DE3624808A1 - Stosswellengenerator mit flachspule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachspule für einen Litho­ tripter mit einer spiralförmigen Wicklung, die mehrere Windungen aufweist.

In der medizinischen Technik zur berührungsfreien Zer­ trümmerung von Konkrementen sind Stoßwellengeneratoren bekannt, welche den Stoßwellenimpuls über elektromagne­ tische Kraftwirkung erzeugen. So z. B. ist in der DE-OS 33 12 014 ein konkav gekrümmter Stoßwellengenerator be­ schrieben, der eine Wicklung mit mehreren Windungen auf­ weist. Dieser Wicklung ist, von einer Isolierfolie ge­ trennt, eine Metallmembran vorgelagert. Wird durch die Flachspule ein Stromstoß geschickt, so wird die Metall­ membran schlagartig von der Spule wegbewegt. Es wird ei­ ne Stoßwelle erzeugt, die über ein an die Flachspule an­ grenzendes Übertragungsmedium weitergeleitet wird. Durch die konkave Formgebung der Flachspule wird die Stoßwelle in einem Fokus gesammelt. In dem Fokus wird das Konkre­ ment des Patienten plaziert; es wird durch den fokussier­ ten Stoßwellenimpuls zerstört. Es sind auch Lithotripter bekannt, die mit einer ebenen Flachspule arbeiten und bei denen die Fokussierung durch andere mechanische Mit­ tel, wie z. B. Linse oder Reflektor, vorgenommen wird.

Die Flachspule ist bei den bekannten Geräten gleichmäßig mit Windungen versehen, so daß das Magnetfeld der Spule über der Flachspule mit Ausnahme vom Zentrum und Randzone etwa räumlich konstant ist. Beim Betrieb zeigt sich, daß bei ebener Anordnung die Amplitude des von der Metallmem­ bran abgegebenen Stoßwellenimpulses in ihrer radialen Verteilung nach außen hin abnimmt. Eine Ursache dafür ist die starre Einspannung der Metallmembran. Durch die na­ türliche Fokussierung einer ebenen Anordnung wird dieser Effekt mit zunehmendem Abstand von der Metallmembran ver­ stärkt mit der Folge eines unerwünscht großen Verhältnis­ ses von Länge zu Breite der Fokuszone bei Fokussierung mit einer Linse.

Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flachspule der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ihr magnetisches Feld bei Anliegen eines Stromimpulses ra­ dial ungleichmäßig verteilt ist, und zwar mit nach außen zunehmender Amplitude.

In einer ersten Ausführungsform wird diese Aufgabe erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen bei den inneren Windungen größer ist als bei den äußeren Windungen.

Nach einer zweiten Ausführungsform wird die Aufgabe da­ durch gelöst, daß die äußeren Leiterbahnen schmaler sind als die inneren Leiterbahnen.

Die Lösung nach der ersten Ausführungsform macht es sich zunutze, daß die elektromagnetische Feldwirkung bei größe­ rem Abstand zwischen den Leiterbahnen kleiner ist. Wird ein sich vergrößernder Abstand zwischen den Leiterbah­ nen nur bei den inneren Windungen der Spule, vorzugswei­ se mit zunehmendem Abstand der Leiterbahnen zum Spulen­ mittelpunkt hin gewählt, und haben die Leiterbahnen im äußeren Bereich jeweils etwa gleichen Abstand voneinan­ der, so wird die Feldstärke im inneren Bereich der Spule kontinuierlich abgeschwächt. Es ergibt sich so eine un­ gleichmäßige Verteilung des Feldes über den gesamten Spu­ lenquerschnitt, mit zum Rand der Spule hin zunehmender Amplitude.

Bei der Lösung nach der zweiten Ausführungsform ist das Magnetfeld der äußeren Windungen aufgrund der dichteren Belegung pro Fläche gegenüber dem der inneren Windungen verstärkt. Es ergibt sich eine vom Zentrum zur Peripherie zunehmende Amplitude des magnetischen Feldes. Weiterer Vorteil ist eine geringere mechanische und thermische Belastung der inneren Windungen wegen der größeren Lei­ terbahnbreite, da bei diesen wegen der größeren Poten­ tialdifferenz zur Metallmembran erhöhte Durchschlagge­ fahr besteht.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung erge­ ben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur.

Fig. 1 zeigt eine Flachspule mit sich nach außen hin ver­ ringerndem Windungsabstand.

In Fig. 1 ist eine für die Lithotripsie konzipierte Flach­ spule 1 dargestellt, die aus einer Mehrzahl von Windun­ gen 3 besteht. Die Flachspule 1 ist als ebene Flachspule 1 ausgebildet. Sie kann auch eine konkave oder beliebig ge­ krümmte Form aufweisen. Ferner ist sie der Übersichtlich­ keit halber außen rund dargestellt, sie hat einen Durch­ messer 2 R. Es kommen auch andere Querschnittsformen, wie z. B. rechteckig oder quadratisch oder elliptisch infra­ ge. Die Windungen 3 sind spiralförmig in der genannten Ebene um den Mittelpunkt M angeordnet.

Der Abstand A zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen 3 ist im inneren Bereich der Flachspule 1 größer als im äußeren Bereich der Flachspule 1. Der Abstand A nimmt dabei vorzugsweise kontinuierlich nach außen hin ab.

Die Breite B der einzelnen Leiterbahnen 3 ist dabei kon­ stant. Sie kann beispielsweise 0,8 mm betragen. Von ei­ ner Breite der Leiterbahn 3 wird deswegen gesprochen, weil die Flachspule 1 bevorzugt aus einer beschichteten Leiterplatte hergestellt ist: Die Leiterplatte wurde beim Herstellungsvorgang phototechnisch bearbeitet, und die verbleibenden Spiralgänge wurden galvanisch verstärkt. Alternativ hierzu ist auch eine mit Draht, insbesondere mit einem flachen Metallband, hergestellte Flachspule 1 einsetzbar.

Bei einer gängigen Dimensionierung der Flachspule 1 von beispielsweise 50 Windungen 3 verjüngt sich der Abstand A von ca. 0,7 mm im inneren Bereich der Flachspule 1 bis hin zu ca. 0,2 mm zwischen den Leiterbahnen 3 im äußeren Bereich.

Durch den größeren Abstand der Leiterbahnen 3 im inneren Bereich der Flachspule 1 ist das bei einem Stromstoß sich aufbauende elektromagnetische Feld im inneren Be­ reich der Spule 1 kleiner als ohne die Maßnahme der Ab­ standsvergrößerung. In einer vor der Flachspule 1 ange­ ordneten Metallmembran (nicht gezeigt) wird hier ein un­ gleichmäßiger Verlauf der abstoßenden Kraft erzielt. Ein Stoßwellenimpuls, der von dieser Metallmembran in einem anschließenden Kopplungsmedium verursacht wird, weist einen gleichmäßigeren Wellenfrontverlauf über seinen Quer­ schnitt auf als im Fall einer gleichmäßig gewickelten Flachspule.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Flachspule im äußeren Bereich, wegen der größeren Anzahl von Win­ dungen pro Fläche, eine größere Stromdichte und damit auch ein stärkeres Magnetfeld aufweist als im Zentrum.

Claims (9)

1. Flachspule für einen Lithotripter mit einer spiral­ förmigen Wicklung, die mehrere Windungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (A) zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen (3) bei den inneren Windungen (3) größer ist als bei den äußeren Windungen (3).

2. Flachspule nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (A) kon­ tinuierlich von innen nach außen verkleinert ist.

3. Flachspule für einen Lithotripter mit einer spiral­ förmigen Wicklung, die mehrere Windungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Leiterbahnen (13) schmaler sind als die inneren Leiterbahnen (13).

4. Flachspule nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) der Leiterbahnen (3, 13) kontinuierlich von innen nach außen abnimmt.

5. Flachspule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer beschichteten Leiterplatte hergestellt ist.

6. Flachspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (3) ca. 0,8 mm breit sind.

7. Flachspule nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (A) zwischen den Leiterbahnen (3) zwischen etwa 0,2 mm und 0,7 mm liegt.

8. Flachspule nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (13) zwischen 0,5 mm und 1,5 mm breit sind.

9. Flachspule nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (A) zwischen den Leiterbahnen (13) etwa 1,0 mm beträgt.