EP4341010A1 - Ultraschallgenerator zum zuführen einer elektrischen leistung zum zertrümmern von körpersteinen, lithotripsievorrichtung, lithotripsiesystem und verfahren zum identifizieren einer sonotrode - Google Patents

Ultraschallgenerator zum zuführen einer elektrischen leistung zum zertrümmern von körpersteinen, lithotripsievorrichtung, lithotripsiesystem und verfahren zum identifizieren einer sonotrode

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Publication number
EP4341010A1
EP4341010A1 EP22737642.3A EP22737642A EP4341010A1 EP 4341010 A1 EP4341010 A1 EP 4341010A1 EP 22737642 A EP22737642 A EP 22737642A EP 4341010 A1 EP4341010 A1 EP 4341010A1
Authority
EP
European Patent Office
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sonotrode
ultrasonic generator
frequency
voltage
measuring
Prior art date
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Pending
Application number
EP22737642.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Glöggler
Thomas Hinding
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karl Storz SE and Co KG
Original Assignee
Karl Storz SE and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Karl Storz SE and Co KG filed Critical Karl Storz SE and Co KG
Publication of EP4341010A1 publication Critical patent/EP4341010A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
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    • A61B2017/320098—Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with transverse or torsional motion

Definitions

  • Ultrasonic generator for supplying electrical power for crushing body stones, lithotripsy apparatus, lithotripsy system and method of identifying one
  • the invention relates to an ultrasonic generator for supplying electrical power to break up body stones, with at least one sonotrode being assigned to the ultrasonic generator and the at least one sonotrode being detachably connectable to the ultrasonic generator, and the ultrasonic generator having a vibration exciter for exciting a Resonant vibration is assigned to at least one sonotrode and the vibration exciter can be excited by supplying an AC voltage using the ultrasonic generator with a vibration frequency. Furthermore, the invention relates to a lithotripsy device for breaking up and/or removing bodily stones, a lithotripsy system and a method for identifying a sonotrode.
  • Lithotripsy is a well-known method for breaking up body stones, which form as so-called calculus in body organs, for example in the bladder or kidneys, as a result of the crystallization of salts. If the body stones are too large to be passed naturally and are causing discomfort, they must be crushed using a lithotripter so that the crushed stones are removed by natural excretion and/or using a suction-irrigation pump.
  • the stones in the body are broken up by means of shock waves, which, in addition to lasers and pneumatic energy sources, are usually generated by means of ultrasound.
  • the shock wave is emitted at the distal end of a sonotrode.
  • the electrical power supplied by an ultrasonic generator must be on the one hand be adapted to the respective sonotrode in order to avoid overloading the sonotrode, and on the other hand be sufficient to break up stones.
  • Various sonotrodes are connected to an ultrasonic generator either one after the other or depending on the organ to be treated and regulatory requirements. In practice, this often means that the ultrasonic generator always delivers only the lowest power so that no sonotrode is overloaded. As a result, however, the existing potential is not utilized in the case of more resilient sonotrodes and work is ineffective with regard to stone fragmentation.
  • WO 2019/141821 A1 discloses a system for breaking up and/or removing bodily stones, in which shock waves and/or ultrasonic waves are transmitted from a source via an interface to a reversibly connectable probe, the probe being an identification element , such as a ring with an RFID chip.
  • the identification element is designed separately and must be arranged on and/or in the probe so that it is protected from vibration.
  • the ring element encases the probe in the assembled state, confusion can also occur during assembly.
  • the status information transmitted by means of the RFID element is limited to the number of permitted uses of the probe.
  • the object of the invention is to improve the prior art.
  • the object is achieved by an ultrasonic generator for supplying electrical power to break up bodily stones, with at least one sonotrode being assigned to the ultrasonic generator and the at least one sonotrode being detachably connectable to the ultrasonic generator, and the ultrasonic generator having a vibration exciter for exciting a reso nancial oscillation is assigned to the at least one sonotrode and the oscillation exciter can be excited by supplying an AC voltage using the ultrasonic generator with an oscillation frequency, the ultrasonic generator having a measuring device for measuring a specific resonance frequency of the at least one sonotrode, so that in the case of connection the specific resonance frequency of the at least a sonotrode can be determined by means of the measuring device and/or the at least one sonotrode can be identified on the basis of the determined specific resonance frequency.
  • a sonotrode detection is provided by determining their specific resonant frequency by means of the measuring device of the ultrasonic generator. Not only is each individual sonotrode clearly identifiable by means of the measuring device, but by determining the specific resonance frequency, the electrical power supplied by the ultrasonic generator can be adapted directly to the determined specific resonance frequency. As a result, the sonotrode can always be operated optimally in such a way that its resonant frequency matches the frequency made available by the ultrasonic generator used matches. As a result, optimal power is delivered to break up body stones without damaging the sonotrode.
  • the ultrasonic generator enables an advantageous detection of the current state of the sonotrode in real time.
  • the sonotrode does not have to be replaced after a specified, limited number of uses, but is actually determined and monitored. This means that the sonotrode detection using the measuring device of the ultrasonic generator can also be used for internal and/or external quality assurance.
  • each sonotrode has a different specific resonant frequency, which can be determined using the measuring device of the ultrasonic generator is.
  • the ultrasonic generator can be used to identify which respective sonotrode is being used in order to limit or increase the power accordingly, in order to avoid damage to this sonotrode and/or the horn and to fully utilize the potential for shattering. Damage to the sonotrode, such as a fracture or crack, can be detected immediately by means of the measuring device, because this changes the vibration behavior and/or the resonant frequency of the sonotrode.
  • a bent sonotrode can also be identified by its altered vibration behavior and can be replaced before it is used directly on or in the body. Consequently, by means of the ultrasonic generator, an optimal and safer operation of the sonotrode can be realized directly and in real time, in which a maximum permissible energy input with maximum shattering performance is made possible.
  • An essential idea of the invention is that by integrating a measuring device directly in the ultrasonic generator, the respective specific resonant frequency is determined as an inherent parameter of a sonotrode and an identification of the sonotrode and a recognition of its current status with regard to the planned and /or an application that has just started and an optimal power supply to the sonotrode is enabled during this application.
  • An "ultrasonic generator” is in particular an electrical device for supplying an AC voltage to a vibration exciter to generate a resonance vibration in a sonotrode.
  • the ultrasonic generator has in particular a power supply unit, a sine wave generator and/or a transforming transformer of the AC voltage.
  • the ultrasound generator is generated in particular an AC voltage with variable ble amplitude and / or frequency.
  • the "sine wave generator” (also called “signal generator”) is in particular an electronic device, assembly or circuit that generates an electrical voltage with a characteristic time curve.
  • the AC voltage generated has in particular a special frequency in a range from 20 kHz to 90 kHz, preferably from 20 kHz to 34 kHz.
  • the signal generator of the ultrasonic generator is in particular electrically connected to the vibration exciter.
  • the electrical power supplied by the sine generator determines in particular the amplitude and thus the oscillation deflection of the sonotrode.
  • Body stones (also called “calculus”) are understood to mean, in particular, all stones in a human or animal body that form from salts through crystallization. Stones in the body can be, for example, gallstones, urinary stones, kidney stones and/or salivary stones.
  • a "sonotrode” is in particular a component which is caused to resonate by introducing high-frequency mechanical vibrations by means of the vibration exciter.
  • the sonotrode is designed in particular as a waveguide for the ultrasonic waves generated by the vibration exciter this optimally introduces the ultrasonic vibrations at its distal end to smash body stones into the body and/or the region of the body.
  • a longitudinal oscillation is preferably generated with the sonotrode
  • the sonotrode has in particular steel, titanium, aluminum and/or carbon.
  • a "horn” is in particular a component which is arranged between the vibration exciter and the sonotrode.
  • the horn is used in particular to forward the ultrasonic waves generated by the vibration exciter to the sonotrode and/or to align them.
  • the horn can also be used to attach the sonotrode.
  • the horn in particular together with a counter bearing, serves to mechanically hold the vibration exciter on both sides.
  • a "vibration exciter” is in particular a component of an ultrasonic transducer and/or handpiece of a lithotripsy device, which converts the supplied AC voltage at a specific frequency into a mechanical vibration frequency.
  • the vibration exciter is in particular an electromechanical transducer using the piezoelectric Effect. By applying the electrical AC voltage generated by the ultrasonic generator, a mechanical vibration is generated due to a deformation of the vibration exciter.
  • the vibration exciter has in particular one piezo element or several piezo elements.
  • the vibration exciter preferably has at least two piezo elements, with an electrical conductor between the piezo elements for example a copper disc, is arranged.
  • An "AC voltage” is, in particular, an electrical voltage whose polarity changes at regular intervals.
  • a “frequency” is in particular a measure of how quickly the repetitions follow one another in a periodic process.
  • the frequency is in particular the reciprocal value of the period duration.
  • the frequency indicates in particular the number of periods of the AC voltage which occur in one second
  • a "resonance frequency” is, in particular, a frequency when the sonotrode is excited, at which the amplitude increases more strongly than when excited with neighboring frequencies.
  • the resonant frequency is in particular that frequency at which the amplitude of a forced oscillation is at a maximum. If a sonotrode has a number of natural frequencies, then in particular it has a number of natural frequencies local maxima of the forced amplitude and thus several resonant frequencies.
  • the “measuring device” is in particular a device, a component and/or several components with which the specific resonant frequency of the sonotrode within the ultrasonic generator is measured.
  • the ultrasonic generator is or are assigned a second sonotrode, a third sonotrode, a fourth sonotrode and/or further sonotrodes, the sonotrodes each having a specific, different resonant frequency.
  • the second, third, fourth and/or further sonotrodes have in particular the function defined above, but differ in their embodiment.
  • the sonotrodes usually have a different overall length and/or an outside diameter.
  • a different vibration behavior can also be brought about by the material used in each case, a structural change, for example by hardening and/or a surface coating, so that there is a different specific resonance frequency for the respective sonotrode.
  • the vibration behavior can also be set in a targeted manner by changing the sonotrode geometry, for example by introducing a transverse bore or a groove.
  • the ultrasonic generator has a control and/or regulating device so that one of the ultrasonic electrical power that can be supplied by the generator can be adapted to the specific resonant frequency of the respective sonotrode.
  • the optimum AC voltage can be automatically supplied to the ultrasonic transducer and/or the sonotrode by the control and/or regulating device based on the specific resonant frequency determined by means of the measuring device, without user intervention being necessary.
  • the type of application e.g. the destruction of salivary stones in the head area or kidney stones, can be specified by the user on the ultrasonic generator, which directly determines the maximum electrical power that can be supplied based on this specification and the specific resonance frequency in the ultrasonic generator and is adjusted accordingly by means of the control and regulating device.
  • the adaptation of the electrical power that can be supplied can also be linked to other conditions and functions.
  • the electrical power supplied can be automatically throttled by means of the control and/or regulating device if the rinsing-suction pump fails during use, only to a limited extent within a certain time interval works and/or the sonotrode overheats.
  • overheating of the sonotrode is specifically detected via a drift in the resonance frequency during use.
  • a "control device” is understood in particular to mean a device which sets a predetermined value.
  • a “regulating device” is understood in particular to mean a device which feeds back a measured value and sets a control value in each case.
  • a definable frequency range of the AC voltage can be traversed by means of the control and/or regulating device, so that several resonant frequencies of the respective sonotrode can be determined.
  • a predetermined range of frequencies for example from 23 kHz to 33 kHz, is run through in a short time interval of, for example, 10 seconds.
  • the ultrasonic generator then starts again at 23 kHz or sets the optimum frequency automatically.
  • several existing resonances vibration states and/or vibration modes
  • the frequency and/or the passable frequency range theoretically corresponds to the vibration frequency and/or the passable vibration frequency range of the vibration exciter. This means that a very small voltage generated in the ultrasonic generator is transformed to a high voltage simply by means of a transformer for transfer to the ultrasonic transducer and/or the sonotrode, but the frequency is not changed in the process.
  • the measuring device has an electronic scanning unit for measuring a time profile of a voltage and a time profile of a current, with the frequency being used to measure the specific resonant frequency or resonant frequencies can be adjusted by means of the control and/or regulating device in such a way that a phase shift exercise of the time curves of the voltage and the current is zero.
  • An "electronic scanning unit” is in particular an electronic measuring device that records an electrical voltage or several electrical voltages over time, digitizes them and/or makes them visible on a screen.
  • the electronic scanning unit has in particular at least two channels.
  • the electronic scanning unit does not necessarily have to have a screen for visualizing the chronological sequences, but rather this data can be recorded and/or recorded directly internally within the control and/or regulating device and/or a data storage and/or data processing unit of the ultrasonic generator
  • An electronic scanning unit can be an oscilloscope, in particular a digital oscilloscope, in which case the oscilloscope can be integrated in the ultrasonic generator or assigned to it.
  • the measuring device has a resistor and/or a current measuring clamp for measuring the course of the current over time.
  • the measuring device measures the voltage directly
  • the voltage drop is measured in a second channel of the electronic scanning unit via a resistor, which corresponds to the current, or by means of a current measuring clamp on the connection. connection line between the sine wave generator and the vibration exciter within the ultrasonic generator was measured.
  • the ultrasonic generator and/or the measuring device has a data storage and/or data processing unit in which previously determined resonance frequencies of the associated sonotrode or sonotrodes can be stored.
  • the object is achieved by a lithotripsy device for crushing and / or removing body stones, the lithotripsy device having a hand-held device with a vibration exciter and a sonotrode that can be connected to the hand-held device on the distal side and a sonotrode Has ultrasonic generator, wherein the ultrasonic generator is electrically connected to the hand-held device, and the ultrasonic generator is an ultrasonic generator previously described.
  • a lithotripsy device in which the power supplied for breaking up bodily stones can be automatically adjusted by means of the ultrasonic generator and the quality of the sonotrode used can be checked automatically before and/or during use.
  • a lithotripsy device can in particular be an intracorporeal or extracorporeal lithotripsy device.
  • the hand-held device of the lithotripping device is designed as an endoscope or ultrasonic transducer, each with a sonotrode.
  • this can additionally have a rinsing/suction pump.
  • At least one piezo element is arranged as a vibration exciter between a counter bearing arranged on the proximal side and a horn arranged on the distal side and is mechanically coupled to the counter bearing and the horn, with the sonotrode being connectable to the horn on the distal side.
  • the vibration exciter and/or the at least one piezo element are thus operated in resonance with the horn and the sonotrode.
  • the abutment arranged on the proximal side has a function as a reflector for the ultrasonic waves generated by the piezoelectric element or the piezoelectric elements. Due to the design of the counter bearing and/or the horn, generated transverse and rotational vibrations as well as generated longitudinal vibrations can be directed optimally to the distal end (close to the body to be treated) of the sonotrode for breaking up bodily stones.
  • an electrically conductive element is arranged on the at least one piezo element and/or between two piezo elements, which element is electrically connected to the ultrasonic generator.
  • a mechanical deformation can be imposed on the piezo element or elements by means of the alternating voltage transmitted, and the specific resonant frequency of the sonotrode can also be measured through the electrical connection using the measuring device of the ultrasonic generator.
  • the horn in particular is also electrically connected to the ultrasonic generator.
  • the object is achieved by a lithotripsy system for breaking up and/or removing bodily stones, the lithotripsy system having a lithotripsy device as described above and a plurality of sonotros.
  • a lithotripsy system with two or more sonotrodes is thus provided for the user, with the sonotrode connected to the ultrasound generator being clearly identifiable and optimally operable, and a quick changeover to another sonotrode being able to be implemented.
  • the object is achieved by a method for identifying a sonotrode and/or for the optimized supply of electrical power for breaking up bodily stones by means of an ultrasonic generator with a measuring device, with the following steps:
  • a method is thus provided with which a sonotrode is reliably identified, its operating state and suitability for operation are determined in real time, and an optimized supply of electrical power for crushing bodily stones is made possible.
  • the generator cannot resolve the type of vibration detected, i.e. whether it is, for example, a longitudinal vibration or a bending vibration
  • further measurements can be carried out at the factory using a high-resolution microscope or laser vibrometer as an optical measuring device to determine the vibration shape are carried out and these and the associated frequencies are stored so that they can be called up in order to differentiate between the actual vibration states.
  • a definable frequency range of the AC voltage is passed through during measurement, so that several resonance frequencies of the sonotrode can be determined.
  • the specific resonance frequency or frequencies is or are measured before and/or during the crushing of bodily stones by means of the sonotrode.
  • the measurement of the specific resonance frequency or resonance frequencies is carried out within a period of time in a range from 0.01 sec to 50 sec, in particular 0.5 sec to 5 sec, preferably 0.1 sec to 2 sec , accomplished.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a lithotripsy device with an ultrasonic generator and a connected ultrasonic transducer
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a circuit diagram of an alternative ultrasonic generator
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a method for identifying a sonotrode with the associated method steps
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an ultrasonic transducer with a screwed-on sonotrode and longitudinal oscillation
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the ultrasonic transducer from FIG. 4 with a torsional vibration.
  • a lithotripsy device 100 has an ultrasonic generator 101 and an ultrasonic transducer 131, which are electrically connected to one another by means of a high-voltage cable 130 (FIG. 1).
  • the ultrasonic generator 101 has a Power supply 103, a sine wave generator 111, a measuring device 113, a control device 119, a data processing device 121 and a transformer 127.
  • the ultrasonic transducer 131 is designed as a handpiece.
  • the transmitter 127 can also be arranged directly in the ultrasonic converter 131 designed as a handpiece, so that the high-voltage cable 130 is not necessary in this case.
  • the ultrasonic transducer 131 has a housing 133 in which an abutment 139 is arranged on the inside on the proximal side, then two piezoelectric elements 141 are arranged separated by a copper disk 143 and a horn 135 is arranged on the distal side.
  • a sonotrode 137 is arranged on the distal end face of the horn 135 .
  • the power pack 103 of the ultrasonic generator 101 has a galvanic isolation 107 between a primary mains voltage (90 to 240 V AC) and a low voltage. From the low voltage, the sine wave generator generates an AC voltage as low voltage 123 with a variable amplitude and variable frequency in a range from 20 to 34 kHz.
  • the transformer 127 has a galvanic isolation 125 between this AC voltage as a low voltage 123 and a transformed high voltage 129 for operating the ultrasonic transducer 131, such as 400 V, with the frequency set by the sine generator 111 in the range of 20 to 34 kHz at the transmission is preserved.
  • a measuring device 113 is arranged in front of the transformer 127 in a low-voltage line 123 and has a channel for measuring the voltage 117 and for measuring the current.
  • a current measuring clamp 115 is arranged for the current measurement.
  • the measuring device 113 is connected to the control device 119, via which the AC voltage 123 generated by the sine wave generator 111 can be controlled with the variable amplitude and/or frequency.
  • the ultrasonic transducer 131 and thus the sonotrode 137 are connected via the high-voltage cable 130 to the ultrasonic generator 101 (FIG. 3).
  • the AC voltage 123 generated by the sine wave generator 111 with a frequency of 30.0 kHz is fed via the transformer 127 as high voltage 129 to the piezo elements 141 via the copper disc 143 (step 505). Due to the resulting deformation of the piezoelectric elements 141, which are clamped between the proximal-side counter bearing 139 and the distal-side horn 135, an ultrasonic vibration is induced, causing a resonance vibration of the connected sonotrode 137 to be excited (step 507).
  • a specific resonant frequency of the sonotrode 137 within the ultrasonic generator 101 is measured by means of the measuring device 113 (step 509).
  • the frequency of the alternating voltage 123 is reduced by the sine wave generator 111 until the voltage measurement 117 and the current measurement by means of the current measuring clamp 115 are in phase and resonance is present.
  • the resonant frequency determined is 27.0 kHz and corresponds to a previously determined resonant frequency of this sonotrode 137 which is stored in the data processing device 121 . This comparison between the determined resonant frequency and the previously stored resonant frequency results in an identification 511 of the sonotrode 137.
  • the associated maximum permissible electrical power which is also stored in the data processing device 121, is 50 W and is used by the control device 119 directly on the sine generator 111 for a subsequent optimal shattering of bodily stones is set by means of the ultrasonic transducer 131, the frequency of the alternating voltage 123 being adjusted (step 513).
  • a sine wave generator 211 is connected via a resistor 215 to two piezo elements 241 of a handpiece (see circuit diagram in FIG. 2).
  • the circuit across resistor 215 has a parallel first electronic sensing channel 216 for measuring a voltage drop across resistor 215, thereby determining the current.
  • the voltage is measured directly via a second electronic scanning channel 217 .
  • the piezo elements 241 are connected to a first sonotrode (not shown).
  • a frequency range of 23 kHz to 33 kHz is traversed within 25 seconds by means of the alternating voltage generated by the sine wave generator 211. If the measured voltage and current are in phase, the corresponding resonant frequency is recorded.
  • a second sonotrode and a third sonotrode are then connected one after the other and, as described above, the frequency range from 23 to 33 kHz is run through again to determine the respective different resonance frequencies. Table 1 shows the resonant frequencies determined.
  • an ultrasonic transducer 331 with a horn 335 and a sonotrode 337 screwed to it has a longitudinal oscillation 345, with the sonotrode 337 oscillating back and forth along its mechanical axis (FIG. 4 shows a simulation of this state).
  • An ultrasonic transducer 431 with a horn 435 and a screwed-on sonotrode 473 in FIG. 5 is the same system as in FIG. 4. However, there is a torsional vibration 445 of the sonotrode 437. However, the ultrasonic generator 101 with its measuring device 113 cannot differentiate between a longitudinal vibration, as shown in FIG. 4, and a torsional vibration, as shown in FIG. Table 2 lists the vibration forms and natural frequencies of the sonotrode 337 with the longitudinal vibration 345 and the structurally identical sonotrode 437 with the torsional vibration 445, with pairs of bending modes each being combined under a common mean natural frequency.
  • the various modes and thus oscillation states of the sonotrodes 337 and 437 are specified, with individual modes being relatively close together, even if the structural design of the ultrasonic transducer 331, 431 places the greatest possible frequency spacing between the target modes and the neighboring modes.
  • the position of the different modes can also be used to differentiate between the sonotrodes 337, 437 and thus for identification.
  • the actual vibration state can be measured using an optical measuring device, such as a high-resolution microscope or laser vibrometer, in addition to the method described above , such as a longitudinal vibration or a bending vibration, can be determined.
  • an optical measuring device such as a high-resolution microscope or laser vibrometer

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallgenerator zum Zuführen einer elektrischen Leistung zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei dem Ultraschallgenerator mindestens eine Sonotrode zugeordnet ist und die mindestens eine Sonotrode mit dem Ultraschallgenerator lösbar verbindbar ist, und dem Ultraschallgenerator ein Schwingungsanreger zum Anregen einer Resonanzschwingung der mindestens einen Sonotrode zugeordnet ist und der Schwingungsanreger durch Zuführen einer Wechselspannung mittels des Ultraschallgenerators mit einer Schwingungsfrequenz anregbar ist, wobei der Ultraschallgenerator eine Messeinrichtung zum Messen einer spezifischen Resonanzfrequenz der mindestens einen Sonotrode aufweist, sodass im Verbindungsfall die spezifische Resonanzfrequenz der mindestens einen Sonotrode mittels der Messeinrichtung bestimmbar und/oder aufgrund der bestimmten spezifischen Resonanzfrequenz die mindestens eine Sonotrode identifizierbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lithotripsievorrichtung, ein Lithotripsiesystem und ein Verfahren zum Identifizieren einer Sonotrode.

Description

Ultraschallgenerator zum Zuführen einer elektrischen Leistung zum Zertrümmern von Körpersteinen, Lithotripsievorrichtung, Lithotripsiesystem und Verfahren zum Identifizieren einer
Sonotrode
[01] Die Erfindung betrifft einen Ultraschallgenerator zum Zu führen einer elektrischen Leistung zum Zertrümmern von Körper steinen, wobei dem Ultraschallgenerator mindestens eine Sono trode zugeordnet ist und die mindestens eine Sonotrode mit dem Ultraschallgenerator lösbar verbindbar ist, und dem Ultraschall generator ein Schwingungsanreger zum Anregen einer Resonanz schwingung der mindestens einen Sonotrode zugeordnet ist und der Schwingungsanreger durch Zuführen einer Wechselspannung mittels des Ultraschallgenerators mit einer Schwingungsfrequenz anregbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lithotripsievor- richtung zum Zertrümmern und/oder zum Entfernen von Körperstei nen, ein Lithotripsiesystem und ein Verfahren zum Identifizieren einer Sonotrode.
[02] Die Lithotripsie ist ein bekanntes Verfahren zum Zertrüm mern von Körpersteinen, welche sich durch Auskristallisation von Salzen als sogenanntes Konkrement in Körperorganen, beispiels weise in der Blase oder Niere, bilden. Wenn die Körpersteine zu groß für einen natürlichen Abgang sind und Beschwerden verur sachen, müssen diese mittels Lithotripter zerkleinert werden, sodass die zerkleinerten Steine durch natürliche Ausscheidung und/oder mittels einer Saug-Spül-Pumpe entfernt werden. Das Zer trümmern der Körpersteine erfolgt mittels Stoßwellen, welche neben Laser und pneumatischen Energiequellen üblicherweise mit tels Ultraschall erzeugt werden.
[03] Bei ultraschallbasierten Lithotriptern wird die Stoßwelle am distalen Ende einer Sonotrode abgegeben. Hierbei muss die von einem Ultraschallgenerator zugeführte elektrische Leistung zum einen an die jeweilige Sonotrode angepasst sein, um eine Über lastung der Sonotrode zu vermeiden, und andererseits ausreichend zur Steinzertrümmerung sein. Hierbei werden verschiedene Sono troden nacheinander oder je nach zu behandelndem Organ und regulatorischen Vorschriften mit einem Ultraschallgenerator ver bunden. Dies führt häufig in der Praxis dazu, dass vom Ultra schallgenerator stets nur die geringste Leistung abgegeben wird, damit keine Sonotrode überlastet wird. Dadurch wird jedoch bei stärker belastbaren Sonotroden das vorhandene Potenzial nicht ausgenutzt und ineffektiv im Hinblick auf die Steinzertrümmerung gearbeitet .
[04] Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Art oder Be zeichnung der Sonotrode manuell am Ultraschallgenerator einzu geben. Dies stellt jedoch einen zusätzlichen Arbeitsaufwand für den Benutzer und eine potentielle Fehlerquelle dar, wenn die Sonotrode von vornherein falsch gekennzeichnet ist oder eine Falscheingabe der Kennzeichnung erfolgt.
[05] Aus der WO 2019/141821 Al ist ein System zum Zertrümmern und/oder Entfernen von Körpersteinen bekannt, bei dem von einer Quelle Stoßwellen und/oder Ultraschallwellen über eine Schnitt stelle auf eine reversibel verbindbare Sonde übertragen werden, wobei die Sonde ein Identifikationselement, wie einen Ring mit einem RFID-Chip, aufweist. Nachteilig hierbei ist, dass das Identifikationselement separat ausgebildet ist und an und/oder in der Sonde schwingungsgeschützt angeordnet werden muss. Bei einer Ausführungsform, bei welcher das Ringelement im montierten Zustand die Sonde ummantelt, kann zudem bei der Montage eine Verwechslung erfolgen. Des Weiteren beschränkt sich die mittels des RFID-Elementes übermittelte Zustandsinformation auf die An zahl der noch zugelassenen Verwendungseinsätze der Sonde.
[06] Allen aus dem Stand der Technik bekannten Vorgehensweisen und Systemen liegt der Nachteil zugrunde, dass ein aktueller Zustand der Sonde oder Sonotrode nicht erfasst wird. Eine reine Identifizierung der Sonotrode oder Bestimmung ihrer Benutzungs dauer erlaubt keine Detektion einer Alterung, Beschädigung oder eines Bruches der Sonotrode. Dies ist jedoch für eine zuver lässige und sichere Verwendung für einen klinischen Einsatz un abdingbar.
[07] Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
[08] Gelöst wird die Aufgabe durch einen Ultraschallgenerator zum Zuführen einer elektrischen Leistung zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei dem Ultraschallgenerator mindestens eine Sonotrode zugeordnet ist und die mindestens eine Sonotrode mit dem Ultraschallgenerator lösbar verbindbar ist, und dem Ultra schallgenerator ein Schwingungsanreger zum Anregen einer Reso nanzschwingung der mindestens einen Sonotrode zugeordnet ist und der Schwingungsanreger durch Zuführen einer Wechselspannung mit tels des Ultraschallgenerators mit einer Schwingungsfrequenz an regbar ist, wobei der Ultraschallgenerator eine Messeinrichtung zum Messen einer spezifischen Resonanzfrequenz der mindestens einen Sonotrode aufweist, sodass im Verbindungsfall die spezi fische Resonanzfrequenz der mindestens einen Sonotrode mittels der Messeinrichtung bestimmbar und/oder aufgrund der bestimmten spezifischen Resonanzfrequenz die mindestens eine Sonotrode identifizierbar ist.
[09] Somit wird mittels der Messeinrichtung des Ultraschall generators eine Sonotrodenerkennung durch Bestimmen ihrer spezifischen Resonanzfrequenz bereitgestellt. Dabei ist mittels der Messeinrichtung nicht nur jede einzelne Sonotrode eindeutig identifizierbar, sondern durch das Bestimmen der spezifischen Resonanzfrequenz ist direkt die vom Ultraschallgenerator zuge führte elektrische Leistung an die bestimmte spezifische Reso nanzfrequenz anpassbar. Dadurch ist die Sonotrode stets optimal derart betreibbar, dass ihre Resonanzfrequenz mit der vom ein gesetzten Ultraschallgenerator zur Verfügung gestellten Frequenz übereinstimmt. Folglich wird eine optimale Leistung zum Zertrüm mern von Körpersteinen zugeführt, ohne dass die Sonotrode dabei beschädigt wird.
[10] Zudem ist es besonders vorteilhaft, dass über eine Verän derung der bestimmten Resonanzfrequenz frühzeitig eine Alterung, eine Beschädigung und/oder ein Defekt der Sonotrode erkennbar ist und über eine Benutzerausgabe des Ultraschallgenerators der Benutzer sofort gewarnt und/oder die Funktion des Ultraschall generators blockiert werden kann. Neben einer Identifikation der Art der Sonotrode und einer optimalen Leistungsanpassung durch den Ultraschallgenerator an die Sonotrode, ermöglicht der Ultraschallgenerator eine vorteilhafte Erfassung des aktuellen Zustands der Sonotrode in Echtzeit. Somit muss ein Austausch der Sonotrode aufgrund der hohen mechanischen Belastung durch den Schwingungsanreger nicht nach einer vorgegebenen, begrenzten An zahl von Einsätzen erfolgen, sondern wird real bestimmt und überwacht. Damit ist die Sonotrodenerkennung mittels der Mess einrichtung des Ultraschallgenerators auch zur internen und/oder externen Qualitätssicherung einsetzbar.
[11] Vor allem ist ein notwendiger Wechsel auf eine andere Sonotrodenart für eine schwächere oder stärkere Zertrümmerungs leistung oder bei einem Wechsel des Einsatzortes, wie von einer Blase zu einer Niere, direkt mittels des Ultraschallgenerators durchführbar. Es ist besonders vorteilhaft, dass hierzu keine weiteren Handlungen durch den Benutzer und/oder weitere Hilfs mittel notwendig sind, sondern eine Einstellung auf den neuen optimalen Betriebspunkt beim Wechsel der Sonotrode alleinig durch den Ultraschallgenerator erfolgt.
[12] Verschiedene Sonotroden unterscheiden sich üblicherweise durch Länge, Durchmesser, Material, ihrer jeweiligen Form und/oder dem zugeordneten Horn. Dadurch weist jede Sonotrode eine unterschiedliche spezifische Resonanzfrequenz auf, welche mittels der Messeinrichtung des Ultraschallgenerators bestimmbar ist. Dadurch ist mittels des Ultraschallgenerators erkennbar, welche jeweilige Sonotrode verwendet wird, um entsprechend die Leistung zu begrenzen oder zu erhöhen, um Schäden an dieser Sonotrode und/oder dem Horn zu vermeiden und das Zertrümmerungs potenzial voll auszunutzen. Eine Beschädigung der Sonotrode, wie beispielsweise durch einen Bruch oder Riss, ist mittels der Messeinrichtung unmittelbar erkennbar, weil sich dadurch das Schwingungsverhalten und/oder die Resonanzfrequenz der Sonotrode ändert. Ebenso ist eine verbogene Sonotrode über ihr verändertes Schwingungsverhalten erkennbar und kann ersetzt werden, bevor diese direkt am oder im Körper verwendet wird. Folglich ist mittels des Ultraschallgenerators direkt und in Echtzeit ein optimaler und sicherer Betrieb der Sonotrode realisierbar, bei dem ein maximal zulässiger Energieeintrag bei maximaler Zertrüm merungsleistung ermöglicht ist.
[13] Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, dass durch Integration einer Messeinrichtung direkt im Ultraschall generator die jeweilige spezifische Resonanzfrequenz als inhä rente Kenngröße einer Sonotrode bestimmt wird und ein Identifi zieren der Sonotrode und ein Erkennen ihres aktuellen Zustandes im Hinblick auf die geplante und/oder gerade erst begonnene An wendung sowie eine optimale Leistungszuführung zur Sonotrode während dieser Anwendung ermöglicht ist.
[14] Folgendes Begriffliche sei erläutert:
[15] Ein „Ultraschallgenerator" ist insbesondere ein elektri sches Gerät zum Zuführen einer Wechselspannung an einen Schwingungsanreger zum Erzeugen einer Resonanzschwingung in einer Sonotrode. Der Ultraschallgenerator weist insbesondere ein Netzteil, einen Sinusgenerator und/oder einen transformierenden Übertrager der Wechselspannung auf. Mittels des Ultraschall generators wird insbesondere eine Wechselspannung mit veränder barer Amplitude und/oder Frequenz erzeugt. [16] Der „Sinusgenerator" (auch „Signalgenerator" genannt) ist insbesondere ein elektronisches Gerät, Baugruppe oder Schaltung, welche eine elektrische Spannung mit einem charakteristischen Zeitverlauf erzeugt. Die erzeugte Wechselspannung weist insbe sondere eine Frequenz in einem Bereich von 20 kHz bis 90 kHz, bevorzugt von 20 kHz bis 34 kHz, auf. Der Signalgenerator des Ultraschallgenerators ist insbesondere elektrisch mit dem Schwingungsanreger verbunden. Die vom Sinusgenerator zugeführte elektrische Leistung bestimmt insbesondere die Amplitude und somit den Schwingungsausschlag der Sonotrode.
[17] Unter „Körpersteinen" (auch „Konkrement" genannt) werden insbesondere alle Steine in einem menschlichen oder tierischen Körper verstanden, welche sich aus Salzen durch Kristallisation bilden. Bei Körpersteinen kann es sich beispielsweise um Gal lensteine, Harnsteine, Nierensteine und/oder Speichelsteine han deln.
[18] Eine „Sonotrode" ist insbesondere ein Bauteil, welches durch das Einleiten von hochfrequenten mechanischen Schwingungen mittels des Schwingungsanregers in Resonanzschwingungen versetzt wird. Die Sonotrode ist insbesondere als Wellenleiter für die vom Schwingungsanreger erzeugten Ultraschallwellen ausgebildet. Die Sonotrode ist insbesondere derart geformt, dass diese opti mal die Ultraschallschwingungen an ihrem distalen Ende zum Zer trümmern von Körpersteinen in den Körper und/oder die Körper region einleitet. Die Sonotrode arbeitet insbesondere im Ultra schallbereich mit einem Frequenzbereich von 20 kHz bis 90 kHz, bevorzugt von 20 kHz bis 34 kHz. Bevorzugt wird mit der Sonotrode eine longitudinale Schwingung erzeugt. Die Sonotrode weist ins besondere Stahl, Titan, Aluminium und/oder Carbon auf.
[19] Ein „Horn" ist insbesondere ein Bauteil, welches zwischen Schwingungsanreger und Sonotrode angeordnet ist. Das Horn dient insbesondere dazu, die vom Schwingungsanreger erzeugten Ultra schallwellen zur Sonotrode weiterzuleiten und/oder auszurichten. Das Horn kann auch zur Befestigung der Sonotrode verwendet wer den. Gleichzeitig dient das Horn insbesondere zusammen mit einem Gegenlager zur beidseitigen mechanischen Halterung des Schwingungsanregers .
[20] Ein „Schwingungsanreger" ist insbesondere ein Bauteil eines Ultraschallwandlers und/oder Handstückes einer Lithotripsievor- richtung, welcher die zugeführte Wechselspannung mit einer be stimmten Frequenz in eine mechanische Schwingungsfrequenz um setzt. Der Schwingungsanreger ist insbesondere ein elektro mechanischer Wandler unter Ausnutzung des piezoelektrischen Effekts. Durch Anlegen der vom Ultraschallgenerator erzeugten elektrischen Wechselspannung wird eine mechanische Schwingung aufgrund eines Verformens des Schwingungsanregers erzeugt. Der Schwingungsanreger weist insbesondere ein Piezoelement oder mehrere Piezoelemente auf. Bevorzugt weist der Schwingungsan reger mindestens zwei Piezoelemente auf, wobei zwischen den Piezoelementen ein elektrischer Leiter, beispielsweise eine Kupferscheibe, angeordnet ist.
[21] Eine „Wechselspannung" ist insbesondere eine elektrische Spannung, deren Polarität in regelmäßigen Wiederholungen wech selt.
[22] Eine „Frequenz" ist insbesondere ein Maß dafür, wie schnell bei einem periodischen Vorgang die Wiederholungen aufeinander folgen. Die Frequenz ist insbesondere der Kehrwert der Perio dendauer. Die Frequenz gibt insbesondere die Zahl der Perioden der Wechselspannung an, welche in einer Sekunde durchlaufen wer den. Eine „Resonanzfrequenz" ist insbesondere eine Frequenz bei Anregung der Sonotrode, bei der die Amplitude stärker wächst als bei Anregung mit benachbarten Frequenzen. Die Resonanzfrequenz ist insbesondere diejenige Frequenz, bei der die Amplitude einer erzwungenen Schwingung maximal wird. Wenn eine Sonotrode mehrere Eigenfrequenzen aufweist, so hat diese insbesondere mehrere lokale Maxima der erzwungenen Amplitude und somit mehrere Reso nanzfrequenzen .
[23] Die „Messeinrichtung" ist insbesondere ein Gerät, ein Bau teil und/oder mehrere Bauteile, mit dem oder denen die spezi fische Resonanzfrequenz der Sonotrode innerhalb des Ultraschall generators gemessen wird.
[24] In einer weiteren Ausführungsform ist oder sind dem Ultra schallgenerator eine zweite Sonotrode, eine dritte Sonotrode, eine vierte Sonotrode und/oder weitere Sonotroden zugeordnet, wobei die Sonotroden jeweils eine spezifische, unterschiedliche Resonanzfrequenz aufweisen.
[25] Somit können je nach Einsatzort und Anwendungsfall unter schiedliche Sonotroden zum Zertrümmern von körpereigenen Steinen jeweils verbunden mit einem einzigen Ultraschallgenerator ein gesetzt werden.
[26] Die zweite, dritte, vierte und/oder weitere Sonotroden wei sen insbesondere die oben definierte Funktion auf, unterscheiden sich jedoch in ihrer Ausführungsform. Üblicherweise weisen die Sonotroden eine unterschiedliche Gesamtlänge und/oder einen Außendurchmesser auf. Neben der Formgebung kann ein unterschied liches Schwingungsverhalten auch über den jeweils verwendeten Werkstoff, eine Gefügeänderung, beispielsweise durch Härten und/oder eine Oberflächenbeschichtung, herbeigeführt werden, so- dass jeweils eine unterschiedliche spezifische Resonanzfrequenz der jeweiligen Sonotrode vorliegt. Zudem kann auch durch eine veränderte Sonotrodengeometrie, wie beispielsweise durch eine eingebrachte Querbohrung oder eine Nut, das Schwingungsverhalten gezielt eingestellt sein.
[27] Um eine automatische Anpassung der zugeführten elektrischen Leistung an die jeweils bestimmte spezifische Resonanzfrequenz zu ermöglichen, weist der Ultraschallgenerator eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung auf, sodass eine vom Ultraschall- generator zuführbare elektrische Leistung an die bestimmte spe zifische Resonanzfrequenz der jeweiligen Sonotrode anpassbar ist.
[28] Somit kann automatisch anhand der mittels der Messeinrich tung bestimmten spezifischen Resonanzfrequenz durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung die optimale Wechselspannung dem Ultraschallwandler und/oder der Sonotrode zugeführt werden, ohne dass ein Benutzereingriff notwendig ist. Im Falle von regulato rischen Begrenzungen kann auch die Art der Anwendung, beispiels weise das Zerstören von Speichelsteinen im Kopfbereich oder von Nierensteinen, vom Anwender am Ultraschallgenerator vorgegeben werden, wodurch direkt die maximale zuführbare elektrische Leistung aufgrund dieser Vorgabe und der bestimmten Resonanz frequenz im Ultraschallgenerator festgelegt und mittels der Steuer- und Regeleinrichtung entsprechend angepasst wird.
[29] Je nach Ausgestaltung der Lithotripsievorrichtung kann die Anpassung der zuführbaren elektrischen Leistung auch an weitere Bedingungen und Funktionen gekoppelt sein. Im Falle einer intrakorporalen Lithotripsievorrichtung mit einer Saug-Spül- Pumpe kann beispielsweise die zugeführte elektrische Leistung mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung automatisch gedrosselt werden, wenn die Spül-Saug-Pumpe während der Anwen dung ausfällt, in einem bestimmten Zeitintervall nur einge schränkt funktioniert und/oder eine Überhitzung der Sonotrode auftritt. Hierbei wird eine Überhitzung der Sonotrode spezifisch über eine Drift der Resonanzfrequenz während der Anwendung detektiert.
[30] Unter einer „Steuereinrichtung" wird insbesondere eine Ein richtung verstanden, welche einen vorgegebenen Wert setzt. Unter einer „Regeleinrichtung" wird insbesondere eine Einrichtung ver standen, welche einen Messwert rückkoppelt und jeweils einen Stellwert einstellt. Somit kann mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung die optimale und/oder zulässige elektrische Leistung eingestellt und/oder geregelt werden.
[31] In einer weiteren Ausführungsform ist zum Messen der spe zifischen Resonanzfrequenz der jeweiligen Sonotrode ein vorgeb- barer Frequenzbereich der Wechselspannung mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung durchfahrbar, sodass mehrere Resonanz frequenzen der jeweiligen Sonotrode bestimmbar sind.
[32] Zur Bestimmung von mehreren Resonanzfrequenzen einer Sono trode wird ein vorgegebener Bereich der Frequenzen, beispiels weise von 23 kHz bis 33 kHz, in einem kurzen Zeitintervall von beispielsweise 10 sec durchlaufen. Anschließend startet der Ultraschallgenerator wieder bei 23 kHz oder stellt die optimale Frequenz automatisch ein. Somit können mehrere vorhandene Reso nanzen (Schwingungszustände und/oder Schwingungsmoden) bestimmt werden. Da die mehreren Resonanzfrequenzen bei jeder Sonotrode an verschiedenen Stellen im durchfahrbaren Frequenzbereich sind, wird somit ein individueller Fingerabdruck jeder Sonotrode erstellt.
[33] Bevorzugt entspricht die Frequenz und/oder der durchfahr bare Frequenzbereich betragsmäßig theoretisch der Schwingungs frequenz und/oder dem durchfahrbaren Schwingungsfrequenzbereich des Schwingungsanregers. Das bedeutet, dass eine im Ultraschall generator generierte KleinstSpannung lediglich mittels eines Übertragers auf eine Hochspannung hochtransformiert wird für die Übergabe an den Ultraschallwandler und/oder die Sonotrode, die Frequenz dabei jedoch nicht verändert wird.
[34] Um eine verbundene Sonotrode und/oder einen Ultraschall wandler in Resonanz zu bringen, weist die Messeinrichtung eine elektronische Abtasteinheit zum Messen eines zeitlichen Verlaufs einer Spannung und eines zeitlichen Verlaufs eines Stroms auf, wobei zum Messen der spezifischen Resonanzfrequenz oder Reso nanzfrequenzen die Frequenz mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung derart anpassbar ist, dass eine Phasenverschie- bung der zeitlichen Verläufe der Spannung und des Stroms Null ist.
[35] Zur Messung der Phasenverschiebung von Spannung und Strom, werden aus den beiden Sinussignalen zunächst mittels eines Kom parators Rechtecksignale generiert. Diese Rechtecksignale werden verglichen und die Frequenz der vom Sinusgenerator erzeugten Wechselspannung wird so lange nachgeführt und/oder verändert, bis die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung Null ist. Dies kann beim Abfahren eines Frequenzbereiches entsprechend wiederholt werden, um mehrere Resonanzfrequenzen zu bestimmen.
[36] Eine „elektronische Abtasteinheit" ist insbesondere ein elektronisches Messgerät, das eine elektrische Spannung oder mehrere elektrische Spannungen in ihrem zeitlichen Verlauf auf nimmt, digitalisiert und/oder auf einem Bildschirm sichtbar macht. Die elektronische Abtasteinheit weist insbesondere min destens zwei Kanäle auf. Prinzipiell ist herauszustellen, dass die elektronische Abtasteinheit nicht zwingend einen Bildschirm zum Sichtbarmachen der zeitlichen Verläufe aufweisen muss, sondern diese Daten können direkt intern innerhalb der Steuer- und/oder Regeleinrichtung und/oder einer Datenspeicher- und/oder Datenverarbeitungseinheit des Ultraschallgenerators aufgenommen und/oder verarbeitet werden. Bei einer elektronischen Abtast einheit kann es sich um ein Oszilloskop, insbesondere ein digi tales Oszilloskop, handeln, wobei das Oszilloskop in dem Ultra schallgenerator integriert oder diesem zugeordnet sein kann.
[37] In einer weiteren Ausführungsform weist die Messeinrichtung einen Widerstand und/oder eine Strommesszange zum Messen des zeitlichen Verlaufs des Stroms auf.
[38] Während die Messeinrichtung die Spannung direkt misst, wird in einem zweiten Kanal der elektronischen Abtasteinheit der Spannungsabfall über einen Widerstand gemessen, welches dem Strom entspricht, oder mittels einer Strommesszange an der Ver- bindungsleitung zwischen Sinusgenerator und Schwingungsanreger innerhalb des Ultraschallgenerators gemessen.
[39] Um in Abhängigkeit der Sonotrodenart und/oder des Sonotro denzustandes eine zugeführte Leistung einzustellen und/oder eine Alterung oder Beschädigung der Sonotrode zu erkennen, weist der Ultraschallgenerator und/oder die Messeinrichtung eine Daten speicher- und/oder Datenverarbeitungseinheit auf, in welcher zuvor bestimmte Resonanzfrequenzen der zugeordneten Sonotrode oder Sonotroden speicherbar sind.
[40] Dadurch wird ermöglicht, dass die bestimmten Resonanz frequenzen der verbundenen Sonotrode mit einer im Ultraschall generator hinterlegten Liste von vorhergehenden Resonanzfre quenzen verglichen wird. Bei Verwendung dieser Sonotrode wird die erforderliche oder maximale Leistung auf einen vorbestimmten Wert festgelegt, welcher ebenfalls in der Datenspeicher und/oder -Verarbeitungseinheit abgelegt ist. Ebenso kann durch einen Vergleich der aktuell bestimmten Resonanzfrequenz mit der im Datenspeicher hinterlegten Resonanzfrequenz eine Veränderung und/oder Beschädigung der Sonotrode frühzeitig erkannt und diese Sonotrode vor der Anwendung ausgewechselt werden. Zudem erlaubt die Hinterlegung von zuvor bestimmten Resonanzfrequenzen im Datenspeicher einen schnellen Wechsel zwischen verschiedenen Sonotrodenarten, beispielsweise von einer Stahlsonotrode zu einer Titansonotrode.
[41] Dadurch wird auch bei einem großen zeitlichen Abstand zwischen einem mehrmaligen Verbinden einer bestimmten Sonotrode mit dem Ultraschallgenerator bei jeder Anwendung eine optimale Qualitätssicherung ermöglicht.
[42] In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern und/oder Entfernen von Körpersteinen, wobei die Lithotripsie vorrichtung ein Handgerät mit einem Schwingungsanreger und einer distalseitig am Handgerät verbindbaren Sonotrode und einen Ultraschallgenerator aufweist, wobei der Ultraschallgenerator elektrisch mit dem Handgerät verbindbar ist, und der Ultra schallgenerator ein zuvor beschriebener Ultraschallgenerator ist.
[43] Somit wird eine Lithotripsievorrichtung bereitgestellt, bei der mittels des Ultraschallgenerators die zugeführte Leistung zum Zertrümmern von Körpersteinen automatisch anpassbar ist und die Qualität der verwendeten Sonotrode automatisch vor und/oder während der Anwendung überprüfbar ist.
[44] Bei einer Lithotripsievorrichtung kann es sich insbesondere um eine intrakorporale oder extrakorporale Lithotripsievorrich tung handeln. Dementsprechend ist das Handgerät der Lithotrip sievorrichtung als Endoskop oder Ultraschallwandler jeweils mit einer Sonotrode ausgebildet. Bei einer intrakorporalen Litho tripsievorrichtung kann diese zusätzlich eine Spül-/Saugpumpe aufweisen.
[45] Zum Erzeugen von Ultraschallwellen ist als Schwingungs anreger mindestens ein Piezoelement zwischen einem proximal seitig angeordneten Gegenlager und einem distalseitig angeord neten Horn angeordnet und mechanisch an das Gegenlager und das Horn gekoppelt, wobei die Sonotrode distalseitig an das Horn verbindbar ist.
[46] Somit wird der Schwingungsanreger und/oder das mindestens eine Piezoelement, bevorzugt zwei Piezoelemente, in Resonanz mit dem Horn und der Sonotrode betrieben. Hierbei weist das proxi malseitig (benutzernah) angeordnete Gegenlager eine Funktion als Reflektor für die von dem Piezoelement oder den Piezoelementen erzeugten Ultraschallwellen auf. Durch die Ausgestaltung des Gegenlagers und/oder des Horns können erzeugte Quer- und Rota tionsschwingungen sowie erzeugte Longitudinalschwingungen opti mal an das distale (das dem zu behandelnden Körper nahe) Ende der Sonotrode zum Zertrümmern von Körpersteinen geleitet werden. [47] In einer weiteren Ausgestaltungsform der Lithotripsievor- richtung ist an dem mindestens einem Piezoelement und/oder zwischen zwei Piezoelementen ein elektrisch leitendes Element angeordnet, welches elektrisch mit dem Ultraschallgenerator ver bunden ist.
[48] Dadurch kann zum einen mittels der übertragenen Wechsel spannung dem Piezoelement oder den Piezoelementen eine mecha nische Verformung aufgeprägt werden, als auch durch die elektrische Verbindung die spezifische Resonanzfrequenz der Sonotrode mittels der Messeinrichtung des Ultraschallgenerators gemessen werden. Neben dem elektrisch leitenden Element ist ins besondere das Horn ebenfalls elektrisch mit dem Ultraschall generator verbunden.
[49] In einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Lithotripsiesystem zum Zerstrümmern und/oder Entfernen von Körpersteinen, wobei das Lithotripsiesystem eine zuvor beschriebene Lithotripsievorrichtung und mehrere Sonotro den aufweist.
[50] Somit wird für den Anwender ein Lithotripsiesystem mit zwei oder mehreren Sonotroden bereitgestellt, wobei die jeweils mit dem Ultraschallgenerator verbundene Sonotrode eindeutig identi fizierbar und optimal betreibbar ist sowie ein schneller Wechsel auf eine andere Sonotrode realisiert werden kann.
[51] In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Identifizieren einer Sonotrode und/oder zum optimierten Zuführen einer elektrischen Leistung zum Zertrümmern von Körpersteinen mittels eines Ultraschall generators mit einer Messeinrichtung, mit folgenden Schritten:
- Verbinden einer Sonotrode mit dem Ultraschallgenerator,
- Zuführen einer Wechselspannung mit einer Frequenz an einen Schwingungsanreger mittels des Ultraschallgenerators, - Anregen einer Resonanzschwingung der Sonotrode mittels des Schwingungsanregers,
- Messen einer spezifischen Resonanzfrequenz der Sonotrode mittels der Messeinrichtung des Ultraschallgenerators,
- Identifizieren der Sonotrode anhand der gemessenen spezifi schen Resonanzfrequenz und/oder Anpassen der Frequenz der Wechselspannung des Ultraschallgenerators an die gemessene spezifische Resonanzfrequenz.
[52] Somit wird ein Verfahren bereitgestellt, mit welchem sicher eine Sonotrode identifiziert, ihr Betriebszustand und ihre Betriebseignung in Echtzeit bestimmt und eine optimierte Zufüh rung einer elektrischen Leistung zum Zertrümmern von Körper steinen ermöglicht wird.
[53] Da der Generator die Art einer ermittelten Schwingungen, das bedeutet, ob es sich beispielsweise um eine longitudinale Schwingung oder eine Biegeschwingung handelt, nicht auflösen kann, können werksseitig weitere Messungen mit einem hochauf lösenden Mikroskop oder Laservibrometer als optisches Messgerät zur Bestimmung der Schwingungsform durchgeführt werden und diese sowie zugehörige Frequenzen abrufbar hinterlegt werden, um zwischen den tatsächlichen Schwingungszuständen zu differen zieren.
[54] In einer weiteren Ausgestaltungsform des Verfahrens wird beim Messen ein vorgebbarer Frequenzbereich der Wechselspannung durchfahren, sodass mehrere Resonanzfrequenzen der Sonotrode be stimmbar sind.
[55] Um eine Lithotripsievorrichtung vor der Anwendung optimal einzustellen und/oder während der Anwendung anzupassen und zu optimieren, wird das Messen der spezifischen Resonanzfrequenz oder der Resonanzfrequenzen vor und/oder während eines Zertrüm- merns von Körpersteinen mittels der Sonotrode durchgeführt. [56] In einer weiteren Ausgestaltungsform des Verfahrens wird das Messen der spezifischen Resonanzfrequenz oder Resonanzfre quenzen innerhalb einer Zeitdauer in einem Bereich von 0,01 sec bis 50 sec, insbesondere 0,5 sec bis 5 sec, bevorzugt 0,1 sec bis 2 sec, durchgeführt.
[57] Folglich kann die Messung der spezifischen Resonanzfrequenz oder -frequenzen sehr schnell vor und/oder während eines Zer- trümmerns von Körpersteinen durchgeführt werden, ohne dass die eigentliche Anwendung dadurch beeinträchtigt wird.
[58] Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Lithotrip sievorrichtung mit einem Ultraschallgenerator und einem verbundenen Ultraschallwandler,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Schalt plans einer Alternative des Ultraschallgene rator,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Identifizieren einer Sonotrode mit den zu gehörigen Verfahrensschritten,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Ultra schallwandlers mit einer angeschraubten Sono trode und Longitudinalschwingung, und
Figur 5 eine schematische Darstellung des Ultraschall wandler aus Figur 4 mit einer torsionalen Schwingung.
[59] Eine Lithotripsievorrichtung 100 weist einen Ultraschall generator 101 und einen Ultraschallwandler 131 auf, welche mittels eines Hochspannungskabels 130 elektrisch miteinander verbunden sind (Fig. 1). Der Ultraschallgenerator 101 weist ein Netzteil 103, einen Sinusgenerator 111, eine Messeinrichtung 113, eine Regeleinrichtung 119, eine Datenverarbeitungseinrich tung 121 und einen Übertrager 127 auf.
[60] Der Ultraschallwandler 131 ist als Handstück ausgebildet. Alternativ kann der Übertrager 127 auch direkt in dem als Hand stück ausgebildeten Ultraschallwandler 131 angeordnet sein, so- dass das Hochspannungskabel 130 in diesem Fall nicht notwendig ist.
[61] Der Ultraschallwandler 131 weist ein Gehäuse 133 auf, in dem innenliegend proximalseitig ein Gegenlager 139, anschließend zwei Piezoelemente 141 getrennt durch eine Kupferscheibe 143 und distalseitig ein Horn 135 angeordnet sind. An der distalseitigen Stirnfläche des Hornes 135 ist eine Sonotrode 137 angeordnet.
[62] Das Netzteil 103 des Ultraschallgenerators 101 weist eine galvanische Trennung 107 zwischen einer primären Netzspannung (90 bis 240 V AC) und einer Kleinspannung auf. Aus der Klein spannung generiert der Sinusgenerator eine Wechselspannung als Kleinspannung 123 mit einer veränderbaren Amplitude und ver änderbaren Frequenz in einem Bereich von 20 bis 34 kHz. Der Übertrager 127 weist eine galvanische Trennung 125 zwischen dieser Wechselspannung als Kleinspannung 123 und einer trans formierten Hochspannung 129 zum Betrieb des Ultraschallwandlers 131, wie beispielsweise 400 V, auf, wobei die vom Sinusgenerator 111 eingestellte Frequenz in dem Bereich von 20 bis 34 kHz bei der Übertragung erhalten bleibt. Vor dem Übertrager 127 ist in einer Leitung der Kleinspannung 123 eine Messeinrichtung 113 angeordnet, welche jeweils einen Kanal zur Spannungsmessung 117 und zur Strommessung aufweist. Für die Strommessung ist eine Strommesszange 115 angeordnet. Die Messeinrichtung 113 ist mit der Regeleinrichtung 119 verbunden, über welche die vom Sinus generator 111 generierte Wechselspannung 123 mit der veränder baren Amplitude und/oder Frequenz regelbar ist. [63] Mit der Lithotripsievorrichtung 100 werden folgende Arbeitsgänge in einem Verfahren 501 zum Identifizieren der Sonotrode 137 realisiert:
[64] Im ersten Verfahrensschritt 503 erfolgt ein Verbinden des Ultraschallwandler 131 und somit der Sonotrode 137 über das Hochspannungskabel 130 mit dem Ultraschallgenerator 101 (Fig. 3). Die vom Sinusgenerator 111 generierte Wechselspannung 123 mit einer Frequenz von 30,0 kHz wird über den Übertrager 127 als Hochspannung 129 den Piezoelementen 141 über die Kupferscheibe 143 zugeführt (Schritt 505). Aufgrund der dadurch bedingten Ver formung der Piezoelemente 141, welche zwischen dem proximal seitigen Gegenlager 139 und dem distalseitigen Horn 135 einge spannt sind, wird eine Ultraschallschwingung induziert, wodurch ein Anregen einer Resonanzschwingung der verbundenen Sonotrode 137 erfolgt (Schritt 507).
[65] Mittels der Messeinrichtung 113 wird eine spezifische Resonanzfrequenz der Sonotrode 137 innerhalb des Ultraschall generators 101 gemessen (Schritt 509), Hierbei wird durch den Sinusgenerator 111 die Frequenz der Wechselspannung 123 so lange vermindert, bis die Spannungsmessung 117 und die Strommessung mittels der Strommesszange 115 in Phase sind und eine Resonanz vorhanden ist. Die bestimmte Resonanzfrequenz beträgt 27,0 kHz und stimmt mit einer zuvor bestimmten Resonanzfrequenz dieser Sonotrode 137 überein, welche in der Datenverarbeitungseinrich tung 121 hinterlegt ist. Durch diesen Abgleich zwischen der bestimmten Resonanzfrequenz und der zuvor hinterlegten Resonanz frequenz erfolgt ein Identifizieren 511 der Sonotrode 137. Die dazugehörige ebenfalls in der Datenverarbeitungseinrichtung 121 hinterlegte zulässige maximale elektrische Leistung beträgt 50 W und wird mittels der Regeleinrichtung 119 direkt am Sinus generator 111 für ein anschließendes optimales Zertrümmern von Körpersteinen mittels des Ultraschallwandlers 131 eingestellt, wobei ein Anpassen der Frequenz der Wechselspannung 123 erfolgt (Schritt 513). [66] In einer Alternative des Ultraschallgenerators mit einer geringeren Leistung und einer maximalen Amplitude von 5 V ist ein Sinusgenerator 211 über einen Widerstand 215 zu zwei Piezo- elementen 241 eines Handstückes geschaltet (siehe Schaltplan in Figur 2). Die Schaltung über den Widerstand 215 weist einen parallelen ersten elektronischen Abtastkanal 216 für eine Messung eines Spannungsabfalls über den Widerstand 215 auf, wodurch der Strom bestimmt wird. Über einen zweiten elektro nischen Abtastkanal 217 wird direkt die Spannung gemessen. Die Piezoelemente 241 sind wie oben beschrieben mit einer nicht gezeigten ersten Sonotrode verbunden. Zur Bestimmung der ver schiedenen Resonanzfrequenzen dieser ersten Sonotrode wird mittels der durch den Sinusgenerator 211 erzeugten Wechsel spannung ein Frequenzbereich von 23 kHz bis 33 kHz innerhalb von 25 sec durchlaufen. Bei Vorliegen der gemessenen Spannung und des gemessenen Stroms in Phase wird die entsprechende Resonanz frequenz aufgezeichnet. Anschließend werden nacheinander eine zweite Sonotrode und eine dritte Sonotrode verbunden und wie oben beschrieben erneut zur Bestimmung der jeweiligen verschie denen Resonanzfrequenzen der Frequenzbereich von 23 bis 33 kHz durchlaufen. Die bestimmten Resonanzfrequenzen sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.
Tab. 1: Bestimmte Resonanzfrequenzen von drei verschiedenen
Sonotroden
[67] Somit weisen die drei Sonotroden deutlich unterschiedliche Resonanzfrequenzen und eine eindeutige Identifizierbarkeit auf grund der individuellen Fingerabdrücke jeder ersten bis dritten Sonotrode auf. [68] Idealerweise weist ein Ultraschallwandler 331 mit einem Horn 335 und einer daran angeschraubten Sonotrode 337 eine longitudinale Schwingung 345 auf, wobei die Sonotrode 337 ent lang ihrer mechanischen Achse hin und her schwingt (Figur 4 zeigt eine Simulation dieses Zustandes).
[69] Bei einem Ultraschallwandler 431 mit einem Horn 435 und einer angeschraubten Sonotrode 473 in Fig. 5 handelt es sich um dasselbe System wie in Figur 4. Jedoch liegt eine torsionale Schwingung 445 der Sonotrode 437 vor. Der Ultraschallgenerator 101 mit seiner Messeinrichtung 113 kann jedoch nicht zwischen einer longitudinalen Schwingung, wie in Figur 4 gezeigt, und einer torsionalen Schwingung, wie in Figur 5 gezeigt, unter scheiden. Die Tabelle 2 listet die Schwingungsformen und Eigen frequenzen der Sonotrode 337 mit der longitudinalen Schwingung 345 und der baugleichen Sonotrode 437 mit der torsionalen Schwingung 445 auf, wobei Biegemodenpaare jeweils unter einer gemeinsamen mittleren Eigenfrequenz zusammengefasst sind.
Tab. 2: Schwingungsformen und Eigenfrequenzen der Sonotroden
337, 437
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, sind die verschiedenen Moden und somit Schwingungszustände der Sonotroden 337 und 437 angegeben, wobei einzelne Moden relativ nahe bei einander liegen, auch wenn die konstruktive Auslegung des Ultraschallwandlers 331, 431 einen möglichst großen Frequenzabstand zwischen Zielmoden und den Nachbarmoden legt. Es wird jedoch deutlich, dass neben der Messung der Resonanzfrequenz die Lage der verschiedenen Moden auch zusätzlich zur Differenzierung der Sonotroden 337, 437 und somit zu der Identifizierung genutzt werden kann.
[70] Um neben der gemessenen spezifischen Resonanzfrequenz zusätzlich die Art der vorliegenden Schwingung messtechnisch zu bestimmen, welche vom Ultraschallgenerator 101 nicht erfassbar ist, kann zusätzlich zum oben beschriebenen Verfahren mittels eines optischen Messgerätes, wie einem hochauflösenden Mikroskop oder Laservibrometer, der tatsächlich vorliegende Schwingungs zustand, wie eine Longitudinalschwingung oder eine Biege schwingung, bestimmt werden.
[71] Somit ist eine eindeutige Identifizierung und Erfassung des Betriebszustandes von Sonotroden mittels eines Ultraschallgene- rators 101 mit einer integrierten Messeinrichtung 113 effizient und zeitnah im Rahmen der Anwendung zur Zertrümmerung von Körpersteinen realisiert.
Bezugszeichenliste
100 Lithotripsievorrichtung
101 Ultraschallgenerator 103 Netzteil
105 Netzspannung
107 Galvanische Trennung
109 Kleinspannung
111 Sinusgenerator
113 Messeinrichtung
115 Strommesszange
117 Spannungsmessung
119 Regeleinrichtung
121 Datenverarbeitungseinrichtung
123 Kleinspannung (Wechselspannung)
125 Galvanische Trennung 127 Übertrager
129 Hochspannung
130 Hochspannungskabel
131 Ultraschallwandler (Handstück)
133 Gehäuse
135 Horn 137 Sonotrode 139 Gegenlager 141 Piezoelement 143 Kupferscheibe 200 Schaltplan 211 Sinusgenerator
215 Widerstand
216 erster elektronischer Abtastkanal (Strommessung)
217 zweiter elektronischer Abtastkanal (Spannungsmessung) 241 Piezoelement Ultraschallwandler Horn Sonotrode longitudinal Schwingung Ultraschallwandler Horn Sonotrode torsionale Schwingung Verfahren zum Identifizieren einer Sonotrode Verbinden der Sonotrode Zuführen einer Wechselspannung Anregen einer Resonanzschwingung Messen einer spezifischen Resonanzfrequenz Identifizieren der Sonotrode Anpassen der Schwingungsfrequenz

Claims

Patentansprüche:
1. Ultraschallgenerator (101) zum Zuführen einer elektrischen
Leistung zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei dem Ultraschallgenerator (101) mindestens eine Sonotrode (137, 337, 437) zugeordnet ist und die mindestens eine Sonotrode (137, 337, 437) mit dem Ultraschallgenerator (101) lösbar verbindbar ist, und dem Ultraschallgenerator (101) ein Schwingungsanreger (141) zum Anregen einer Resonanz schwingung der mindestens einen Sonotrode (137, 337, 437) zugeordnet ist und der Schwingungsanreger (141) durch Zu führen einer Wechselspannung (123) mittels des Ultraschall generators (101) mit einer Schwingungsfrequenz anregbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallgenerator (101) eine Messeinrichtung (113) zum Messen einer spezi fischen Resonanzfrequenz der mindestens einen Sonotrode (137, 337, 437) aufweist, sodass im Verbindungsfall die spezifische Resonanzfrequenz der mindestens einen Sonotrode (137, 337, 437) mittels der Messeinrichtung (113) bestimm bar und/oder aufgrund der bestimmten spezifischen Resonanz frequenz die mindestens eine Sonotrode (137, 337, 437) identifizierbar ist.
2. Ultraschallgenerator (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ultraschallgenerator (101) eine zweite Sonotrode, eine dritte Sonotrode, eine vierte Sonotrode und/oder weitere Sonotroden (137, 337, 437) zugeordnet ist oder sind, wobei die Sonotroden jeweils eine spezifische, unterschiedliche Resonanzfrequenz aufweisen.
3. Ultraschallgenerator (101) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallgenerator (101) eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (119) aufweist, sodass eine vom Ultraschallgenerator (101) zuführbare elektrische Leistung an die bestimmte spezifische Resonanzfrequenz der jeweiligen Sonotrode (137, 337, 437) anpassbar ist
4. Ultraschallgenerator (101) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Messen der spezifischen Resonanzfrequenz der jeweiligen Sonotrode (137, 337, 437) ein vorgebbarer
Frequenzbereich der Wechselspannung (123) mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung (119) durchfahrbar ist, sodass mehrere Resonanzfrequenzen der jeweiligen Sonotrode (137, 337, 437) bestimmbar sind.
5. Ultraschallgenerator (101) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (113) eine elektronische Abtasteinheit zum Messen eines zeit lichen Verlaufs einer Spannung und eines zeitlichen Ver laufs eines Stroms aufweist, wobei zum Messen der spezi fischen Resonanzfrequenz oder der Resonanzfrequenzen die Frequenz mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung (119) derart anpassbar ist, dass eine Phasenverschiebung der zeitlichen Verläufe der Spannung und des Stroms Null ist.
6. Ultraschallgenerator (101) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (113) einen Widerstand (215) und/oder eine Strommesszange (115) zum Messen des zeitlichen Verlaufs des Stroms aufweist.
7. Ultraschallgenerator (101) nach einem der vorherigen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschall generator (101) und/oder die Messeinrichtung (113) eine Datenspeicher- und/oder Datenverarbeitungseinheit (121) aufweist, in welcher zuvor bestimmte Resonanzfrequenzen der zugeordneten Sonotrode oder Sonotroden (137, 337, 437) speicherbar sind.
8. Lithotripsievorrichtung (100) zum Zerstrümmern und/oder Entfernen von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrich- tung (100) ein Handgerät (131) mit einem Schwingungsanreger (141) und einer distalseitig am Handgerät (131) verbind baren Sonotrode (137, 337, 437) und einen Ultraschall generator aufweist, wobei der Ultraschallgenerator elektrisch mit dem Handgerät (131) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallgenerator ein Ultra schallgenerator (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ist.
9. Lithotripsievorrichtung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwingungsanreger mindestens ein Piezoelement (141) zwischen einem proximalseitig angeord neten Gegenlager (139) und einem distalseitig angeordneten Horn (135) angeordnet und mechanisch an das Gegenlager (139) und das Horn (135) gekoppelt ist, wobei die Sonotrode (137, 337, 437) distalseitig an das Horn (135) verbindbar ist.
10. Lithotripsievorrichtung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mindestens einem Piezoelement (141 und/oder zwischen zwei Piezoelementen (141) ein elektrisch leitendes Element (143) angeordnet ist, welches elektrisch mit dem Ultraschallgenerator (101) verbunden ist.
11. Lithotripsiesystem zum Zerstrümmern und/oder Entfernen von Körpersteinen, dadurch gekennzeichnet, dass das
Lithotripsiesystem eine Lithotripsievorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 und mehrere Sonotroden (137, 337, 437) aufweist.
12. Verfahren (501) zum Identifizieren einer Sonotrode (137,
337, 437) und/oder zum optimierten Zuführen einer elek trischen Leistung zum Zertrümmern von Körpersteinen mittels eines Ultraschallgenerators (101) mit einer Messeinrichtung (113), mit folgenden Schritten: - Verbinden (503) einer Sonotrode (137, 337, 437) mit dem Ultraschallgenerator (101),
- Zuführen (505) einer Wechselspannung mit einer Frequenz an einen Schwingungsanreger (141) mittels des Ultra schallgenerator (101),
- Anregen (507) einer Resonanzschwingung der Sonotrode (137, 337, 437) mittels des Schwingungsanregers (141),
- Messen (509) einer spezifischen Resonanzfrequenz der
Sonotrode (137, 337, 437) mittels der Messeinrichtung
(113) des Ultraschallgenerators (101),
- Identifizieren (511) der Sonotrode (137, 337, 437) anhand der gemessenen spezifischen Resonanzfrequenz und/oder Anpassen der Frequenz der Wechselspannung (123) des Ultraschallgenerators an die gemessene spezifische Reso nanzfrequenz.
13. Verfahren (501) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Messen ein vorgebbarer Frequenzbereich der Wechselspannung (123) durchfahren wird, sodass mehrere Resonanzfrequenzen der Sonotrode (137, 337, 437) bestimmbar sind.
14. Verfahren (501) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der spezifischen Resonanzfrequenz oder der Resonanzfrequenzen vor und/oder während eines Zer- trümmerns von Körpersteinen mittels der Sonotrode (137, 337, 437) durchgeführt wird.
15. Verfahren (501) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der spezifischen Resonanz frequenz oder Resonanzfrequenzen innerhalb einer Zeitdauer in einem Bereich von 0,01 sec bis 50 sec, insbesondere 0,5 sec bis 5 sec, bevorzugt 0,1 sec bis 2 sec, durchgeführt wird.
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