitis und zum Fettzellenabbau, sowie zur Aktivierung von Wachstumsfaktoren, insbesondere von TGF-[beta], verwendet werden.The Shock wave generation may continue to be particularly advantageous for the treatment of necrotic altered Areas and structures in muscle tissue, especially in myocardial tissue, to stimulate cartilage repair in arthritic joint diseases, for the initiation of differentiation of embryonic or adult Stem cells in vivo and in vitro according to the surrounding cell structure, for the treatment of tissue weakness, especially cellulite and fat cell depletion, as well as for activation of growth factors, in particular TGF- [beta].
Die Stoßwellenerzeugung kann ebenfalls zur Verhinderung einer Ödembildung und/oder -ausweitung sowie Ödemabbau, zur Behandlung von Ischämie, Rheuma, Gelenkserkrankungen, Kieferknochen (Paradontitis), kardiologische Erkrankungen und Herzinfarkte, Paresen (Lähmungen), Nervenentzündungen, Querschnittslähmungen, Arthrose, Arthritis, zur Prophylaxe von Narbenbildung, zur Behandlung von Narbenbildung bzw. Nervenvernarbung, zur Behandlung von Achillobursitis und sonstigen Knochennekrosen verwendet werden.The Shock wave generation may also be used to prevent edema formation and / or expansion as well as edema removal, for the treatment of ischemia, Rheumatism, joint diseases, jawbone (paradontitis), cardiological Diseases and heart attacks, paresis (paralysis), neuritis, Paraplegia, Arthrosis, arthritis, for the prevention of scarring, for the treatment of Scarring or nerve scarring, for the treatment of Achillobursitis and other bone necroses.
Eine weitere Verwendung betrifft die Behandlung von Rückenmarks- und Nervenverletzungen, zum Beispiel Rückenmarksverletzungen mit einhergehender Ödemisierung.A further use relates to the treatment of spinal cord and nerve injuries, for example spinal cord injuries with concomitant edema.
Stoßwellen sind auch zur Behandlung von vernarbtem Sehnen- und Bändergewebe sowie von schlecht heilenden offenen Wunden geeignet.shock waves are also used to treat scarred tendon and ligament tissue as well as badly healing open wounds.
Solche schlecht heilende offene Wunden und Geschwüre werden als Ulcus oder auch Ulzeration bezeichnet. Sie stellen eine Oberflächenzerstörung durch Gewebszerfall an der Haut und/oder der Schleimhaut dar. Je nachdem welche Gewebeanteile getroffen sind, wird bei oberflächlichen Läsionen von Exfoliation (nur Oberhaut betroffen) oder Exkoriation (Ober- und Lederhaut betroffen) gesprochen.Such badly healing open wounds and ulcers are called ulcers or too Called ulceration. They set up a surface destruction by tissue decay the skin and / or the mucous membrane. Depending on which tissue parts hit are superficial lesions exfoliation (only epidermis affected) or excoriation (upper and dermis affected).
Zu den durch Stoßwellen behandelbaren offenen Wunden zählen insbesondere ulcus cruris, ulcus hypertonicum, ulcus varicosum oder ulcus terebrans aufgrund eines dadurch verursachten verbesserten Heilungprozesses.To by shock waves countable treatable open wounds in particular ulcus cruris, ulcus hypertonicum, ulcus varicosum or ulcus terebrans due to an improved thereby caused Healing process.
Weiterhin sind Stoßwellen geeignet für die Stimulation der Zellvermehrung und der Differenzierung von Stammzellen.Farther are shockwaves suitable for the stimulation of cell proliferation and differentiation of stem cells.
Typische Stoßwellenerzeuger weisen ein Basisgerät auf, an dem ein Therapiekopf anschließbar ist. Der Therapiekopf weist einen integrierten Reflektor mit einer Stoßwellenquelle und einer Koppelmembran auf.typical Shockwave generator have a base unit on, on which a therapy head can be connected. The therapy head has an integrated reflector with a shock wave source and a coupling membrane on.
Üblicherweise wird bei der Verwendung von Stoßwellen für die Zertrümmerung von Konkrementen eine Stoßwellenenergie von etwa 1 bis 5 J eingesetzt. Hierzu wird ein Kondensator mit einer Kapazität von etwa 10 bis 100 nF auf eine Spannung von etwa 15 bis 30 kV aufgeladen und dann schlagartig über eine Funkenentladungsstrecke entladen.Typically, shockwave energy of about 1 to 5 J is used in the use of shock waves for the fragmentation of concrements. For this purpose, a capacitor with a capaci from about 10 to 100 nF charged to a voltage of about 15 to 30 kV and then discharged suddenly via a spark discharge path.
Die Funkenentladungsstrecke besteht aus zwei im Wesentlichen spitzen Elektroden, deren Spitzen in einem Abstand von etwa 1,5 bis 3 mm voneinander angeordnet sind. Üblicherweise beträgt der Abstand etwa 1 mm pro 10 kV Ladespannung.The Spark discharge gap consists of two substantially spikes Electrodes whose tips are at a distance of about 1.5 to 3 mm are arranged from each other. Usually is the distance is about 1 mm per 10 kV charging voltage.
Nachteilig an den bisher bekannten Stoßwellenerzeugern ist, dass Schalter für so hohe Spannungen sehr aufwändig und teuer, oft auch unzuverlässig sind. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stoßwellenerzeuger bereitzustellen, der mit einfacheren und zuverlässigeren Schaltern betrieben werden kann.adversely on the previously known shock wave generators is that switch for such high voltages very expensive and expensive, often unreliable. It is therefore the object of the present invention to provide a shock wave generator to provide that operated with simpler and more reliable switches can be.
Diese Aufgabe wird durch einen Stoßwellenerzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst.These Task is by a shock wave generator according to the present Invention solved.
Ein Stoßwellenerzeuger gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Stoßquelle, einen Energiespeicher und einen Schalter auf, wobei der Energiespeicher ein Kondensator mit einer Kapazität zwischen etwa 1 nF und etwa 500 mF ist und wobei der Schalter ein Thyristor ist.One Shockwave generator according to the present Invention has a shock source, an energy storage and a switch, wherein the energy storage a capacitor with a capacitance between about 1 nF and about 500 mF and where the switch is a thyristor.
Eine Erhöhung der Kapazität des Kondensators erlaubt es, die Spannung, auf die der Kondensator aufgeladen wird, bei gleicher im Kondensator gespeicherter Leistung zu senken. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kapazität des Kondensators größer als etwa 100 nF.A increase the capacity of the capacitor allows the voltage to which the capacitor is charged, with the same power stored in the capacitor to lower. In a preferred embodiment, the capacitance of the capacitor is greater than about 100 nF.
Die niedrigere Spannung des Kondensators erlaubt den Einsatz eines einfachen, billigen und zuverlässigen Halbleiterschalters, um den Entladevorgang des Kondensators zu schalten.The lower voltage of the capacitor allows the use of a simple, cheap and reliable Semiconductor switch to switch the discharge of the capacitor.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Schalter ein MOSFET-Thyristor. Ebenso ist auch der Einsatz eines Gate-Turn-Off-Thyristors denkbar.In a further preferred embodiment the switch is a MOSFET thyristor. Likewise, the use is a gate turn-off thyristor conceivable.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Kondensator auf eine Spannung von etwa 500 V bis etwa 5000 V aufladbar. Für diesen Spannungsbereich sind MOSFET-Thyristoren besonders geeignet.In a further preferred embodiment the capacitor is at a voltage of about 500 V to about 5000 V rechargeable. For MOSFET thyristors are particularly suitable for this voltage range.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Stoßquelle eine Funkenentladungsstrecke. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Funkenentladungsstrecke zwei im Wesentlichen spitze Elektroden auf, deren Spitzen in einem Abstand von etwa 0,1 mm bis etwa 1 mm voneinander angeordnet sind.In a further preferred embodiment is the shock source a spark discharge path. In a particularly preferred embodiment the spark discharge gap has two substantially pointed electrodes whose tips are at a distance of about 0.1 mm to about 1 mm are arranged from each other.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehend erläutert. Es zeigt:Based of the drawings, the invention is explained in detail below. It shows:
Die
Darstellung gemäß
Als
Schalter (
Die
Stoßquelle
(
Auf der proximalen Seite des Gehäuses (G) sind die beiden Elektroden (E), zwischen deren Spitzen sich die Funkenentladungsstrecke (F) befindet, fest mit dem Gehäuse (G) so verbunden, dass die Funkenentladungsstrecke (F) auf oder nahe dem Primärfokus des Reflektorellipsoids zu liegen kommt. Der Abstand der Elektrodenspitzen beträgt etwa 0,5 mm.On the proximal side of the housing (G) are the two electrodes (E), between the tips of which the spark discharge gap (F) is fixed to the housing (G) connected so that the spark discharge gap (F) on or near the primary focus of the reflector ellipsoid comes to rest. The distance of the electrode tips is about 0.5 mm.
Die Stoßquelle weist zwei Elektroden (E) auf, zwischen deren Spitzen sich die Funkenentladungsstrecke (F) befindet. Der durch Gehäuse (G) und Verschlusskappe (D) gebildete Hohlraum ist mit einer kolloidalen Suspension (S) von leitenden Partikeln, z. B. aus Aluminium, in Wasser gefüllt. Diese leitenden Partikel ermöglichen eine Erzeugung der Funkenentladung und somit der Stoßwelle auf bei niedrigen Spannungen. Außerdem können auch dann, wenn sich der Abstand der Elektrodenspitzen aufgrund von Abnutzung vergrößert hat, noch zuverlässig Stoßwellen erzeugt werden.The shock source has two electrodes (E), between the tips of which the spark discharge gap (F) is located. The cavity formed by housing (G) and cap (D) is filled with a colloidal suspension (S) of conductive particles, e.g. B. aluminum, filled in water. These conductive particles allow generation of the spark discharge and thus the shock wave at low voltages. In addition, even when the distance of the electrode tips due to wear has increased, shock waves can still be generated reliably.
Der Leitwert des Mediums ist über die Konzentration der leitenden Partikel zwischen 1 μS bis 1000 μS einstellbar.Of the Conductance of the medium is over the concentration of the conductive particles can be adjusted between 1 μS and 1000 μS.
Der Therapiekopf (V) kann in eine Therapiekopfaufnahme (nicht gezeigt) eingesetzt werden, so dass die Elektroden (E) der Vorrichtung (V) mit der Ansteuerungselektronik (nicht gezeigt) in elektrischen Kontakt kommen.Of the Therapy head (V) can be placed in a therapy head intake (not shown) be used so that the electrodes (E) of the device (V) with the control electronics (not shown) in electrical contact come.
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- Energiespeicherenergy storage
- 22
- Schalterswitch
- 33
- Stoßquelleimpact source
- DD
- Verschlusskappecap
- Ee
- Elektrodeelectrode
- FF
- FunkenentladungsstreckeSpark discharge gap
- GG
- Gehäusecasing
- RR
- Reflektorreflector
- SS
- kolloidale Suspensioncolloidal suspension
- VV
- Therapiekopf zur Stoßwellenerzeugungtherapy head for shock wave generation
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