DE3543881C1 - Unterwasser-Elektrode fuer die beruehrungsfreie Lithotripsie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterwasser-Elektrode für die berührungsfreie Lithotripsie.

Konkremente im menschlichen Körper können berührungsfrei mittels mechanischer Stoßwellen in abgangsfähige Bruchstücke zerkleinert werden. Bewährt hat sich die Erzeugung von Stoßwellen durch Unterwasserfunkenentladung, wobei sich die Funkenstrecke im Brennpunkt einer wassergefüllten rotationselliptischen Fokussierungskammer befindet und in einem Kondensator gespeicherte elektrische Energie durch Funkenentladung in Stoßwellenenergie umgewandelt wird.

Für diese Art der Stoßwellenerzeugung brauchbare Elektroden sind aus der DE-PS 26 35 635 bekannt. Insbesondere die in dieser Patentschrift in Fig. 4 gezeigte Elektrode hat sich in der Praxis bewährt. Bei dieser Elektrode geht ein rohrförmiger Außenleiter in ein Joch oder einen Käfig über, an dessen Ende eine Elektrodenspitze befestigt ist, die der mit dem Innenleiter verbundenen anderen Elektrodenspitze axial gegenüberliegt.

Der koaxiale Aufbau der Elektroden bedingt einen stetigen Übergangsbereich von Feldlinien, die vom Innenleiter ausgehend, auf dem Außenleiter, dem Außenleiterkorb und der Außenleiterspitze enden. Der Funkensprung soll wegen der Abbildung durch das Ellipsoid möglichst entlang der Elektrodenachse stattfinden. Dies ist bei fortgeschrittenem Elektrodenabbrand nicht mehr in jedem Fall sichergestellt. Es kommt zuerst vereinzelt und dann vermehrt zu "Fehlzündungen", die Entladungen unter Ausbildung mehrerer Plasmakanäle sind. Die "Fehlzündungen" sind akustisch als leisere, dumpfe Schläge erkennbar. Bei häufigerem Auftreten wird die Elektrode gewechselt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einsatzdauer von Unterwasser-Elektroden für die berührungsfreie Lithotripsie zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an mindestens einer Elektrodenspitze eine Hülse oder ein Ring aus dielektrischem Material angeordnet ist.

Durch Verwendung eines zweiten Dielektrikums (neben Wasser) in Form einer Hülse oder ringförmigen Blende, kann die Einsatzdauer einer Elektrode erheblich verlängert werden. Versuche haben ergeben, daß sich die Lebensdauer verdreifachen kann. Beim Gegenstand der Erfindung wird der Effekt der Feldlinienbrechung an der Grenzschicht zweier Dielektrika mit unterschiedlichen Dielektrizitätszahlen genutzt. Da Wasser mit ε≈80 eine im Vergleich zu festen Dielektrika außergewöhnlich hohe dielektrische Polarisierbarkeit besitzt, kann durch Hinzufügung eines geometrisch geeignet geformten Dielektrikums niederer Polarisierbarkeit (ε = 2-3) die Feldlinienverteilung zwischen den Elektrodenspitzen günstig beeinflußt werden. Der Funkensprung wird in vorteilhafter Weise auf die Achse der Elektrode gezwungen, wodurch erreicht wird, daß die örtliche Abbildung des Funkens weniger stark um den oberen Fokuspunkt streut.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Elektrode mit dielektrischer Hülse auf einer Elektrodenspitze,

Fig. 2 eine Elektrode mit dielektrischen Hülsen auf beiden Elektrodenspitzen,

Fig. 3 eine Elektrode mit geometrisch in besonderer Weise gestalteten dielektrischen Hülsen und

Fig. 4 eine Elektrode mit einem dielektrischen Ring.

Fig. 1 zeigt eine Unterwasser-Elektrode 2 für die Stoßwellenerzeugung bei der berührungslosen Lithotripsie. Die Elektrode besteht aus einem Innenleiter 4 mit einer Elektrodenspitze 6, einer Isolierung 8, einem Außenleiter 10 und einer Montagehülse 12.

Mittels der Montagehülse 12 wird die Elektrode in einem nicht gezeigten Elektrodenhalter befestigt, wobei gleichzeitig Innenleiter 4 und Außenleiter 10 an das elektrische System (nicht gezeigt) angeschlossen werden.

Am Außenleiter 10 ist ein Käfig 14 befestigt, der aus mehreren Drähten 15 besteht und die zweite Elektrodenspitze 16 trägt. Über die Drähte 15 sind teilweise Schutzschläuche 18 aus Kunststoff gezogen.

Innenleiter 4 und Außenleiter 10 bestehen aus metallischen Werkstoffen. Die Elektrodenspitzen 6, 16 bestehen aus Wolfram, Tantal oder anderen abbrandfesten Werkstoffen oder Legierungen. Isolierung 8 und Montagehülse 12 sind aus Kunststoff gefertigt.

In Fig. 1 ist auf die Elektrodenspitze 6 eine Hülse 20 aufgeschrumpft. Die Hülse 20 besteht aus einem Werkstoff mit hoher Schlagzähigkeit und geeigneter Dielektrizitätskonstante. Geeignet hierfür ist zum Beispiel der Werkstoff "Pocan" (Warenzeichen der Firma Bayer, Leverkusen) mit einer Dielektrizitätskonstanten ε = 3,0 bei 20 Grad Celcius und 1 MHz. Werkstoffe für den Anwendungsfall sollten akustisch ähnliche Eigenschaften wie Wasser haben und akustisch durchlässig sein. Stoßwellenbeugung und Dispersion sollten vermieden werden. Bohrung 22 und Mantel 23 der Hülse 20 sind konisch und die Stirnfläche 24 ist im Ausführungsbeispiel eben. Die Hülse 20 kann einstückig mit der Isolierung 8 sein.

Fig. 2 zeigt zusätzlich zu den bereits bei Fig. 1 beschriebenen Bauteilen eine dielektrische Hülse 26, die sich auf der Elektrodenspitze 16 befindet. Die Elektrodenhülsen 20 und 26 werden in Geometrie und Wandstärke so gestaltet, daß sich ein optimaler Verlauf der Feldlinien ergibt.

Hierzu können beispielsweise die Stirnflächen 28, 30 der Hülsen 20, 26 konvex oder konkav gestaltet sein, wie dies in Fig. 3 zu erkennen ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die Hülsen auf die Elektrodenspitzen 6, 16 aufgeschrumpft.

Fig. 4 zeigt einen dielektrischen Ring 32 mit einer Bohrung 34, der am Käfig 14 befestigt ist. Der Querschnitt des Rings ist linsenförmig ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung liegen auch die im Anspruch 5 angegebenen Befestigungen und die im Anspruch 6 angegebenen Gestaltungen des Rings 32.

Claims (6)

1. Unterwasser-Elektrode für die berührungsfreie Lithotripsie, bei der sich die Elektrodenspitzen einander gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Elektrodenspitze (6, 16) eine Hülse (20, 26) oder ein Ring (32) aus dielektrischem Material angeordnet ist.

2. Unterwasser-Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (24) der Hülse (20) eben ist.

3. Unterwasser-Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (28, 30) der Hülsen (20, 26) konvex oder konkav sind.

4. Unterwasser-Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (28, 30) der Hülsen (20, 26) an einer Elektrodenspitze konvex und an der anderen Elektrodenspitze konkav sind.

5. Unterwasser-Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (32) an einem Käfig (14) oder an einer Elektrodenspitze (6, 16 ) befestigt ist.

6. Unterwasser-Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (32) im Querschnitt rund, linsenförmig, rechteckig oder aus konkaven und/oder konvexen Bereichen zusammengesetzt, gestaltet ist.