EP0223026A2 - Positioning device for an electrode - Google Patents

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EP0223026A2 EP86113603A EP86113603A EP0223026A2 EP 0223026 A2 EP0223026 A2 EP 0223026A2 EP 86113603 A EP86113603 A EP 86113603A EP 86113603 A EP86113603 A EP 86113603A EP 0223026 A2 EP0223026 A2 EP 0223026A2
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Abstract

The exact positioning of an electrode in an ellipsoid for delaying underwater sparks during the contactless breaking up of concrements. …<IMAGE>…

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur exakten Positionierung einer Elektrode in einem Reflektor, insbesondere einer Elektrode zur Stosswellenerzeugung in einem Rotationsellipsoid zur berührungsfreien Zertrümmerung von Konkrementen, die sich im Körper eines Lebewesens befinden.The invention relates to a device for the exact positioning of an electrode in a reflector, in particular an electrode for generating shock waves in an ellipsoid of revolution for the contact-free destruction of concrements which are located in the body of a living being.

Aus der Deutschen Patentschrift 26 35 635 ist eine Elektrode für die Zerstörung von Konkrementen bekannt, die sich in der Praxis bewährt hat. Bei dieser Elektrode liegen sich die Elektrodenspitzen axial gegenüber und sind über einen Käfig mechanisch miteinander verbunden.From the German patent specification 26 35 635 an electrode for the destruction of concrements is known, which has proven itself in practice. In this electrode, the electrode tips are axially opposite one another and are mechanically connected to one another via a cage.

Die exakte Lage der Elektrodenspitzen im Quellenfokus ist die Voraussetzung für ein optimales Zertrümmerungsergebnis des Nierensteins im zweiten Fokus. Schon geringe Abweichungen wirken sich unvorteilhaft aus und können bei der Humanapplikation nicht hingenommen werden.The exact position of the electrode tips in the source focus is the prerequisite for an optimal smashing result of the kidney stone in the second focus. Even small deviations have a disadvantageous effect and cannot be tolerated in human applications.

Sitzen die Elektrodenspitzen nicht innerhalb einer engen Toleranz im Fokuspunkt, tritt im Objektfokus, in dem sich der Nierenstein befindet, eine Verminderung der Stosswellenintensität auf, sodass der Nierenstein nicht mehr vollständig oder garnicht mehr zertrümmert werden kann.If the electrode tips are not within a narrow tolerance in the focus point, a reduction in the shock wave intensity occurs in the object focus in which the kidney stone is located, so that the kidney stone can no longer be completely or no longer smashed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die exakte Positionierung einer Elektrode im Fokuspunkt eines Rotationellipsoids sicherzustellen und die Auslösung von Stosswellen nur dann zu ermöglichen, wenn diese Position erreicht ist und erhalten bleibt.The invention has for its object to ensure the exact positioning of an electrode in the focal point of a rotating ellipsoid and to enable the triggering of shock waves only when this position is reached and is maintained.

Hierzu werden elektrische Kontakte oder Sensoren verwendet, die im elliptischen Reflektor angebracht sind und ansprechen, wenn die Elektrode in der gewünschten Position einjustiert ist. Einzelheiten der Lösung der Aufgabe sind den Patentansprüchen angegeben.For this purpose, electrical contacts or sensors are used, which are mounted in the elliptical reflector and respond when the electrode is adjusted in the desired position. Details of the solution to the problem are given in the claims.

Es zeigen:

  • Fig. 1: die Schnittansicht eines Rotationsellipsoids mit positionierter Funkenstrecke,
  • Fig. 2: bis 8 Ausgestaltungen und Einzelheiten der Elektrode und der Positionierung.
Show it:
  • 1: the sectional view of an ellipsoid of revolution with the spark gap positioned,
  • 2: up to 8 configurations and details of the electrode and the positioning.

Fig. 1 zeigt die Schnittansicht eines Rotationsellipsoids 2 mit einer exakt positionierten Elektrode 4. Ein solches Rotationsellipsoid mit Funkenstrecke zur Nierensteinzertrümmerung ist beispielsweise in der deutschen Patenschrift 23 51 247 (US 3,942,531) gezeigt. Das Ellipsoid ist vorzugsweise mit Wasser gefüllt. Der prinzipielle Aufbau der Elektrode 4 ist Gegenstand der deutschen Patentschrift 26 35 635.1 shows the sectional view of an ellipsoid of revolution 2 with an exactly positioned electrode 4. Such an ellipsoid of revolution with a spark gap for crushing the kidney stones is shown, for example, in German Patent 23 51 247 (US Pat. No. 3,942,531). The ellipsoid is preferably filled with water. The basic structure of the electrode 4 is the subject of German patent specification 26 35 635.

Die Elektrode 4 besteht aus einem Innenleiter 6, einem Aussenleiter 8, einer Hülse 10, einem Käfig 12 und zwei sich gegenüberliegenden Elektrodenspitzen 14, 16. Durch elektrische Entladung nicht dargestellter Einrichtungen wird zwischen den Elektrodenspitzen 14, 16 ein Funke erzeugt und zwar genau in einem Brennpunkt F1 des Ellipsoids 2, während sich im anderen Brennpunkt des Ellipsoids (nicht gezeigt ) das zu zertrümmernde Konkrement befindet. Die Elektrode 4 durchdringt die Wandung 18 des Ellipsoids, wobei die Bohrung 20 einen Absatz 22 aufweist, der mit einem Anschlag 24 an der Hülse 10 korresponiert.The electrode 4 consists of an inner conductor 6, an outer conductor 8, a sleeve 10, a cage 12 and two opposing ones Electrode tips 14, 16. A spark is generated between the electrode tips 14, 16 by means of electrical discharge (not shown), specifically at a focal point F1 of the ellipsoid 2, while the concretion to be crushed is located in the other focal point of the ellipsoid (not shown). The electrode 4 penetrates the wall 18 of the ellipsoid, the bore 20 having a shoulder 22 which corresponds to a stop 24 on the sleeve 10.

Die Elektrode 4 ist wegen des Abbrandes der Elektrodenspitzen 14,16 ein Verschleissteil und muss des öfteren durch eine neue Elektrode ersetzt werden. Auch soll ein rascher Wechsel der Elektrode sogar während einer Behandlung eines Patienten möglich sein. Beim Elektrodenwechsel muss gewährleistet sein, dass die neue Elektrode mit ihren Elektrodenspitzen wieder exakt in den Brennpunkt F1 des Ellipsoids gebracht wird. Da schon kleinste Abweichungen zu Änderungen in der Energiekonzentration im zweiten Brennpunkt führen, genügt die in Fig. 1 gezeigte Positionierung mittel eines Anschlags für den exakten Nachweise des Positionierung nicht. Im folgenden sind deshalb Einrichtungen dargestellt und beschrieben, die zu einer Verbesserung der Positionierung und zum Nachweis der Positionierung geeignet und vorteilhaft sind.Because of the erosion of the electrode tips 14, 16, the electrode 4 is a wearing part and must be replaced frequently with a new electrode. It should also be possible to change the electrode quickly even during treatment of a patient. When changing electrodes, it must be ensured that the new electrode with its electrode tips is brought exactly into the focal point F1 of the ellipsoid. Since even the smallest deviations lead to changes in the energy concentration in the second focal point, the positioning shown in FIG. 1 by means of a stop is not sufficient for the exact verification of the positioning. For this reason, devices are shown and described below which are suitable and advantageous for improving the positioning and for proving the positioning.

Fig. 2 zeigt die Elektrode von Fig. 1, wobei sich an der Elektrode 4 eine Metallplatte 26 befindet. Im Ellipsoid ist ein induktiver Näherungsschalter 28 ( Hochfrequenzspule ) angeordnet, der bei exakter Lage der Elektrode einen Impuls abgibt. Der Impuls gibt eine Blockierschaltung 30 frei, sodass die Funkenstrecke betrieben werden kann. Gleichzeitig erfolgt eine optische Anzeige 32 und/oder eine akustische Anzeige 34, die dem behandelnden Arzt die exakte Positionierung der Elektrode signalisiert. Anstelle der Metallplatte 26 kann auch Magnetmaterial verwendet werden.FIG. 2 shows the electrode from FIG. 1, a metal plate 26 being located on the electrode 4. An inductive proximity switch 28 (high-frequency coil) is arranged in the ellipsoid, which emits a pulse when the electrode is in the exact position. The pulse releases a blocking circuit 30 so that the spark gap can be operated. At the same time there is an optical display 32 and / or an acoustic display 34, which the treating physician signals the exact positioning of the electrode. Instead of the metal plate 26, magnetic material can also be used.

Fig. 3 zeigt eine Elektrode 4, an deren Hülse 10 sich eine Nase 36 befindet, die bei exakter Positionierung einen Mikroschalter 38 im Ellipsoid betätigt Die übrigen Einzelheiten wurden bereits bei Fig. 2 erläutert.FIG. 3 shows an electrode 4, on the sleeve 10 of which there is a nose 36 which, when positioned exactly, actuates a microswitch 38 in the ellipsoid. The remaining details have already been explained in FIG. 2.

Bei der Ausgestaltung von Fig. 4 weist die Elektrode 4 am Mantel ihrer Hülse 10 einen Ring 40 aus Metall oder magnetischem Material auf, sodass der Näherungsschalter 28 unabhängig von der Drehwinkellage der Elektrode betätigt wird.4, the electrode 4 has a ring 40 made of metal or magnetic material on the jacket of its sleeve 10, so that the proximity switch 28 is actuated independently of the angular position of the electrode.

In Fig. 5 und 6 wird die Elektrode 4 mittels einer Spiralfeder 42, die über eine Kraft K vorgespannt wird und einer Druckplatte 44 in Position gebracht. An der Feder 42 befindet sich ein Metallplättchen 46 oder Magnetmaterial, dass mittels eines weiteren Sensors 48 induktiv erfasst wird. Damit wird der Federweg für die Vorspannung der Druckplatte 44 bestimmt. Die beiden Sensoren 28 und 48 wirken auf eine UND-Schaltung 50 für Freigabe der Blockierschaltung und die optische und akustische Anzeige der Positionierung.5 and 6, the electrode 4 is brought into position by means of a spiral spring 42, which is biased by a force K, and a pressure plate 44. There is a metal plate 46 or magnetic material on the spring 42, which is detected inductively by means of a further sensor 48. The spring travel for the prestressing of the pressure plate 44 is thus determined. The two sensors 28 and 48 act on an AND circuit 50 for releasing the blocking circuit and the visual and acoustic display of the positioning.

Bei Fig. 6 wird zusätzlich mittels einer Uhr 52 der zeitliche Unterschied beim Ansprechen der Sensoren 28 und 48 gemessen und daraus die Vorspannung der Feder 42 ermittelt. Bei Erreichen des Sollwerts der Vorspannung wird dann die Blockierschaltung freigegeben.In FIG. 6, the time difference when the sensors 28 and 48 respond is additionally measured by means of a clock 52 and the preload of the spring 42 is determined therefrom. The blocking circuit is then released when the bias voltage setpoint is reached.

In Fig. 7 wird die exakte Lage der Elektrode mittels einer an der Elektrode 4 befindlichen Kontrastmarke oder Fluoreszenzmarke 54 und einem fotoelektrischen Aufnehmer 56 mit Faseroptik, Wandler und Verstärker festgestellt. Eine axonometrische Darstellung der Elektrode 4 und des Aufnehmers 56 ist in Fig. 8 gezeigt.7 shows the exact position of the electrode by means of a contrast mark or fluorescent mark 54 on the electrode 4 and one Photoelectric sensor 56 with fiber optics, transducer and amplifier found. An axonometric representation of the electrode 4 and the sensor 56 is shown in FIG. 8.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur exakten Positionierung einer Elektrode in einem Reflektor, insbesondere einer Elektrode zur Stosswellenerzeugung in einem Rotationsellipsoid, dadurch gekennzeichnet, dass an der Elektrode mindestens ein Sensor ( Geber ) und im Rotationsellipsoid mindestens ein weiterer Sensor vorhanden sind, die mittels einer Schaltung miteinander verbunden sind und bei exakter Positionierung der Elektrode im Ellipsoid eine optische Anzeige und/oder ein Freigabeschalter zur Stosswellenerzeugung betätigt werden.1. Device for exact positioning of an electrode in a reflector, in particular an electrode for generating shock waves in an ellipsoid of revolution, characterized in that at least one sensor (transmitter) and at least one further sensor are present in the ellipsoid of revolution, which are connected to one another by means of a circuit are and with exact positioning of the electrode in the ellipsoid, a visual display and / or a release switch for shock wave generation are actuated. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische oder akustische Anzeige signalisieren, dass die Elektrode exakt positioniert ist und und die Blockierschaltung fregegeben wird.2. Device according to claim 1, characterized in that an optical or acoustic display signal that the electrode is positioned exactly and that the blocking circuit is released. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Elektrodenhülse eine Nase vorhanden ist, die einen im Ellipsoid befindlichen Mikroschalter betätigt.3. Device according to claim 1, characterized in that a nose is present on the electrode sleeve, which actuates a microswitch located in the ellipsoid. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der Elektrodenhülse ein Metallring befindet, und im Ellipsoid ein induktiver Wegaufnehmer vorhanden ist.4. The device according to claim 1, characterized in that there is a metal ring on the electrode sleeve, and an inductive displacement sensor is present in the ellipsoid. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring aus magnetischem Material besteht, sodass sein Signal in eine im Ellipsoid befindliche Hochfrequenzspulse induziert wird.5. The device according to claim 4, characterized in that the metal ring consists of magnetic material so that its signal is induced in a high-frequency pulse located in the ellipsoid. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an einer Klinke der Elektrode ein Metallplättchen befindet und im Ellipsoid als Sensor ein induktiver Wegaufnehmer vorhanden ist, der bei exakter Positionierung der Elektrode im Ellipsoid eine Freigabe betätigt.6. The device according to claim 1, characterized in that there is a metal plate on a pawl of the electrode and an inductive displacement sensor is present in the ellipsoid as a sensor, which actuates a release when the electrode is exactly positioned in the ellipsoid. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode mittels einer Feder in ihre Endlage gepresst wird und ein zweiter Sensor die Vorspannung kontrolliert und aus der Koinzidenz der Signale der beiden Wegaufnehmer die Freigabe erfolgt.7. The device according to claim 6, characterized in that the electrode is pressed into its end position by means of a spring and a second sensor controls the bias and the release from the coincidence of the signals of the two displacement sensors. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall zwischen dem Ansprechen des ersten Sensors und dem Ansprechen des zweiten Sensors gemessen wird und und dies ein Mass für die Vorspannung einer Feder und die exakte Positionierung der Elektrode im Ellipsoid ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the time interval between the response of the first sensor and the response of the second sensor is measured and this is a measure of the bias of a spring and the exact positioning of the electrode in the ellipsoid. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der Elektrodenhülse ein Kontrastmarke oder eine fluoreszierende Marke befindet und im Ellipsoid ein Fotoaufnehmer vorhanden ist.9. The device according to claim 1, 7 or 8, characterized in that there is a contrast mark or a fluorescent mark on the electrode sleeve and a photo sensor is present in the ellipsoid. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrastmarke ringförmig ausgebildet ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the contrast mark is annular.
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