EP1869663A1 - Focusing system for a device for producing shock waves - Google Patents

Focusing system for a device for producing shock waves

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Publication number
EP1869663A1
EP1869663A1 EP06724246A EP06724246A EP1869663A1 EP 1869663 A1 EP1869663 A1 EP 1869663A1 EP 06724246 A EP06724246 A EP 06724246A EP 06724246 A EP06724246 A EP 06724246A EP 1869663 A1 EP1869663 A1 EP 1869663A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
focusing device
shock wave
shock waves
shock
focusing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06724246A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Werner Schwarze
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.)
Storz Medical AG
Original Assignee
AST GmbH
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 AST GmbH filed Critical AST GmbH
Publication of EP1869663A1 publication Critical patent/EP1869663A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22—Implements 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
    • A61B17/225—Implements 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
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods 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
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/28—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using reflection, e.g. parabolic reflectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
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    • A61B17/22004—Implements 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 using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
    • A61B2017/22027—Features of transducers
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B2017/22027—Features of transducers
    • A61B2017/22028—Features of transducers arrays, e.g. phased arrays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00—Ultrasound therapy
    • A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
    • A61N2007/027—Localised ultrasound hyperthermia with multiple foci created simultaneously

Definitions

  • the invention relates to a focusing device for a device for generating shockwaves, which is connected downstream of these and by means of which the shock waves can be aligned according to the preamble of patent claims 1 and / or 3.
  • DE 44 21 938 C2 discloses such a device for producing focused acoustic waves for the therapeutic treatment of a human or animal body.
  • the shock waves generated by the device are reflected between two reflection planes, which are aligned with each other so that all the reflected portions of the shock wave are bundled in a common focus point.
  • the focal point represents the treatment level of the human or animal body.
  • Such devices can be used for example for the destruction of kidney stones and have been part of medical technology for several decades.
  • a disadvantage of such known devices for generating shockwaves has been found, for example, that the kidney stone to be crushed must be placed exactly in the focus of the shock wave, both to shatter the kidney stone with sufficient energy, as well as to exclude that adjacent human tissue through the wrong positioning of the focal point is destroyed.
  • the proportion of the reflected or bundled shock waves should pass through the patient in such a way that the reflected shock wave is bundled in the axial emission direction onto a line.
  • each primary shock wave is split into specific reflected portions, each of which takes a different course, so that a plurality of focus points outside of the focusing device are traversed by the components of a shockwave.
  • These individual focus points form a focus line which is preferably aligned with the symmetry axis of the rotationally symmetrical body runs. Within the focus line, the patient's treatment center should be positioned.
  • the advantage of positioning the patients on such a focus line is that the practitioner can treat largely independently of the depth information of the treatment site.
  • both tensile and compressive wave components the z. B. for the destruction of kidney stones and for the healing or stimulation of bone tissue, tendon tendinosis, wound healing, etc. can be used specifically.
  • the superimposed or temporally successive pressure and tensile or tensile and pressure wave fractions result in the medical treatment of the patient to faster therapy successes and the necessary shock wave energy can be reduced, so that the treatment time is shortened, and the adjacent tissue is not or only insignificantly injured.
  • the patient does not have to be arranged precisely in a focal point and fixed in the focal point during the treatment period, but that the treatment center lies substantially in the region of the focal line, so that at the same time e.g. the kidney stone and its concrements are smashed, so that the treatment center can be placed in the area of maximum convergence without the patient having to move and reposition.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a focusing device for reflecting shock waves generated by a device, wherein the axially proximal primary shock waves are focused into the distal region of the focal line and the axially distant focal regions are focused into the proximal region of the focal line.
  • Figure 2 shows a second embodiment of a focusing device for Reflection of shock waves generated by a device and wherein the axially close primary shock waves are focused in the proximal area of the focus line and the axially distant into the distal area of the focus line,
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a focusing device for bundling a and b of shock waves by means of lens segments which have been produced by a device
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of a focusing device for reflection of shock waves generated by a piezoelectric device
  • FIG. 5 shows a fifth exemplary embodiment with a focusing device for bundling shock waves by means of a reflector, which have been produced by a cylindrical device,
  • Figure 6 shows a sixth embodiment of a device for generating shock waves, which is arranged movable and freely positionable within a focusing device, in section and
  • Figure 7 shows the device and the focusing device according to Figure 6 with a
  • FIG. 1 shows a device 1 for generating shockwaves 2, which is arranged within a focusing device 11 ', so that the emitted shockwaves 2 are reflected by the focusing device 11 1 .
  • Each area of the focusing device 11 1 is assigned a certain shock wave component 3 of the generated shock wave 2.
  • the focusing device 11 1 is formed as a rotationally symmetrical body 12.
  • the device 1 is on the symmetry axis 13 of the rotationally symmetrical body 12 arranged so that the source of the device 1 for generating shock waves 2 is exactly on the axis of symmetry 13.
  • the inner surface of the rotationally symmetric body 12 has a plurality of reflection mirrors 14, which are shown schematically.
  • the shock wave 2 thus decays into primary shock wave components 3, before these impinge on the surface of the focusing device 11 and a secondary components 4, which have been reflected by the reflection mirror 14 of the focusing device 11 1 .
  • the rotationally symmetrical body 12 has an exit plane 17 through which all the reflected secondary parts 4 of the shock waves 2 run.
  • the reflected secondary parts 4 of the shockwave 2 pass through a multiplicity of focal points 15, since each secondary part 4 of the shockwave 2 is bundled in a different focal point 15 which lies on the axis of symmetry 13.
  • Each of the focus points 15 therefore forms a common focus line 16 which extends in alignment with the axis of symmetry 13.
  • the focus line 16 is thus generated outside of the focusing device 11 1 and has approximately a length a of 0 to 25 cm.
  • the secondary parts 4 of the shock wave 2 are reflected on the surface of the rotationally symmetrical body 12 in such a way that the secondary parts 4 of the shock wave 2 near the symmetry axis 13 are focused into the distal region F N of the focus line 16 and the components of the shock wave distant from the axis of symmetry 2 in the proximal region F 1 of the focus line 16.
  • the corresponding reflection behavior of the reflector 12 in FIGS. 1 and 2 is achieved by the particular arrangement and / or curvature of the reflection mirrors 14.
  • FIGS. 3 a and 3 b it is shown that the individual primary shock wave components 3 of the shock wave 2 are bundled by a focal lens 21 which has a multiplicity of lens segments 22, so that the primary shock wave components 3 of the shock wave 2 are deflected into a plurality of focus points 15.
  • the lens segments 22 can be adjusted and have different focusing properties for the shock wave 2.
  • the device 1 for generating shock waves 2 it is possible to use all known generation devices, in addition to the examples from FIGS. 1 to 3, also electromagnetic shock wave generators or piezoelectric shock wave generators.
  • the corresponding reflectors 18 or surfaces must then be designed so that the technical features of this patent are met.
  • the device 1 for generating shock waves 2 is arranged within the focusing device 11 ', which is designed as a parabolic mirror.
  • the device 1 can be moved out of the focal point 5, in all directions.
  • a conventional compass representation 6 is shown in the center of the device 1.
  • the direction of movement upwards corresponds to the north orientation (N). This will continue in a similar way.
  • the individual focus points 15 extend axially on the focal line 16 and, depending on the movement of the device 1, can also be arranged laterally to the focal line 16.
  • Primary shock wave components 3 of the shock wave 2 generated by the device 1 arise when the device 1 is moved to the north (N) and / or to the south (S) according to the compass 6 shown.
  • the characteristic configuration of the primary and secondary shock wave components 3 and 4 does not change, because the performance parameters of the device 1 are kept constant.
  • a spatially enlarged treatment center can be covered, because the focus line 16 can be extended by the movement of the device 1, ie in the axial direction - this corresponds to a movement of the device 1 to the west ( W) and east (O) respectively - the primary and secondary shock wave components 3 and 4 expand and the device 1 moved to the north (N) and south (S) shifts the focus line 16 in the lateral direction.
  • Such a lateral arrangement of the shock wave components 3 and 4 can be seen by the designations F-is, Fis and F NS .
  • the number 1 means that this is the first focal point on the focus line 16
  • the letter I refers to the middle focus point and the letter N to the last focal point of the focus line 16.
  • the other letters N, O, S, W indicate the focal point, which arises by the corresponding movement of the device 1, for example, to the north.
  • the device 1 is held supported in the focusing device 11 'in a thread 23.
  • One at the Device 1 mounted adjusting spindle 24 acts as an adjusting member for positioning, movement and / or fixation of the device 1.
  • the device 1 can thus be moved from the outside along the axis of symmetry 13 of the focusing device 11 '. Consequently, the focus line 16 expands and there is a maximum distance b, which is greater than the distance a in the figure 1 between the first and last focus points 15th

Abstract

The invention relates to a focusing system (11) for a device (1) for producing shock waves (2), said system being arranged downstream from the device and being able to orientate the shock waves. The aim of the invention is to administer the traction and pressure waves which are superimposed prior to be transversed by the reflected or bundled shock waves (2) by the focusing system (11). As a result, the focusing system (11) comprises a plurality of reflection mirrors (14), wherein, respectively, a secondary component (4) of the shock wave (2) is associated, the reflection mirrors (14) can be oriented towards the respective location, angle position and/or curving such that the components (3) of the shock wave (2), which are oriented towards said mirror, are reflected on different deviated focus points (15) and that all of the focus points (15) of the secondary components (4) are arranged on a common focus line (16).

Description

Fokussiereinrichtung für eine Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen Focusing device for a device for generating shockwaves
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fokussiereinrichtung für eine Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen, die diesen nachgeschaltet ist und mittels der die Stosswellen ausrichtbar sind gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und/oder 3.The invention relates to a focusing device for a device for generating shockwaves, which is connected downstream of these and by means of which the shock waves can be aligned according to the preamble of patent claims 1 and / or 3.
Aus der DE 44 21 938 C2 ist eine solche Vorrichtung zur Erzeugung fokussierter akustischer Wellen zur therapeutischen Behandlung eines menschlichen oder tierischen Körpers zu entnehmen. Die von der Vorrichtung erzeugten Stoßwellen werden dabei zwischen zwei Reflektionsebenen reflektiert, die derart zueinander ausgerichtet sind, dass sämtliche reflektierten Anteile der Stoßwelle in einem gemeinsamen Fokuspunkt gebündelt sind. Der Fokuspunkt stellt die Behandlungsebene des menschlichen oder tierischen Körpers dar.DE 44 21 938 C2 discloses such a device for producing focused acoustic waves for the therapeutic treatment of a human or animal body. The shock waves generated by the device are reflected between two reflection planes, which are aligned with each other so that all the reflected portions of the shock wave are bundled in a common focus point. The focal point represents the treatment level of the human or animal body.
Derartige Vorrichtungen können beispielsweise zur Zertrümmerung von Nierensteinen eingesetzt werden und sind seit einigen Jahrzehnten Bestandteil der Medizintechnik. Als nachteilig bei solchen bekannten Vorrichtungen zur Erzeugung von Stoßwellen hat sich herausgestellt, dass zum Beispiel der zu zertrümmernde Nierenstein exakt im Fokus der Stoßwelle angeordnet werden muss, um sowohl den Nierenstein mit ausreichender Energie zu zertrümmern, als auch auszuschließen, dass benachbartes menschliches Gewebe durch die falsche Positionierung des Fokuspunktes zerstört wird. Während der oftmals lang andauernden Behandlung ist der zu therapierende Patient möglichst bewegungslos im angepeilten Fokuspunkt zu belassen. Ein Verrutschen des Patienten führt daher zwangsläufig dazu, dass eine erneute Ausrichtung zwischen dem Fokuspunkt der Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen und dem Behandlungszentrum innerhalb des Patienten vorgenommen werden muss.Such devices can be used for example for the destruction of kidney stones and have been part of medical technology for several decades. A disadvantage of such known devices for generating shockwaves has been found, for example, that the kidney stone to be crushed must be placed exactly in the focus of the shock wave, both to shatter the kidney stone with sufficient energy, as well as to exclude that adjacent human tissue through the wrong positioning of the focal point is destroyed. During the often long-lasting treatment is the patient to be treated as motionless as possible to leave in the targeted focus point. Slippage of the patient therefore inevitably results in having to re-align between the focal point of the shockwave generating device and the treatment center within the patient.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Fokussiereinrichtung für eine Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen der eingangs genannten Gattung bereit zu stellen, mittels der die einzelnen erzeugten Stoßwellen in eine Vielzahl von Stoßwellenanteile zergliedert werden, ohne dass die einzelnen Anteile der reflektierten oder gebündelten Stoßwelle in einem Fokuspunkt zusammengeführt werden.It is therefore an object of the invention to provide a focusing device for a device for generating shockwaves of the aforementioned type, by means of which the individual generated shock waves are decomposed into a plurality of shock wave components without the individual components of the reflected or bundled shock wave in a focal point be merged.
Vielmehr soll der Anteil der reflektierten oder der gebündelten Stoßwellen den Patienten derart durchlaufen, dass die reflektierte Stoßwelle in axialer Emissionsrichtung auf eine Linie gebündelt werden.Rather, the proportion of the reflected or bundled shock waves should pass through the patient in such a way that the reflected shock wave is bundled in the axial emission direction onto a line.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale in den kennzeichnenden Teile der Patentansprüche 1 und/oder 3 gelöst.These objects are achieved by the features in the characterizing parts of claims 1 and / or 3.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn in Abhängigkeit von der Länge der Linie und der Therapie eine spezielle Kurvatur des Reflektors, der Linse bzw. des Stosswellenerzeugungssystems vorhanden ist und/oder wenn die Vorrichtung zur Erzeugung der Stosswelle beweglich in Bezug auf die Fokussiereinrichtung angeordnet ist.It is particularly advantageous if, depending on the length of the line and the therapy, a specific curvature of the reflector, the lens or the shockwave generating system is present and / or if the device for generating the shockwave is movably arranged with respect to the focusing device.
Aufgrund der exakt berechenbaren Anordnung der einzelnen Reflektionsspiegel bzw. der exakten Positionierung der Brennlinsensegmente wird jede primäre Stoßwelle in bestimmte reflektierte Anteile aufgespalten, die jeweils einen andersartigen Verlauf nehmen, so dass eine Vielzahl von Fokuspunkten außerhalb der Fokussiereinrichtung von den Anteilen einer Stoßwelle durchlaufen werden. Diese einzelnen Fokuspunkte bilden eine Fokuslinie, die vorzugsweise fluchtend zu der Symmetrie-Achse des rotationssymmetrischen Körpers verläuft. Innerhalb der Fokuslinie ist das Behandlungszentrum des Patienten zu positionieren.Due to the precisely calculable arrangement of the individual reflection mirrors or the exact positioning of the focal lense segments, each primary shock wave is split into specific reflected portions, each of which takes a different course, so that a plurality of focus points outside of the focusing device are traversed by the components of a shockwave. These individual focus points form a focus line which is preferably aligned with the symmetry axis of the rotationally symmetrical body runs. Within the focus line, the patient's treatment center should be positioned.
Der Vorteil einer Positionierung der Patienten auf einer solchen Fokuslinie ist, dass der Behandler weitgehend unabhängig von der Tiefeninformation des Behandlungsortes behandeln kann. Darüber hinaus treten bei bestimmter Geometrie des Reflektors bzw. der Linsensegmente entlang der Fokuslinie sowohl Zug- als auch Druckwellenanteile auf, die z. B. zur Zertrümmerung von Nierensteinen und zur Heilung oder Stimulation von Knochengewebe, Sehnenansatztendinosen, Wundheilung etc. gezielt eingesetzt werden können. Die sich überlagernden oder zeitlich aufeinanderfolgenden Druck- und Zug- bzw. Zug- und Druckwellenanteile führen bei der medizinischen Behandlung des Patienten zu rascheren Therapieerfolgen und die notwendige Stoßwellenenergie kann reduziert werden, so dass die Behandlungszeit verkürzt ist, und das benachbarte Gewebe wird nicht oder nur unwesentlich verletzt.The advantage of positioning the patients on such a focus line is that the practitioner can treat largely independently of the depth information of the treatment site. In addition, occur at certain geometry of the reflector or the lens segments along the focus line both tensile and compressive wave components, the z. B. for the destruction of kidney stones and for the healing or stimulation of bone tissue, tendon tendinosis, wound healing, etc. can be used specifically. The superimposed or temporally successive pressure and tensile or tensile and pressure wave fractions result in the medical treatment of the patient to faster therapy successes and the necessary shock wave energy can be reduced, so that the treatment time is shortened, and the adjacent tissue is not or only insignificantly injured.
Darüber hinaus ist äußerst vorteilhaft, dass der Patient nicht exakt in einem Fokuspunkt angeordnet und während der Behandlungsdauer in diesem fixiert sein muss, sondern dass das Behandlungszentrum im wesentlichen im Bereich der Fokuslinie liegt, so das gleichzeitig z.B. der Nierenstein und dessen Konkremente zertrümmert werden, also dass das Behandlungszentrum im Bereich der maximalen Konvergenz angeordnet werden kann, ohne dass der Patient zu bewegen und neu zu positionieren ist.Moreover, it is extremely advantageous that the patient does not have to be arranged precisely in a focal point and fixed in the focal point during the treatment period, but that the treatment center lies substantially in the region of the focal line, so that at the same time e.g. the kidney stone and its concrements are smashed, so that the treatment center can be placed in the area of maximum convergence without the patient having to move and reposition.
In der Zeichnung sind sechs erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele dargestellt, die nachfolgend näher erläutert werden. Im einzelnen zeigt:In the drawing, six embodiments of the invention are shown, which are explained in more detail below. In detail shows:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Fokussiereinrichtung zur Reflexion von Stosswellen, die von einer Vorrichtung erzeugt wurden, wobei die axial nahen primären Stosswellen in den distalen Bereich der Fokuslinie fokussiert werden und die axial fernen in den proximalen Bereich der Fokuslinie fokussiert werden,FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a focusing device for reflecting shock waves generated by a device, wherein the axially proximal primary shock waves are focused into the distal region of the focal line and the axially distant focal regions are focused into the proximal region of the focal line.
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Fokussiereinrichtung zur Reflexion von Stosswellen, die von einer Vorrichtung erzeugt wurden und wobei die axialnahen primären Stoßwellen in den proximalen Bereich der Fokuslinie fokussiert werden und die axialfernen in den distalen Bereich der Fokuslinie,Figure 2 shows a second embodiment of a focusing device for Reflection of shock waves generated by a device and wherein the axially close primary shock waves are focused in the proximal area of the focus line and the axially distant into the distal area of the focus line,
Figuren 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Fokussiereinrichtung zur Bündelung a und b von Stosswellen mittels Linsensegmente, die von einer Vorrichtung erzeugt wurden,3 shows a third exemplary embodiment of a focusing device for bundling a and b of shock waves by means of lens segments which have been produced by a device,
Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Fokussiereinrichtung zur Reflexion von Stosswellen, die von einer piezo-elektrischen Vorrichtung erzeugt werden,FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of a focusing device for reflection of shock waves generated by a piezoelectric device,
Figur 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel mit einer Fokussiereinrichtung zur Bündelung von Stosswellen mittels eines Reflektors, die von einer zylindrischen Vorrichtung erzeugt wurden,FIG. 5 shows a fifth exemplary embodiment with a focusing device for bundling shock waves by means of a reflector, which have been produced by a cylindrical device,
Figur 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen, die innerhalb einer Fokussiereinrichtung bewegbar und frei positionierbar angeordnet ist, im Schnitt undFigure 6 shows a sixth embodiment of a device for generating shock waves, which is arranged movable and freely positionable within a focusing device, in section and
Figur 7 die Vorrichtung und die Fokussiereinrichtung gemäß Figur 6 mit einerFigure 7 shows the device and the focusing device according to Figure 6 with a
Verstellspindel zur Bewegung und Positionierung der Vorrichtung.Adjusting spindle for moving and positioning the device.
Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Stoßwellen 2 zu entnehmen, die innerhalb einer Fokussiereinrichtung 11 ' angeordnet ist, so dass die emitierten Stoßwellen 2 von der Fokussiereinrichtung 111 reflektiert werden. Jedem Bereich der Fokussiereinrichtung 111 ist dabei ein gewisser Stosswellenanteil 3 der erzeugten Stoßwelle 2 zugeordnet.FIG. 1 shows a device 1 for generating shockwaves 2, which is arranged within a focusing device 11 ', so that the emitted shockwaves 2 are reflected by the focusing device 11 1 . Each area of the focusing device 11 1 is assigned a certain shock wave component 3 of the generated shock wave 2.
Die Fokussiereinrichtung 111 ist als rotationssymmetrischer Körper 12 ausgebildet. Die Vorrichtung 1 ist auf der Symmetrieachse 13 des rotationssymmetrischen Körpers 12 angeordnet, so dass die Quelle der Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Stoßwellen 2 exakt auf der Symmetrieachse 13 liegt.The focusing device 11 1 is formed as a rotationally symmetrical body 12. The device 1 is on the symmetry axis 13 of the rotationally symmetrical body 12 arranged so that the source of the device 1 for generating shock waves 2 is exactly on the axis of symmetry 13.
Die innere Oberfläche des rotationssymmetrischen Körpers 12 weist eine Vielzahl von Reflexionsspiegeln 14 auf, die schematisch dargestellt sind. Jedem Reflexionsspiegel 14 ist folglich ein bestimmter Stosswellenanteil 3 der Stoßwelle 2 zugeordnet, so dass aufgrund der vorherrschenden geometrischen Ausrichtung der Reflexionsspiegel 14 der Stosswellenanteil 3 der Stoßwelle 2 nach dem physikalischen Gesetz Einfallswinkel (α, ß) = Ausfallswinkel (α, ß) reflektiert wird. Die Stoßwelle 2 zerfällt damit in primäre Stosswellenanteile 3, vor diese auf die Oberfläche der Fokussiereinrichtung 11 auftreffen und einen Sekundäranteile 4, die durch die Reflexionsspiegel 14 der Fokussiereinrichtung 111 reflektiert worden sind. Der rotationssymmetrische Körper 12 weist eine Austrittsebene 17 auf, durch die sämtliche reflektierten Sekundärteile 4 der Stoßwellen 2 verlaufen.The inner surface of the rotationally symmetric body 12 has a plurality of reflection mirrors 14, which are shown schematically. Each reflection mirror 14 is thus associated with a certain shock wave component 3 of the shock wave 2, so that due to the prevailing geometric orientation of the reflection mirror 14 of the shock wave component 3 of the shock wave 2 according to the physical law angle of incidence (α, ß) = angle of reflection (α, ß) is reflected. The shock wave 2 thus decays into primary shock wave components 3, before these impinge on the surface of the focusing device 11 and a secondary components 4, which have been reflected by the reflection mirror 14 of the focusing device 11 1 . The rotationally symmetrical body 12 has an exit plane 17 through which all the reflected secondary parts 4 of the shock waves 2 run.
Außerhalb der Fokussiereinrichtung 11 , also rechts neben der Austrittsebene 17 durchlaufen die reflektierten Sekundäranteile 4 der Stoßwelle 2 eine Vielzahl von Fokuspunkte 15, denn jeder Sekundäranteil 4 der Stoßwelle 2 wird in einem unterschiedlichen Fokuspunkt 15 gebündelt, der auf der Symmetrieachse 13 liegt. Jeder der Fokuspunkte 15 bildet daher eine gemeinsame Fokuslinie 16, die fluchtend zu der Symmetrieachse 13 verläuft. Die Fokuslinie 16 wird demnach außerhalb der Fokussiereinrichtung 111 erzeugt und weist in etwa eine Länge a von 0 bis 25 cm auf.Outside the focussing device 11, ie right next to the exit plane 17, the reflected secondary parts 4 of the shockwave 2 pass through a multiplicity of focal points 15, since each secondary part 4 of the shockwave 2 is bundled in a different focal point 15 which lies on the axis of symmetry 13. Each of the focus points 15 therefore forms a common focus line 16 which extends in alignment with the axis of symmetry 13. The focus line 16 is thus generated outside of the focusing device 11 1 and has approximately a length a of 0 to 25 cm.
Auf der Fokuslinie 16 überlagern sich Druck- und Zugwellenanteile der reflektierten Sekundäranteile 4 der Stosswelle 2, da bei den beschriebenenOn the focus line 16, pressure and tensile wave components of the reflected secondary parts 4 of the shock wave 2 overlap, since in the case of the described FIGS
Stosswellenanordnungen den Figuren 1 bis 5 nach Durchlaufen der Fokuslinie 16 auf der Symmetrieachse 13 die Druckwellenanteile der Stosswelle 2 in Zugwellenanteile transformiert werden und diese sich mit nachfolgenden Druckwellen überlagern, die aus benachbarten Raumsegmenten der Stosswelle 2 zu einem späteren Zeitpunkt auf der Fokuslinie 16 eintreffen. Für verschiedene Stosswellentherapien empfehlen sich entsprechend anatomischer Gegebenheiten verschiedene Fokuslinien und -längen, jeweils von der Austrittsebene 17 an gemessenStosswellenanordnungen Figures 1 to 5 after passing through the focus line 16 on the axis of symmetry 13, the pressure wave components of the shock wave 2 are transformed into tensile wave components and these overlap with subsequent pressure waves arriving from adjacent space segments of the shock wave 2 at a later date on the focus line 16. For different shock wave therapies, different focal lines and lengths are recommended in accordance with anatomical conditions, in each case measured from the exit plane 17
- Für die Harnsteinzertrümmerung werden Fokuslinien von 20 bis 180 m,- For the destruction of urinary stones, focal lines of 20 to 180 m,
Für die Behandlung von Knochengewebe Fokuslinien von 0 bis 150 mm, Für die Behandlung von Sehnenansatztendinosen Fokuslinien von 0 bis 100 mm,For the treatment of bone tissue focus lines from 0 to 150 mm, For the treatment of tendon insertion tendinous focus lines from 0 to 100 mm,
Für die Triggerpunktakupunktur Fokuslinien von 0 bis 120 mm und - Für die Wund- und Gewebeheilung ebenfalls Fokuslinien von 0 bis 120 mm.For the trigger point acupuncture focus lines from 0 to 120 mm and - For wound and tissue healing also focus lines from 0 to 120 mm.
In Figur 2 werden die Sekundäranteile 4 der Stosswelle 2 auf der Oberfläche des rotationssymmetrischen Körpers 12 derart reflektiert, dass die der Symmetrieachse 13 nahen Sekundärteile 4 der Stosswelle 2 in den distalen Bereich FN der Fokuslinie 16 fokussiert werden und die der Symmetrieachse fernen Anteile der Stoßwelle 2 in den proximalen Bereich F1 der Fokuslinie 16. Das entsprechende Reflexionsverhalten des Reflektors 12 in Fig. 1 und 2 wird durch die besondere Anordnung und/oder Krümmung der Reflexionsspiegel 14 erreicht.In FIG. 2, the secondary parts 4 of the shock wave 2 are reflected on the surface of the rotationally symmetrical body 12 in such a way that the secondary parts 4 of the shock wave 2 near the symmetry axis 13 are focused into the distal region F N of the focus line 16 and the components of the shock wave distant from the axis of symmetry 2 in the proximal region F 1 of the focus line 16. The corresponding reflection behavior of the reflector 12 in FIGS. 1 and 2 is achieved by the particular arrangement and / or curvature of the reflection mirrors 14.
In den Figuren 3a und 3b ist gezeigt, dass die einzelnen Primärstosswellenanteile 3 der Stoßwelle 2 durch eine Brennlinse 21 , die eine Vielzahl von Linsensegmenten 22 aufweist, gebündelt wird, so dass die Primärstosswellenanteile 3 der Stoßwelle 2 in eine Vielzahl von Fokuspunkten 15 abgelenkt ist. Die Linsensegmente 22 können eingestellt werden und weisen unterschiedliche Fokussiereigenschaften für die Stosswelle 2 auf.In FIGS. 3 a and 3 b it is shown that the individual primary shock wave components 3 of the shock wave 2 are bundled by a focal lens 21 which has a multiplicity of lens segments 22, so that the primary shock wave components 3 of the shock wave 2 are deflected into a plurality of focus points 15. The lens segments 22 can be adjusted and have different focusing properties for the shock wave 2.
Als Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Stosswellen 2 können sämtliche bekannte Erzeugungsvorrichtungen verwendet werden, neben den Beispielen aus Fig. 1 bis Fig. 3, auch elektromagnetische Stoßwellenerzeuger oder piezoelektrische Stoßwellenerzeuger. Die entsprechenden Reflektoren 18 bzw. Oberflächen müssen dann so gestaltet werden, dass die technischen Merkmale dieses Patentes erfüllt werden. Dies ist in den Figuren 4 und 5 abgebildet. In Figur 6 ist die Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Stosswellen 2 innerhalb der Fokussiereinrichtung 11', die als Parabolspiegel ausgebildet ist, angeordnet. Die Vorrichtung 1 kann aus dem Brennpunkt 5 bewegt werden, und zwar in sämtliche Richtungen. Um die Bewegung der Vorrichtung 1 relativ zu der Fokussiereinrichtung 11' darzustellen, ist eine übliche Kompassdarstellung 6 im Zentrum der Vorrichtung 1 eingezeichnet. Die Bewegungsrichtung nach oben entspricht dabei der Ausrichtung nach Norden (N). Dies wird in entsprechender weise fortgesetzt. Die einzelnen Fokuspunkte 15 verlaufen axial auf der Fokuslinie 16 und können in Abhängigkeit von der Bewegung der Vorrichtung 1 auch lateral zu der Fokuslinie 16 angeordnet sein. Eine solche laterale Ausbildung der Sekundäranteile 4 und/oder derAs the device 1 for generating shock waves 2, it is possible to use all known generation devices, in addition to the examples from FIGS. 1 to 3, also electromagnetic shock wave generators or piezoelectric shock wave generators. The corresponding reflectors 18 or surfaces must then be designed so that the technical features of this patent are met. This is shown in FIGS. 4 and 5. In FIG. 6, the device 1 for generating shock waves 2 is arranged within the focusing device 11 ', which is designed as a parabolic mirror. The device 1 can be moved out of the focal point 5, in all directions. In order to illustrate the movement of the device 1 relative to the focusing device 11 ', a conventional compass representation 6 is shown in the center of the device 1. The direction of movement upwards corresponds to the north orientation (N). This will continue in a similar way. The individual focus points 15 extend axially on the focal line 16 and, depending on the movement of the device 1, can also be arranged laterally to the focal line 16. Such a lateral formation of the secondary parts 4 and / or the
Primärstosswellenanteile 3 der von der Vorrichtung 1 erzeugten Stosswelle 2 entstehen, wenn die Vorrichtung 1 nach Norden (N) und/oder nach Süden (S) gemäß des eingezeichneten Kompasses 6 bewegt wird.Primary shock wave components 3 of the shock wave 2 generated by the device 1 arise when the device 1 is moved to the north (N) and / or to the south (S) according to the compass 6 shown.
Folglich verändert sich die charakteristische Ausbildung der primären und sekundären Stoßwellenanteile 3 und 4 nicht, denn die Leistungsparameter der Vorrichtung 1 werden konstant gehalten. Allerdings kann durch die Bewegung der Vorrichtung 1 relativ zu der Fokussiereinrichtung 11' ein räumlich vergrößertes Behandlungszentrum abgedeckt werden, denn die Fokuslinie 16 kann durch die Bewegung der Vorrichtung 1 verlängert werden, also in axialer Richtung - dies entspricht einer Bewegung der Vorrichtung 1 nach Westen (W) bzw. Osten (O) - dehnen sich die primären und sekundären Stosswellenanteile 3 und 4 aus und durch die nach Norden (N) und Süden (S) bewegte Vorrichtung 1 wird die Fokuslinie 16 in lateraler Richtung verlagert. Eine solche laterale Anordnung der Stosswellenanteile 3 und 4 ist durch die Bezeichnungen F-is, Fis und FNS ersichtlich. Dabei bedeutet die Ziffer 1 , dass es sich hierbei um den ersten Fokuspunkt auf der Fokuslinie 16 handelt, der Buchstabe I bezieht sich auf den mittleren Fokuspunkt und der Buchstabe N auf den letzten Fokuspunkt der Fokuslinie 16. Die weiteren Buchstaben N, O, S, W zeigen den Fokuspunkt an, der durch die entsprechende Bewegung der Vorrichtung 1 , beispielsweise nach Norden, entsteht.Consequently, the characteristic configuration of the primary and secondary shock wave components 3 and 4 does not change, because the performance parameters of the device 1 are kept constant. However, by the movement of the device 1 relative to the focusing device 11 ', a spatially enlarged treatment center can be covered, because the focus line 16 can be extended by the movement of the device 1, ie in the axial direction - this corresponds to a movement of the device 1 to the west ( W) and east (O) respectively - the primary and secondary shock wave components 3 and 4 expand and the device 1 moved to the north (N) and south (S) shifts the focus line 16 in the lateral direction. Such a lateral arrangement of the shock wave components 3 and 4 can be seen by the designations F-is, Fis and F NS . In this case, the number 1 means that this is the first focal point on the focus line 16, the letter I refers to the middle focus point and the letter N to the last focal point of the focus line 16. The other letters N, O, S, W indicate the focal point, which arises by the corresponding movement of the device 1, for example, to the north.
Der Figur 7 kann entnommen werden, dass die Vorrichtung 1 in der Fokussiereinrichtung 11 ' in einem Gewinde 23 abgestützt gehalten ist. Eine an der Vorrichtung 1 angebrachte Verstellspindel 24 wirkt als Einstellglied zur Positionierung, Bewegung und/oder Fixierung der Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 kann somit von außen entlang der Symmetrieachse 13 der Fokussiereinrichtung 11' verfahren werden. Folglich dehnt sich die Fokuslinie 16 aus und es entsteht ein maximaler Abstand b, der größer bemessen ist als der Abstand a in der Figur 1 zwischen den ersten und letzten Fokuspunkten 15. It can be seen from FIG. 7 that the device 1 is held supported in the focusing device 11 'in a thread 23. One at the Device 1 mounted adjusting spindle 24 acts as an adjusting member for positioning, movement and / or fixation of the device 1. The device 1 can thus be moved from the outside along the axis of symmetry 13 of the focusing device 11 '. Consequently, the focus line 16 expands and there is a maximum distance b, which is greater than the distance a in the figure 1 between the first and last focus points 15th

Claims

Patentansprüche claims
1. Fokussiereinrichtung (11 ) für eine Vorrichtung (1 ) zur Erzeugung von1. focusing device (11) for a device (1) for generating
Stosswellen (2), die dieser nachgeschaltet ist und mittels der die Stosswellen ausrichtbar sind,Shock waves (2), which is connected downstream of this and by means of which the shock waves are aligned,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Fokussiereinrichtung (11) eine Vielzahl von Reflexionsspiegeln (14), Linsensegmenten (22) aufweist oder als Kugelkalotten (111, 11") mit Piezoelementen (18) ausgebildet ist, denen jeweils ein Sekundäranteil (4) derin that the focusing device (11) has a plurality of reflection mirrors (14), lens segments (22) or is formed as spherical caps (11 1 , 11 ") with piezo elements (18), each of which has a secondary component (4)
Stosswelle (2) zugeordnet ist, dass die Reflexionsspiegel (14) oder die Linsensegmente (22) oder die Piezoelemente (18) in ihrer jeweiligen Lage, Winkelstellung und/oder Krümmung derart ausgerichtet sind, dass die diesen zugeleiteten Sekundäranteilen (4) der Stosswelle (2) oder die von den Piezoelementen (18) erzeugten Stosswellen (2) in voneinander abweichenden unterschiedlichen Fokuspunkten (15) reflektiert bzw. gebündelt sind und dass sämtliche Fokuspunkte (15) der Sekundäranteile (4) und/oder der Stosswelle (2) auf einer gemeinsamen Fokuslinie (16) angeordnet sind. Shock wave (2) is assigned, that the reflection mirror (14) or the lens segments (22) or the piezo elements (18) are aligned in their respective position, angular position and / or curvature such that the secondary parts (4) of the shock wave ( 2) or the shock waves (2) generated by the piezoelectric elements (18) are reflected or bundled in diverging different focus points (15) and that all focus points (15) of the secondary parts (4) and / or the shock wave (2) on one common focus line (16) are arranged.
2. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1,2. Focusing device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, 5 dass die Vorrichtung (1) zur Erzeugung der Stosswellen (2) innerhalb der Fokussiereinrichtung (11) angeordnet ist und dass die Vorrichtung (1) relativ zu der Fokussiereinrichtung (11) bewegbar und/oder in unterschiedlichen geometrischen Lagen bezüglich der Fokussiereinrichtung (11) positionierbar ist. 10characterized in that the device (1) for generating the shock waves (2) is arranged inside the focusing device (11) and that the device (1) is movable relative to the focusing device (11) and / or in different geometric positions relative to the focusing device (11) is positionable. 10
3. Fokussiereinrichtung (11 ) für eine Vorrichtung (1 ) zur Erzeugung von Stosswellen (2) deren Sekundäranteile (4) von der Fokussiereinrichtung (11) gebündelt sind, insbesondere für eine Fokussiereinrichtung (11) nach den Ansprüchen 1 oder 2,3. focusing device (11) for a device (1) for generating shock waves (2) whose secondary parts (4) are focused by the focusing device (11), in particular for a focusing device (11) according to claims 1 or 2,
I5 dadurch gekennzeichnet,I5 characterized in
dass die Bewegung der Vorrichtung (1) derart gesteuert ist, dass die Querschnittsflächen der Sekundäranteile (4) der Stosswelle (2) im Bereich der maximalen Konvergenz von zeitlich aufeinander folgenden Sekundäranteile (4) in 0 lateraler und/oder axialer Richtung vergrößert ausgebildet sind unterin that the movement of the device (1) is controlled in such a way that the cross-sectional areas of the secondary parts (4) of the shock wave (2) are enlarged in the lateral direction and / or axial direction in the region of maximum convergence of secondary parts (4) following in time
Beibehaltung der an der Vorrichtung (1) eingestellten Leistungsparameter.Maintaining the performance parameters set on the device (1).
4. Fokussiereinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, 25 dadurch gekennzeichnet,4. Focusing device according to one or more of the preceding claims, characterized in that
dass die Fokuslinie (16) außerhalb der Fokussiereinrichtung (11) oder der Linsensegmente (22) verläuft. 30in that the focal line (16) extends outside the focusing device (11) or the lens segments (22). 30
5. Fokussiereinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Il5. focusing device according to one or more of the preceding claims, characterized Il
dass die Fokussiereinrichtung (11) als rotationssymmetrischer Körper (12), vorzugsweise als Halbzylinder oder als Kugelkalotte, ausgebildet ist und dass die Oberfläche des rotationssymmetrischen Körpers aus einer Vielzahl der Reflexionsspiegel (14) aufgebaut ist.in that the focusing device (11) is designed as a rotationally symmetrical body (12), preferably as a half-cylinder or as a spherical cap, and in that the surface of the rotationally symmetrical body is made up of a multiplicity of reflection mirrors (14).
6. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 5,6. focusing device according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Oberfläche des rotationssymmetrischen Körpers (12) aus kontinuierlich und stufenlos aneinander angeordneten Reflexionsspiegeln (14) aufgebaut ist.in that the surface of the rotationally symmetrical body (12) is constructed from reflection mirrors (14) which are arranged continuously and steplessly against one another.
7. Fokussiereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,7. focusing device according to one or more of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Linsensegmente (22) im wesentlichen senkrecht zum Verlauf der Stosswellen (2) ausgerichtet ist.in that the lens segments (22) are aligned substantially perpendicular to the course of the shock waves (2).
8. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 7,8. focusing device according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Linsensegmente (22) eine kontinuierliche und stufenlosen Oberfläche der Linse (21) bilden.in that the lens segments (22) form a continuous and stepless surface of the lens (21).
9. Fokussiereinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,9. focusing device according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsspiegel (14) beweglich angeordnet sind und unterschiedlich ausrichtbar sind.characterized, that the reflection mirrors (14) are movably arranged and can be aligned differently.
10. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 7,10. focusing device according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Linsensegmente (22) innerhalb der Brennlinse (21) beweglich angeordnet sind.in that the lens segments (22) are movably arranged within the focal lens (21).
11. Fokussiereinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,11. Focusing device according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Fokuslinie (16) in ihrer Länge durch die Einstellung und/oder der Ausrichtung und/oder der Oberflächenkontur der Fokussiereinrichtung (11) auf einen bestimmten Wert, vorzugsweise auf einen Wert von 0 bis 25 cm Länge gemessen von der Austrittsebene (17), begrenzbar ist.in that the focal line (16) is adjusted in length by the setting and / or the orientation and / or the surface contour of the focusing device (11) to a specific value, preferably to a value of 0 to 25 cm length measured from the exit plane (17), is limited.
12. Fokussiereinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüchen,12. focusing device according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Fokuslinie 16 fluchtend zu der Symmetrieachse (13) der Fokuseinrichtung (11) verläuft.that the focal line 16 is aligned with the axis of symmetry (13) of the focus device (11).
13. Fokussiereinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,13. Focusing device according to one or more of the preceding claims, characterized,
dass Druck- und Zugwellenanteile oder Zug- und Druckwellenanteile der einzelnen Sekundäranteilen (4) der Stosswelle (2) entlang der Fokuslinie (16) zueinander überlagert sind.that compressive and tensile wave components or tensile and pressure wave components of the individual secondary parts (4) of the shock wave (2) along the focal line (16) are superimposed to each other.
14. Fokussiereinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,14. Focusing device according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Ausrichtung und/oder Krümmung der Reflexionsspiegel (14) oder die der Linsensegmente (22) derart gewählt ist, dass der Druck und die Energien der Sekundäranteile (4) der Stosswelle (2) in der Fokuslinie (16) konstant sind.the orientation and / or curvature of the reflection mirrors (14) or of the lens segments (22) is selected such that the pressure and the energies of the secondary parts (4) of the shock wave (2) in the focal line (16) are constant.
15. Fokussiereinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,15. Focusing device according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Druckverteilung entlang der Fokuslinie (16) mindestens 100 bar beträgt.the pressure distribution along the focal line (16) is at least 100 bar.
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