EP4267021A1 - Lithotripsy device, lithotripsy system and method for operating a lithotripsy device - Google Patents

Lithotripsy device, lithotripsy system and method for operating a lithotripsy device

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EP4267021A1
EP4267021A1 EP21843914.9A EP21843914A EP4267021A1 EP 4267021 A1 EP4267021 A1 EP 4267021A1 EP 21843914 A EP21843914 A EP 21843914A EP 4267021 A1 EP4267021 A1 EP 4267021A1
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EP
European Patent Office
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probe
lithotripsy
force
deflection
converter unit
Prior art date
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Pending
Application number
EP21843914.9A
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German (de)
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Inventor
Marius Funder
Bernhard Glöggler
Thomas Hinding
Florian Huber
Beat Krattiger
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Karl Storz SE and Co KG
Original Assignee
Karl Storz SE and Co KG
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Publication date
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Abstract

The invention relates to a lithotripsy device comprising an elongate probe (1), which can be inserted into a body interior of a human or animal body, and a drive arrangement for deflecting the probe (1), which is arranged at a proximal portion (3) of the probe (1), the drive arrangement comprising an ultrasonic converter unit (2) for exciting ultrasonic vibrations in the direction of a longitudinal extension of the probe (1), and the drive arrangement having a deflection device (64) for exerting a time-varying force onto the probe (1) in a direction transversely to the longitudinal extension of the probe (1). The invention also relates to a lithotripsy system and to a method for operating a lithotripsy device.

Description

Lithotripsievorrichtung, Lithotripsiesystem und Verfahren zum Betreiben einer Li- thotripsievorrichtung Lithotripsy device, lithotripsy system and method of operating a lithotripsy device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lithotripsievorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere eine Vorrichtung zur intrakorporalen Lithotripsie mittels Ultraschallschwingungen, sowie ein Lithotripsiesystem und ein Verfahren zum Betreiben einer Lithotrip si evorri chtung . The present invention relates to a lithotripsy device according to the preamble of claim 1, in particular a device for intracorporeal lithotripsy by means of ultrasonic vibrations, and a lithotripsy system and a method for operating a lithotripsy device.
Um einen Körperstein aus dem Körperinneren, wie etwa aus den Harnwegen, zu entfernen, ist es häufig notwendig, diesen zunächst zu zerkleinern, so dass die entstehenden Bruchstücke auf einfache Weise abgeführt werden können. Hierfür ist es beispielsweise bekannt, eine Sonde an den Körperstein heran zu führen, die Sonde zu in Längsrichtung gerichteten (longitudinalen) Ultraschall Schwingungen anzuregen, welche bei Berührung des Körpersteins mit der Sonde zum Absprengen von Bruchstücken führen, um so den Körperstein abzutragen oder zu zertrümmern. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Abtragungs- bzw. Zertrümmerungswirkung der Sonde, wenn diese nur mit longitudinalen Ultraschall Schwingungen auf den Körperstein einwirkt, nicht in allen Anwendungsfällen ausreichend ist. In order to remove a body stone from inside the body, such as from the urinary tract, it is often necessary to first crush it so that the resulting fragments can be easily removed. For this purpose, it is known, for example, to bring a probe to the stone in the body, to stimulate the probe to emit longitudinal ultrasonic vibrations, which, when the stone in the body comes into contact with the probe, cause fragments to be blasted off, in order to remove or shatter the stone in the body . However, it has been shown that the removal or shattering effect of the probe is not sufficient in all applications if it only acts on the body stone with longitudinal ultrasonic vibrations.
Gemäß DE 20 53 982 ist bei einer Vorrichtung zur Unschädlichmachung von Blasen-, Urether- und Nierenbeckensteinen ein mit einem Leistungswandler verbundener gebogener Rüssel vorgesehen, durch den die axialen Schwingungen der Sonde teilweise in Biegeschwingungen umgewandelt werden. In US 3,830,240 ist offenbart, dass ein Ultraschallwandler über ein Kopplungsteil mit einem Katheter verbunden ist, wobei durch eine seitlich angeordnete Schraube oder eine seitliche Einführung des Katheters in das Kopplungsteil eine longitudinale Bewegung in eine transversale Bewegung umgesetzt wird. Gemäß DE 38 26 414 Al weist ein Ultraschall-Therapiegerät einen Ultraschall-Vibrator zur Erzeugung von Ultraschall-Vibrationen in axialer Richtung des Gerätes und in einer Richtung unterschiedlich von der axialen Richtung auf, wobei piezoelektrische Elemente des Ultraschall-Vibrators eine ungleichmäßige Dicke oder Vorspannung haben. According to DE 20 53 982, a curved proboscis connected to a power converter is provided in a device for rendering bladder, urether and renal pelvic stones harmless Bending vibrations are converted. US Pat. No. 3,830,240 discloses that an ultrasonic transducer is connected to a catheter via a coupling part, a longitudinal movement being converted into a transverse movement by means of a laterally arranged screw or a lateral introduction of the catheter into the coupling part. According to DE 38 26 414 A1, an ultrasonic therapy device has an ultrasonic vibrator for generating ultrasonic vibrations in the axial direction of the device and in a direction different from the axial direction, with piezoelectric elements of the ultrasonic vibrator having an uneven thickness or pretension .
Die in EP 0421 285 Al beschriebene Vorrichtung zur Zertrümmerung von in Körperhöhlen befindlichen Konkrementen besteht aus mindestens einem piezoelektrischen Wandlerelement zwischen einem Reflektor und einem Hom, wobei von dem Horn mittels einer Sonotrode Ultraschallwellen an die Konkremente geleitet werden. Zur Erzeugung von Quer- und Rotationsschwingungen ist das Hom mit zu seiner Symmetrieachse unparallel verlaufenden Vertiefungen auf seiner Oberfläche versehen. The device described in EP 0421 285 A1 for breaking up concretions in body cavities consists of at least one piezoelectric transducer element between a reflector and a horn, ultrasonic waves being directed to the concretions from the horn by means of a sonotrode. In order to generate transverse and rotational vibrations, the horn is provided with indentations on its surface that run non-parallel to its axis of symmetry.
Aus WO 2019/141822 Al ist eine Vorrichtung zur Zertrümmerung eines Körpersteins bekannt, die eine Sonde und eine Antriebseinheit zur Auslenkung der Sonde bzw. zur Einleitung eines Stoßimpulses in die Sonde entlang deren Längserstreckung umfasst, wobei die Antriebseinheit eine erste Antriebseinrichtung zur periodischen Auslenkung der Sonde und eine zweite Antriebseinrichtung zur impulsförmigen Auslenkung der Sonde umfasst. Die erste Antriebseinrichtung wirkt über ein Schwingteil auf die Sonde ein. Die zweite Antriebseinrichtung umfasst einen Elektromagneten, der ein Projektil entlang einer Längsachse auf einen Prellkörper beschleunigt, welcher den Schlagimpuls auf ein Kragenelement der Sonde überträgt. Die periodische und die impulsförmige Auslenkung sind überlagerbar. A device for breaking up a body stone is known from WO 2019/141822 A1, which comprises a probe and a drive unit for deflecting the probe or for introducing a shock pulse into the probe along its length, the drive unit having a first drive device for periodically deflecting the probe and a second drive device for pulse-shaped deflection of the probe. The first drive device acts on the probe via an oscillating part. The second drive device comprises an electromagnet, which accelerates a projectile along a longitudinal axis onto a impact body, which transmits the impact impulse to a collar element of the probe. The periodic and the pulsed deflection can be superimposed.
Gemäß US 9,421,023 B2 umfasst eine Vorrichtung zur Übertragung von Ultraschall Schwingungen ein Horn, das Vibrationen von einem Aktuator empfängt, und einen fest mit dem Hom gekoppelten Ultraschallwellenleiter, auf dem ein Anschlag und zwei Stoßimpulsmassen mit jeweils kreisförmigem Querschnitt angeordnet sind. Die Stoßimpulsmassen sind auf dem Ultraschallwellenleiter beweglich gelagert. Ein derartiger Aufprall einer Stoßimpulsmasse auf den Anschlag, dass ein Seitenbereich der Stoßimpulsmasse die Kante des Anschlags trifft, verursacht niederfrequente Stoßpulse, die sowohl longitudinal als auch transversal entlang der Mittelachse des Ultraschallwellenleiters wandern und zu einer gleichzeitig longitudinalen und transversalen Auslenkung des distalen Endes des Wellenleiterrohrs führen. According to US Pat. No. 9,421,023 B2, a device for transmitting ultrasonic vibrations comprises a horn, which receives vibrations from an actuator, and an ultrasonic waveguide which is firmly coupled to the horn and on which a stop and two shock pulse masses, each with a circular cross section, are arranged. The shock pulse masses are movably mounted on the ultrasonic waveguide. Such an impact Shock impulse mass on the stop that a side portion of the shock impulse mass hits the edge of the stop causes low-frequency shock pulses that travel both longitudinally and transversely along the central axis of the ultrasonic waveguide, resulting in a simultaneous longitudinal and transverse deflection of the distal end of the waveguide tube.
Die genannten Vorrichtungen sind hinsichtlich der Abtragungs- bzw. Zertrümmerungswirkung nicht immer befriedigend. Insbesondere kann die Wirkung der Sonde bei der Bearbeitung eines Körpersteins nach einiger Zeit nachlassen oder praktisch zum Stillstand kommen, wodurch sich die Operationszeit verlängert, und/oder es kann der Körperstein aus dem Operationsfeld entweichen, was eine neue Suche und Ausrichtung der Sonde erfordert, wodurch ebenfalls die Operationszeit verlängert werden kann. Ferner weisen die genannten Vorrichtungen zum Teil eine hohe Komplexität auf und sind hinsichtlich Reinigung und Sterilisation nicht optimal. The devices mentioned are not always satisfactory with regard to the removal or fragmentation effect. In particular, when processing a body stone, the effect of the probe may diminish after some time or come to a virtual standstill, thereby prolonging the operating time, and/or the body stone may escape from the surgical field, requiring the probe to be relocated and realigned, resulting in the operating time can also be extended. Furthermore, some of the devices mentioned have a high level of complexity and are not optimal in terms of cleaning and sterilization.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stand der Technik zu verbessern. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lithotripsievorrichtung, ein Li- thotripsiesystem und ein Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsievorrichtung anzugeben, wobei die oben genannten Nachteile möglichst vermieden werden und insbesondere eine verbesserte Wirksamkeit und somit eine verringerte Operationszeit und/oder ein einfacherer Aufbau erreichbar ist. It is the object of the present invention to improve the state of the art. In particular, it is the object of the present invention to specify a lithotripsy device, a lithotripsy system and a method for operating a lithotripsy device, the disadvantages mentioned above being avoided as far as possible and in particular improved effectiveness and thus reduced operating time and/or a simpler construction being achievable .
Diese Aufgabe wird durch eine Lithotripsievorrichtung gemäß Anspruch 1, durch ein Li- thotripsiesystem gemäß Anspruch 18 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved by a lithotripsy device according to claim 1, by a lithotripsy system according to claim 18 and by a method according to claim 19. Advantageous developments of the invention result from the dependent claims.
Die Erfindung betrifft eine Lithotripsievorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung zur intrakorporalen Lithotripsie unter Verwendung von Ultraschallschwingungen. Eine erfin- dungsgemäße Vorrichtung ist zur Zerstörung von Konkrementen innerhalb eines menschlichen oder tierischen Körpers ausgebildet, insbesondere zur Zertrümmerung und/oder Abtragung eines Körpersteins mittels einer durch eine natürliche oder künstliche Körperöffnung an diesen herangeführten Sonde. Derartige Körpersteine können etwa Nierensteine, Harnleitersteine, Blasensteine, Gallensteine oder Speichelsteine sein. Durch die Zertrümmerung bzw. Abtragung des Körpersteins kann dieser derart zerkleinert werden, dass die entstandenen Bruchstücke einfach aus dem Körper entfernt werden können, beispielsweise durch Spülung und Absaugung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zur Abtragung und/oder Zertrümmerung anderer Konkremente oder fester Objekte innerhalb oder außerhalb eines Körpers verwendbar sein. The invention relates to a lithotripsy device, in particular a device for intracorporeal lithotripsy using ultrasonic vibrations. A device according to the invention is designed for destroying calculus within a human or animal body, in particular for breaking up and/or removing a bodily stone by means of a probe introduced to it through a natural or artificial body opening. Such body stones can be kidney stones, ureter stones, bladder stones, gallstones or salivary stones. By crushing or removing the body stone, it can be broken up in such a way that the resulting fragments can be easily removed from the body, for example by rinsing and suction. The device according to the invention can also be used to remove and/or break up other calculi or solid objects inside or outside a body.
Die erfindungsgemäße Lithotripsievorrichtung umfasst eine langerstreckte, in ein Körperinneres eines menschlichen oder tierischen Körpers einführbare Sonde. Die Sonde ist derart ausgestaltet, dass sie bei der Anwendung der Vorrichtung in das Körperinnere eingeführt und in Berührung mit dem Körperstein gebracht werden kann. Die Sonde ist zur Weiterleitung von Ultraschall Schwingungen ausgebildet und besteht vorzugsweise aus einem metallischen Material, beispielsweise aus Edelstahl. Insbesondere kann die Sonde zur Übertragung von Ultraschallwellen, etwa in Form von stehenden Wellen, anregbar sein. Je nach Anwendung kann die Sonde starr, halbstarr oder flexibel ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Sonde starr ausgebildet und für den Einsatz durch den Schaft eines Endoskops, beispielsweise eines Nephroskops, welches hierfür einen entsprechenden Kanal aufweisen kann, bemessen. Die Sonde kann massiv oder als Hohlsonde ausgebildet sein, wobei eine Hohlsonde außerdem ein Absaugen von Bruchstücken eines mit der Sonde bearbeiteten Körpersteins ermöglicht. Eine derartige Sonde wird insbesondere auch als Sonotrode bezeichnet. The lithotripsy device according to the invention comprises an elongate probe that can be inserted into an interior of a human or animal body. The probe is designed in such a way that it can be inserted into the interior of the body and brought into contact with the body stone when using the device. The probe is designed to transmit ultrasonic vibrations and is preferably made of a metallic material, for example stainless steel. In particular, the probe can be excitable to transmit ultrasonic waves, for example in the form of standing waves. Depending on the application, the probe can be rigid, semi-rigid or flexible. The probe is preferably rigid and dimensioned for insertion through the shaft of an endoscope, for example a nephroscope, which can have a corresponding channel for this purpose. The probe can be solid or designed as a hollow probe, with a hollow probe also enabling fragments of a bodily stone processed with the probe to be suctioned off. Such a probe is in particular also referred to as a sonotrode.
An einem proximalen, d.h. benutzernahen Abschnitt der Sonde ist eine Antriebsanordnung angeordnet. Der proximale Abschnitt kann ein proximaler Endabschnitt der Sonde sein. Der proximale Abschnitt der Sonde ist insbesondere ein solcher Abschnitt der Sonde, der, zusammen mit der Antriebsanordnung, bei der Einführung der Sonde in das Körperinnere außerhalb des Körpers bzw. außerhalb des Endoskopschafts verbleibt. Der proximale Abschnitt der Sonde kann beispielsweise etwa die halbe Länge oder ein Viertel oder ein Zehntel der Länge der Sonde oder weniger, jeweils gemessen von einem proximalen Ende der Sonde ausgehend, umfassen. Die Antriebsanordnung ist zur Auslenkung der Sonde ausgebildet, insbesondere zur Erzeugung von Auslenkungen der Sonde aus einem Ruhezustand im proximalen Abschnitt der Sonde, wobei die Auslenkungen durch die Sonde zu einem distalen, d.h. benutzerfernen Ende der Sonde übertragen werden können. Die Antriebsanordnung kann als Handstück ausgestaltet sein, das von einem Benutzer bei der Verwendung der Vorrichtung gehalten werden kann. A drive arrangement is arranged on a proximal portion of the probe, ie one close to the user. The proximal portion may be a proximal end portion of the probe. The proximal section of the probe is in particular a section of the probe which, together with the drive arrangement, remains outside the body or outside the endoscope shaft when the probe is inserted into the interior of the body. The proximal portion of the probe may be, for example, about half the length, or a quarter, or a tenth of the length of the probe, or less, each measured from a proximal end of the probe. The drive arrangement is designed to deflect the probe, in particular to generate deflections of the probe from a resting state in the proximal section of the probe, with the deflections being caused by the probe to a distal, ie remote end of the probe can be transmitted. The drive assembly can be designed as a handpiece that can be held by a user when using the device.
Die Antriebsanordnung umfasst eine Ultraschallkonvertereinheit, die zur Anregung von Ultraschallschwingungen der Sonde in Richtung einer Längserstreckung der Sonde angeordnet und ausgebildet ist. Diese Richtung, die in der Regel die Richtung einer Längsachse der Sonde ist, wird im Folgenden als Längsrichtung bezeichnet; dabei ist in dem Fall, dass die Sonde gekrümmt oder flexibel ist, die Längsrichtung die Richtung der Längserstreckung oder der Längsachse der Sonde in deren proximalem Abschnitt. Die Ultraschallkonvertereinheit ist somit zur Anregung von longitudinalen Ultraschall Schwingungen der Sonde ausgebildet und hierfür mit der Sonde verbunden. Insbesondere kann die Ultraschallkonvertereinheit einen Ultraschall wandler zur Erzeugung von Ultraschall Schwingungen und eine Kopplungseinrichtung, etwa ein Ultraschall-Hom, umfassen, das zur Einkopplung der von dem Ultraschall-Wandler erzeugten Ultraschall Schwingungen in den proximalen Abschnitt der Sonde ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Sonde fest, jedoch lösbar mit der Ultraschallkonvertereinheit verbunden, beispielsweise kann die Sonde in eine entsprechende Bohrung des Ultraschall-Horns eingeschraubt sein und mit einem Kragen an einem distalen Ende des Ultraschall-Homs anliegen. Die von dem Ultraschall-Wandler erzeugten und über das Ult- raschall-Hom in die Sonde eingekoppelten Ultraschall Schwingungen können zu einem distalen Ende der Sonde und somit an einen im Körperinneren gelegenen Wirkungsort weitergeleitet werden. Typischerweise haben die von der Ultraschallkonvertereinheit in die Sonde eingeleiteten Ultraschall Schwingungen eine Frequenz oberhalb von etwa 15 kHz oder oberhalb von 18 kHz, beispielsweise im Bereich zwischen 20 kHz und 30 kHz, wobei eine longitudinale Auslenkung des distalen Endes der Sonde eine doppelte (peak-to-peak) Amplitude von beispielsweise 40 pm und mehr erreichen kann. Die Ultraschallkonvertereinheit kann zusätzlich zur Anregung von transversalen Ultraschall Schwingungen der Sonde ausgebildet sein. The drive arrangement includes an ultrasonic converter unit, which is arranged and designed to excite ultrasonic vibrations of the probe in the direction of a longitudinal extension of the probe. This direction, which is usually the direction of a longitudinal axis of the probe, is referred to below as the longitudinal direction; in this case, in the case that the probe is curved or flexible, the longitudinal direction is the direction of the longitudinal extension or the longitudinal axis of the probe in its proximal section. The ultrasonic converter unit is thus designed to excite longitudinal ultrasonic oscillations of the probe and is connected to the probe for this purpose. In particular, the ultrasonic converter unit can comprise an ultrasonic transducer for generating ultrasonic vibrations and a coupling device, such as an ultrasonic horn, which is designed for coupling the ultrasonic vibrations generated by the ultrasonic transducer into the proximal section of the probe. The probe is preferably firmly but detachably connected to the ultrasound converter unit; for example, the probe can be screwed into a corresponding hole in the ultrasound horn and a collar can rest against a distal end of the ultrasound horn. The ultrasonic vibrations generated by the ultrasonic transducer and coupled into the probe via the ultrasonic hom can be passed on to a distal end of the probe and thus to a site of action located inside the body. Typically, the ultrasonic vibrations introduced into the probe by the ultrasonic converter unit have a frequency above about 15 kHz or above 18 kHz, for example in the range between 20 kHz and 30 kHz, with a longitudinal deflection of the distal end of the probe having a double (peak-to- -peak) can reach an amplitude of, for example, 40 pm and more. The ultrasonic converter unit can also be designed to excite transversal ultrasonic vibrations of the probe.
Erfindungsgemäß umfasst die Antriebsanordnung ferner eine Auslenkeinrichtung zur Auslenkung der Sonde durch Ausübung einer zeitlich veränderlichen Kraft auf die Sonde in einer quer zur Längserstreckung der Sonde stehenden Richtung. Die quer zur Längserstre- ckung der Sonde, d.h. quer zur Längsrichtung der Sonde, stehende Richtung wird im Folgenden auch als Querrichtung bezeichnet. Die Kraftausübung erfolgt somit insbesondere in einer Richtung, die in einer senkrecht zu einer Längsachse der Sonde stehenden Ebene liegt, beispielsweise in einer radialen oder tangentialen Richtung, bezogen auf die Längsachse der Sonde im proximalen Abschnitt. Die Kraft kann bezüglich Betrag und/oder Richtung veränderlich sein. Die zeitlich veränderliche Kraft kann insbesondere eine temporär, aber wiederholbar auf die Sonde ausgeübte Kraft sein, wobei die Kraft beispielsweise stoßweise oder auch über einen begrenzten Zeitraum nach Betrag und Richtung konstant ausgeübt werden kann; die zeitlich veränderliche Kraft kann aber auch eine kontinuierlich, jedoch mit veränderlichem Betrag und/oder veränderlicher Richtung auf die Sonde ausgeübte Kraft sein, wobei der Begriff „kontinuierlich“ auch etwa eine sinusförmig veränderliche Krafteinwirkung einschließt, die vorübergehend Null ist. According to the invention, the drive arrangement also comprises a deflection device for deflecting the probe by exerting a force on the probe that varies over time a direction transverse to the length of the probe. The direction perpendicular to the longitudinal extent of the probe, ie perpendicular to the longitudinal direction of the probe, is also referred to below as the transverse direction. The force is thus exerted in particular in a direction that lies in a plane perpendicular to a longitudinal axis of the probe, for example in a radial or tangential direction, based on the longitudinal axis of the probe in the proximal section. The force can be variable in terms of magnitude and/or direction. The time-varying force can in particular be a temporary but repeatable force exerted on the probe, the force being able to be exerted, for example, intermittently or also over a limited period of time in terms of amount and direction; however, the time-varying force can also be a force exerted on the probe continuously, but with a variable magnitude and/or variable direction, with the term “continuous” also including, for example, a sinusoidally variable force that is temporarily zero.
Durch die Einwirkung der zeitlich veränderlichen Kraft in der Querrichtung kann die Sonde im proximalen Abschnitt ausgelenkt werden. Die Auslenkeinrichtung ist somit insbesondere derart ausgebildet und angeordnet, dass die Sonde quer zur Längsrichtung der Sonde ausgelenkt werden kann, was im Folgenden auch als laterale Auslenkung bezeichnet wird. Vorzugsweise ist die Auslenkeinrichtung derart angeordnet, dass die zeitlich veränderliche Kraft an einer solchen Position, bezogen auf die Längsrichtung der Sonde, auf die Sonde ausgeübt werden kann, um die Auslenkung in der Querrichtung zu maximieren; beispielsweise kann die Kraft in einem vorgegebenen oder einstellbaren Abstand zu einem distalen Ende der Ultraschallkonvertereinheit auf die Sonde ausgeübt werden. Hierdurch kann die Sonde insbesondere zu in der Querrichtung erfolgenden, d.h. lateralen, Schwingungen angeregt werden. Die Auslenkung der Sonde bzw. die im proximalen Abschnitt angeregten Schwingungen können durch die Sonde in distaler Richtung übertragen werden und eine laterale Auslenkung des distalen Endes der Sonde bewirken. Auf diese Weise kann beispielsweise eine laterale Auslenkung des distalen Endes im Bereich von etwa 20 bis 300 pm (peak-to-peak) erzielbar sein. Die Auslenkeinrichtung kann fest oder lösbar mit der Ultraschallkonvertereinheit verbunden sein. Die Kraft kann von der Auslenkeinrichtung direkt, insbesondere auf eine seitliche Oberfläche der Sonde, oder indirekt auf die Sonde ausgeübt werden. Die Vorrichtung kann zur Ansteuerung der Antriebsanordnung mit einer Steuerungseinrichtung verbunden sein oder diese umfassen. Die Steuerungseinrichtung kann ausgebildet sein, um die Ultraschallkonvertereinheit zur Anregung der longitudinalen Ultraschall Schwingungen anzusteuern und die Auslenkeinrichtung zur Auslenkung der Sonde durch Einwirkung einer Kraft auf die Sonde in der quer zur Längserstreckung der Sonde stehenden Richtung und somit zur Erzeugung der lateralen Auslenkung der Sonde anzusteuern. Die Steuerungseinrichtung kann ausgebildet sein, um die Ultraschallkonvertereinheit und die Auslenkeinrichtung in koordinierter Weise und/oder unabhängig voneinander zu betreiben. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung Bedienmittel umfassen zur Bedienung durch den Benutzer der Vorrichtung, so dass der Bediener die Vorrichtung zur Anregung der longitudinalen Ultraschall Schwingungen sowie zur hiermit koordinierten, beispielsweise gleichzeitigen, oder auch zur hiervon unabhängigen Auslenkung der Sonde in der Querrichtung ansteuern kann. The probe can be deflected in the proximal section by the action of the time-varying force in the transverse direction. The deflection device is thus designed and arranged in particular in such a way that the probe can be deflected transversely to the longitudinal direction of the probe, which is also referred to below as lateral deflection. Preferably, the deflection means is arranged such that the time-varying force can be applied to the probe at such a position, relative to the longitudinal direction of the probe, as to maximize deflection in the transverse direction; for example, the force can be applied to the probe at a predetermined or adjustable distance from a distal end of the ultrasound converter unit. As a result, the probe can be excited to oscillate, in particular, in the transverse direction, ie lateral oscillations. The deflection of the probe or the vibrations excited in the proximal section can be transmitted through the probe in the distal direction and cause a lateral deflection of the distal end of the probe. In this way, for example, a lateral deflection of the distal end in the range of approximately 20 to 300 μm (peak-to-peak) can be achieved. The deflection device can be permanently or detachably connected to the ultrasonic converter unit. The force can be exerted by the deflection device directly, in particular on a lateral surface of the probe, or indirectly on the probe. The device can be connected to or include a control device for controlling the drive arrangement. The control device can be designed to control the ultrasonic converter unit to excite the longitudinal ultrasonic oscillations and to control the deflection device to deflect the probe by the action of a force on the probe in the direction transverse to the longitudinal extent of the probe and thus to generate the lateral deflection of the probe. The control device can be designed to operate the ultrasonic converter unit and the deflection device in a coordinated manner and/or independently of one another. In particular, the control device can include operating means for operation by the user of the device, so that the operator can control the device to excite the longitudinal ultrasonic oscillations and to deflect the probe in the transverse direction coordinated therewith, for example simultaneously, or also independently of this.
Dadurch, dass die Antriebsanordnung eine Auslenkeinrichtung zur Auslenkung der Sonde durch Einwirkung einer veränderlichen Kraft in einer Querrichtung auf die Sonde umfasst, kann die Sonde zu Querbewegungen angeregt werden, die zu einer Querbewegung des distalen Endes führen. Es ist beobachtet worden, dass hierdurch die Abtragungs- bzw. Zertrümmerungswirkung der Sonde gesteigert werden kann. Dabei wird angenommen, dass die Abtragungs- bzw. Zertrümmerungswirkung der Sonde im Wesentlichen durch die longitudinalen Ultraschall Schwingungen der Sonde erfolgt, jedoch aufgrund der Querbewegung ein Angriffspunkt der Sonde am Körperstein verändert wird und hierdurch die Wirkung der Ultraschallschwingungen verbessert werden kann. So kann beispielsweise ein stationärer Zustand, der sich bei Bearbeitung eines Körpersteins allein mit longitudinalen Ultraschallschwingungen nach einiger Zeit einstellen kann und bei dem die Abtragung praktisch zum Stillstand kommt, verhindert oder aufgehoben werden. Insbesondere kann durch eine kontinuierliche, jedoch variable, oder eine temporär wiederkehrende Krafteinwirkung auf die Sonde in Querrichtung bei gleichzeitigem Betrieb der Ultraschallkonvertereinheit eine kontinuierliche Bearbeitung und eine rasche Abtragung bzw. Zerkleinerung des Körpersteins erreichbar sein. Ferner kann dadurch, dass die Antriebsanordnung eine Auslenkeinrichtung zur Ausübung einer veränderlichen Kraft in Querrichtung auf die Sonde umfasst, die unabhängig von der Ultraschallkonvertereinheit ansteuerbar sein kann, der weitere Vorteil erreichbar sein, dass die erzeugte Querbewegung des distalen Endes der Sonde unabhängig von den longitudinalen Ultraschall Schwingungen der Sonde kontrollierbar ist und insbesondere nicht fest an eine Bewegung der Sonde in Längsrichtung gekoppelt ist. Hierdurch kann die Querbewegung optimal dosiert an die Erfordernisse der Operationssituation anpassbar sein und beispielsweise verhindert werden, dass durch eine zu starke Querbewegung ein Stein aus einem mittels eines Endoskops beobachteten Operationsfeld entweicht und dann unter nachteiligem Zeitaufwand gesucht und wieder anvisiert werden muss. Due to the fact that the drive arrangement comprises a deflection device for deflecting the probe by the action of a variable force in a transverse direction on the probe, the probe can be excited to perform transverse movements which lead to a transverse movement of the distal end. It has been observed that this can increase the ablation or fragmentation effect of the probe. It is assumed that the removal or shattering effect of the probe is essentially due to the longitudinal ultrasonic vibrations of the probe, however, due to the transverse movement, the point at which the probe acts on the body stone is changed and the effect of the ultrasonic vibrations can thereby be improved. For example, a stationary state, which can occur after some time when treating a body stone solely with longitudinal ultrasonic vibrations and in which the removal practically comes to a standstill, can be prevented or eliminated. In particular, continuous processing and rapid removal or comminution of the bodily stone can be achieved through a continuous but variable or a temporarily recurring force on the probe in the transverse direction with simultaneous operation of the ultrasonic converter unit. Furthermore, the fact that the drive arrangement comprises a deflection device for exerting a variable force in the transverse direction on the probe that can be controlled independently of the ultrasonic converter unit, the further advantage can be achieved that the generated transverse movement of the distal end of the probe can be controlled independently of the longitudinal ultrasonic vibrations of the probe and in particular is not firmly coupled to a movement of the probe in the longitudinal direction. As a result, the transverse movement can be optimally dosed and adapted to the requirements of the surgical situation and, for example, a stone can be prevented from escaping from an operating field observed with an endoscope due to excessive transverse movement and then having to be searched for and sighted again, which is disadvantageous.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Auslenkeinrichtung derart ausgebildet oder ansteuerbar, dass eine Frequenz und/oder eine Intensität der zeitlich veränderlichen Kraft, die auf die Sonde ausgeübt wird, einstellbar ist. Dabei wird unter „Intensität“ insbesondere ein Betrag oder eine Amplitude der ausgeübten Kraft oder auch der Kraftstoß, d.h. ein durch die zeitlich veränderliche Kraft erfolgender Impulsübertrag auf die Sonde, oder eine Schlagstärke bei Ausübung eines Schlags auf die Sonde, verstanden. Die einstellbare Frequenz kann beispielsweise in dem Fall, dass die Kraft kontinuierlich, jedoch mit periodisch veränderlichem Betrag und/oder veränderlicher Richtung auf die Sonde ausgeübt wird, die Frequenz einer periodischen Veränderung der ausgeübten Kraft sein. In dem Fall, dass die Auslenkeinrichtung zur temporären, jedoch wiederholbaren Ausübung der Kraft auf die Sonde in Querrichtung ausgebildet sein, kann die einstellbare Frequenz eine Wiederholfrequenz der Kraftausübung sein. Insbesondere kann die Frequenz bzw. die Wiederholfrequenz an eine Eigenfrequenz des Ultraschallwandlers, der Sonde oder der Gesamtheit von Sonde und Ultraschallwandler bzw. Ultraschallkonvertereinheit, ggf. jeweils unter Einbeziehung des Körpersteins, anpassbar sein und beispielsweise näherungsweise gleich einer solchen Eigenfrequenz oder gezielt ungleich den Eigenfrequenzen gewählt werden. Beispielsweise kann die Frequenz bzw. Wiederholfrequenz an eine Resonanzfrequenz der Sonde bezüglich Quer- oder Biegeschwingungen anpassbar sein. Diese Resonanzfrequenz kann die Grundfrequenz einer Biegeschwingung der Sonde sein, bei der die Länge der Sonde, gemessen zwischen einer Verbindung der Sonde mit der Ultraschallkonvertereinheit, d.h. insbesondere dem distalen Ende des Ultraschall-Horns, und dem distalen Ende der Sonde, eine viertel Wellenlänge beträgt, oder die Frequenz entsprechender Oberschwingungen. Vorzugsweise liegt die Frequenz bzw. Wiederholfrequenz in einem, im Verhältnis zur Anregungsfrequenz des Ultraschallwandlers, niederfrequenten Bereich, beispielsweise in einem Frequenzbereich von 3 bis 300 Hz, besonders bevorzugt in einem Bereich von ca. 15 bis ca. 35 Hz, bzw. ist in dem genannten Frequenzbereich einstellbar. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung der Vorrichtung zur Einstellung der Wiederholfrequenz durch den Benutzer ausgebildet sein. Dadurch, dass eine Frequenz bzw. eine Wiederholfrequenz der Ausübung der Kraft auf die Sonde einstellbar und insbesondere gleich oder ungleich einer Eigenfrequenz wählbar ist, kann eine laterale Auslenkung des distalen Endes der Sonde maximierbar sein und/oder das Auftreten eines stationären Zustands mit geringer Abtragungswirkung besonders sicher vermieden werden. Dadurch, dass eine Intensität der Ausübung der Kraft auf die Sonde einstellbar ist, kann eine laterale Auslenkung des distalen Endes der Sonde einer Operationssituation anpassbar sein, um beispielsweise eine Verlagerung des bearbeiteten Körpersteins aus dem Operationsfeld heraus zu vermeiden. According to one embodiment of the invention, the deflection device is designed or can be controlled in such a way that a frequency and/or an intensity of the time-varying force that is exerted on the probe can be adjusted. In this context, “intensity” means in particular an amount or an amplitude of the force exerted or the force impact, ie an impulse transfer to the probe caused by the time-varying force, or an impact strength when an impact is exerted on the probe. The adjustable frequency can be the frequency of a periodic change in the force exerted, for example in the event that the force is exerted on the probe continuously but with a periodically changing amount and/or changing direction. If the deflection device is designed for the temporary but repeatable exertion of force on the probe in the transverse direction, the adjustable frequency can be a repetition frequency of the exertion of force. In particular, the frequency or the repetition frequency can be adaptable to a natural frequency of the ultrasonic transducer, the probe or the entirety of the probe and ultrasonic transducer or ultrasonic converter unit, possibly including the body stone, and can be chosen, for example, approximately equal to such a natural frequency or deliberately unequal to the natural frequencies will. For example, the frequency or repetition frequency can be adapted to a resonant frequency of the probe with regard to transverse or bending vibrations. This resonant frequency can be the fundamental frequency of a bending vibration of the probe, at which the length of the probe, measured between a connection of the probe to the ultrasound converter unit, ie in particular the distal end of the ultrasound horn, and the distal end of the probe, is a quarter wavelength, or the frequency of corresponding harmonics. Preferably the frequency or repetition frequency is in a low-frequency range in relation to the excitation frequency of the ultrasonic transducer, for example in a frequency range from 3 to 300 Hz, particularly preferably in a range from approx. 15 to approx. 35 Hz, or is in the said range Adjustable frequency range. In particular, the control unit of the device can be designed for the user to set the repetition frequency. The fact that a frequency or a repetition frequency of the exertion of the force on the probe can be set and, in particular, can be selected to be equal to or different from a natural frequency, a lateral deflection of the distal end of the probe can be maximized and/or the occurrence of a stationary state with a low removal effect in particular sure to be avoided. Because the intensity of the exertion of the force on the probe can be adjusted, a lateral deflection of the distal end of the probe can be adapted to an operation situation, for example to prevent the body stone being worked on from moving out of the operation field.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Frequenz der zeitlich veränderlichen Kraft, insbesondere eine Wiederholfrequenz der temporären Kraftausübung in der Querrichtung auf die Sonde, fest vorgegeben sein, beispielsweise gleich einer der genannten Eigenfrequenzen oder ungleich diesen, wobei die Steuerungseinrichtung entsprechend voreingestellt sein kann, und/oder es kann eine Intensität der zeitlich veränderlichen Kraft fest vorgegeben sein. Weiter alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung bzw. die Steuerungseinrichtung zur nicht-periodischen Wiederholung der Ausübung der Kraft in der Querrichtung auf die Sonde ausgebildet sein, etwa zur durch den Benutzer steuerbaren Auslösung einzelner temporärer Krafteinwirkungen auf die Sonde. Alternatively or additionally, a frequency of the time-varying force, in particular a repetition frequency of the temporary exertion of force in the transverse direction on the probe, can be fixed, for example equal to one of the natural frequencies mentioned or different from it, in which case the control device can be preset accordingly, and/or it an intensity of the time-varying force can be fixed. As a further alternative or in addition, the device or the control device can be designed for non-periodic repetition of the exertion of the force in the transverse direction on the probe, for example for triggering individual temporary force effects on the probe that can be controlled by the user.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Auslenkeinrichtung zur Ausübung der zeitlich veränderlichen Kraft auf die Sonde durch einen im proximalen Abschnitt auf die Sonde mittels mindestens eines Schlagelements ausgeübten Schlag ausgebildet; als „Schlag“ wird hier insbesondere eine stoß- oder impulsförmige Krafteinwirkung bezeichnet, die durch einen Stoß oder Aufprall direkt oder indirekt auf die Sonde ausgeübt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform wird die zeitlich veränderliche Kraft, die in der quer zur Längser- streckung der Sonde stehenden Richtung auf die Sonde einwirkt und eine laterale Auslenkung der Sonde bewirkt, somit durch einen Schlag des mindestens einen Schlagelements auf eine seitliche Oberfläche der Sonde im proximalen Abschnitt der Sonde erzeugt. Das mindestens eine Schlagelement ist dabei derart beweglich angeordnet, beispielsweise bezogen auf die Längsachse der Sonde in radialer oder tangentialer Richtung beweglich gelagert, dass es zum Ausüben des Schlags auf die seitliche Oberfläche der Sonde bewegbar ist. Die seitliche oder laterale Oberfläche ist insbesondere eine zu einer Längsachse der Sonde symmetrische, näherungsweise zylindrische Oberfläche, kann aber auch eine anders ausgestaltete Oberfläche der Sonde sein, die für eine Schlagausübung in der Querrichtung geeignet ist. Das mindestens eine Schlagelement ist vorzugsweise in einer senkrecht zur Längsachse der Sonde bzw. quer zur Längserstreckung der Sonde im proximalen Abschnitt stehenden Ebene bewegbar. Insbesondere ist die Auslenkeinrichtung derart ausgebildet, dass mittels des einen oder mehrerer Schlagelemente wiederholte Schläge auf die Sonde ausgeübt werden können. Dadurch, dass die Auslenkeinrichtung zum Ausüben eines oder wiederholter Schläge auf eine laterale Oberfläche im proximalen Abschnitt der Sonde ausgebildet ist, kann auf einfache und wirksame Weise eine laterale Auslenkung der Sonde erzeugt werden, welche eine laterale Auslenkung des distalen Endes der Sonde bewirkt. Dabei wird die Sonde durch die Schlageinwirkung in der Regel zu lateralen Schwingungen mit der Grund- und mehreren Oberfrequenzen angeregt. Hierdurch kann die Wirkung zur Abtragung bzw. Zertrümmerung eines Körpersteins weiter verbessert werden. Ferner ist ein Bereich der Oberfläche der Sonde, in dem das mindestens eine Schlagelement beim Schlag die Oberfläche der Sonde berührt und der hier auch als „Einwirkbereich“ bezeichnet wird, vorzugsweise linien- oder flächenförmig ausgebildet, wobei die linien- oder flächenförmige Ausdehnung des Einwirkbereichs bestimmt ist, um einen Verschleiß der Sonde zu minimieren. According to one embodiment of the invention, the deflection device is designed to exert the time-varying force on the probe by an impact exerted on the probe in the proximal section by means of at least one impact element; “Blow” refers here in particular to a shock or impulse-like force that can be exerted directly or indirectly on the probe by a shock or impact. According to this embodiment, the time-varying force acting on the probe in the direction transverse to the longitudinal extent of the probe and a lateral one Causes deflection of the probe, thus generated by an impact of at least one impact element on a lateral surface of the probe in the proximal portion of the probe. The at least one impact element is arranged so that it can move, for example in relation to the longitudinal axis of the probe so that it can move in the radial or tangential direction, so that it can be moved to apply the impact to the lateral surface of the probe. The side or lateral surface is, in particular, an approximately cylindrical surface that is symmetrical to a longitudinal axis of the probe, but can also be a differently configured surface of the probe that is suitable for impact in the transverse direction. The at least one impact element can preferably be moved in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the probe or transverse to the longitudinal extent of the probe in the proximal section. In particular, the deflection device is designed in such a way that repeated impacts can be exerted on the probe by means of one or more impact elements. Because the deflection device is designed to exert one or repeated impacts on a lateral surface in the proximal section of the probe, a lateral deflection of the probe can be generated in a simple and effective manner, which causes a lateral deflection of the distal end of the probe. The impact usually causes the probe to oscillate laterally with the fundamental and several upper frequencies. As a result, the effect of removing or crushing a stone in the body can be further improved. Furthermore, an area of the surface of the probe in which the at least one impact element touches the surface of the probe during impact and which is also referred to here as the "impact area" is preferably linear or planar, with the linear or planar extent of the impact area being determined is to minimize wear on the probe.
In vorteilhafter Weise kann das mindestens eine Schlagelement als mittels einer Antriebseinrichtung bewegbarer Stößel oder Hammer zum Ausüben des Schlags auf die Sonde ausgebildet sein. Der Stößel oder Hammer ist insbesondere in einer, bezogen auf eine Längsachse der Sonde, radialen Richtung bewegbar gelagert und von der Antriebseinrichtung zum einseitigen Schlagen auf eine seitliche Oberfläche der Sonde antreibbar. Hierdurch kann auf einfache und sichere Weise eine laterale Auslenkung der Sonde erzeugbar sein. In vorteilhafter Weise kann das mindestens eine Schlagelement aber auch als Rahmen oder als geschlitzte Scheibe, der bzw. die mittels einer Antriebseinrichtung bewegbar ist, zum einseitigen oder wechselseitigen Ausüben des Schlags auf die Sonde ausgebildet sein. Der Rahmen bzw. die geschlitzte Scheibe kann beispielsweise in der Querrichtung verschiebbar geführt oder um eine näherungsweise parallel zur Längsachse stehende, von dieser beab- standete Schwenkachse drehbar gelagert sein. Gemäß dieser Ausführungsform verläuft die Sonde durch den Innenraum des Rahmens bzw. durch den Schlitz der Scheibe, welcher breiter als ein Durchmesser der Sonde ist. Die Endpunkte einer hin- und hergehenden Bewegung des Rahmens bzw. der geschlitzten Scheibe sind dabei so gelegt, dass das Schlagelement durch Bewegung in Querrichtung mit einer ersten Innenseite des Rahmens bzw. des Schlitzes auf einen ersten Bereich der seitlichen Oberfläche der Sonde schlagen kann; weiter vorzugsweise kann das Schlagelement durch entgegengesetzte Bewegung mit einer gegenüberliegenden, zweiten Innenseite auf einen dem ersten Bereich radial gegenüberliegenden zweiten Bereich der Oberfläche schlagen. Hierdurch kann eine besonders effiziente Schlagwirkung erzielbar sein sowie, wenn bei einer vollen hin- und hergehenden Bewegung das Schlagelement zwei entgegengesetzte Schläge auf die Sonde ausübt, eine höhere Schlagfrequenz. Advantageously, the at least one impact element can be designed as a ram or hammer that can be moved by means of a drive device in order to impact the probe. The ram or hammer is mounted so that it can move in particular in a radial direction, based on a longitudinal axis of the probe, and can be driven by the drive device to strike a lateral surface of the probe on one side. As a result, a lateral deflection of the probe can be generated in a simple and reliable manner. Advantageously, the at least one impact element can also be designed as a frame or as a slotted disc, which can be moved by means of a drive device, for the one-sided or alternating impact on the probe. The frame or the slotted pane can, for example, be guided so as to be displaceable in the transverse direction or be mounted so as to be rotatable about a pivot axis which is approximately parallel to the longitudinal axis and is spaced apart from it. According to this embodiment, the probe runs through the interior of the frame or through the slot in the disc, which is wider than a diameter of the probe. The end points of a reciprocating movement of the frame or the slotted disc are thereby positioned such that the striking element can strike a first area of the lateral surface of the probe by moving in the transverse direction with a first inner side of the frame or the slot; more preferably, the impact element can strike a second area of the surface radially opposite the first area by moving in the opposite direction with an opposite, second inner side. As a result, a particularly efficient impact effect can be achieved and, if the impact element exerts two opposite impacts on the probe during a full reciprocating movement, a higher impact frequency.
Der Rahmen bzw. der Schlitz der Scheibe kann allseitig geschlossen oder einseitig offen sein. Dabei hat eine geschlossene Ausgestaltung den Vorteil einer erhöhten Stabilität und Dauerhaltbarkeit, während ein einseitig offener Rahmen bzw. ein offener Schlitz eine einfachere Montage und Demontage der Auslenkeinrichtung erlaubt, ohne dass die Sonde in Längsrichtung durch den Rahmen bzw. den Schlitz hindurch gezogen werden muss. The frame or the slot of the pane can be closed on all sides or open on one side. A closed design has the advantage of increased stability and durability, while a frame open on one side or an open slot allows for easier assembly and disassembly of the deflection device without having to pull the probe longitudinally through the frame or slot.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebseinrichtung als Linearantrieb ausgebildet, der das Schlagelement zum Ausüben des Schlags auf die Sonde antreibt. Insbesondere kann die Antriebseinrichtung als pneumatischer Antrieb, der einen Pneumatik-Zylinder umfasst, als linear arbeitender Piezomotor oder als elektromagnetischer Linearantrieb, beispielsweise mit einer Magnetspule und einem verschiebbaren Eisenkern, ausgebildet sein. Ein derartiger Linearantrieb kann direkt oder indirekt, etwa über ein Gestänge, an dem Schlagelement angreifen. Insbesondere kann in dem Fall, dass das Schlagelement als Stößel, Hammer oder beweglicher Rahmen ausgebildet ist, der Linearantrieb quer zur Längsrichtung der Sonde angeordnet sein und direkt an dem Schlagelement angreifen. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau der Auslenkeinrichtung, wodurch zudem die Reinigung und Sterilisation erleichtert werden kann. According to one embodiment of the invention, the drive device is in the form of a linear drive which drives the impact element in order to impact the probe. In particular, the drive device can be designed as a pneumatic drive comprising a pneumatic cylinder, as a linearly operating piezo motor or as an electromagnetic linear drive, for example with a magnetic coil and a displaceable iron core. Such a linear drive can act directly or indirectly, for example via a linkage, on the striking element. In particular, if the impact element is designed as a ram, hammer or movable frame, the linear drive can be transverse to the longitudinal direction be arranged on the probe and act directly on the striking element. This enables a particularly simple design of the deflection device, which also makes cleaning and sterilization easier.
Alternativ kann die Antriebseinrichtung zum Antreiben des Schlagelements beispielsweise nach Art eines Wagnerschen Hammers ausgebildet sein. Auch hierdurch kann eine besonders einfache Ausgestaltung ermöglicht werden. Zudem kann ein Wagnerscher Hammer ohne elektronische Steuerung betrieben werden sowie frei von zu schmierenden Lagern und entsprechenden Dichtungen ausgestaltet sein, wobei der notwendige Elektromagnet auf einfache Weise gegenüber dem Hammer bzw. der Sonde abgedichtet sein kann. Hierdurch können Reinigung und Sterilisation erleichtert werden. Alternatively, the drive device for driving the striking element can be designed, for example, in the manner of a Wagner hammer. This also allows a particularly simple configuration to be made possible. In addition, a Wagnerian hammer can be operated without electronic control and be designed without bearings to be lubricated and corresponding seals, with the necessary electromagnet being able to be sealed off in a simple manner from the hammer or the probe. This can facilitate cleaning and sterilization.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Antriebseinrichtung eine gegen eine Federkraft wirkende Kurvenscheibe. In diesem Fall ist das Schlagelement verschiebbar, vorzugsweise in radialer Richtung, geführt und von einer Feder gegen die Kurvenscheibe vorgespannt. Bei Rotation der Kurvenscheibe führt das Schlagelement eine hin- und hergehende Bewegung aus. Diese Ausführungsform ist besonders in dem Fall vorteilhaft, dass das Schlagelement als beweglicher Rahmen ausgebildet ist. Alternativ kann die Antriebseinrichtung eine Schubkurbel umfassen, die an dem Schlagelement angreift und dieses ebenfalls in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt. Die Kurvenscheibe bzw. die Schubkurbel kann insbesondere durch einen Elektromotor, einen Pneumatikmotor, einen rotatorisch arbeitenden Piezomotor oder eine Turbine antreibbar sein. Dadurch, dass der Elektromotor bzw. der Pneumatikmotor, der Piezomotor oder die Turbine über die Kurvenscheibe bzw. die Schubkurbel auf die Sonde wirkt und somit nicht direkt an der Sonde angreift, können Reibung und ein dadurch verursachter Verschleiß an der Oberfläche vermieden werden. Weiter alternativ kann die Antriebsanordnung einen zu einer hin- und hergehenden Bewegung ansteuerbaren Elektromotor umfassen, der mit dem Schlagelement gekoppelt ist und dieses ebenfalls in eine hin- und hergehende Bewegung, vorzugsweise mit einstellbarer Frequenz, versetzen kann. Auch hierdurch kann auf einfache Weise eine laterale Auslenkung der Sonde erzielbar sein. Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind die Endpunkte der hin- und hergehenden Bewegung so bestimmt, dass das Schlagelement gegen die Oberfläche der Sonde schlagen kann. Ferner ist die Intensität oder Schlagstärke, die insbesondere durch Geschwindigkeit, Masse und Material des Schlagelements bestimmt wird, derart gewählt, dass ein Verschleiß der Sonde und eine Repulsion des bearbeiteten Körpersteins minimiert und zugleich ein Steinabtrag maximiert werden können. Das Schlagelement besteht vorzugsweise aus einem metallischen oder einem anderen harten Material, beispielsweise Edelstahl. According to a further embodiment, the drive device comprises a cam disk acting against a spring force. In this case, the striking element can be displaced, preferably in the radial direction, and is pretensioned by a spring against the cam disk. When the cam rotates, the striking element performs a reciprocating movement. This embodiment is particularly advantageous in the case that the impact element is designed as a movable frame. Alternatively, the drive device can comprise a crank, which acts on the impact element and also sets this in a reciprocating motion. The cam disk or the slider crank can be driven in particular by an electric motor, a pneumatic motor, a rotary piezo motor or a turbine. Due to the fact that the electric motor or the pneumatic motor, the piezo motor or the turbine acts on the probe via the cam disc or the slider crank and thus does not act directly on the probe, friction and the resulting wear on the surface can be avoided. As a further alternative, the drive arrangement can comprise an electric motor which can be driven to move back and forth, which is coupled to the impact element and can also set this to move back and forth, preferably with an adjustable frequency. A lateral deflection of the probe can also be achieved in this way in a simple manner. In the embodiments described above, the end points of the reciprocating movement are determined so that the striking element can strike the surface of the probe. Furthermore, the intensity or strength of the impact, which is determined in particular by the speed, mass and material of the impact element, is selected in such a way that wear on the probe and repulsion of the machined body stone can be minimized and at the same time stone removal can be maximized. The impact element is preferably made of a metallic or other hard material, such as stainless steel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine Schlagelement als Massekörper ausgebildet, der mittels einer Antriebseinrichtung auf einer Kreisbahn zum Ausüben des Schlags auf die Sonde bewegbar ist. Hierfür kann der Massekörper beispielsweise an einem Umfang einer von der Antriebseinrichtung antreibbaren, drehbaren Scheibe angeordnet sein, so dass der Massekörper bei Ausführung der Kreisbewegung die laterale Oberfläche der Sonde berührt und hierdurch der Schlag auf die Sonde ausgeübt wird. Vorzugsweise ist der Massekörper mit Spiel oder zumindest in einer, bezogen auf eine Drehachse der Scheibe, radialen Richtung beweglich gelagert, so dass dieser nach Ausüben des Schlags durch Berührung der Oberfläche der Sonde bei der weiteren Kreisbewegung ausweichen kann und danach durch die Fliehkraft wieder in eine Lage zur Berührung der Sonde bei der nachfolgenden Drehung der Scheibe gelangt. In besonders bevorzugter Weise kann der Massekörper drehbar an der Scheibe gelagert sein, etwa in Form eines Kugellagers, dessen äußerer Ring gegen die Sonde schlagen und dabei in Rotation versetzt werden kann, wodurch Reibung und Verschleiß bei der Berührung der Sonde vermindert werden können. Alternativ zu einer drehbaren Scheibe kann der Massekörper mit einem flexiblen Haltemittel, etwa einem Faden oder einer Kette, an einer drehbaren Welle gehalten sein, die mittels der Antriebseinrichtung antreibbar ist, und bei Rotation der Welle durch die Fliehkraft auf eine Kreisbahn zur Berührung der seitlichen Oberfläche der Sonde und somit zur Ausübung des Schlags gezwungen werden. Vorzugsweise ist die Drehachse der Scheibe bzw. der Welle im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Sonde gerichtet, so dass der mindestens eine Massekörper beim Ausüben des Schlags näherungsweise tangential, bezogen auf die Längsachse der Sonde, bewegt wird. Die Auslenkeinrichtung kann auch eine Mehrzahl von Massekörpern umfassen, die an der drehbaren Scheibe angeordnet oder an der drehbaren Welle gehalten sind, um wiederholte Schläge auf die Sonde auszuüben. Dadurch, dass mindestens ein Massekörper vorgesehen ist, der auf einer Kreisbahn bewegbar ist und dabei die seitliche Oberfläche der Sonde zum Ausüben des Schlags berührt, können auf besonders einfache und wirksame Weise laterale Auslenkungen der Sonde erzeugt werden. Dabei ermöglicht die Anordnung mit Spiel unregelmäßige Anregungen der Sonde über einen breiten Frequenzbereich und eine gute Energieübertragung von der Scheibe bzw. der Welle zur Sonde. According to a further embodiment of the invention, the at least one impact element is designed as a mass body which can be moved by means of a drive device on a circular path in order to impact the probe. For this purpose, the mass body can be arranged, for example, on a circumference of a rotatable disk that can be driven by the drive device, so that the mass body touches the lateral surface of the probe when the circular movement is carried out and the impact is thereby exerted on the probe. Preferably, the mass body is mounted with play or at least in a radial direction relative to an axis of rotation of the disc, so that after the impact has been exerted it can deviate by touching the surface of the probe during the further circular movement and then again by centrifugal force position to touch the probe during the subsequent rotation of the disc. In a particularly preferred manner, the mass body can be rotatably mounted on the disk, for example in the form of a ball bearing, the outer ring of which can hit the probe and be set in rotation, thereby reducing friction and wear when touching the probe. As an alternative to a rotatable disc, the mass body can be held on a rotatable shaft with a flexible holding means, such as a thread or a chain, which can be driven by the drive device, and when the shaft rotates by centrifugal force on a circular path to touch the lateral surface of the probe and thus forced to deliver the shock. The axis of rotation of the disk or shaft is preferably directed essentially parallel to the longitudinal direction of the probe, so that the at least one mass body is moved approximately tangentially, relative to the longitudinal axis of the probe, when the impact is exerted. The deflection device can also comprise a plurality of mass bodies which are arranged on the rotatable disc or on the rotatable shaft held to apply repeated blows to the probe. The fact that at least one mass body is provided, which can be moved on a circular path and thereby touches the lateral surface of the probe to exert the impact, lateral deflections of the probe can be generated in a particularly simple and effective manner. The arrangement with play enables irregular excitations of the probe over a wide frequency range and good energy transmission from the disc or shaft to the probe.
Die Intensität der zeitlich veränderlichen Kraft bzw. die Schlagstärke kann dabei in vorteilhafter Weise durch eine Position der Drehachse und den Radius der Scheibe bzw. die Länge des flexiblen Haltemittels eingestellt werden. Die Wiederholfrequenz der Schläge ist durch die Drehzahl und die Anzahl von an der Scheibe bzw. der Welle gehaltenen Massekörper bestimmt. Die Materialien der Sonde und der Massekörper können dabei auf geringen Verschleiß ausgelegt sein, beispielsweise können die Sonde aus Edelstahl und die Massekörper aus Messing oder aus einem gleitfähigen Kunststoff hergestellt sein. Insbesondere kann beispielsweise auch die Scheibe aus Kunststoff bestehen und einstückig mit den Massekörpem ausgeführt sein, etwa nach Art eines Flügelrads mit elastischen Armen. Hierdurch kann eine besonders einfache Ausführungsform geschaffen werden, die beispielsweise für einen einmaligen Gebrauch bestimmt sein kann. The intensity of the time-varying force or the strength of the impact can be adjusted in an advantageous manner by a position of the axis of rotation and the radius of the disk or the length of the flexible holding means. The repetition frequency of the impacts is determined by the speed and the number of masses held on the disk or the shaft. The materials of the probe and the mass body can be designed for low wear, for example, the probe can be made of stainless steel and the mass body can be made of brass or of a lubricious plastic. In particular, for example, the disk can also be made of plastic and be designed in one piece with the mass bodies, for example in the manner of an impeller with elastic arms. As a result, a particularly simple embodiment can be created which can be intended for single use, for example.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Ausübung der Kraft in der quer zur Längsrichtung stehenden Richtung durch einen auf die Oberfläche der Sonde ausgeübten Schlag kann die Auslenkeinrichtung in vorteilhafter Weise zur Ausübung der Kraft auf die Sonde durch eine mittels einer Antriebseinrichtung antreibbare Unwucht oder einen mittels einer Antriebseinrichtung antreibbaren Exzenter ausgebildet sein. Dieser Unwucht- oder Exzenterantrieb ist im proximalen Abschnitt der Sonde mit dieser gekoppelt, so dass durch die rotierende Unwucht bzw. durch den rotierenden Exzenter ebenfalls eine Kraft in einer quer zur Längsrichtung stehenden Richtung auf die Sonde ausgeübt werden kann. Auch hierdurch kann auf einfache Weise eine wiederholbare Krafteinwirkung auf die Sonde zur lateralen Auslenkung der Sonde erzielbar sein. Die Antriebseinrichtung, die zum Bewegen des Massekörpers auf einer Kreisbahn bzw. zum Antreiben des Unwucht- oder Exzenterantriebs dient, kann einen Elektromotor, einen Pie- zomotor, einen Pneumatikmotor oder auch eine Turbine umfassen. Alternativ kann ein zu einer hin- und hergehenden Bewegung ansteuerbarer Elektromotor vorgesehen sein. Hierdurch kann die Auslenkeinrichtung auf einfache und sichere Weise angetrieben werden. As an alternative or in addition to exerting the force in the direction transverse to the longitudinal direction by an impact exerted on the surface of the probe, the deflection device can advantageously be used to exert the force on the probe by means of an imbalance that can be driven by means of a drive device or by an imbalance that can be driven by means of a drive device be eccentric. This imbalance or eccentric drive is coupled to the probe in the proximal section thereof, so that the rotating imbalance or rotating eccentric can also exert a force on the probe in a direction transverse to the longitudinal direction. A repeatable force action on the probe for the lateral deflection of the probe can also be achieved in a simple manner in this way. The drive device, which is used to move the mass body on a circular path or to drive the imbalance or eccentric drive, can include an electric motor, a piezo motor, a pneumatic motor or a turbine. Alternatively, an electric motor that can be driven to move back and forth can be provided. As a result, the deflection device can be driven in a simple and reliable manner.
Sofern bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausführungsformen die Antriebseinrichtung einen Elektromotor umfasst, ist dieser vorzugsweise ein bürstenloser Elektromotor, insbesondere mit einstellbarer Drehzahl. Ein bürstenloser Elektromotor hat die besonderen Vorteile hoher Drehzahlen, einer hohen Leistung und eines einfachen Aufbaus, welcher die Reinigung und Sterilisation erleichtert. Sofern die Antriebsanordnung einen Piezomotor umfasst, kann dieser einen besonders kompakten Aufbau und eines großen Dynamikbereich ermöglichen. Sofern die Antriebsanordnung einen Pneumatikmotor, einen Pneumatik-Zylinder oder eine Turbine umfasst, ist hierdurch der besondere Vorteil erreichbar, dass die Auslenkeinrichtung ohne elektrische Leitungen betrieben werden kann; ferner kann ein Betrieb mit Vakuum bzw. Unterdrück möglich sein, wodurch eine erhöhte Sicherheit gegen Kontamination erreichbar ist. If, in the case of the embodiments described within the scope of the present invention, the drive device comprises an electric motor, this is preferably a brushless electric motor, in particular with an adjustable speed. A brushless electric motor has the particular advantages of high speeds, high power and a simple structure that facilitates cleaning and sterilization. If the drive arrangement includes a piezo motor, this can enable a particularly compact design and a large dynamic range. If the drive arrangement comprises a pneumatic motor, a pneumatic cylinder or a turbine, the particular advantage can be achieved in this way that the deflection device can be operated without electrical lines; furthermore, operation with a vacuum or negative pressure can be possible, as a result of which increased security against contamination can be achieved.
Die Auslenkeinrichtung kann die vorstehend beschriebene Antriebseinrichtung umfassen, welche mit der Auslenkeinrichtung eine Einheit bilden kann. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung von der Auslenkeinrichtung separat angeordnet ist oder nur teilweise von dieser umfasst ist. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass ein Motor der Antriebseinrichtung, etwa ein Elektromotor, ein Piezomotor, ein Pneumatikmotor oder eine Turbine, der bzw. die wie oben erwähnt zum Antreiben der Kurvenscheibe, der Schubkurbel, der drehbaren Scheibe oder Welle zum Bewegen des Massekörpers auf einer Kreisbahn oder des Unwucht- oder Exzenterantriebs dient, separat von der Auslenkeinrichtung angeordnet ist und diese über eine flexible Welle antreibt. Die flexible Welle kann mit der Auslenkeinrichtung fest oder lösbar verbunden sein. Auf diese Weise kann die Auslenkeinrichtung besonders kompakt gestaltet werden und die Handhabbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbessert werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Auslenkeinrichtung derart angeordnet, dass die zeitlich veränderliche Kraft in der quer zur Längserstreckung der Sonde stehenden Richtung distalseitig der Ultraschallkonvertereinheit auf die Sonde einwirkt. Insbesondere kann die Auslenkeinrichtung ausgebildet und angeordnet sein, um den mittels des mindestens einen bewegbaren Schlagelements ausgeübten Schlag in einem Abschnitt der Sonde auf deren laterale Oberfläche auszuüben, der distalseitig der Ultraschallkonvertereinheit liegt. Diese Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass ein Abstand zwischen einem Einwirkbereich des Schlags und der Ultraschallkonvertereinheit derart angepasst sein kann, dass eine laterale Auslenkung des distalen Endes der Sonde maximal ist. Insbesondere kann die Auslenkeinrichtung derart mit der Ultraschallkonvertereinheit verbindbar sein, dass der Abstand zwischen dem Einwirkbereich des Schlags und der Ultraschallkonvertereinheit einstellbar ist; hierdurch kann eine Anpassung an unterschiedliche Sonden und/oder unterschiedliche Endoskope ermöglicht werden, um jeweils die laterale Auslenkung des distalen Endes der Sonde zu maximieren. The deflection device can include the drive device described above, which can form a unit with the deflection device. However, it can also be provided that the drive device is arranged separately from the deflection device or is only partially encompassed by it. In particular, it can be provided that a motor of the drive device, such as an electric motor, a piezoelectric motor, a pneumatic motor or a turbine, which, as mentioned above, is used to drive the cam disc, the slider crank, the rotatable disc or shaft to move the mass body a circular path or the imbalance or eccentric drive is used, is arranged separately from the deflection device and drives it via a flexible shaft. The flexible shaft can be permanently or detachably connected to the deflection device. In this way, the deflection device can be made particularly compact and the handling of the device according to the invention can be improved. According to one embodiment of the invention, the deflection device is arranged in such a way that the time-varying force acts on the probe in the direction transverse to the longitudinal extent of the probe on the distal side of the ultrasound converter unit. In particular, the deflection device can be designed and arranged in order to exert the impact exerted by means of the at least one movable impact element on the lateral surface of a section of the probe that lies on the distal side of the ultrasound converter unit. This embodiment has the particular advantage that a distance between an area affected by the impact and the ultrasound converter unit can be adjusted in such a way that a lateral deflection of the distal end of the probe is at a maximum. In particular, the deflection device can be connected to the ultrasonic converter unit in such a way that the distance between the impact area of the impact and the ultrasonic converter unit can be adjusted; this allows adaptation to different probes and/or different endoscopes in order to maximize the lateral deflection of the distal end of the probe.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass sich die Sonde in proximaler Richtung über die Ultraschallkonvertereinheit hinaus erstreckt und dass die Auslenkeinrichtung derart angeordnet ist, dass die zeitlich veränderliche Kraft in der quer zur Längserstreckung der Sonde stehenden Richtung proximal seifig der Ultraschallkonvertereinheit oder zumindest proximalseitig einer Verbindung der Sonde mit der Ultraschallkonvertereinheit auf die Sonde einwirkt. Insbesondere kann sich die Sonde durch eine Bohrung der Ultraschallkonvertereinheit hindurch erstrecken, wobei die Ultraschall Schwingungen beispielsweise in einen Kragen der Sonde eingekoppelt werden können. Die Sonde kann beispielsweise als Hohlsonde ausgebildet sein und an ihrem proximalen Ende mit einem Sauganschluss versehen sein. Hierdurch kann eine besonders kompakte und leicht handhabbare Ausgestaltung erreichbar sein, insbesondere kann die Auslenkeinrichtung mit der Ultraschallkonvertereinheit eine Einheit bilden und beispielsweise in ein als Handstück ausgestaltetes Gehäuse der Ultraschallkonvertereinheit integriert sein. Alternatively, it can be provided that the probe extends in the proximal direction beyond the ultrasound converter unit and that the deflection device is arranged in such a way that the time-varying force in the direction transverse to the longitudinal extent of the probe acts proximally on the ultrasound converter unit or at least on the proximal side of a connection of the Probe with the ultrasonic converter unit acts on the probe. In particular, the probe can extend through a bore in the ultrasonic converter unit, in which case the ultrasonic vibrations can be coupled into a collar of the probe, for example. The probe can be designed as a hollow probe, for example, and can be provided with a suction connection at its proximal end. In this way, a particularly compact and easy-to-handle configuration can be achieved; in particular, the deflection device can form a unit with the ultrasound converter unit and can be integrated, for example, in a housing of the ultrasound converter unit designed as a handpiece.
Weiter alternativ kann die Auslenkeinrichtung derart ausgebildet und angeordnet sein, dass zur Ausübung der zeitlich veränderlichen Kraft auf die Sonde in der quer zur Längserstreckung der Sonde stehenden Richtung die Auslenkeinrichtung eine Kraft auf die Ultraschallkonvertereinheit ausübt, wodurch über die Verbindung der Sonde mit der Ultraschallkonvertereinheit eine zeitlich veränderliche Kraft auf die Sonde einwirkt, um diese lateral auszulenken; beispielsweise kann die Kraft auf ein distales Ende des Ultraschall- Homs bzw. auf eine Befestigung der Sonde an dem Ultraschall-Horn ausgeübt werden. Dies kann insbesondere in dem Fall vorteilhaft sein, dass die Auslenkeinrichtung zur Ausübung der Kraft auf die Sonde durch einen Unwucht- oder Exzenterantrieb ausgestaltet ist. Auch hierdurch kann eine besonders kompakte Ausgestaltung erreichbar sein. Further alternatively, the deflection device can be designed and arranged in such a way that in order to exert the time-varying force on the probe in the transverse direction Longitudinal extension of the probe standing direction the deflection device exerts a force on the ultrasound converter unit, whereby a time-varying force acts on the probe via the connection of the probe to the ultrasound converter unit in order to deflect it laterally; for example, the force can be exerted on a distal end of the ultrasonic horn or on an attachment of the probe to the ultrasonic horn. This can be particularly advantageous in the case that the deflection device for exerting the force on the probe is designed by an unbalanced or eccentric drive. A particularly compact configuration can also be achieved in this way.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Ultraschallkonvertereinheit in einem Umgehäuse beweglich gelagert, wobei in dem Umgehäuse auch die Auslenkeinrichtung aufgenommen sein kann. Das Umgehäuse kann als Handstück ausgebildet sein. Insbesondere kann die Auslenkeinrichtung zur Ausübung einer Kraft auf die Ultraschallkonvertereinheit angeordnet sein und eine wie oben beschrieben ausgestaltete Antriebseinrichtung aufweisen, beispielsweise einen Linearantrieb, einen Piezomotor, einen Elektromotor mit Schubkurbel, einen Unwuchtantrieb oder einen Exzenterantrieb zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung der Ultraschallkonvertereinheit in Querrichtung. Dabei kann sich die Antriebseinrichtung gegen das Umgehäuse abstützen, wodurch eine effizientere Krafteinwirkung auf die Ultraschallkonvertereinheit und damit auf die Sonde ermöglicht wird. According to one embodiment of the invention, the ultrasonic converter unit is movably mounted in a surrounding housing, it also being possible for the deflection device to be accommodated in the surrounding housing. The surrounding housing can be designed as a handpiece. In particular, the deflection device can be arranged to exert a force on the ultrasonic converter unit and have a drive device designed as described above, for example a linear drive, a piezoelectric motor, an electric motor with a slider crank, an unbalanced drive or an eccentric drive for generating a reciprocating movement of the ultrasonic converter unit transverse direction. In this case, the drive device can be supported against the surrounding housing, as a result of which a more efficient application of force to the ultrasonic converter unit and thus to the probe is made possible.
Die Ultraschallkonvertereinheit kann in dem Umgehäuse federnd gelagert sein, insbesondere elastisch, beispielsweise mittels einer Membran. Auf diese Weise kann das Umgehäuse in vorteilhafter Weise von den durch die Auslenkeinrichtung erzeugten lateralen Auslenkungen mechanisch entkoppelt sein, wodurch die Handhabbarkeit weiter verbessert werden kann. Die Ultraschallkonvertereinheit kann mittels eines Zwischenrings kardanisch in dem Umgehäuse aufgehängt sein, wodurch eine besonders weitgehende Entkopplung des Umgehäuses von Vibrationen ermöglicht wird. The ultrasonic converter unit can be resiliently mounted in the surrounding housing, in particular elastically, for example by means of a membrane. In this way, the surrounding housing can advantageously be mechanically decoupled from the lateral deflections generated by the deflection device, as a result of which handling can be further improved. The ultrasonic converter unit can be cardanically suspended in the surrounding housing by means of an intermediate ring, as a result of which a particularly extensive decoupling of the surrounding housing from vibrations is made possible.
Alternativ oder zusätzlich kann die Ultraschallkonvertereinheit in dem Umgehäuse um eine Querachse schwenkbar gelagert sein, wobei die Querachse quer zur Längsrichtung der Sonde steht. In diesem Fall ist es insbesondere vorgesehen, dass zur Einwirkung der Kraft auf die Sonde in der quer zur Längserstreckung der Sonde stehenden Richtung die Auslenkeinrichtung eine Kraft auf die Ultraschallkonvertereinheit ausübt, wodurch die Ultraschallkonvertereinheit in eine Schwenkbewegung versetzt wird und dadurch die Sonde in lateraler Richtung ausgelenkt wird. Die Auslenkeinrichtung kann zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Schwenkbewegung der Ultraschallkonvertereinheit insbesondere einen Linearantrieb, einen Piezomotor, einen Elektromotor mit Schubkurbel, einen Unwuchtantrieb oder einen Exzenterantrieb umfassen. Diese Ausführungsform kann besonders kompakt ausgestaltet sein. Alternatively or additionally, the ultrasonic converter unit can be mounted in the surrounding housing so that it can pivot about a transverse axis, the transverse axis being transverse to the longitudinal direction of the probe. In this case, it is particularly provided that the action of the force the deflection device exerts a force on the ultrasound converter unit in the direction transverse to the longitudinal extension of the probe, as a result of which the ultrasound converter unit is set in a pivoting movement and the probe is thereby deflected in the lateral direction. In order to generate a reciprocating pivoting movement of the ultrasonic converter unit, the deflection device can in particular comprise a linear drive, a piezoelectric motor, an electric motor with a slider crank, an unbalanced drive or an eccentric drive. This embodiment can be designed to be particularly compact.
In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass die Ultraschallkonvertereinheit und die Auslenkeinrichtung in dem Umgehäuse aufgenommen sind und das Umgehäuse gekapselt oder hermetisch dicht ausgestaltet ist. Hierdurch kann eine Kontamination, etwa mit einer Spülflüssigkeit, besonders sicher vermieden werden. Provision can advantageously be made for the ultrasonic converter unit and the deflection device to be accommodated in the surrounding housing and for the surrounding housing to be encapsulated or designed to be hermetically sealed. As a result, contamination, for example with a rinsing liquid, can be avoided in a particularly reliable manner.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebsanordnung zur Ausübung einer weiteren Kraft auf die Sonde in einer weiteren quer zur Längserstreckung der Sonde stehenden Richtung ausgebildet. Es kann somit eine Kraft in mehreren unterschiedlichen, jeweils quer zur Längsrichtung stehenden Richtungen auf die Sonde ausgeübt werden, beispielsweise in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen. Insbesondere kann die Antriebsanordnung eine weitere Auslenkeinrichtung umfassen, die zur Ausübung einer Kraft in der weiteren quer zur Längsrichtung stehenden Richtung auf die Sonde ausgebildet ist. Die Auslenkeinrichtungen können hierfür, bezogen auf eine Längsachse der Sonde, um einen entsprechenden Winkel gegeneinander versetzt angeordnet sein, beispielsweise senkrecht zueinander. Die Auslenkeinrichtungen können jeweils wie oben beschrieben, gleichartig oder unterschiedlich voneinander, ausgestaltet sein und beispielsweise gleichzeitig, abwechselnd oder unabhängig voneinander ansteuerbar sein. Durch die Einwirkung der Kraft in der weiteren Querrichtung kann eine Auslenkung der Sonde in einer weiteren lateralen Richtung bewirkt werden. Somit kann eine Auslenkung der Sonde in unterschiedlichen, j eweils quer zur Längsrichtung stehenden Richtungen erzeugbar sein, wodurch die Wirksamkeit zur Abtragung bzw. Zertrümmerung eines Körpersteins weiter erhöht werden kann. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Lithotripsiesystem, das insbesondere ein System zur intrakorporalen Ultraschall-Lithotripsie ist, eine Vorrichtung zur Li- thotripsie, die wie zuvor beschrieben ausgestaltet ist, und ein Endoskop, beispielsweise ein Nephroskop, welches einen Kanal zur Einführung der Sonde in das Körperinnere des menschlichen oder tierischen Körpers aufweist. Dabei ist der Kanal bemessen, um eine Übertragung der durch die Einwirkung der Kraft in der quer zur Längserstreckung der Sonde stehenden Richtung erzeugten Auslenkung der Sonde zu einem distalen Ende der Sonde zu ermöglichen. Insbesondere hat die Sonde, wenn diese in den Kanal eingeführt ist, innerhalb des Kanals ein ausreichendes seitliches Spiel, um eine laterale Auslenkung, die durch die von der Auslenkeinrichtung ausgeübte zeitlich veränderliche Kraft auf die Sonde bewirkt worden ist, bis zum distalen Ende weiterzuleiten; ggf. kann auch eine Dichtung entsprechend ausgeführt sein. Eine Länge des Kanals ist so bemessen, dass die Sonde durch den Kanal hindurchgeführt werden kann und über dessen distales Ende hinausragt, um einen vor dem distalen Ende angeordneten Körperstein zu berühren. Bei der Bearbeitung des Körpersteins können somit die zuvor erwähnten Vorteile erzielbar sein. According to an advantageous embodiment of the invention, the drive arrangement is designed to exert a further force on the probe in a further direction transverse to the longitudinal extension of the probe. A force can thus be exerted on the probe in a number of different directions, each transverse to the longitudinal direction, for example in two directions perpendicular to one another. In particular, the drive arrangement can comprise a further deflection device, which is designed to exert a force on the probe in the further direction, which is transverse to the longitudinal direction. For this purpose, the deflection devices can be offset relative to one another by a corresponding angle relative to a longitudinal axis of the probe, for example perpendicular to one another. The deflection devices can each be configured as described above, identical to or different from one another and can be controlled, for example, simultaneously, alternately or independently of one another. A deflection of the probe in a further lateral direction can be brought about by the action of the force in the further transverse direction. A deflection of the probe in different directions, each transverse to the longitudinal direction, can thus be generated, as a result of which the effectiveness for removing or breaking up a bodily stone can be further increased. According to a further aspect of the invention, a lithotripsy system, which is in particular a system for intracorporeal ultrasonic lithotripsy, comprises a device for lithotripsy, which is designed as described above, and an endoscope, for example a nephroscope, which has a channel for inserting the probe into the interior of the human or animal body. The channel is dimensioned to enable the deflection of the probe generated by the action of the force in the direction transverse to the longitudinal extent of the probe to be transmitted to a distal end of the probe. In particular, the probe, when inserted into the channel, has sufficient lateral play within the channel to transmit lateral deflection, caused by the time-varying force exerted on the probe by the deflection means, to the distal end; if necessary, a seal can also be designed accordingly. A length of the channel is dimensioned such that the probe can be passed through the channel and extends beyond the distal end thereof to contact a bodily calculus located in front of the distal end. The previously mentioned advantages can thus be achieved when processing the body stone.
Gemäß einem erfmdungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsievorrichtung, welche eine langerstreckte Sonde umfasst, wird die Sonde in einem proximalen Abschnitt der Sonde zu longitudinalen Ultraschall Schwingungen, d.h. zu Ultraschall Schwingungen in Richtung einer Längserstreckung der Sonde, angeregt, welche durch die Sonde zu einem distalen Ende der Sonde übertragen werden. Weiter wird im proximalen Abschnitt eine zeitlich veränderliche Kraft auf die Sonde in einer quer zur Längserstreckung der Sonde stehenden Richtung derart ausgeübt, dass die Sonde quer zu ihrer Längserstreckung ausgelenkt wird, welche Auslenkung der Sonde durch die Sonde zu dem distalen Ende übertragen wird. Hierdurch kann das distale Ende der Sonde in longitudinale Ultraschall Schwingungen versetzt und zugleich in Querrichtung ausgelenkt werden, etwa in Form von lateralen Schwingungen. According to a method according to the invention for operating a lithotripsy device which comprises an elongate probe, the probe is excited in a proximal section of the probe to longitudinal ultrasonic vibrations, i.e. to ultrasonic vibrations in the direction of a longitudinal extension of the probe, which is transmitted through the probe to a distal end transferred to the probe. Further, in the proximal portion, a time-varying force is applied to the probe in a direction transverse to the length of the probe such that the probe is deflected transverse to its length, which deflection of the probe is transmitted through the probe to the distal end. As a result, the distal end of the probe can be set into longitudinal ultrasonic vibrations and at the same time be deflected in the transverse direction, for example in the form of lateral vibrations.
In vorteilhafter Weise kann es vorgesehen sein, dass die Kraft wiederholt, insbesondere periodisch wiederholt in der Querrichtung auf die Sonde ausgeübt wird, wobei die Wiederholfrequenz einstellbar sein kann. Die Kraft kann kontinuierlich oder stoßweise auf die Sonde ausgeübt werden. Zur Auslenkung der Sonde kann auf eine laterale Oberfläche der Sonde mittels mindestens eines Schlagelements ein Schlag ausgeübt werden, wofür das Schlagelement mittels einer Antriebseinrichtung bewegt werden kann. Es kann jedoch auch zur Auslenkung der Sonde eine Kraft in der quer zur Längsrichtung stehenden Richtung durch eine mittels einer Antriebseinrichtung antreibbare Unwucht oder einen mittels einer Antriebseinrichtung antreibbaren Exzenter ausgeübt werden. Advantageously, it can be provided that the force is repeatedly, in particular periodically repeatedly, exerted on the probe in the transverse direction, it being possible for the repetition frequency to be adjustable. The force can be continuous or intermittent on the probe be exercised. In order to deflect the probe, an impact can be exerted on a lateral surface of the probe by means of at least one impact element, for which purpose the impact element can be moved by means of a drive device. However, in order to deflect the probe, a force can also be exerted in the direction transverse to the longitudinal direction by means of an imbalance which can be driven by means of a drive device or an eccentric which can be driven by means of a drive device.
Vorzugsweise ist die Lithotripsievorrichtung wie oben beschrieben ausgebildet. Insbesondere kann zur Anregung der Sonde zu den longitudinalen Ultraschall Schwingungen eine Ultraschallkonvertereinheit vorgesehen sein sowie zur Ausübung der zeitlich veränderlichen Kraft in der Querrichtung eine Auslenkeinrichtung, wobei die Sonde, die Ultraschallkonvertereinheit und/oder die Auslenkeinrichtung vorzugsweise wie oben beschrieben ausgebildet und angeordnet sind und wie oben beschrieben betrieben werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet. The lithotripsy device is preferably designed as described above. In particular, an ultrasonic converter unit can be provided to excite the probe to produce longitudinal ultrasonic oscillations, and a deflection device can be provided to exert the force that varies over time in the transverse direction, with the probe, the ultrasonic converter unit and/or the deflection device preferably being designed and arranged as described above and as described above be operated as described. The device according to the invention is designed in particular for carrying out the method.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann extrakorporal ausgeführt und die Lithotripsievorrichtung extrakorporal betrieben werden, wobei die Sonde mit ihrem distalen Ende in Berührung mit einem Obj ekt gebracht werden kann, welches durch Einwirkung der Ultraschallschwingungen und der lateralen Auslenkung der Sonde bearbeitet werden kann. The method according to the invention can be carried out extracorporeally and the lithotripsy device can be operated extracorporeally, with the probe being able to be brought into contact with its distal end with an object which can be processed by the action of the ultrasonic vibrations and the lateral deflection of the probe.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch intrakorporal ausgeführt werden, wobei die Sonde zur Einführung in ein Körperinneres eines menschlichen oder tierischen Körpers ausgestaltet ist. Vor Durchführung des Verfahrens kann die Sonde, vorzugsweise durch den Schaft eines Endoskops, in das Körperinnere an einen zu zerstörenden Körperstein herangeführt worden sein, so dass das distale Ende der Sonde diesen berührt. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Körperstein abgetragen oder zertrümmert. Nach Durchführung des Verfahrens kann eine Spülung zum Ab führen der Bruchstücke des Körpersteins erfolgen und/oder die Sonde kann aus dem Körperinneren bzw. aus dem Endoskopschaft entnommen werden. Das Verfahren kann wiederholt durchgeführt werden. However, the method according to the invention can also be carried out intracorporeally, with the probe being designed for introduction into the interior of a human or animal body. Before carrying out the method, the probe can be introduced, preferably through the shaft of an endoscope, into the interior of the body to a body stone to be destroyed, so that the distal end of the probe touches it. When carrying out the method according to the invention, the body stone is removed or shattered. After the procedure has been carried out, rinsing can be carried out to remove the fragments of the body stone and/or the probe can be removed from inside the body or from the endoscope shaft. The procedure can be carried out repeatedly.
Bei einem Verfahren zur intrakorporalen Lithotripsie mittels Ultraschall Schwingungen wird die Sonde einer wie oben beschrieben ausgestalteten Lithotripsievorrichtung in das Körperinnere eines menschlichen oder tierischen Körpers eingeführt und an einen zu zerstörenden Körperstein herangeführt, so dass das distale Ende der Sonde diesen berührt, die Li- thotripsievorrichtung wird wie oben beschrieben betrieben und der Körperstein abgetragen oder zertrümmert, ggf. können die Bruchstücke durch Spülung abgeführt werden, und die Sonde wird aus dem Körperinneren wieder entnommen. In a method for intracorporeal lithotripsy using ultrasonic vibrations, the probe of a lithotripsy device configured as described above is inserted into the Inside the body of a human or animal body and introduced to a body stone to be destroyed so that the distal end of the probe touches it, the lithotripsy device is operated as described above and the body stone is removed or smashed, if necessary the fragments can be removed by flushing , and the probe is removed from inside the body.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnung. Es zeigen, jeweils in schematischer Form: Further aspects of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and the attached drawing. They show, each in schematic form:
Fig. 1 eine Prinzipskizze der Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 shows a schematic diagram of the mode of operation of a device according to the invention;
Fig. 2a und 2b ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 2a and 2b show a first exemplary embodiment of a device according to the invention;
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 3 shows a second exemplary embodiment of a device according to the invention;
Fig. 4a bis 4c ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 4a to 4c show a third exemplary embodiment of a device according to the invention;
Fig. 5a und 5b ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 5a and 5b show a fourth embodiment of a device according to the invention;
Fig. 6a und 6b ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 6a and 6b show a fifth exemplary embodiment of a device according to the invention;
Fig. 7a und 7b ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 7a and 7b show a sixth embodiment of a device according to the invention;
Fig. 8 ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 8 shows a seventh exemplary embodiment of a device according to the invention;
Fig. 9 ein achtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 9 shows an eighth exemplary embodiment of a device according to the invention;
Fig. 10a und 10b ein neuntes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wie in Fig. 1 in Form einer vereinfachten Prinzipskizze dargestellt ist, umfasst eine Li- thotripsievorrichtung eine langerstreckte Sonde 1, die auch als Sonotrode bezeichnet wird, und eine Ultraschallkonvertereinheit 2, die an einem proximalen Abschnitt 3 der Sonde 1 angeordnet ist. Die Sonde 1 ist zur Einführung in ein Körperinneres eines menschlichen oder tierischen Körpers ausgebildet, so dass ein distales Ende 4 der Sonde 1, das auch als Sondenspitze bezeichnet wird, durch eine natürliche oder künstliche Körperöffnung an einen im Körperinneren befindlichen Körperstein herangeführt werden kann. Hierfür kann die Sonde 1 in einen entsprechenden Kanal eines Endoskops eingeführt werden, das durch die Körperöffnung hindurch geführt ist, beispielsweise durch ein nicht dargestelltes Nephroskop an einen im Nierenbecken befindlichen Nierenstein. Der proximale Abschnitt 3 der Sonde 1 mit der Ultraschallkonvertereinheit 2 verbleibt dabei außerhalb des Körpers sowie ggf. auch außerhalb des Endoskops. Die Sonde 1 ist vorzugsweise starr, kann aber auch flexibel oder halbstarr sein, und besteht in der Regel aus Edelstahl. Das distale Ende 4 der Sonde 1 kann auch eine bewegliche Krone aufweisen. 10a and 10b a ninth embodiment of a device according to the invention. As shown in FIG. 1 in the form of a simplified schematic diagram, a lithotripsy device comprises an elongated probe 1, which is also referred to as a sonotrode, and an ultrasound converter unit 2, which is arranged on a proximal section 3 of the probe 1. The probe 1 is designed for insertion into the interior of a human or animal body, so that a distal end 4 of the probe 1, which is also referred to as the probe tip, can be introduced through a natural or artificial body opening to a body stone located inside the body. For this purpose, the probe 1 can be inserted into a corresponding channel of an endoscope, which is passed through the body opening, for example through a nephroscope (not shown) to a kidney stone located in the renal pelvis. The proximal section 3 of the probe 1 with the ultrasound converter unit 2 remains outside the body and possibly also outside the endoscope. The probe 1 is preferably rigid, but may be flexible or semi-rigid, and is typically made of stainless steel. The distal end 4 of the probe 1 can also have a movable crown.
Die Ultraschallkonvertereinheit 2 umfasst einen Ultraschallwandler 5, der zur Übertragung von Ultraschall Schwingungen mit einem Horn 6 gekoppelt ist. In der Regel ist das Hom 6 fest mit dem Ultraschallwandler 5 verbunden. An einem distalen Ende des Homs 6 ist die Sonde 1 befestigt. Die Sonde 1 kann beispielsweise in eine Durchgangsbohrung 7 des Horns 6 eingeschraubt sein, so dass ein Kragen 8 der Sonde 1 am distalen Ende des Horns 6 fest anliegt. Die Sonde 1 kann sich in proximaler Richtung durch den Ultraschallwandler 5 hindurch erstrecken oder beispielsweise im Bereich des Homs 6 enden. Das Hom 6 dient zur Verstärkung der von dem Ultraschall wandler 5 erzeugten Ultraschall Schwingungen und zur Einkopplung der Ultraschall Schwingungen in die Sonde 1. The ultrasonic converter unit 2 comprises an ultrasonic converter 5 which is coupled to a horn 6 for the transmission of ultrasonic vibrations. As a rule, the hom 6 is permanently connected to the ultrasonic converter 5 . The probe 1 is attached to a distal end of the horn 6 . The probe 1 can, for example, be screwed into a through bore 7 of the horn 6 so that a collar 8 of the probe 1 is in firm contact with the distal end of the horn 6 . The probe 1 can extend in the proximal direction through the ultrasonic transducer 5 or end in the area of the horn 6, for example. The hom 6 is used to amplify the ultrasonic vibrations generated by the ultrasonic transducer 5 and to couple the ultrasonic vibrations into the probe 1.
Die eingekoppelten Ultraschall Schwingungen werden als Ultraschallwellen durch die Sonde 1 an deren distales Ende 4 übertragen und versetzen dieses in entsprechende Schwingungen. In der Regel wird der Ultraschallwandler 5 zur Erzeugung stehender Wellen in der Sonde 1 angesteuert, so dass eine Schwingungsamplitude am distalen Ende 4 der Sonde 1 maximal ist. Durch Aufsetzen des distalen Endes 4 auf einen Körperstein können diese zum Absprengen von Fragmenten bzw. zur Zerkleinerung des Körpersteins führen. Auf diese Weise kann der Körperstein allmählich abgetragen oder zertrümmert werden. The coupled-in ultrasonic vibrations are transmitted as ultrasonic waves through the probe 1 to its distal end 4 and cause it to vibrate accordingly. As a rule, the ultrasonic transducer 5 is activated to generate standing waves in the probe 1, so that an oscillation amplitude at the distal end 4 of the probe 1 is at a maximum. By placing the distal end 4 on a body stone they can fragments or crushing of the body stone. In this way, the body stone can be gradually worn away or shattered.
In Fig. 1 ist angedeutet, dass die Sonde 1 als Hohlsonde ausgeführt sein kann, die einen durchgehenden Spülkanal 9 aufweist. An einem proximalen Ende 10 des Ultraschallwandlers 5 bzw. der Sonde 1 kann ein Anschluss vorgesehen sein zum Anschließen einer Spüloder Saugeinrichtung, um die entstandenen Bruchstücke des Körpersteins abzuführen. Alternativ kann ein Spül- bzw. Sauganschluss seitlich an der Sonde 1, distalseitig des Horns 6, vorgesehen sein. Durch Anlegen eines Unterdrucks an dem Spülkanal 9 kann der Körperstein an das distale Ende 4 der Sonde 1 angesaugt und so eine Verlagerung des Körpersteins bei der Bearbeitung verhindert werden. In FIG. 1 it is indicated that the probe 1 can be designed as a hollow probe which has a continuous flushing channel 9 . A connection can be provided at a proximal end 10 of the ultrasonic transducer 5 or the probe 1 for connecting a rinsing or suction device in order to remove the fragments of the body stone that have formed. Alternatively, a flushing or suction connection can be provided on the side of the probe 1, on the distal side of the horn 6. By applying a negative pressure to the flushing channel 9, the body stone can be sucked onto the distal end 4 of the probe 1, and displacement of the body stone during processing can thus be prevented.
Wie in Fig. 1 symbolisch dargestellt ist, sind die vom Ultraschallwandler 5 erzeugten und von dem Horn 6 in die Sonde 1 eingekoppelten Ultraschall Schwingungen bzw. Ultraschallwellen longitudinaler Natur, d.h. die entsprechende Auslenkung der Sonde 1 erfolgt in Richtung der Längserstreckung der Sonde. Diese Längsrichtung ist durch den Pfeil 11 angedeutet. Daneben kann auch die Erzeugung lateraler Ultraschallwellen durch die Ultraschallkonvertereinheit 2 vorgesehen sein. As shown symbolically in Fig. 1, the ultrasonic vibrations or ultrasonic waves generated by the ultrasonic transducer 5 and coupled into the probe 1 by the horn 6 are of a longitudinal nature, i.e. the corresponding deflection of the probe 1 takes place in the direction of the longitudinal extent of the probe. This longitudinal direction is indicated by the arrow 11. In addition, the generation of lateral ultrasonic waves by the ultrasonic converter unit 2 can also be provided.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einer Richtung, die quer zur Längsrichtung der Sonde 1 steht, eine zeitlich veränderliche Querkraft Fq auf die Sonde 1 ausgeübt, die eine laterale Auslenkung der Sonde 1 bewirkt. Hierfür ist eine Auslenkeinrichtung vorgesehen, die angeordnet ist, um die variable Querkraft Fq auf die Sonde auszuüben. Durch eine temporäre, zeitlich wiederkehrende laterale Krafteinwirkung kann etwa eine Biegeschwingung der Sonde 1 angeregt werden, die von der Sonde 1 bis zu deren distalem Ende 4 übertragen wird. Das distale Ende 4 der Sonde 1 führt somit, zusätzlich zu den longitudinalen Ultraschallschwingungen, eine laterale Bewegung aus, die in der Regel niederfrequent ist. Eine solche laterale Bewegung des distalen Endes 4 ermöglicht eine erhebliche Verbesserung der Abtragungs- bzw. Zertrümmerungswirkung der Sonde 1. According to the present invention, a transverse force F q which varies over time is exerted on the probe 1 in a direction which is transverse to the longitudinal direction of the probe 1 and causes a lateral deflection of the probe 1 . A deflection device is provided for this purpose, which is arranged in order to exert the variable transverse force F q on the probe. A flexural vibration of the probe 1 can be excited by a temporary, temporally recurring lateral force, which is transmitted from the probe 1 to its distal end 4 . The distal end 4 of the probe 1 thus performs, in addition to the longitudinal ultrasonic vibrations, a lateral movement which is usually of low frequency. Such a lateral movement of the distal end 4 allows a significant improvement in the removal or fragmentation effect of the probe 1.
Wie in Fig. 1 angedeutet ist, kann die Kraft Fq distalseitig der Ultraschallkonvertereinheit 2, jedoch ebenfalls noch im proximalen Abschnitt 3 der Sonde 1, der außerhalb des Körpers bzw. des Endoskops verbleibt, auf die Sonde 1 einwirken; alternativ kann die in Querrichtung wirkende Kraft Fq innerhalb oder proximalseitig der Ultraschallkonvertereinheit 2 oder indirekt über diese auf die Sonde 1 ausgeübt werden. Zur Ausübung der Querkraft Fq auf die Sonde 1 ist eine Auslenkeinrichtung vorgesehen, die beispielsweise wie in den nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen ausgebildet und angeordnet sein kann. As indicated in FIG. 1, the force F q can occur on the distal side of the ultrasound converter unit 2, but also still in the proximal section 3 of the probe 1, which is outside the body or the endoscope remains, act on the probe 1; alternatively, the force F q acting in the transverse direction can be exerted on the probe 1 within or on the proximal side of the ultrasound converter unit 2 or indirectly via this. To exert the transverse force F q on the probe 1, a deflection device is provided, which can be designed and arranged, for example, as in the exemplary embodiments explained below.
Bei der in Fig. 2a in einer Seitenansicht dargestellten ersten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Auslenkeinrichtung einen Linearantrieb 12, der beispielsweise ein Pneumatik-Zylinder, ein linear arbeitender Piezomotor oder ein Elektromagnet mit einem verschiebbaren Eisenkern sein kann, der ein als Rahmen 13 ausgebildetes Schlagelement antreibt. Wie in Fig. 2b in einer axialen Ansicht gezeigt ist, verläuft die Sonde 1 durch den Innenraum des Rahmens 13. Wie durch den Doppelpfeil 14 angedeutet ist, ist der Rahmen 13 in einer quer zur Längserstreckung der Sonde 1 verlaufenden Richtung geführt und wird von dem Linearantrieb 12 zu einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben. Der Linearantrieb 12 greift über eine Kolbenstange 15 oder über ein Gestänge an dem Rahmen 13 an, ggf. mit einem gewissen Spiel. Die Endpunkte der hin- und hergehenden Bewegung sind so bestimmt, dass die Innenseiten 16, 17 des Rahmens 13 abwechselnd auf einander gegenüberliegende Einwirkbereiche 18, 19 der lateralen Oberfläche der Sonde 1 schlagen; alternativ kann auch eine lediglich einseitige Schlagausübung auf die Sonde 1 erfolgen. Der Rahmen 13 weist in Längsrichtung der Sonde 1 eine Dicke auf, so dass die Einwirkbereiche 18, 19, in denen der Rahmen beim Schlag in Kontakt mit der Oberfläche der Sonde kommt, eine ausreichende Längserstreckung haben, um einen Verschleiß an der Oberfläche der Sonde 1 zu minimieren (s. Fig. 2a). Die Auslenkeinrichtung mit dem Linearantrieb 12 kann einen Halter umfassen, mit dem sie an der Ultraschallkonvertereinheit 2 lösbar befestigt ist (nicht dargestellt). In the first embodiment of the device according to the invention, shown in a side view in Fig. 2a, the deflection device comprises a linear drive 12, which can be, for example, a pneumatic cylinder, a linearly operating piezo motor or an electromagnet with a displaceable iron core, which has a frame 13 trained percussion element drives. As shown in Fig. 2b in an axial view, the probe 1 runs through the interior of the frame 13. As indicated by the double arrow 14, the frame 13 is guided in a direction transverse to the longitudinal extent of the probe 1 and is guided by the Linear drive 12 driven to a reciprocating movement. The linear drive 12 acts on the frame 13 via a piston rod 15 or via a linkage, possibly with a certain amount of play. The end points of the reciprocating movement are determined so that the inner faces 16, 17 of the frame 13 alternately strike opposing impact areas 18, 19 of the lateral surface of the probe 1; alternatively, the probe 1 can also be hit on only one side. The frame 13 has a thickness in the longitudinal direction of the probe 1 such that the effective areas 18, 19, in which the frame comes into contact with the surface of the probe during impact, have a sufficient longitudinal extent to prevent wear on the surface of the probe 1 to be minimized (see Fig. 2a). The deflection device with the linear drive 12 can include a holder with which it is detachably attached to the ultrasonic converter unit 2 (not shown).
Gemäß der in Fig. 3 in einer Seitenansicht gezeigten Ausführungsform ist zur lateralen Auslenkung der Sonde 1 eine Auslenkeinrichtung mit einer Antriebseinrichtung vorgesehen, die nach Art eines Wagnerschen Hammers arbeitet. Dabei ist an einer Blattfeder 20 ein Hammer 21 angeordnet, der durch einen Elektromagnet 22 mit einem Anker und einem hiermit gekoppelten Unterbrecherkontakt zu einer hin- und hergehenden Bewegung in Querrichtung, die in Fig. 3 durch den Doppelpfeil 23 angedeutet ist, angetrieben wird und dabei auf die seitliche Oberfläche der Sonde 1 schlägt. Die Blattfeder 20 kann über einen Haltebügel 24 an der Ultraschallkonvertereinheit 2 befestigt sein. According to the embodiment shown in a side view in FIG. 3, a deflection device with a drive device is provided for the lateral deflection of the probe 1, which works in the manner of a Wagner hammer. In this case, a hammer 21 is arranged on a leaf spring 20, which is actuated by an electromagnet 22 with an armature and an interrupter contact coupled thereto for a reciprocating movement in the transverse direction, which is indicated by the double arrow 23 in FIG. 3, is driven and hits the lateral surface of the probe 1. The leaf spring 20 can be attached to the ultrasonic converter unit 2 via a holding bracket 24 .
In Fig. 3 ist exemplarisch dargestellt, dass proximal sei tig der Ultraschallkonvertereinheit 2 ein Schlauchstutzen 25 zum Anschließen einer Spül- und/oder Saugeinrichtung vorgesehen ist, der mit einem durchgehenden Spülkanal 9 der Sonde 1 in Verbindung steht (s. Fig. 1). Weiter weist der Ultraschallwandler 5 einen Versorgungsanschluss 26 zum elektrischen Verbinden mit einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung auf. Die Ultraschallkonvertereinheit 2 der übrigen Ausführungsbeispiele kann in entsprechender Weise aufgebaut sein. 3 shows an example of a hose connector 25 for connecting a rinsing and/or suction device, which is connected to a continuous rinsing channel 9 of the probe 1 (see FIG. 1). The ultrasonic converter 5 also has a supply connection 26 for electrical connection to a control device (not shown). The ultrasonic converter unit 2 of the other exemplary embodiments can be constructed in a corresponding manner.
In Fig. 4a ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer seitlichen, teilweise geschnittenen Ansicht gezeigt. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird die Sonde 1 durch ein- oder beidseitig wirkende Schläge mittels eines in Querrichtung verschiebbaren Rahmens 27 beaufschlagt, wofür die Sonde 1 durch den Rahmen 27 verläuft und ein Verschiebeweg des Rahmens 27 derart bemessen ist, dass mindestens eine der Innenseiten 16, 17 des Rahmens 27 bei der Verschiebung gegen einen entsprechenden Einwirkbereich der lateralen Oberfläche der Sonde 1 schlägt. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel umfasst die Auslenkeinrichtung weiterhin eine Kurvenscheibe 28, die auf eine nahe einem oberen Rand des Rahmens 27 drehbar gelagerte Rolle 29 wirkt. 4a shows a third exemplary embodiment of a device according to the invention in a lateral, partially sectioned view. As in the first exemplary embodiment, the probe 1 is subjected to impacts acting on one or both sides by means of a frame 27 that can be displaced in the transverse direction, for which purpose the probe 1 runs through the frame 27 and a displacement path of the frame 27 is dimensioned in such a way that at least one of the inner sides 16, 17 of the frame 27 hits against a corresponding area of influence of the lateral surface of the probe 1 during the displacement. In the third exemplary embodiment, the deflection device also includes a cam disc 28 which acts on a roller 29 which is rotatably mounted near an upper edge of the frame 27 .
Wie in Fig. 4b in einer axialen Ansicht gezeigt, ist der Rahmen 27 in einer Führungseinheit 30 verschiebbar gelagert. Dabei wird der Rahmen 27 durch eine Feder 31 in Richtung auf die Kurvenscheibe 28 vorgespannt (s. Fig. 4a). Die Kurvenscheibe 28, die in Fig. 4c in einer schräg aus distaler Richtung gesehenen Ansicht dargestellt ist, weist eine Steuerfläche 32 auf, über die die Rolle 29 bei einer Rotation der Kurvenscheibe 28 abrollt. Die Steuerfläche 32 nimmt, bezogen auf eine Drehachse der Kurvenscheibe 28, einen Winkelbereich von ca. 90° ein; in einem übrigen Winkelbereich liegt die Rolle 29 nicht an der Kurvenscheibe 28 an. Die Kurvenscheibe 28 ist auf einer Motorwelle 33 eines Elektromotors 34 befestigt, etwa mit einer Klemmschraube, und kann durch diesen in Rotation versetzt werden. Bei einer Rotation der Kurvenscheibe 28 im Uhrzeigersinn, aus proximaler Richtung gesehen, rollt die Rolle 29 entlang der Steuerfläche 32 in Richtung zu deren Spitze 35, so dass der Rahmen 27 gegen die Kraft der Feder 31 nach unten verschoben wird. Ein Endpunkt dieser Bewegung kann derart bestimmt sein, dass der Rahmen 27 mit einer oberen Innenseite 17 auf eine obere Oberfläche der Sonde 1 schlägt. Überschreitet die an der Steuerfläche 32 anliegende Rolle 29 deren Spitze 35, so wird der Rahmen durch die Feder 31 nach oben gedrückt, wobei die untere Innenseite 16 des Rahmen auf eine untere Oberfläche der Sonde 1 schlägt. Durch Antreiben der Kurvenscheibe 28 mittels des Elektromotors 34 kann somit der Rahmen 27 in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt werden, wobei einseitig oder beidseitig Schläge in Querrichtung auf die Sonde 1 ausgeübt werden, die zu einer lateralen Auslenkung der Sonde führen. Die Masse des Rahmens kann beispielsweise 16 g betragen und die Geschwindigkeit, mit der die untere Innenseite 16 des Rahmens 27 auf die untere Oberfläche der Sonde 1 schlägt, beispielsweise 2,4 m/s oder mehr, um eine ausreichende Schlagwirkung zur lateralen Auslenkung der Sonde zu erzielen. As shown in an axial view in FIG. 4 b , the frame 27 is slidably mounted in a guide unit 30 . Here, the frame 27 is biased by a spring 31 in the direction of the cam 28 (s. Fig. 4a). The cam disk 28, which is shown in FIG. 4c in an oblique view seen from the distal direction, has a control surface 32 over which the roller 29 rolls when the cam disk 28 rotates. The control surface 32 occupies an angular range of approximately 90° in relation to an axis of rotation of the cam disc 28; The roller 29 is not in contact with the cam disk 28 in a remaining angular range. The cam disk 28 is fastened to a motor shaft 33 of an electric motor 34, for example with a clamping screw, and can be set in rotation by this. When the cam disc 28 rotates clockwise, seen from the proximal direction, the roller 29 rolls along the control surface 32 in the direction of its tip 35, so that the frame 27 is displaced downwards against the force of the spring 31. An end point of this movement can be determined such that the frame 27 strikes an upper surface of the probe 1 with an upper inside 17 . When the roller 29 resting on the control surface 32 exceeds the tip 35 thereof, the frame is pushed upwards by the spring 31, with the lower inner side 16 of the frame hitting a lower surface of the probe 1. By driving the cam disk 28 by means of the electric motor 34, the frame 27 can be set in a reciprocating motion, impacts being exerted on one or both sides of the probe 1 in the transverse direction, which lead to a lateral deflection of the probe. The mass of the frame can be, for example, 16 g and the speed with which the lower inside 16 of the frame 27 strikes the lower surface of the probe 1, for example 2.4 m/s or more, in order to have a sufficient impact effect for the lateral deflection of the probe to achieve.
In Fig. 4a ist gezeigt, dass der Elektromotor 34 und die Ultraschallkonvertereinheit 2 parallel zueinander angeordnet und jeweils fest in einem Umgehäuse 36 montiert sind. Das Umgehäuse 36 kann als Handstück ausgebildet sein. Das Umgehäuse 36 umfasst eine distalseitige Verschlussplatte 37, an der die Führungseinheit 30 und eine Abdeckung 38 der Kurvenscheibe 28 gehalten sind, und eine proximal seitige Verschlussplatte 39, durch die der Schlauchstutzen 25 und eine Anschlussbuchse 40 zum Verbinden des Elektromotors 34 mit einer Steuerungseinrichtung hindurch ragen. Die Verschlussplatten 37, 39 sind mit einem Körper 41 des Umgehäuses 36 verschraubt. Durch die relative Position der Kurvenscheibe 28 und des Rahmens 29 im Verhältnis zur Ultraschallkonvertereinheit 2, bezogen auf die Längsrichtung der Sonde 1, wird ein Einwirkbereich der Sonde 1, in dem die in Querrichtung wirkende Kraft auf die Sonde 1 einwirkt, festgelegt. In der in Fig. 4a gezeigten Anordnung wird die Querkraft distalseitig der Ultraschallkonvertereinheit 2 auf die Sonde 1 ausgeübt, in einem Abstand von ca. 50 mm zum Kragen der Sonde 1 bzw. zum distalen Ende des Horns 6. Die Figuren 5a und 5b zeigen eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer seitlichen bzw. einer axialen Ansicht. Dabei ist, wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel, ein Elektromotor 34 vorgesehen, der parallel zu der Ultraschallkonvertereinheit 2 in einem symbolisch angedeuteten Umgehäuse 36 montiert ist. Der Elektromotor 34 treibt ein Schubkurbelgetriebe 42 an, das eine auf der Motorwelle 33 befestigte Antriebsscheibe 43 und eine Schlitzscheibe 44 umfasst, die an dem Umgehäuse 36 schwenkbar gelagert und mit der Antriebsscheibe 43 über eine Kurbelstange 45 verbunden ist. Wie in Fig. 5b angedeutet, wird dadurch eine Rotation (Pfeil 46) der Antriebsscheibe 43 in eine hin- und hergehende Schwenkbewegung (Doppelpfeile 47, 48) der Schlitzscheibe 44 umgesetzt, wobei die Achse 49 der Schwenkbewegung parallel zur Längserstreckung der Sonde 1 gerichtet ist. Anfangs- und Endpunkt der Schwenkbewegung sind dabei derart gewählt, dass die Sonde 1, die durch den, bezogen auf die Achse 49, radialen Schlitz 50 der Schlitzscheibe 44 verläuft, ein- oder beidseitig von den Wänden des Schlitzes 50 mit einer Kraftwirkung, insbesondere einer Schlagwirkung, beaufschlagt wird. Hierdurch kann ebenfalls eine Auslenkung der Sonde 1 in Querrichtung bewirkt werden. FIG. 4a shows that the electric motor 34 and the ultrasonic converter unit 2 are arranged parallel to one another and are each firmly mounted in a surrounding housing 36 . The surrounding housing 36 can be designed as a handpiece. The surrounding housing 36 comprises a closure plate 37 on the distal side, on which the guide unit 30 and a cover 38 of the cam disk 28 are held, and a closure plate 39 on the proximal side, through which the hose connector 25 and a connection socket 40 for connecting the electric motor 34 to a control device protrude . The closure plates 37, 39 are screwed to a body 41 of the surrounding housing 36. The relative position of the cam disk 28 and the frame 29 in relation to the ultrasonic converter unit 2, based on the longitudinal direction of the probe 1, defines an area of influence of the probe 1 in which the force acting in the transverse direction acts on the probe 1. In the arrangement shown in Fig. 4a, the transverse force is exerted on the probe 1 on the distal side of the ultrasound converter unit 2, at a distance of approx. 50 mm from the collar of the probe 1 or from the distal end of the horn 6. FIGS. 5a and 5b show a fourth embodiment of the device according to the invention in a lateral and an axial view. As in the third exemplary embodiment, an electric motor 34 is provided here, which is mounted parallel to the ultrasonic converter unit 2 in a symbolically indicated surrounding housing 36 . The electric motor 34 drives a slider crank mechanism 42 which includes a drive pulley 43 fastened to the motor shaft 33 and a slotted pulley 44 which is pivotably mounted on the surrounding housing 36 and is connected to the drive pulley 43 via a connecting rod 45 . As indicated in Fig. 5b, a rotation (arrow 46) of the drive disk 43 is converted into a reciprocating pivoting movement (double arrows 47, 48) of the slotted disk 44, with the axis 49 of the pivoting movement being directed parallel to the longitudinal extension of the probe 1 . The starting and end points of the pivoting movement are selected in such a way that the probe 1, which runs through the slot 50 of the slotted disc 44, which is radial in relation to the axis 49, is pushed away from the walls of the slot 50 on one or both sides by a force, in particular a Impact effect is applied. This can also cause a deflection of the probe 1 in the transverse direction.
Bei der in Fig. 6a und 6b in einer seitlichen bzw. einer axialen Ansicht dargestellten fünften Ausführungsform ist anstelle einer Kopplung über ein Schubkurbelgetriebe eine Schlitzscheibe 51 auf der Motorwelle 33 des Elektromotors 34 montiert. Diese ist so angeordnet, dass die Sonde 1 innerhalb des radialen Schlitzes 52 der Schlitzscheibe 51 liegt. Der Elektromotor 34 wird hierbei derart angesteuert, beispielsweise mit einer rechteckförmigen Spannung, dass die Motorwelle 33 mit der darauf gehaltenen Schlitzscheibe 51 eine hin- und hergehende Bewegung (Doppelpfeil 53) ausführt, bei der die Sonde 1 von einer oder abwechselnd von beiden Innenseiten 54, 55 der Wände des Schlitzes 52 berührt wird. Auch durch diese Ausführungsform, die im Übrigen wie das vierte Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein kann, kann eine Krafteinwirkung in Querrichtung, bei entsprechender Auslegung insbesondere eine Schlagwirkung, auf die Sonde ausgeübt werden. In the fifth embodiment shown in FIGS. 6a and 6b in a lateral and axial view, a slotted disc 51 is mounted on the motor shaft 33 of the electric motor 34 instead of a coupling via a crank mechanism. This is arranged in such a way that the probe 1 lies within the radial slot 52 of the slotted disc 51 . The electric motor 34 is controlled in such a way, for example with a square-wave voltage, that the motor shaft 33 with the slotted disc 51 held on it executes a reciprocating movement (double arrow 53), in which the probe 1 is moved from one or alternately from both inner sides 54, 55 of the walls of the slot 52 is touched. With this embodiment, which can otherwise be configured like the fourth embodiment, a force can be exerted on the probe in the transverse direction, with a corresponding design in particular an impact effect.
Bei der Ausführungsform, die in den Figuren 7a und 7b in einer seitlichen bzw. einer axialen Ansicht gezeigt ist, ist ein Elektromotor 34 mit einer Motorwelle 33, die im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Sonde 1 verläuft, neben der Ultraschallkonvertereinheit 2 angeordnet und kann mit dieser in ähnlicher Weise wie zu Fig. 4a erläutert verbunden sein. Gemäß Fig. 7a umfasst die Auslenkeinrichtung eine Antriebsscheibe 56, die auf der Motorwelle 33 des Elektromotors 34 montiert ist und nahe deren Umfang eine Mehrzahl von Schlagkörpem angeordnet sind. Im gezeigten Beispiel sind dies sechs Kugellager 57, die jeweils auf einem achsparallel gerichteten Bolzen 58 mit Spiel gehalten sind. Bei Rotation der Antriebsscheibe 56 schlagen die äußeren Ringe der Kugellager 57 seitlich auf die Sonde 1 und üben dadurch eine quer zur Längserstreckung der Sonde 1 gerichtete Kraft auf die Sonde 1 aus, die hierdurch zu einer Querschwingung angeregt wird. In the embodiment shown in Figures 7a and 7b in a lateral and an axial view, an electric motor 34 with a motor shaft 33, which runs essentially parallel to the longitudinal direction of the probe 1, is next to the ultrasonic converter unit 2 arranged and can be connected to it in a manner similar to that explained in FIG. 4a. According to FIG. 7a, the deflection device comprises a drive disk 56 which is mounted on the motor shaft 33 of the electric motor 34 and near the circumference of which a plurality of striking bodies are arranged. In the example shown, these are six ball bearings 57, each of which is held with play on a bolt 58 which is directed parallel to the axis. When the drive disk 56 rotates, the outer rings of the ball bearings 57 hit the side of the probe 1 and thereby exert a force on the probe 1 directed transversely to the longitudinal extent of the probe 1, which is thereby excited to oscillate transversely.
Gemäß Fig. 8 sind bei einer weiteren Ausführungsform, die im Übrigen wie die zuvor beschriebene ausgebildet ist, Schlagmassen 59 jeweils mittels eines Fadens 60 an einer drehbaren Antriebsscheibe 61 gehalten; anstelle des Fadens 60 kann auch ein anderes flexibles Haltemittel, etwa eine Kette, vorgesehen sein. Wird die Antriebsscheibe 61 mittels des Elektromotors in Drehung versetzt, so folgen die Schlagmassen 59 einer kreisförmigen Bahn, wie durch den Pfeil 62 symbolisch angedeutet ist. Die Bahn ist derart gelegt, dass die Schlagmassen 59 dabei auf die Oberfläche der Sonde 1 schlagen. According to FIG. 8, in a further embodiment, which is otherwise designed as described above, impact masses 59 are each held on a rotatable drive disk 61 by means of a thread 60; instead of the thread 60, another flexible holding means, such as a chain, can also be provided. If the drive disk 61 is set in rotation by means of the electric motor, the impact masses 59 follow a circular path, as indicated symbolically by the arrow 62 . The path is laid in such a way that the impact masses 59 strike the surface of the probe 1 in the process.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es jeweils vorgesehen, dass die quer zur Längsrichtung der Sonde 1 stehende, zeitlich veränderliche Kraft distalseitig der Ultraschallkonvertereinheit 2 auf die Sonde 1 einwirkt. In Fig. 9 ist in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die in Querrichtung einwirkende veränderliche Kraft proximal sei tig der Ultraschallkonvertereinheit 2 auf die Sonde 1 einwirkt. In the exemplary embodiments described above, provision is made in each case for the force which is transverse to the longitudinal direction of the probe 1 and varies over time to act on the probe 1 on the distal side of the ultrasound converter unit 2 . In Fig. 9, an embodiment of the invention is shown in a partially sectioned side view, in which the variable force acting in the transverse direction acts proximally of the ultrasound converter unit 2 on the probe 1.
Wie in Fig. 9 gezeigt, umfasst die Ultraschallkonvertereinheit 2 einen Ultraschallwandler 5 und ein Horn 6. Der Ultraschallwandler 5 umfasst eine Mehrzahl von in Längsrichtung aufeinander gestapelten piezoelektrischen Elementen 63 zur Erzeugung von Ultraschall Schwingungen. Das Horn 6 und der Ultraschallwandler 5 weisen eine in Längsrichtung durchgehende Durchgangsbohrung 7 auf, durch die die Sonde 1 über das proximale Ende des Ultraschallwandlers 5 hinaus geführt ist. Proximal sei tig des Ultraschallwandlers 5 ist eine Auslenkeinrichtung 64 angeordnet, die in einem Gehäuse 65 aufgenommen ist, in das die Sonde 1 durch eine mit der Durchgangsbohrung 7 der Ultraschallkonvertereinheit 2 fluchtende Bohrung hinein reicht. Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform weist die Sonde 1 einen axial durchgehenden Spülkanal 9 auf und ist bis zu einer proximalen Seite des Gehäuses 65 geführt, wo ein Schlauchstutzen 25 angeordnet ist, der mit dem Spülkanal 9 kommuniziert. As shown in FIG. 9, the ultrasonic transducer unit 2 includes an ultrasonic transducer 5 and a horn 6. The ultrasonic transducer 5 includes a plurality of piezoelectric elements 63 stacked on one another in the longitudinal direction for generating ultrasonic vibrations. The horn 6 and the ultrasonic transducer 5 have a through-bore 7 which runs through in the longitudinal direction and through which the probe 1 is passed beyond the proximal end of the ultrasonic transducer 5 . A deflection device 64 is arranged proximally to the ultrasonic transducer 5 and is accommodated in a housing 65 into which the probe 1 extends through a bore aligned with the through bore 7 of the ultrasonic converter unit 2 . In the embodiment shown in FIG. 9, the probe 1 has an axially continuous rinsing channel 9 and is guided to a proximal side of the housing 65, where a hose connector 25 is arranged, which communicates with the rinsing channel 9.
In einem Innenraum des Gehäuses 65 ist ein Elektromotor 66 aufgenommen, wobei mittels einer Exzenterscheibe 67, die von dem Elektromotor 66 in hin- und hergehende oder auch in kontinuierliche Rotation versetzt werden kann und dabei gegen die Sonde 1 schlägt, eine in Querrichtung wirkende Kraft auf die Sonde 1 ausgeübt wird. Die Auslenkeinrichtung 64 kann prinzipiell stattdessen mit einer Schlitzscheibe oder gemäß einem anderen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgestaltet sein. Die Durchgangsbohrung 7 ist mit ausreichend Spiel ausgeführt, so dass die hierdurch erzeugten Auslenkungen der Sonde 1 in Querrichtung durch die Ultraschallkonvertereinheit 2 hindurch in distaler Richtung übertragen werden können. An electric motor 66 is accommodated in an interior space of the housing 65, a force acting in the transverse direction being applied by means of an eccentric disc 67, which can be set in reciprocating or continuous rotation by the electric motor 66 and thereby strikes the probe 1 the probe 1 is exercised. In principle, the deflection device 64 can instead be designed with a slotted disc or according to another of the exemplary embodiments described above. The through-bore 7 is designed with sufficient clearance so that the deflections of the probe 1 generated in this way can be transmitted in the transverse direction through the ultrasonic converter unit 2 in the distal direction.
Auf diese Weise kann einerseits eine Schlagwirkung auf die Sonde 1 zur Einleitung einer stoßförmig wirkenden Kraft ausgeübt werden, und andererseits kann die rotierende Exzenterscheibe zugleich als Unwucht oder Schwungmasse wirken, die über den im Gehäuse 65 montierten Elektromotor 66 die aus der Auslenkeinrichtung 64 und der Ultraschallkonvertereinheit 2 gebildete Einheit und damit den proximalen Abschnitt der Sonde 1 in zusätzliche Vibrationen in Querrichtung versetzt, die in der Regel gegenüber der Schlaganregung niedrigere Frequenzanteile darstellen. Diese können ebenfalls bis zum distalen Ende 4 der Sonde 1 übertragen werden und diese in Querrichtung auslenken. Die Auslenkeinrichtung 64 und die Ultraschallkonvertereinheit 2 können in einem nicht dargestellten Umgehäuse, das als Handstück ausgebildet sein kann, aufgenommen und darin beispielsweise federnd gelagert sein. In this way, on the one hand, an impact can be exerted on the probe 1 to introduce a shock-like force, and on the other hand, the rotating eccentric disc can also act as an imbalance or centrifugal mass, which, via the electric motor 66 mounted in the housing 65, generates the deflection device 64 and the ultrasonic converter unit 2 formed unit and thus the proximal portion of the probe 1 in additional vibrations in the transverse direction, which usually represent lower frequency components compared to the impact excitation. These can also be transmitted to the distal end 4 of the probe 1 and deflect it in the transverse direction. The deflection device 64 and the ultrasonic converter unit 2 can be accommodated in a non-illustrated surrounding housing, which can be designed as a handpiece, and can be resiliently mounted therein, for example.
Gemäß dem in Fig. 10a und 10b in zwei um 90° zueinander gedrehten Seitenansichten gezeigten neunten Ausführungsbeispiel wird die Ultraschallkonvertereinheit 2 durch eine Antriebseinrichtung 68, die zwischen einem Umgehäuse 69 und der Ultraschallkonvertereinheit 2 wirkt, in eine hin- und hergehende Schwenkbewegung um eine quer zur Längsachse der Sonde 1 stehende Achse 70 versetzt, die die Ultraschallkonvertereinheit 2 in einem mittleren Abschnitt quert. Die Antriebseinrichtung 68 kann hierfür beispielsweise einen Linearantrieb, etwa eine Magnetspule mit einem verschiebbaren Eisenkern, einen Piezomotor oder auch einen Elektromotor mit einen Kurbelantrieb umfassen, wodurch kontinuierlich eine zeitlich veränderliche Querkraft auf die Ultraschallkonvertereinheit 2 ausgeübt wird, insbesondere eine abwechselnd nach oben und nach unten wirkende Kraft. Durch die dadurch erzeugte Schwenkbewegung der Ultraschallkonvertereinheit 2 wird die Sonde 1 in ihrem proximalen Abschnitt in Querrichtung ausgelenkt, wodurch ebenfalls eine laterale Auslenkung des distalen Endes der Sonde 1 bewirkt werden kann. According to the ninth exemplary embodiment shown in FIGS. 10a and 10b in two side views rotated by 90° relative to one another, the ultrasonic converter unit 2 is replaced by a Drive device 68, which acts between a surrounding housing 69 and the ultrasonic converter unit 2, is set in a reciprocating pivoting movement about an axis 70 which is transverse to the longitudinal axis of the probe 1 and which traverses the ultrasonic converter unit 2 in a central section. For this purpose, the drive device 68 can comprise, for example, a linear drive, such as a magnetic coil with a movable iron core, a piezoelectric motor or an electric motor with a crank drive, as a result of which a transverse force that varies over time is continuously exerted on the ultrasonic converter unit 2, in particular an alternating upward and downward force Power. Due to the pivoting movement of the ultrasonic converter unit 2 that is generated in this way, the probe 1 is deflected in the transverse direction in its proximal section, as a result of which a lateral deflection of the distal end of the probe 1 can also be brought about.
In der vorstehenden Beschreibung sind die Ausdrücke „oben“ und „unten“ lediglich mit Bezug auf die Darstellung in den Figuren zu verstehen; je nach Orientierung der Vorrichtung kann ein derart beschriebenes Merkmal auch anders ausgerichtet sein. Die Begriffe „seitlich“ bzw. „lateral“ sind auf die Längserstreckung der Sonde 1 bezogen, insbesondere wird damit eine Mantelfläche einer zylindrisch ausgestalteten Sonde 1 bezeichnet. In the above description, the terms "top" and "bottom" are to be understood only with reference to the representation in the figures; depending on the orientation of the device, a feature described in this way can also be oriented differently. The terms "lateral" or "lateral" refer to the longitudinal extension of the probe 1, in particular a lateral surface of a cylindrically designed probe 1 is thereby designated.
Der Übersichtlichkeit halber sind nicht in allen Figuren alle Bezugszeichen dargestellt. Zu einer Figur nicht erläuterte Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in den übrigen Figuren. For the sake of clarity, not all reference numbers are shown in all figures. Reference symbols not explained in relation to a figure have the same meaning as in the other figures.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Sonde 1 probe
2 Ultraschallkonvertereinheit2 ultrasonic converter unit
3 Proximaler Abschnitt 3 Proximal section
4 Distales Ende 4 Distal end
5 Ultraschall wandler 5 ultrasonic transducers
6 Horn 6 horns
7 Durchgangsbohrung 7 through hole
8 Kragen 8 collars
9 Spülkanal 9 flushing channel
10 Proximales Ende 10 Proximal End
11 Pfeil (Längsrichtung) 11 arrow (longitudinal direction)
12 Linearantrieb 12 linear drive
13 Rahmen 13 frames
14 Doppelpfeil 14 double arrow
15 Kolbenstange 15 piston rod
16 Innenseite 16 inside
17 Innenseite 17 inside
18 Einwirkbereich 18 Impact area
19 Einwirkbereich 19 Impact area
20 Blattfeder 20 leaf spring
21 Hammer 21 Hammers
22 Elektromagnet 22 electromagnet
23 Doppelpfeil 23 double arrow
24 Haltebügel 24 retaining bracket
25 Schlauchstutzen 25 hose tails
26 Versorgungsanschluss26 supply connection
27 Rahmen 27 frames
28 Kurvenscheibe Rolle28 cam disc role
FührungseinheitGuide unit
FederFeather
Steuerflächecontrol surface
Motorwellemotor shaft
Elektromotorelectric motor
SpitzeTop
Umgehäusehousing
Verschlussplattelocking plate
Abdeckung Verschlussplatte AnschlussbuchseCover locking plate connection socket
Körper Schubkurbelgetriebe Antriebsscheibe SchlitzscheibeBody Slider Gear Drive Pulley Slotted Pulley
Kurbel Stange Pfeilcrank rod arrow
Doppelpfeildouble arrow
Doppelpfeil Achse double arrow axis
Schlitzslot
Schlitzscheibeslotted disc
Schlitzslot
Doppelpfeil Innenseite Innenseite AntriebsscheibeDouble arrow inside inside drive pulley
Kugellager Bolzen 59 Schlagmasse ball bearing bolt 59 impact mass
60 Faden 60 threads
61 Antriebsscheibe 61 drive pulley
62 Pfeil 63 Piezoelektrische Elemente62 Arrow 63 Piezoelectric elements
64 Auslenkeinrichtung 64 deflection device
65 Gehäuse 65 housing
66 Elektromotor 66 electric motor
67 Exzenter scheibe 68 Antri eb sei nri chtung 67 Eccentric disc 68 Drive in the direc on
69 Umgehäuse 69 surrounding housing
70 Achse 70 axis
Fq Querkraft Fq shear force

Claims

34 Lithotripsievorrichtung , umfassend: eine langerstreckte, in ein Körperinneres eines menschlichen oder tierischen Körpers einführbare Sonde (1) und eine an einem proximalen Abschnitt (3) der Sonde (1) angeordnete Antriebsanordnung zur Auslenkung der Sonde (1), 34 Lithotripsy device, comprising: an elongated probe (1) that can be inserted into an interior of a human or animal body and a drive arrangement arranged on a proximal section (3) of the probe (1) for deflecting the probe (1),
- wobei die Antriebsanordnung eine Ultraschallkonvertereinheit (2) zur Anregung von Ultraschall Schwingungen in Richtung einer Längserstreckung der Sonde (1) umfasst,- wherein the drive arrangement comprises an ultrasonic converter unit (2) for exciting ultrasonic vibrations in the direction of a longitudinal extent of the probe (1),
- und die Antriebsanordnung eine Auslenkeinrichtung (64) zur Ausübung einer zeitlich veränderlichen Kraft auf die Sonde (1) in einer quer zur Längserstreckung der Sonde (1) stehenden Richtung umfasst. dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkeinrichtung (64) zur Ausübung der zeitlich veränderlichen Kraft durch einen auf eine laterale Oberfläche der Sonde (1) mittels mindestens eines Schlagelements ausgeübten Schlag ausgebildet ist. Lithotripsievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz und/oder eine Intensität der zeitlich veränderlichen Kraft einstellbar ist. Lithotripsievorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schlagelement als mittels einer Antriebseinrichtung bewegbarer Stößel oder Hammer (21) zum Ausüben des Schlags auf die Sonde (1) ausgebildet ist. Lithotripsievorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schlagelement als mittels einer Antriebseinrichtung bewegbarer Rahmen (13, 27) oder als mittels einer Antriebseinrichtung bewegbare geschlitzte Scheibe (44, 51) zum Ausüben des Schlags auf die Sonde (1) ausgebildet ist. 35 Lithotripsievorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung als Linearantrieb (12) oder nach Art eines Wagnerschen Hammers ausgebildet ist. Lithotripsievorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung eine gegen eine Federkraft wirkende Kurvenscheibe (28) oder eine Schubkurbel, die durch einen Elektromotor (34, 66), einen Piezomotor, einen Pneumatikmotor oder eine Turbine antreibbar ist, oder einen zu einer hin- und hergehenden Bewegung ansteuerbaren Elektromotor (34, 66) umfasst. Lithotripsievorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schlagelement als mittels einer Antriebseinrichtung auf einer Kreisbahn zum Ausüben des Schlags auf die Sonde (1) bewegbarer Massekörper ausgebildet ist. Lithotripsievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkeinrichtung (64) zur Ausübung der zeitlich veränderlichen Kraft auf die Sonde (1) durch eine mittels einer Antriebseinrichtung antreibbare Unwucht oder einen mittels einer Antriebseinrichtung antreibbaren Exzenter (67) ausgebildet ist. Lithotripsievorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung einen Elektromotor (34, 66), einen Piezomotor, einen Pneumatikmotor, eine Turbine oder einen zu einer hin- und hergehenden Bewegung ansteuerbaren Elektromotor (34, 66) umfasst. Lithotripsievorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motor der Antriebseinrichtung über eine flexible Welle mit der Auslenkeinrichtung (64) verbunden ist. Lithotripsievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkeinrichtung (64) derart angeordnet ist, dass die zeitlich veränderliche Kraft in der quer zur Längserstreckung der Sonde (1) stehenden Richtung distalseitig der Ultraschallkonvertereinheit (2) auf die Sonde (1) einwirkt. Lithotripsievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sonde (1) in proximaler Richtung über die Ultraschallkonvertereinheit (2) hinaus erstreckt und dass die Auslenkeinrichtung (64) derart angeordnet ist, dass die zeitlich veränderliche Kraft in der quer zur Längserstreckung der Sonde (1) stehenden Richtung proximal sei tig der Ultraschallkonvertereinheit (2) auf die Sonde (1) einwirkt. Lithotripsievorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkeinrichtung (64) zur Ausübung einer Kraft auf die Ultraschallkonvertereinheit (2) zur Ausübung der zeitlich veränderlichen Kraft auf die Sonde (1) in der quer zur Längserstreckung der Sonde (1) stehenden Richtung angeordnet ist. Lithotripsievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallkonvertereinheit (2) in einem Umgehäuse (36, 69) beweglich gelagert ist. Lithotripsievorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallkonvertereinheit (2) in dem Umgehäuse (36, 69) federnd und/oder um eine quer zur Längserstreckung der Sonde (1) stehende Schwenkachse (70) schwenkbar gelagert ist. Lithotripsievorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung zur Ausübung einer weiteren zeitlich veränderlichen Kraft auf die Sonde (1) in einer weiteren quer zur Längserstreckung der Sonde (1) stehenden Richtung ausgebildet ist. Lithotripsiesystem, umfassend: eine Lithotripsievorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und ein Endoskop mit einem Kanal zur Einführung der Sonde (1) in das Körperinnere des menschlichen oder tierischen Körpers, wobei der Kanal bemessen ist, um eine Übertragung einer durch die Ausübung der zeitlich veränderlichen Kraft in der quer zur Längserstreckung der Sonde (1) stehenden Richtung bewirkten lateralen Auslenkung der Sonde (1) zu einem distalen Ende (4) der Sonde (1) zu ermöglichen. Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsievorrichtung, die eine langerstreckte Sonde (1) umfasst, wobei - die Sonde (1) in einem proximalen Abschnitt (3) zu Ultraschall Schwingungen in- and the drive arrangement comprises a deflection device (64) for exerting a time-varying force on the probe (1) in a direction transverse to the longitudinal extension of the probe (1). characterized in that the deflection device (64) is designed to exert the time-varying force by an impact exerted on a lateral surface of the probe (1) by means of at least one impact element. Lithotripsy device according to Claim 1, characterized in that a frequency and/or an intensity of the time-varying force can be set. Lithotripsy device according to Claim 1 or 2, characterized in that the at least one impact element is designed as a ram or hammer (21) which can be moved by means of a drive device in order to impact the probe (1). Lithotripsy device according to Claim 1 or 2, characterized in that the at least one impact element is designed as a frame (13, 27) that can be moved by means of a drive device or as a slotted disc (44, 51) that can be moved by means of a drive device for impacting the probe (1). is. 35 lithotripsy device according to claim 3 or 4, characterized in that the drive device is designed as a linear drive (12) or in the manner of a Wagner hammer. Lithotripsy device according to Claim 3 or 4, characterized in that the drive device is a cam disk (28) acting against a spring force or a slider crank which can be driven by an electric motor (34, 66), a piezoelectric motor, a pneumatic motor or a turbine, or a comprises an electric motor (34, 66) which can be controlled in a reciprocating movement. Lithotripsy device according to Claim 1 or 2, characterized in that the at least one impact element is designed as a mass body which can be moved by means of a drive device on a circular path in order to impact the probe (1). Lithotripsy device according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection device (64) for exerting the time-varying force on the probe (1) is designed by means of an imbalance which can be driven by means of a drive device or an eccentric (67) which can be driven by means of a drive device. Lithotripsy device according to Claim 7 or 8, characterized in that the drive device comprises an electric motor (34, 66), a piezo motor, a pneumatic motor, a turbine or an electric motor (34, 66) which can be driven to move back and forth. Lithotripsy device according to one of Claims 3 to 9, characterized in that a motor of the drive device is connected to the deflection device (64) via a flexible shaft. Lithotripsy device according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection device (64) is arranged in such a way that the time-varying force acts on the probe (1) in the direction transverse to the longitudinal extent of the probe (1) on the distal side of the ultrasound converter unit (2). . Lithotripsy device according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the probe (1) extends in the proximal direction beyond the ultrasound converter unit (2) and that the deflection device (64) is arranged in such a way that the time-varying force in the transverse direction Longitudinal extension of the probe (1) in the proximal direction is tig the ultrasound converter unit (2) acts on the probe (1). Lithotripsy device according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the deflection device (64) for exerting a force on the ultrasound converter unit (2) for exerting the time-varying force on the probe (1) in the direction transverse to the longitudinal extent of the probe (1) standing direction is arranged. Lithotripsy device according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic converter unit (2) is movably mounted in a surrounding housing (36, 69). Lithotripsy device according to Claim 14, characterized in that the ultrasonic converter unit (2) is resiliently mounted in the surrounding housing (36, 69) and/or pivotable about a pivot axis (70) transverse to the longitudinal extension of the probe (1). Lithotripsy device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive arrangement is designed to exert a further time-varying force on the probe (1) in a further direction transverse to the longitudinal extension of the probe (1). A lithotripsy system comprising: a lithotripsy apparatus according to any one of the preceding claims and an endoscope having a channel for inserting the probe (1) into the interior of the human or animal body, the channel being sized to allow transmission of a force which varies over time by the application of the force in the transverse to the longitudinal extension of the probe (1). To allow direction caused lateral deflection of the probe (1) to a distal end (4) of the probe (1). Method for operating a lithotripsy device comprising an elongate probe (1), wherein - the probe (1) in a proximal section (3) to ultrasonic vibrations in
Richtung einer Längserstreckung der Sonde (1) angeregt wird, welche Ultraschallschwingungen durch die Sonde (1) zu einem distalen Ende (4) der Sonde (1) übertragen werden, und im proximalen Abschnitt (3) eine zeitlich veränderliche Kraft in einer quer zur Längserstreckung der Sonde (1) stehenden Richtung auf die Sonde (1) ausgeübt wird und eine hierdurch bewirkte laterale Auslenkung der Sonde (1) durch die Sonde (1) zu dem distalen Ende (4) der Sonde (1) übertragen wird dadurch gekennzeichnet, dass die zeitlich veränderlichen Kraft durch einen auf eine laterale Oberfläche der Sonde (1) ausgeübten Schlag ausgeübt wird. Direction of a longitudinal extension of the probe (1) is excited, which ultrasonic vibrations are transmitted through the probe (1) to a distal end (4) of the probe (1), and in the proximal section (3) a time-varying force in a direction transverse to the longitudinal extension of the probe (1) is exerted on the probe (1) and a lateral deflection of the probe (1) caused thereby is transmitted through the probe (1) to the distal end (4) of the probe (1), characterized in that the time-varying force is exerted by an impact applied to a lateral surface of the probe (1).
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