DE3727692A1 - Stosswellenquelle mit kurzer fokussierung - Google Patents

Stosswellenquelle mit kurzer fokussierung

Info

Publication number
DE3727692A1
DE3727692A1 DE19873727692 DE3727692A DE3727692A1 DE 3727692 A1 DE3727692 A1 DE 3727692A1 DE 19873727692 DE19873727692 DE 19873727692 DE 3727692 A DE3727692 A DE 3727692A DE 3727692 A1 DE3727692 A1 DE 3727692A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid
shock wave
wave source
lens
focusing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19873727692
Other languages
English (en)
Other versions
DE3727692C2 (de
Inventor
Helmut Dipl Phys Reichenberger
Dietrich Dipl Ing Hassler
Georg Dipl Ing Naser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19873727692 priority Critical patent/DE3727692C2/de
Publication of DE3727692A1 publication Critical patent/DE3727692A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3727692C2 publication Critical patent/DE3727692C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/225Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves
    • A61B17/2256Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves with means for locating or checking the concrement, e.g. X-ray apparatus, imaging means
    • A61B17/2258Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves with means for locating or checking the concrement, e.g. X-ray apparatus, imaging means integrated in a central portion of the shock wave apparatus
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/30Sound-focusing or directing, e.g. scanning using refraction, e.g. acoustic lenses

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum berührungslosen Zertrümmern eines im Körper eines Lebewesens befindlichen Kon­ krements mit einer Stoßwellenquelle, die im wesentlichen ebene Stoßwellen erzeugt, die über ein Koppelmedium auf das Konkre­ ment ausrichtbar sind, und mit einer akustischen Fokussierungs­ vorrichtung zur Fokussierung der Stoßwellen auf das Konkrement.
Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 33 28 068 bekannt. Die ebenen Stoßwellen werden in mehreren sogenannten "Stoßwellenrohren" erzeugt und gemeinsam in einem Schnittpunkt fokussiert. Die Fokussierung erfolgt mit Hilfe ei­ ner oder mehrerer akustischer Linsen. Die Linsen sind bi-konkav ausgebildet, d.h. sie bestehen aus einem Material, in dem die Schallgeschwindigkeit größer ist als die im Koppelmedium.
Soll nun eine solche Stoßwellenquelle mit kurzer Fokussierung versehen werden, d.h. soll der Fokusabstand kleiner sein als der Durchmesser der Stoßwellenquelle, ergeben sich einige Nach­ teile. Die bekannten Linsen besitzen nämlich vor allem im Rand­ bereich erhebliche Dicken, was zu einer merklichen Dämpfung des akustischen Pulses führt. Die Folge davon ist ein Leistungsver­ lust in der Stoßwelle. Bei sphärischen Linsen treten auch nen­ nenswerte Linsenfehler auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die eingangs genann­ te Einrichtung so auszugestalten, daß die Fokussierungsvorrich­ tung einen großen Öffnungswinkel und damit eine kurze Fokussie­ rung, aber dennoch eine vergleichsweise geringe Dämpfung be­ sitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fo­ kussierungsvorrichtung eine konvexe fokussierende Flüssigkeits­ linse mit einer Eintritts- und einer Austrittswandung umfaßt, zwischen denen sich eine Stoßwellen gut leitende Flüssigkeit befindet.
Als Vorteil ergibt sich eine geringe Dicke der Flüssigkeitslin­ se, woraus ein relativ gedrungener Aufbau der Zertrümmerungs­ einrichtung resultiert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Flüssigkeitslinse zeichnet sich dadurch aus, daß ihre Eintrittswandung gleichzeitig die Austrittsfläche der Stoßwellenquelle ist. Das ergibt eine be­ sonders kurze Bauform der Zertrümmerungseinrichtung.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich da­ durch aus, daß die Flüssigkeitslinse eine zentrale Öffnung zur Einführung eines Ultraschall-Abtastkopfes besitzt. Die zentrale Anordnung des Ultraschall-Abtastkopfes in der Flüssigkeitslinse ermöglicht eine exakte Ortung und Beobachtung des Konkrements.
Die Dicke der Fokussierungsvorrichtung kann weiter verringert werden, wenn die Eintritts- und/oder Austrittswandung der Flüs­ sigkeitslinse konkav ausgebildet ist, so daß sie als zusätzli­ che Linse(n) wirkt bzw. wirken.
Weitere Ausbildungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von drei Figuren sowie aus den Unteransprüchen. Es zei­ gen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Einrichtung zur Konkrementzer­ trümmerung mit zentraler Öffnung;
Fig. 2 einen Längsschnitt einer modifizierten Einrichtung, in der die Eintrittswandung der Flüssigkeitslinse die Me­ tallmembran der Stoßwellenquelle ist und in der die Austrittswandung die Form einer plan-konkaven Linse be­ sitzt; und
Fig. 3 einen Längsschnitt einer weiteren Einrichtung in der die Flüssigkeitslinse in einem Abstand zur Stoßwellen­ austrittsfläche angeordnet ist und in der die Ein­ tritts- und Austrittswandung konkav ausgebildet sind.
In Fig. 1 ist mit 2 ein Spulenträger bezeichnet, der die äußere Form eines Zylinders besitzt. Im Spulenträger 2 ist zentral in Richtung der Längsachse eine zylinderförmige Öffnung 4 einge­ bracht. Der Spulenträger 2 besteht bevorzugt aus einem kerami­ schen Material. An einer planen Seite des Spulenträgers 2 ist eine ebene Flachspule 6 befestigt. Die spiralförmigen, in einem Kunststoff-Guß untergebrachten Windungen 6 a der Flachspule 6 nehmen die gesamte ebene Seite des Spulenträgers 2 ein. Die beiden elektrischen Anschlüsse der Flachspule 6 sind mit 8 a und 8 b bezeichnet. Die Flachspule 6 weist ebenso wie der Spulenträ­ ger 2 eine zentrale Öffnung 4 auf.
An der Flachspule 6 ist auf der dem Spulenträger 2 gegenüber­ liegenden Seite eine Isolierfolie 10 befestigt. Die Isolierfo­ lie 10 weist ebenfalls eine zentrale Öffnung 4 auf. Sie ist be­ vorzugt auf die Flachspule 6 geklebt. Ohne jeden Abstand zur Isolierfolie 10 ist eine kreisringförmige metallische Membran 12 angeordnet; diese hat also ebenfalls eine zentrale Öffnung 4. Der enge Kontakt zwischen der Isolierfolie 10 und der Mem­ bran 12 wird in bekannter Weise durch einen Unterdruck sicher­ gestellt. Die zentrale Öffnung 4 der Membran 12 ist genauso groß wie die zentrale Öffnung 4 des Spulenträgers 2, der Flach­ spule 6 und der Isolierfolie 10.
Der Spulenträger 2, die Flachspule 6 mit der aufgeklebten Iso­ lierfolie 10 und die metallische Membran 12 sind an ihrem äuße­ ren Rand mit einer ersten ringförmigen Einspannung 14 fest ver­ bunden. In ähnlicher Weise sind diese Teile 2, 6, 10 und 12 an den zentralen Öffnungen 4 mit einer zweiten ringförmigen oder rohrförmigen Einspannung 16 fest verbunden. Die Einspannungen 14 und 16 stellen sicher, daß die metallische Membran 12 rand­ seitig festgehalten ist.
Der Spulenträger 2, die Flachspule 6 mit der Isolierfolie 10, die metallische Membran 12 und die Einspannungen 14 und 16 sind das Kernstück einer elektromagnetischen Stoßwellenquelle 18. Die Zentralachse 19 der Stoßwellenquelle 18 fällt zusammen mit den Mittelpunkten der Öffnungen 4. Fließt ein sich schnell än­ dernder Strom (steiler Stromimpuls) über die Anschlüsse 8 a und 8 b durch die Flachspule 6, dann wird dadurch in der metalli­ schen Membran 12 ein Strom induziert. Der Strom in der Flach­ spule 6 und der Strom in der Membran 12 erzeugen jeweils ein Magnetfeld derart, daß die metallische Membran 12 von der Flachspule 6 abgestoßen wird. Die metallische Membran 12 wird zwischen den Einspannungen 14 und 16 nach außen ausgelenkt und erzeugt damit einen akustischen Impuls, der sich anschließend zu einer Stoßwelle p formt.
Durch geeignete Gestaltung der elektrischen Seite der Stoßwel­ lenquelle 18 ist erreicht, daß der akustische Impuls bereits zu Beginn sehr steil ist. So ist auf eine Vorlaufstrecke bis zu einer Fokussierungsvorrichtung 20 verzichtet. Die Fokussie­ rungsvorrichtung 20 ist direkt an der Stoßwellenquelle 18 an­ geordnet.
Diese Fokussierungsvorrichtung ist hier eine plan-konvex ge­ formte akustische Flüssigkeitslinse, die die im wesentlichen ebenen akustischen Impulse auf ein Konkrement 22 im Patienten 23 fokussiert, z.B. auf einen Nieren- oder Gallenstein. Die akustische Linse 20 besitzt ebenfalls eine zentrale Öffnung 4. Die plane rückseitige Fläche der akustischen Linse 20 wird von der metallischen Membran 12 gebildet. Die konvexe Fläche ist durch eine kalottenförmige Kappe 24 gebildet. Diese besteht aus einem formstabilen Kunststoff, bevorzugt aus Polystyrol. Es kommt auch Polymethylmetacrylat (PMMA) oder Polyäthylen in Be­ tracht. Die Kappe 24 besitzt also ebenfalls eine zentrale Öff­ nung 4, die mit den anderen Öffnungen 4 fluchtet.
Die Kappe 24 geht randseitig in einen Anschlußflansch 26 über. Mit ihrem Anschlußflansch 26 ist die Kappe 24 an der ersten Einspannung 14 befestigt. Die Befestigung geschieht z.B. mit Hilfe von Schrauben (nicht gezeigt); die Kappe 24 kann jedoch auch mit dem Anschlußflansch 26 an die erste Einspannung 14 ge­ klebt sein. Zweckmäßigerweise wird zur Abdichtung ein O-Ring 27 verwendet. Zwischen der zentralen Öffnung 4 der Kappe 24 und der zweiten Einspannung 16 befindet sich ein Rohr 28. Das Rohr 28 ist z.B. mit einem Ende mit der Kappe 24 und mit seinem an­ deren Ende mit der zweiten Einspannung 16 verklebt. Innerhalb der akustischen Linse 20 ist somit ein Innenraum 30 ausgebil­ det, der begrenzt ist von der Membran 12, der Kappe 24, dem Rohr 28 und den Einspannungen 14 und 16. Der Innenraum 30 ist über eine Leitung 32 mit einer Stoßwellen gut leitenden Flüs­ sigkeit 31 füllbar. Es kann eine weitere Öffnung (hier nicht gezeigt) vorhanden sein, die einen Kreislauf der Flüssigkeit 31 erlaubt.
Die Abdichtung des Innenraums 30 ist hier, wie erwähnt, durch den O-Ring 27 gewährleistet, der sich in einer Nut im Anschluß­ flansch 26 befindet und zentral zur Achse 19 liegt.
Am Rand des Anschlußflansches 26 ist ein Ankoppelsack 34 befe­ stigt. Der Ankoppelsack 34 ist mit einem Koppelmedium 35, z.B. mit einer Flüssigkeit wie entgastem Wasser, gefüllt. Er erlaubt eine gute akustische Ankopplung der Stoßwellenquelle 18 an das zu behandelnde Lebewesen 23.
Die Flüssigkeit 31 im Innenraum 30 der akustischen Linse 20 hat die Eigenschaft, daß ihre Schallgeschwindigkeit deutlich gerin­ ger ist als die Schallgeschwindigkeit von Wasser. Die Flüssig­ keit ist bevorzugt eine halogenierte Kohlenwasserstoffverbin­ dung, wie z.B. Tetrachlorkohlenstoff, oder ein komplett fluo­ rierter Kohlenwasserstoff. Ebenso sind Silikone verwendbar. We­ gen seiner neutralen Eigenschaften eignet sich besonders ein perfluorierter Kohlenwasserstoff.
Innerhalb der zweiten Einspannung 16 befindet sich eine rohr­ förmige Halterung 36. Die Halterung 36 ist um ihre Längsachse 38 drehbar gelagert. Die Längsachse 38 fällt mit der Zentral­ achse 19 der Stoßwellenquelle 18 zusammen. Sie ist Teil einer flüssigkeitsdichten Drehdurchführung 40. Zur Drehdurchführung 40 gehören neben der Halterung 36 haupsächlich noch eine Ab­ dichtung 42 und ein Drehantrieb 44. Die Abdichtung 42 besteht aus einem O-Ring, der sich in einer Nut außen auf der zweiten Einspannung 16 befindet. Die Abdichtung 42 verhindert, daß Was­ ser aus dem Ankoppelsack 34 über die Drehdurchführung 40 aus­ treten kann. Der Drehantrieb 44 setzt sich zusammen aus einer Antriebswelle 46, an deren Ende ein Zahnrad 48 befestigt ist, und aus einem Zahnkranz 50, der auf der Halterung 36 in glei­ cher Höhe wie das Zahnrad 48 befestigt ist. Der Zahnkranz 50 kann sich über eine volle Umfangslinie oder aber nur über einen Teil derselben erstrecken.
Die Drehdurchführung 36 ist gegen axiales Verschieben gesi­ chert, was hier jedoch nicht weiter gezeigt ist.
In der Halterung 36 ist der Ultraschallkopf 52 einer konventio­ nellen Ultraschallsende- und -empfangseinrichtung flüssigkeits­ dicht angeordnet. Der Ultraschallkopf 52 ist bevorzugt ein Sektorscan-Applikator. Der Winkel des Abtastsektors ist durch einen gekrümmten Doppelpfeil 54 angedeutet. Die Längsachse des Ultraschallkopfs 52 und die Zentralachse 19 der Stoßwellenquel­ le 18 fallen zusammen.
Der Ultraschallkopf 52 ist über eine elektrische Leitung 56 mit der Ultraschallsende- und -empfangseinrichtung verbunden. End­ seitig steht der Ultraschallkopf 52 mit dem Koppelmedium 35 in Berührung. Der Ultraschallkopf 52 ist innerhalb der Halterung 36 in Richtung der Zentralachse 19 der Stoßwellenquelle 18 ver­ schiebbar; dies ist durch einen geraden Doppelpfeil 58 angedeu­ tet. Dazu kann der Ultraschallkopf 52 z.B. in einer (hier nicht gezeigten) weiteren Halterung befestigt sein, die ihrerseits in der Halterung 36 verschiebbar angeordnet ist.
Die in der Fig. 1 gezeigte Einrichtung ist in bekannter Weise an einem Haltearm oder Stativ befestigt, was hier jedoch nicht weiter dargestellt ist. Der Haltearm ermöglicht eine genaue Po­ sitionierung und Fixierung der Stoßwellenquelle 18 am Körper des Lebewesens 23.
Die dargestellte Ausbildung eignet sich vor allem für die Lithotripsie von Gallensteinen. Das ist bedingt durch den großen Öffnungswinkel alpha der Stoßwellen und die zentrale Ortung.
Die durch die Öffnungen 4 bewirkte Einbuße an akustischer Lei­ stung der Stoßwellenquelle 18 kann toleriert werden, da einer­ seits die zentrale Region der elektromagnetischen Quelle 18 re­ lativ wenig zur gesamten abgegebenen Leistung beiträgt und da andererseits der zentrale Teil der Flüssigkeitslinse 20 am mei­ sten dämpfend wirkt. Durch Verwendung eines Sektorscan-Applika­ tors 52 ist eine genaue, hochaufgelöste Betrachtung des gesam­ ten vor der Stoßwellenquelle 18 liegenden Gebietes sowie eine genaue Ausrichtung der Quelle 18 auf das Konkrement 22 möglich.
Die weiteren Vorteile dieser Ausbildung sind eine kompakte Bau­ form und eine exakte Ultraschall-Betrachtung des mit den Stoß­ wellen p behandelten Gebietes 22 direkt aus der Richtung dieser Stoßwellen p.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer elektromagneti­ schen Stoßwellenquelle 18 mit Fokussierungsvorrichtung 20. Der Aufbau der Stoßwellenquelle 18 ist schon bei Fig. 1 beschrie­ ben. Jedoch fehlt hier gegenüber Fig. 1 die zentrale Öffnung 4 im Spulenträger 2, in der Flachspule 6, in der Isolierfolie 10 und in der metallischen Membran 12. Hier sind die Teile der Stoßwellenquelle 18 nur mit der äußeren ringförmigen Einspan­ nung 14 fest verbunden. An die elektromagnetische Stoßwellen­ quelle 18 ist auch hier, wie in Fig. 1, direkt die Fokussie­ rungsvorrichtung 20 angekoppelt. Dabei ist die Eintrittswandung der Fokussierungsvorrichtung 20 gleichzeitig die Austrittsflä­ che der Stoßwellenquelle 18, nämlich die metallische Membran 12. Die Austrittswandung 62 der Fokussierungsvorrichtung 20 hat eine plan-konkave Form. Die konkave Fläche der Austrittswandung 62 bildet gleichzeitig die konvexe Fläche der Flüssigkeitslin­ se, die durch den Innenraum 30 repräsentiert wird. Auch hier führt eine Leitung 32 in den Innenraum 30. Ebenso ist der An­ koppelsack 34 auch hier an der Austrittswandung 62 befestigt.
Als Material für die Austrittswandung 62 kommen bevorzugt Kunststoffe wie z.B. Polystyrol, Polymethylmetacrylat (PMMA) oder Polyäthylen in Frage. Die Schallgeschwindigkeit in diesen Materialien ist höher als die in Wasser, so daß die konkave Formgebung der Austrittswandung 62 diese zu einer fokussieren­ den Linse macht.
Es ergibt sich z.B. für die Fokussierungsvorrichtung 20 eine geringe Dicke d von nur 2,6 cm, wenn die Flüssigkeit im Innen­ raum 30 Tetrachlorkohlenstoff ist und die Austrittswandung 62, also die plan-konkave Linse, aus Polymethylmetacrylat besteht. Dabei ist bei einer Fokussierungsweite f von z.B. 12,5 cm der Durchmesser 15 cm, wobei der Krümmungsradius der Linsen 62 12,5 cm ist.
Wenn in der Flüssigkeitslinse 20 ein perfluorierter Kohlenwas­ serstoff, z.B. vom Typ FC 70, eingefüllt ist, erreicht man in Verbindung mit PMMA bei einem Krümmungsradius von 18 cm und ei­ ner Brennweite f von ungefähr 11,5 cm eine Höhe d von nur 1,65 cm.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zertrümme­ rungseinrichtung mit großem Öffnungswinkel alpha gezeigt. Die Stoßwellenquelle 18 entspricht der Ausführung, wie sie in Fig. 2 beschrieben ist. Jedoch ist hier die Fokussierungsvorrichtung 20 in einem gewissen Abstand a zur Austrittsfläche der Stoßwel­ len, nämlich der Membran 12, angeordnet. Zu dem Zweck ist die Stoßwellenquelle 18 mit ihrer ersten Einspannung 14 an einem Ende eines Rohres 64 innen befestigt. Am zweiten Ende des Roh­ res 64 ist innen die Fokussierungsvorrichtung 20 angeordnet.
Das Rohr 64 kann axial verschiebbar sein, was durch einen Dop­ pelpfeil 65 angedeutet ist. Dadurch ist der Abstand a der Fo­ kussierungsvorrichtung 20 zur Austrittsfläche 12 einstellbar.
Der infolge des Abstands a gebildete Innenraum 66 ist flüssig­ keitsdicht. Er wird begrenzt von der Membran 12, einer Ein­ trittswandung 68 und der Innenwand des Rohres 64. Er ist mit der Koppelflüssigkeit, bevorzugt entgastem Wasser, gefüllt. Die Fokussierungsvorrichtung 20 besteht hier aus drei Linsen mit jeweils fokussierender Eigenschaft. Die Eintritts- und Aus­ trittswandung 68 bzw. 62 haben jeweils die Form einer plan­ konkaven Linse. Ihre konkaven Flächen bilden den bi-konvexen Innenraum 30 der Flüssigkeitslinse. Der Innenraum 30 der Flüs­ sigkeitslinse ist mit einem O-Ring 70 abgedichtet, der sich in einer zentralen Nut in der Berührungsfläche der beiden Wandun­ gen 62 und 68 befindet. Die Wandungen 62 und 68 sind miteinan­ der verschraubt, was hier durch eine Schraube 72 angedeutet ist. Es ist jedoch ebenso möglich, beide Wandungen 62 und 68 miteinander zu verkleben.
Zusätzlich zur Leitung 32 führt eine weitere Leitung 74 in den Innenraum 30 der Flüssigkeitslinse. Über diese Leitungen 32 und 74 wird die Flüssigkeit 31 kontrolliert. D.h. der Innenraum 30 kann gefüllt oder entleert werden; die Flüssigkeit 31 kann ent­ gast werden; oder eine Flüssigkeit 31 mit einer bestimmten, ge­ regelten Temperatur wird über eine der Leitungen 32, 74 zuge­ führt.
Die erwähnte Temperaturregelung erfolgt bevorzugt in einem ge­ schlossenen Kreislauf, der über die Leitungen 32 und 74 und den Innenraum 30 führt. In der Nähe des Innenraums 30 ist dann (hier nicht gezeigt) ein Temperaturfühler im Kreislauf angeord­ net. Außerdem sind noch (hier nicht gezeigte) Kühl- oder Heiz­ einrichtungen vorhanden, so daß die Elemente einer Regelein­ richtung vorhanden sind.
Die Temperaturregelung der Flüssigkeit 31 kann statt über den erwähnten Kreislauf auch direkt durch Wärmeleitung erfolgen. Dazu ist (hier nicht gezeigt) ein Heiz- oder Kühlelement in der Nähe der Fokussierungsvorrichtung 20 angeordnet. Das Heiz- oder Kühlelement steht in Wärmekontakt mit der Flüssigkeit 31 im In­ nenraum 30.
Die Flüssigkeits-Regelung oder -Konstanthaltung ist deshalb er­ wünscht, weil die Brechzahl und die Schallgeschwindigkeit der Flüssigkeit 31 im Innenraum 30 temperaturabhängig sind. Durch eine bestimmte Änderung des vorgegebenen Wertes der Temperatur der Flüssigkeit 31 wird die Fokuslänge f um einen bestimmten Betrag verändert. Zum Beispiel ist es möglich, durch eine Temperaturän­ derung von 20°C auf 30°C den Fokusabstand f um ca. 10% zu verkürzen.
Die in Fig. 3 gezeigte Fokussierungsvorrichtung 20 hat in einer bestimmten Ausbildung eine Höhe d von 1,1 cm. Bei dieser Aus­ bildung ist die Flüssigkeitslinse 20 mit Tetrachlorkohlenstoff gefüllt, und die Eintritts- und Austrittswandungen 68, 62 be­ stehen aus PMMA. Die Flüssigkeitslinse 20 hat einen Durchmesser von 15 cm und Krümmungsradien von 25 cm. Es ergibt sich dann eine Fokussierungsweite f von etwa 12 cm.
Die Merkmale der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbei­ spiele sind nicht auf die jeweiligen Beispiele beschränkt. So ist es z.B. möglich, auch in den Ausführungsbeispielen in Fig. 2 und 3 eine zentrale Öffnung 4 vorzusehen, in die ein Ultra­ schall-Abtastkopf 52 einführbar ist.
Die vorangehend beschriebene Zertrümmerungseinrichtung mit kur­ zer Fokussierung und großem Öffnungswinkel alpha ermöglicht ei­ ne schonende Zerstörung nahe an der Körperoberfläche liegender Nieren- oder Gallensteine 22 mittels extrakorporaler Lithotrip­ sie.

Claims (18)

1. Einrichtung zum berührungslosen Zertrümmern eines im Körper eines Lebewesens befindlichen Konkrements mit einer Stoßwellen­ quelle, die im wesentlichen ebene Stoßwellen erzeugt, die über ein Koppelmedium auf das Konkrement ausrichtbar sind, und mit einer akustischen Fokussierungsvorrichtung zum Fokussieren der Stoßwellen auf das Konkrement, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fokussierungsvorrichtung eine kon­ vexe fokussierende Flüssigkeitslinse (20) mit einer Eintritts­ und einer Austrittswandung (12, 66; 24, 62) umfaßt, zwischen denen sich eine Stoßwellen p gut leitende Flüssigkeit (31) be­ findet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eintrittswandung (12) die Austrittsfläche der Stoßwellenquelle (18) ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Austrittswandung (24; 62) randseitig an der Stoßwellenquelle (18) durch einen Ring (14) gehalten ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Flüssigkeitslinse (20) im Koppelmedium (35) in einem Abstand (a) von der Austrittsfläche (12) der Stoßwellenquelle (18) angeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (a) der Flüssig­ keitslinse (20) zur Austrittsfläche (12) der Stoßwellenquelle (18) einstellbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eintritts- und Austritts­ wandungen (68, 62) so ausgebildet sind, daß sich eine bikonvexe Flüssigkeitslinse (20) ergibt.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Austritts­ wandung (62) selbst als eine akustische Linse ausgebildet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittswandung (68) selbst als eine akustische Linse ausge­ bildet ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß in den Innen­ raum (30) der Flüssigkeitslinse (20) eine Leitung (32, 74) führt, über die die Flüssigkeit (31) kontrollierbar ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Flüssigkeit (31) in der Flüssigkeitslinse (20) kontrollier­ bar und auf einen vorgegebenen Wert einstellbar ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Flüssig­ keitslinse (20) eine zentrale Öffnung (4) zur Einführung eines Ultraschall-Abtastkopfes (52) besitzt.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Flüssigkeitslinse (20) ein zentral angeordnetes, zylindrisches Rohrstück (36) besitzt, in das der Ultraschall-Abtastkopf (52) einführbar ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schallge­ schwindigkeit der Flüssigkeit (31) geringer ist als die Schall­ geschwindigkeit des Koppelmediums (35).
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Koppelmedium (35) entgastes Wasser und die Flüssigkeit (31) eine halogenierte Kohlenwasser­ stoffverbindung ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die halogenierte Kohlenwasser­ stoffverbindung ein perfluorierter Kohlenwasserstoff ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schallge­ schwindigkeit in der Eintritts- und Austrittswandung (66, 62) gleich oder größer als die Schallgeschwindigkeit im Koppelme­ dium (35) ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Koppelmedium (35) Wasser ist, und daß eine der Wandungen (66, 62), bevorzugt die Aus­ trittswandung (62), aus einem Kunststoff besteht.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kunststoff Polystyrol ist.
DE19873727692 1987-08-19 1987-08-19 Stoßwellenquelle mit kurzer Fokussierung Expired - Fee Related DE3727692C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873727692 DE3727692C2 (de) 1987-08-19 1987-08-19 Stoßwellenquelle mit kurzer Fokussierung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873727692 DE3727692C2 (de) 1987-08-19 1987-08-19 Stoßwellenquelle mit kurzer Fokussierung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3727692A1 true DE3727692A1 (de) 1989-03-02
DE3727692C2 DE3727692C2 (de) 1996-10-02

Family

ID=6334082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873727692 Expired - Fee Related DE3727692C2 (de) 1987-08-19 1987-08-19 Stoßwellenquelle mit kurzer Fokussierung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3727692C2 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0400196A1 (de) * 1989-06-02 1990-12-05 Siemens Aktiengesellschaft Stosswellenkopf für die Zertrümmerung von Konkrementen
EP0412202A1 (de) * 1989-08-11 1991-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Stosswellenquelle zur Erzeugung von fokussierten Stosswellen mit einem als Rotationsparaboloid ausgebildeten Reflektor
US5060634A (en) * 1989-10-12 1991-10-29 Richard Wolf Gmbh Lithotriptor with reduced attenuation x-ray locating system
US5209222A (en) * 1989-12-21 1993-05-11 Dornier Medizintechnik Gmbh Ultrasonic transducer in lithotripters
US5305731A (en) * 1991-10-31 1994-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for generating acoustic wave having a liquid lens with an adjustable focal length
WO1994028540A2 (de) * 1993-06-01 1994-12-08 Storz Medical Ag Vorrichtung zur behandlung von biologischem gewebe und körperkonkrementen
EP0483396B1 (de) * 1990-10-29 1999-12-22 Siemens Aktiengesellschaft Akusticher Druckimpulsgenerator
FR2851923A1 (fr) * 2003-03-05 2004-09-10 Siemens Ag Dispositif a ultrasons a lentille refroidie
DE102008003591A1 (de) * 2008-01-09 2009-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Erzeugen eines Ultraschallbildes aus der Fokusregion einer Stoßwellenquelle einer Lithotripsie-Einrichtung sowie nach diesem Verfahren betriebene Lithotripsie-Einrichtung
EP2095844A1 (de) * 2002-01-15 2009-09-02 Ultrazonix DNT AB Vorrichtung für eine minimal invasive Ultraschallbehandlung eines Objekts durch einen wärmeisolierten Wandler

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3120611A1 (de) * 1981-05-23 1982-12-16 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt "vorrichtung zur abstrahlung und zum empfang fokussierter ultraschallwellen"
DE3142639A1 (de) * 1981-10-28 1983-05-05 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt "vorrichtung zur abstrahlung und zum empfang fokussierter ultraschallwellen
DE3328068A1 (de) * 1983-08-03 1985-02-21 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zum beruehrungslosen zertruemmern von konkrementen
DE8523024U1 (de) * 1985-08-09 1987-02-12 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Ultraschallgenerator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3120611A1 (de) * 1981-05-23 1982-12-16 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt "vorrichtung zur abstrahlung und zum empfang fokussierter ultraschallwellen"
DE3142639A1 (de) * 1981-10-28 1983-05-05 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt "vorrichtung zur abstrahlung und zum empfang fokussierter ultraschallwellen
DE3328068A1 (de) * 1983-08-03 1985-02-21 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zum beruehrungslosen zertruemmern von konkrementen
DE8523024U1 (de) * 1985-08-09 1987-02-12 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Ultraschallgenerator

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5065762A (en) * 1989-06-02 1991-11-19 Siemens Aktiengesellschaft Extracorporeal lithotripsy apparatus for the disintegration of calculi having an unattenuated locating field
EP0400196A1 (de) * 1989-06-02 1990-12-05 Siemens Aktiengesellschaft Stosswellenkopf für die Zertrümmerung von Konkrementen
EP0412202A1 (de) * 1989-08-11 1991-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Stosswellenquelle zur Erzeugung von fokussierten Stosswellen mit einem als Rotationsparaboloid ausgebildeten Reflektor
US5058569A (en) * 1989-08-11 1991-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for generating focused shockwaves having a cylindrical coil and a paraboloid of revolution reflector
US5060634A (en) * 1989-10-12 1991-10-29 Richard Wolf Gmbh Lithotriptor with reduced attenuation x-ray locating system
US5209222A (en) * 1989-12-21 1993-05-11 Dornier Medizintechnik Gmbh Ultrasonic transducer in lithotripters
EP0483396B1 (de) * 1990-10-29 1999-12-22 Siemens Aktiengesellschaft Akusticher Druckimpulsgenerator
US5305731A (en) * 1991-10-31 1994-04-26 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for generating acoustic wave having a liquid lens with an adjustable focal length
WO1994028540A3 (de) * 1993-06-01 1995-01-26 Storz Medical Ag Vorrichtung zur behandlung von biologischem gewebe und körperkonkrementen
US5795311A (en) * 1993-06-01 1998-08-18 Storz Medical Ag Apparatus for the treatment of biological tissue and corporal concretions
WO1994028540A2 (de) * 1993-06-01 1994-12-08 Storz Medical Ag Vorrichtung zur behandlung von biologischem gewebe und körperkonkrementen
EP2095844A1 (de) * 2002-01-15 2009-09-02 Ultrazonix DNT AB Vorrichtung für eine minimal invasive Ultraschallbehandlung eines Objekts durch einen wärmeisolierten Wandler
FR2851923A1 (fr) * 2003-03-05 2004-09-10 Siemens Ag Dispositif a ultrasons a lentille refroidie
DE102008003591A1 (de) * 2008-01-09 2009-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Erzeugen eines Ultraschallbildes aus der Fokusregion einer Stoßwellenquelle einer Lithotripsie-Einrichtung sowie nach diesem Verfahren betriebene Lithotripsie-Einrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE3727692C2 (de) 1996-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0301360B1 (de) Stosswellenquelle mit zentralem Ultraschall-Ortungssystem
DE19507478C1 (de) Therapiegerät zur Behandlung mit fokussiertem Ultraschall
DE4136004C1 (de)
DE4119524C2 (de) Vorrichtung zur Behandlung von Knochenleiden mittels akustischer Wellen
DE4110102C2 (de)
DE3727692C2 (de) Stoßwellenquelle mit kurzer Fokussierung
DE3720424A1 (de) Medizinisches behandlungsgeraet fuer die anwendung von ultraschallwellen
DE3447440A1 (de) Stosswellenrohr fuer die zertruemmerung von konkrementen
DE3328068A1 (de) Einrichtung zum beruehrungslosen zertruemmern von konkrementen
EP0254104B1 (de) Stosswellengenerator zur Erzeugung eines akustischen Stosswellenimpulses
DE2538960A1 (de) Einrichtung zum beruehrungsfreien zertruemmern von im koerper eines lebewesens befindlichen konkrementen
EP0412202A1 (de) Stosswellenquelle zur Erzeugung von fokussierten Stosswellen mit einem als Rotationsparaboloid ausgebildeten Reflektor
DE3328039C2 (de) Einrichtung zum beruehrungslosen zertruemmern eines im koerper eines lebewesens befindlichen konkrements
DE10301875A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung von unterschiedlichen akustischen Druckwellen durch variable Reflexionsflächen
DE3739393C2 (de) Lithotripter mit verstellbarer Fokussierung
EP0461287A1 (de) Elektrisch antreibbarer akustischer Stosswellengenerator
DE2836462A1 (de) Raumueberwachungs-empfangseinrichtung
DE3739390A1 (de) Lithotripter mit veraenderbarem fokus
DE8717503U1 (de) Stoßwellenquelle mit zentralem Ortungssystem
DE4229631C2 (de) Akustische Linse mit variabler Brennweite
DE8809253U1 (de) Stoßwellengenerator zum berührungslosen Zertrümmern von Konkrementen im Körper eines Lebewesens
EP0079351A1 (de) Vorrichtung zur abstrahlung und zum empfang fokussierter ultraschallwellen
DE3739392A1 (de) Lithrotripter mit veraenderbarem fokus
DE3833862C2 (de)
DE19927481C1 (de) Akustische Fokussiereinrichtung mit veränderbarem Fokusabstand

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8120 Willingness to grant licenses paragraph 23
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee