DE2718847C3

DE2718847C3 - Vorrichtung zur Zertrümmerung von Nierensteinen mittels einer oder mehreren Stoßwellen

Info

Publication number: DE2718847C3
Application number: DE19772718847
Authority: DE
Inventors: Eberhard Prof. Dr.Rer.Nat. 6600 Saarbruecken Haeusler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-28
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1979-10-11
Also published as: DE2718847B2; DE2718847A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I, die die Fokussierung von elastischen Zylinderwellen, die z. B. von einem in einer Flüssigkeit explodierenden Drahtring erzeugt werden, in einem Punkt ermöglicht. Die Aufgabe besteht darin, daß die Lage des Fokus relativ zur Drahtringebene variabel gestaltet werden kann. Dieser Aspekt ist in der medizinischen Anwendung besonders bei der berührungsfreien Zerstörung von spröden Konkrementen in biologischen Medien, wie z. B. Nierensteine, Gallensteine, etc., von großer Wichtigkeit.

Zur Erzeugung einer Drucküberhöhung in einem Punkt durch Überlagerung elastischer Wellen sind bisher zwei Verfahren bekannt. Beim ersten Verfahren wird eine Punktquelle mittels eines Rotationsellipsoids fokussiert. Hierbei befindet sich im Brennpunkt Fi (Abb. 1) üblicherweise eine Unterwasserfunkenstrecke und die davon ausgehenden elastischen Wellen werden in F₂ gesammelt. Die zweite Möglichkeit stellt der elliptische Torus dar, der auf einen Vorschlag von Klcinwächter zurückgeht (DE-OS 26 10 061). Hierbei wird eine gekrümmte Linienquelle in einen Punkt abgebildet. Eine Ellipse rotiert um eine durch den Brennpunkt F₂ gehende, senkrecht zur Hauptachse stehende Achse (Abb. 2). Die Linienquelle ist in der Hrennlinic Fi lokalisiert. Bei dieser Anordnung befindet sich der Fokus in der durch die Linienquelle gegebenen Ebene. Die Lösung der Aufgabe der Fokussierung von Zylinderwcllcn in einen variablen Punkt, stellt die durch Anspruch I gekennzeichnete Erfindung dar. A b b. 3 zeigt ein Schnittbikl des Reflektors und verdeutlicht dessen geometrische Konstruktion. Eine erzeugende I llip'.' rotiert um eine gegen die große Halbachse um :im:n Winkel Ψ gekippte Achse A. Bei der Rotation erzeugt die große Halbachse einen Kegelmantel. In der Brennlinie F\ wird die Linienquelle lokalisiert, deren emittierte elastische Zylinderwellen durch den Reflektor im Punkt Fj gesammelt werden.

Als Linienquelle dient ein Metalldraht, ζ. Β. Kupfer, Nickel, Eisen, etc., über den mittels einer Schaltfunkenstrecke ein Kondensator nach üblicher Verfahrensweise entladen wird. Dieser Ringreflektor kann als Verallgemeinerung der vorgenannten Typen aufgefaßt werden.

ίο Im Falle?» = 0 erhält man das Rotationsellipsoid, im FIaIIe Ψ = 90° den elliptischen Torusreflektor. Ein entscheidender Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß durch Variation des Winkels Ψ die Lage des Fokus relativ zu der durch die Brennlinie Fi definierten

Ii Ringebene verändert werden kann (Abb.3, Abb.4). Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nach dem Erfindungsgedanken soll die oben beschriebene Vorrichtung in der Medizin zur Anwendung gelangen, und zwar zur Ortung und anschließenden Zertrümmerung von Nierensteinen. Dies lsi aus folgenden Gründen sinnvoll: Eine sehr große Gruppe der Nierensteine läßt sich nach dem heutigen Stand der Technik nur durch einen operativen Eingriff entfernen.

r, Sieht man von der relativ einfachen Entfernung solcher Konkremente, die im Nierenbecken lokalisiert sind, ab, so bleibt die große Gruppe der Nierenbeckenkelch- und Nierenbeckenausgußsteine, die nur durch eine komplizierte, stets von Traumatisierung und Funktionsverlust

«ι begleitete in manchen Fällen zur Dialyse führende Operation entfernt werden können. Die Eröffnung des Nierenbeckens ist zur Extraktion der Konkremente hier nicht ausreichend, sondern erfordert ein gleichzeitiges Eröffnen der Nierenkelche durch intaktes Nierengewe-

j". be hindurch. Mit der Durchtrennung des Nierenparenehyms, der Manipulation zur Konkrementextraktion und der Wiederherstellung der antomischen Verhältnisse, ist ein zusätzlicher Substanzverlust an funktionstüchtigem Nierenparenchym »erbunJm, der besonders

■in gravierend ist bei Solitärnieren und bei Nieren, die in Folge der Grunderkrankung bereits einen erheblichen Parenchymdefekt aufweisen. DuTh eine Zertrümmerung von Nierensteinen mittels fokussierter Stoßwellen kann ein neuer Weg zur Parenchym schonenden

r> Beseitigung der Konkremente beschriften werden. Dabei sind zwei Methoden denkbar: einmal die Stoßwellenbehandlung an der operativ freigelegten Niere, die sich jedoch noch unverletzt in ihrer capsula adiposa befindet, zum anderen die unblutige extrakor-

M) porale Zertrümmerung. In beiden Fällen werden die nach obiger Vorrichtung erzeugten Stoßwellen innerhalb einer Flüssigkeit wie z. B. Wasser zum zu zerstörenden Konkrement geführt, das sich jeweils im Fokus F2 der benutzten Anordnung befindet. Hierbei

ή treten im Nicrcnparenchym keine Schädigungen durch die elastischen Wellen auf, da dessen akustische Eigenschaften denen des flüssigen Koppelmediums entsprechen. Eine befriedigende Zertrümmerung der Nierensteine wird dann erreicht, wenn die Zeitdauer des

wi Druekimpulses, der durch die Drahtexplosion erzeugt wird, unter einer ^isec liegt und gleichzeitig die im Fokus F₂ auftretende Drucküberhöhung in der Größenordnung von 1 kbar liegt (E. Häusler und W. Kiefer »Nierensteinzertrümmerung mit geführten Stoßwellen«

1.-. Ann. Univ. Sarav. I I. 1974,Seite 150-159).

Das Konslruktionsprin/ip der lokussierungsanordnting, im folgenden vereinfachend als Reflektor bezeichnet, erlaubt durch Variation der Geometrie der

zeugenden Ellipse und des Rotationsachsenkippwin- :ls ¹P, sowie des zur Reflektion ausgenutzten lipsensegmenis verschiedene Anordnungen. Abb. 3 id 4 zeigen Realisierungen mit verschiedenen Rota- >nsachsenwinkeln Ψ.

Eine weitere Verallgemeinerung des Konstruktionsinzips ist eine räumliche Anordnung mehrerer sflektoren der Art, daß sie entweder einen gemeinsaen Fokus L2sitzen oder mittels ihrer Einzeifoki einen esamtfokus definierter Gestalt (z. B. linienförmig) zeugen. Speziell kann die räumliche Anordnung so

aufgebaut sein, daß die Rotationsachsen aller erzeugenden Ellipsen zusammenfallen, die Reflektoren also vereinfacht gesprochen konzentrisch liegen. Des weiteren läßt sich das Reflektorsystem derartig konzipieren, daß ein Brennpunkt, und zwar der die Brennlinie erzeugende, auf der durch seinen Abstand vom Fokus definierten Kugeloberfläche kontinuierliche Kurven beschreibt, speziell z. B. eine Spirale. Auch damit ist eine Reflektorgeometrie gewährleistet, daß alle Linienelemente in den gleichen Fokus abgebildet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Zertrümmerung von Nierensteinen mittels einer oder mehreren Stoßwellen, die in dem linienförmigen Brennpunkt eines elliptischen torusförmigen Reflektors erzeugt werden, d a durch gekennzeichnet, daß die den torusförmigen Reflektor durch Rotation um eine Achse (A) erzeugende Ellipse gegen diese Achse um einen Winkel ((P) gekippt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ((P) so klein ist, daß der andere Brennpunkt (F2) außerhalb einer durch die rotierende Reflektorwand definierten Ebene (E) liegt ((P < 45°).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reflektoren so angeordnet sind, daß die kreisförmigen und konzentrischen Brennpunkte (FX) auf einer Kugeloberfläche liegen mit dem Kugelmittelpunkt als anderem Brennpunkt (Fl).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Brennpunkte (F 1) des elliptischen Reflektors eine Spirale bilden, die in der Oberfläche einer Kugel um den anderen Brennpunkt (F2) liegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reflektoren im Raum beliebig so angeuidnet sind, daß sie einen gemeinsamen anderen Brennpunkt (F2) besitzen.