DE3038445C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßwellengenerator für medizinische Anwendungsfälle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a shock wave generator for medical applications according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 23 51 247 ist eine Einrichtung zum Zertrümmern von im Körper eines Lebewesens befindlichen Konkrementen mit einer Fokussierungskammer bekannt, wobei die Fokussierungskammer ein Teil eines Rotationsellipsoids ist und in deren einem Brennpunkt Stoßwellen durch Funkenentladung erzeugbar sind. From DE-PS 23 51 247 a device for crushing concretions located in the body of a living being with a focusing chamber is known, in which the focusing chamber is a part of an ellipsoid of revolution, and in one focus shock waves are generated by spark discharge. Die Fokussierungskammer ist mittels einer elastischen Membran verschlossen und die Membran wird luftspaltlos am Körper in der Weise angelegt, daß sich das zu zertrümmernde Konkrement im zweiten Brennpunkt befindet. The focusing chamber is closed by an elastic membrane and the membrane is applied luftspaltlos on the body in such a manner that the to-be-crushed calculus located in the second focal point. Die Einrichtung dient beispielsweise der Zerstörung von Nierensteinen ohne jeglichen operativen Eingriff. The device is used, for example, the destruction of kidney stones without any surgical procedure. Der Nierenstein wird mittels eines Röntgenbildes in seiner Größe und seiner Lage im Körper des Patienten lokalisiert. The kidney stone is localized by means of an X-ray image in its size and its location in the body of the patient. Dann wird der Stein mittels dosierbarer und fokussierter Stoßwellen beaufschlagt, so daß er zu einem feinen Grieß zerfällt, der leicht auf natürliche Weise herausgeschwemmt wird. Then the stone is applied by means of dosable and focused shock waves, so that it breaks down to a fine meal which is easily washed out in a natural way. Der Einrichtung liegt die Er kenntnis zugrunde, daß Stoßwellen an Material mit geringer Zugfestigkeit immer dann einen Abplatz- oder Zerstörungseffekt verursachen, wenn ein Übergang von einem Medium mit hohem zu einem Medium mit niedrigem Schallwellenwiderstand vorliegt. The device is based on the knowledge based He that shock waves of material always cause a spalling or destruction effect with low tensile strength when a transition from a medium with a high to a medium having a low sound wave resistance is present. Es war nun herausgefunden worden, daß der Schallwellenwider stand des menschlichen oder tierischen Gewebes ungefähr dem Schallwellenwiderstand des Wassers entspricht und sich der Schallwellenwiderstand der Konkremente davon erheblich unter scheidet. It had now been found that the sound wave resistance was the human or animal tissue is about equal to the acoustic impedance of the water and the sound impedance of the calculus to be significantly below separates. Es konnte auch nachgewiesen werden, daß Stoßwellen andere Körperteile des menschlichen Körpers nicht in Mitleiden schaft ziehen und daß die Knochen des menschlichen Körpers wegen ihrer hohen Zugfestigkeit und der Kürze des Impulses nicht beschädigt werden. It could also be shown that shock waves do not pull other body parts of the human body shaft in compassion and that the bones of the human body are not damaged because of their high tensile strength and the shortness of the pulse. Die Zerstörung von Konkrementen ist dabei abhängig von der Flankensteilheit des Druckanstieges der Stoßwellen. The destruction of concretions is dependent on the slope of the pressure increase of the shock waves. Die Größe der abplatzenden Teile hingegen wird von der Dauer des Stoßwellenimpulses bestimmt. The size of flaking parts, however, is determined by the duration of the shock pulse. Um ein großes Konkrement zu zerstören, kann es vorteilhaft sein, einen ersten Impuls längerer Dauer einzusetzen, damit das Konkrement in größere Stücke zerbricht. To destroy a large concretion, it may be advantageous to use a first pulse of longer duration, so that the calculus breaks into larger pieces. Anschließend kann mit sehr kurz zeitigen Impulsen die Zerkleinerung in Bruchstücke erfolgen, die auf natürlichem Wege durch die Harnleiter ausgespült wer den können. Then can be done with very short duration pulses, the crushing into fragments which is rinsed out naturally through the ureters who can.

Aus der DE-PS 24 18 631 ist ein von außen anwendbarer Herzsti mulator bekannt, der aus einem in Längsschnitt ellipsenförmi gen Koppelgerät besteht, das auf die Oberfläche des Körpers eines Patienten im Herzbereich luftspaltlos aufsetzbar ist und bei dem in einem Brennpunkt des Koppelgeräts ein punktförmiger Druckwellengenerator in Form einer Funken strecke vorhanden ist. From DE-PS 24 18 631. For applicable from outside Herzsti is mulator known, which consists of a ellipsenförmi in longitudinal section gen coupling device that is luftspaltlos placed on the surface of the body of a patient in the heart region and in which a point-shaped in a focal point of the coupling device pressure wave generator in the form of a spark path is present.

Diese Vorrichtung dient der Herzstimulation von außen auf unblutigem Wege durch den Brustkorb und ist insbe sondere in der Notfallmedizin verwendbar. This device serves the heart stimulation from the outside on bloodless paths through the thorax and is in particular sondere in emergency medicine usable. Angeregt werden soll die elektrisch und mechanisch stillstehende oder zu langsam schlagende Herzkammer (sogenannte Asystolie). to be stimulated electrically and mechanically stationary or slowly beating heart chamber (so-called asystole). Die vom Druckwellengenerator ausgehenden Druckwellen üben bei diesem Gerät mechanische Reize auf die Kammerwand des Herzens aus, die zu einer Herzstimulation führen. Emanating from the pressure wave generator pressure waves practice, this machine mechanical stimuli to the chamber wall of the heart that lead to a heart stimulation. Mittels des Druckwellengenerators können Impulse ohne Gefahr für Patienten und Personal periodisch erzeugt werden, bis entweder die Herztätigkeit spontan aufrechterhalten wird oder die Maßnahmen zur Stimulation mit einem künstlichen Schrittmacher ergriffen werden können. By means of the pressure wave generator can be periodically generated pulses without risk for patients and staff, to either the cardiac activity is maintained spontaneously or can be taken measures for pacing with an artificial pacemaker.

Bekannt ist weiter aus der DE-PS 12 18 112 eine Vorrich tung zum Entfernen von Konkrementen aus Harnwegen mittels einer einführbaren, elektrodentragenden und mit einer elektrischen Energiequelle verbundenen elastischen Sonde. Also known is known from DE-PS 12 18 112, a Vorrich processing for removing concrements of urinary tract by means of an insertable, electrode-bearing and connected to an electrical power source elastic probe. Stoßwellenkatheter dieser Art sind prinzipiell funktions tüchtig, haben aber den schwerwiegenden Fehler der offenen Funkenstrecke, wodurch es häufig zu mechanischen Zerstö rungen und Verbrennungen der Blaseninnenschichten kam. Shockwave catheter of this type are in principle function capable, but they have the serious error of open spark gap, making it often stakes mechanical destruc and came burns the bladder inner layers.

Aus der DE-OS 28 29 159 ist ein elektrohydraulischer, in den Körper einschiebbarer Lithotripter bekannt, der das Konkrement mit einem Fangkorb festhält und mittels Funkenentladungen zerkleinert. From DE-OS 28 29 159 an electro-hydraulic, retractable into the body lithotripter is known that holds the concretion with a pot and crushed by means of spark discharges.

Aus der DE-OS 24 31 094 ist ein elektrohydraulischer, in den Körper einschiebbarer Lithotripter bekannt, dessen Funkenstrecke in einer Funkenkammer abgeschirmt angeordnet ist. From DE-OS 24 31 094 an electro-hydraulic, retractable into the body is known lithotripter, whose spark gap is arranged in a radio shielded chamber.

Aus der DE-OS 26 32 027 is ein elektrohydraulischer, in den Körper einschiebbarer Lithotripter bekannt, bei dem die Funkenstrecke sich innerhalb einer fächerartigen Aufweitvorrichtung befindet, mit der das umgebende Gewebe aus dem Wirkungsbereich der Funkenstrecke geschoben werden kann. From DE-OS 26 32 027 is an electro-hydraulic, retractable into the body lithotripter, in which the spark gap is located within a fan shaped expander, with the surrounding tissue can be pushed out of the effective range of the radio link.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Stoß wellengenerator für diagnostische oder therapeutische Anwendungsfälle zu schaffen, der durch Körperöffnungen einführbar ist und in Nähe des mit Stoßwellen zu beauf schlagenden Körperteils oder Konkrements bringbar ist, bei dem die Funkenstrecke im sicheren Abstand zum Körperge webe gehalten wird und von diesem elektrisch isoliert ist. Considering this, it is an object of the invention to provide a shock wave generator for diagnostic or therapeutic applications to create, which is insertable through the body openings and can be brought into proximity of the shock wave striking to beauf body part or the concrement, in which the spark gap at a safe distance to Körperge tissue held and is electrically insulated therefrom.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem Stoßwellenge nerator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is inventively achieved by a shock wavy erator having the features of claim 1.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Innenseite und/oder die Außenseite des Ballons zumindest teilweise elektrisch leitend beschichtet und mit der Abschirmung des Katheters verbunden. In an advantageous embodiment of the invention, the inside and / or outside of the balloon is at least partially coated in an electrically conductive and connected to the shield of the catheter.

Wie bereits erwähnt kam es bei den bisher verwendeten Stoßwellenkathetern, die prinzipiell funktionstüchtig sind, wegen der offenen, unzentrierten Funkenstrecke häufig zu mechanischen Zerstörungen oder Verbrennungen des Gewebes. As mentioned above occurred in the previously used shock wave catheters are basically functional, because of the open, centerless spark gap frequent mechanical damage or burns the tissue. Dieser Nachteil wird beim Gegenstand der Erfindung duch die Zentrierung der Funkenstrecke innerhalb des aufgeweiteten Ballons vermieden. This disadvantage is Duch centering the spark gap avoided the subject invention within the expanded balloon. Um elektrische Auswirkungen der Entladung der Fun kenstrecke des Stoßwellengenerators zu vermeiden, ist die Innenseite des Ballons elektrisch leitend und mit der Ab schirmung des Katheters verbunden. To electrical effects of the discharge of the fun of the shockwave generator kenstrecke avoid the inside of the balloon is electrically conductive and the Down shielding of the catheter connected.

Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Stoßwellengenera tors ist die Verwendung als Herzstimulator zur temporären Ver sorgung bei Ausfall des natürlichen oder eines künstlichen Schrittmachers dar. Der Stoßwellengenerator wird zur Stimula tion des Herzens an der Spitze eines Katheters in die Speise röhre eingeführt. One application of the invention is Stoßwellengenera tors as cardiac stimulator for temporary Ver supply upon failure of the natural or an artificial pacemaker is to use. The shock wave generator is used to Stimula tion of the heart at the tip of a catheter inserted into the feed tube. Die gerichteten, in natürlicher Schlag frequenz abgegebenen Stoßwellenpulse erreichen von der Speise röhre aus unmittelbar das Herz und lösen Herzaktionen aus. The statements, delivered in natural frequency impact shock wave pulses reach from the feed tube directly from the heart and trigger heart actions.

Die bekannte Anwendung der transthorakalen elektrischen Stimu lation des Herzens hat eine geringe Effizienz und eine Reihe bekannter Nebenwirkungen, z. The known use of transthoracic electrical Stimu lation of the heart has a low efficiency and a number of known side-effects, such. B. schmerzhafte Brustwandmuskel kontraktionen. B. painful chest wall muscle contractions.

Die ebenfalls bekannte Stimulation mittels eines Elektro katheters, das transvenös nach perkutaner Punktion zur rech ten Kammer vorgeschoben wird und dort intraventrikulär Systo len auslöst, eine Tachykardie oder Kammerflimmern unterbricht, funktioniert zuverlässig, erfordert zur Kontrolle der Posi tionierung der Katheterspitze jedoch ein Röntgengerät und ist dadurch für eine Notfallsituation wenig geeignet. The also known stimulation by an electric catheter, the transvenous is advanced after percutaneous puncture for compute-th chamber and len intraventricular there Systo triggers interrupts a tachycardia or ventricular fibrillation, is reliable, but requires to control the posi tioning of the catheter tip X-ray machine and is therefore not very suitable for an emergency situation.

Die bekannte Stimulation durch Einstichelektroden kann zwar schnelle Hilfe bringen, ist aber mit einer Reihe von Kompli kationsmöglichkeiten behaftet, z. The known stimulation by insertion-type electrode can bring quick relief, but is fraught with a number of possibilities cation compliment, z. B. die Verletzung des Peri-, Epi- und Myokards. As the violation of the peri-, epi- and myocardium.

Die erfindungsgemäße Einrichtung, die an der Spitze eines Katheters in die Speiseröhre eingeführt wird, stimuliert das Herz unmittelbar durch nach vorn gerichtete Pulse. The inventive device, which is introduced at the tip of a catheter into the esophagus stimulates the heart directly by forwardly pulses. Eine Rücken lage des Patienten trägt zur guten mechanischen Ankoppelung bei, da sich das Herz in dieser Position der Speiseröhre nähert. A back position of the patient contributes to good mechanical coupling, and the heart approaches in this position of the esophagus. Die Stimulation durch die präkardialen Strukturen erfordert Pulsenergien von 0,04-1,5 Joule. The stimulation by the precordial structures requires pulse energies of 0.04 to 1.5 joules.

Die unmittelbare Nähe von Herz und Speiseröhre erlaubt eine beträchtliche Reduktion der Pulsenergie, so daß die Gefahr eines traumatischen Geschehens vermieden wird. The close proximity of the heart and esophagus allows a substantial reduction in pulse energy, so that the risk of a traumatic event is avoided. Die sichere Ankoppelung des Stoßwellengenerators an die Speiseröhre wird erfindungsgemäß durch einen Ballon an der Spitze des Katheters erzielt, in dessen Zentrum sich die Funkenstrecke befindet. The secure coupling of the shockwave generator to the esophagus is inventively achieved by a balloon at the tip of the catheter, the spark gap is located in the center thereof. Der Ballon wird nach dem Einführen und Positionieren des Katheters durch eine Flüssigkeit aufgeweitet und zur Anlage gebracht. The balloon is expanded and after the inserting and positioning of the catheter through a liquid brought to bear. Eine elektrische Entladung über die Funkenstrecke erzeugt in der Flüssigkeit eine Stoßwelle, die die Wandung des Ballons und der Speiseröhre durchläuft und direkt auf das Herz trifft, wodurch z. An electrical discharge across the spark gap generated in the liquid a shock wave that passes through the wall of the balloon and the esophagus and impinges directly on the heart, thereby z. B. bei Herzstillstand eine Herzaktion ausgelöst wird. B. is triggered with cardiac output in cardiac arrest.

Die Stimulation, die zur Erzielung der gewünschten Schlag frequenz erforderlich ist, kann entsprechend der Situation des Patienten über den Vorhof oder die Herzkammer erfolgen. The stimulation that is needed to achieve the desired impact frequency, can be done via the atrium or the ventricle according to the situation of the patient. Sie kann sowohl festfrequent wie nach dem "Demand"-Prinzip arbeiten. It can be used as fixed frequency work according to the "demand" principle.

Die möglichen Indikationen zur mechanischen Herzstimulation sind The possible indications for mechanical cardiac stimulation are

1. Kardiale Notfälle 1. Cardiac emergencies

  • - Adams-Stokes-Syndrom - Adams-Stokes syndrome
  • - Reanimation - animation
  • - Tachykardien - tachycardia
2. Prophylaktische Anwendung 2. Prophylactic use

  • - Schrittmacherwechsel - Pacemaker change
  • - Bradykardien nach Elektrokardioversion - bradycardia after electrocardioversion
3. Hämodynamische Untersuchungen 3. Hemodynamic studies

  • - Koronare Herzkrankheit - Coronary heart disease
  • - Idiopathische hypertrophische Subaortenstenose - Idiopathic hypertrophic subaortic stenosis
4. Elektrophysiologische Untersuchungen 4. Electrophysiological studies

  • - Initiierung und Terminierung von Tachykardien - initiation and termination of tachycardia
  • - Bestimmung der Sinusknotenerholungszeit - Determination of the sinus node recovery time
  • - Erkennung von Patienten mit Gefahr des plötzlichen Herztodes - identification of patients with risk of sudden cardiac death
  • - Erkennung einer latenten Überdigitalisierung. - recognition of a deferred About digitization.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Further advantages, features and possible applications of the invention will become apparent from the following description of an embodiment.

Fig. 1 zeigt die prinzipielle Darstellung eines erfindungs gemäßen Katheters und Fig. 1 shows the schematic view of a catheter according to Inventive and

Fig. 2 und 3 Schnittansichten einer fokussierenden und nicht- fokussierenden Funkenstrecke. Figs. 2 and 3 are sectional views of a focusing and non-focusing spark gap.

Der Katheter 2 besteht aus einer Kupplung 4 , einer koaxialen, flexiblen Stromzuführung 6 , um die Schläuche 8 und 10 herum gelegt sind und einer glatten, elastischen Hülle 12 , welche zur Orientierung Längs- und Quermarkierungen (nicht gezeigt) trägt. The catheter 2 comprises a clutch 4, a coaxial flexible power supply 6 to the tubes 8 and 10 are placed around and a smooth, resilient sheath 12 which to orient the longitudinal and transverse markings (not shown) bears. Eine Flüssigkeitsversorgung 14 dient gleichzeitig der Entgasung einer Funkenstrecke 16 und zur Aufweitung eines Bal lons 18 . A liquid supply 14 serves as the devolatilization of a spark gap 16 and for expanding a Bal lons eighteenth Die mechanische Verbindung 20 von Katheterspitze 22 und Ballon 18 bildet die Zentrierung der Funkenstrecke 16 . The mechanical connection 20 of catheter tip 22 and balloon 18 forms the centering of the spark gap sixteenth Ein Flüssigkeitsvorrat befindet sich in einem dichten Gefäß 24 , das ein druckgesteuertes Gaspolster 26 enthält. A liquid reservoir is located in a sealed vessel 24 that contains a pressure-controlled gas cushion 26th Eine Umlauf pumpe 28 fördert die Flüssigkeit in den Zuleitungsschlauch 8 zur Funkenkammer 16 und transportiert die Flüssigkeit über den Rücklauf 10 in das Gefäß 24 . A circulation pump 28 conveys the liquid in the supply hose 8 to the arc chamber 16 and transports the fluid via the return line 10 into the vessel 24th Im Rücklauf befindet sich ein Gas abscheider 30 , in dem die bei der Entladung entstehenden Gase aus dem Kreislauf entfernt werden. In return there is a gas separator 30 in which the gases produced during the discharge to be removed from circulation.

Die elektrische Versorgung der Funkenstrecke 16 erfolgt mittels der Stromzuführung 6 . The electrical supply of the radio link 16 by means of the power supply. 6 Die Stimulationsfrequenz und die Trigge rung der Funkenstrecke 16 wird von Geräten bekannter Bauart ge steuert. The pacing rate and the Trigge tion of the spark gap 16 is worn by devices of known type controls.

Der Ballon 18 besteht aus einem hochflexiblen Material (z. B. Polyurethan), seine Wandstärke ist kleiner als ein Millimeter und sein Durchmesser beträgt einige Millimeter. The balloon 18 is made of a highly flexible material (eg., Polyurethane), its wall thickness is smaller than a millimeter and its diameter is a few millimeters.

Fig. 2 zeigt eine Funkenstrecke 16 in Draufsicht, wobei die Stoß- oder Druckwellen von einer Wandung 34 in der Weise re flektiert werden, daß sie außerhalb des Ballons 18 in einem Brennpunkt 36 zusammentreffen. Fig. 2 shows a spark gap 16 in top view, with the shock or pressure waves of a wall 34 in the manner of re are inflected that they meet outside the balloon 18 in a focus 36th Durch entsprechende Drehung der Hülle 12 kann somit eine fokussierte Stoßwelle an jeden gewünschten Punkt gebracht werden. By appropriate rotation of the sleeve 12 thus focused shock wave can be brought to any desired point.

Beim Gegenstand von Fig. 3 findet keine Zentrierung statt; . In the subject matter of Figure 3 no centering takes place; hier tritt die Stoß- oder Druckwelle frei durch ein Fenster 38 aus. Here, the shock or pressure wave occurs freely out through a window 38th

Claims (2)

1. Stoßwellengenerator für medizinische Anwendungsfälle mit einer Funkenstrecke ( 16 ), die sich innerhalb eines Gehäuses und am Ende eines Katheters ( 2 ) befindet, der in Körperhöhlen einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Ballon ( 18 ) ist, der mittels einer Flüssigkeit aufweitbar ist, daß die Funkenstrecke ( 16 ) sich in einem Re flektor befindet und innerhalb des Ballons zentriert ist. 1. Shock wave generator for medical applications with a spark gap (16), which is located within a housing and at the end of a catheter (2) insertable into body cavities, characterized in that the housing is a balloon (18) by means of a is expandable fluid so that the spark gap (16) is in a Flektor Re and is centered within the balloon.
2. Stoßwellengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Innenseite und/oder Außenseite des Ballons ( 18 ) zumindest teilweise elektrisch leitend beschichtet ist und mit der Abschirmung des Katheters in Verbindung steht. 2. Shock wave generator according to claim 1, characterized in that the inside and / or outside of the balloon (18) is at least partially coated in an electrically conductive and is in communication with the shield of the catheter.
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