EP4507593A1 - Lithotripsievorrichtung zum zertrümmern von körpersteinen mit einem axial bewegbaren beschleunigungsrohr und verfahren zum beschleunigen eines projektils einer lithotripsievorrichtung - Google Patents

Lithotripsievorrichtung zum zertrümmern von körpersteinen mit einem axial bewegbaren beschleunigungsrohr und verfahren zum beschleunigen eines projektils einer lithotripsievorrichtung

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Publication number
EP4507593A1
EP4507593A1 EP23715171.7A EP23715171A EP4507593A1 EP 4507593 A1 EP4507593 A1 EP 4507593A1 EP 23715171 A EP23715171 A EP 23715171A EP 4507593 A1 EP4507593 A1 EP 4507593A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distal
proximal
projectile
stop element
acceleration tube
Prior art date
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Pending
Application number
EP23715171.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Huber
Simon LEHMANN
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 EP4507593A1 publication Critical patent/EP4507593A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/22004—Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
    • A61B17/22012—Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves in direct contact with, or very close to, the obstruction or concrement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
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    • A61B17/22004—Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
    • A61B17/22012—Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves in direct contact with, or very close to, the obstruction or concrement
    • A61B2017/22014—Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves in direct contact with, or very close to, the obstruction or concrement the ultrasound transducer being outside patient's body; with an ultrasound transmission member; with a wave guide; with a vibrated guide wire

Definitions

  • the invention relates to a lithotripsy device for shattering body stones, the lithotripsy device comprising a carrier unit, a guide tube, an acceleration tube with an axial direction, a cavity, a proximal end and with a distal end, a movable projectile, and a has a proximal-side stop element and a distal-side stop element for the movable projectile, wherein the acceleration tube is at least partially surrounded by the guide tube and the acceleration tube has at least one proximal-side opening and at least one distal-side opening for the inflow and / or outflow of a pressure medium in and / or out its cavity for moving the projectile back and/or back between the proximal-side stop element and the distal-side stop element, and the lithotripsy device can be assigned a drive device for supplying and/or removing the pressure medium and a probe, the probe at its proximal end with the Carrier unit can be connected directly or indirectly and can be stimulate
  • Lithotripsy is a well-known procedure for shattering body stones, such as: B. through condensation and/or crystallization of salts and proteins as a so-called concretion in body organs, such as the bladder or kidney. If the body stones are too large for natural removal and If they cause problems, they must be crushed with a lithotripter so that the crushed stones can be removed through natural excretion and/or using a suction-rinsing pump. The body stones to be broken are often constructed inhomogeneously with different components and/or strengths.
  • Pneumatic lithotripters are based on the impact hammer principle, in which a projectile accelerates within a usually permanently installed acceleration tube and the kinetic energy of the projectile is transferred via an elastic shock to the proximal end of a probe and/or sonotrode and further to its distal end End is transferred to fragment the body stone.
  • the successive opening of the projectile is usually controlled via timed compressed air bursts.
  • the timing of the shock waves transmitted to the probe and/or sonotrode is directly dependent on the temporal sequence of the compressed air shocks applied one after the other. Consequently, the impact rate is limited in known lithotripters due to the single-lumen acceleration tube and reversing compressed air drive of the projectile.
  • a compressed air reservoir must be connected to the interior of the acceleration tube on the distal side via a connection and/or a switching valve in order to move the projectile back to the proximal stop after the projectile has stopped on the distal side.
  • a passive air spring is used to repulsate the projectile, in which the projectile moving in the distal direction displaces the air from the acceleration tube into a reservoir in which the pressure increases. After switching off the acceleration pressure in the distal direction, the pressure in the reservoir can be used to move the projectile back in the proximal direction.
  • the disadvantage here is that the acceleration pressure built up in the distal direction causes the repulsion of the Projectile dampens in the proximal direction and the energy that can be stored in the reservoir is limited, as a result of which the projectile is accelerated back more slowly. Accordingly, the air in the connecting hose to the lithotripter must be moved back with each pulse and released into the open via a resistance of a switching valve on the proximal side, for example in the control unit. In addition to pressure control, a complex operating device with a time-controlled changeover valve is required. In addition, the projectile usually does not spring back automatically at the proximal stop and thus at the reversal point, but must be accelerated again from a standstill in the distal direction with compressed air. These boundary conditions usually limit the maximum beat cadence to well below 15 Hz.
  • a deflection lever is usually required to change the direction of movement of the projectile and thus to deflect the impact. Due to a loss of impact impulse caused by a deflection lever, it is only possible to a limited extent to generate a large distal velocity with a simultaneously high amplitude at the sonotrode and/or probe end.
  • the object of the invention is to improve the state of the art.
  • a lithotripsy device for shattering body stones, the lithotripsy device having a carrier unit, a guide tube, an acceleration tube with an axial direction, a cavity, a proximal end and with a distal end, a movable projectile, and a has a proximal-side stop element and a distal-side stop element for the movable projectile, wherein the acceleration tube is at least partially surrounded by the guide tube and the acceleration tube has at least one proximal-side opening and at least one distal-side opening for the inflow and / or outflow of a pressure medium in and / or out its cavity for moving the projectile back and forth between the proximal-side stop element and the distal-side stop element, and the lithotripsy device can be assigned a drive device for supplying and/or removing the pressure medium and a probe, the probe at its proximal end directly connected to the carrier unit or indirectly connectable and can be stimulated to vibrate
  • a lithotripsy device is provided with an axially movable acceleration tube, in which friction losses are minimized due to a very short fit of the proximal end section with the proximal-side stop element and the distal end section with the distal-side stop element, whereby the complete acceleration distance and thus the length of the acceleration tube can be used in its cavity to accelerate the projectile.
  • the acceleration tube has at least one proximal-side opening and at least one distal-side opening for the inflow and/or outflow of a pressure medium into and/or out of its cavity and the acceleration tube is arranged to be axially movable relative to the surrounding guide tube, this is achieved by the Movement of the acceleration tube in the axial direction directly adjusts the position of the at least one proximal-side opening and the at least one distal-side opening also relative to the guide tube.
  • the at least one proximal-side opening and the at least one distal-side opening are displaced accordingly relative to the guide tube and are directly used to control the supply and / or removal of the pressure medium and thus to Acceleration of the projectile can be used in the distal direction or in the proximal direction. Consequently, a self-controlling pneumatic drive is provided by means of the axially movable acceleration tube. This makes it possible to accelerate the projectile over a multiple of its length along the acceleration path in order to transmit the impulse of the projectile when it hits the distal-side stop element to the probe for pneumatic stone fragmentation.
  • the lithotripsy device has a smaller installation space and thus a reduced instrument weight, since the distal-side pressure reservoir with and/or without a changeover valve and with a connection to the acceleration path is dispensed with compared to known lithotripters.
  • An essential idea of the invention is based on, contrary to the conventional view that an acceleration tube is to be installed firmly within a lithotripsy device, the acceleration tube is designed to be movable in the axial direction and by moving the acceleration tube in the axial direction or in the proximal direction one To realize valve switching for moving the projectile back and forth.
  • the frequency of the mechanical impacts of the projectile on the probe is not predetermined by external clocked pressure surges, but rather is targeted via the pressure medium flow depending on the axial position of the acceleration tube and thus the at least one proximal-side opening and the at least one distal-side opening and thus Their presence in an overpressure area (alternatively underpressure area) or in the ambient pressure area can be adjusted and the direction of movement of the projectile can be specified.
  • a “lithotripsy device” (also called a “lithotripter”) is in particular a device for shattering body stones by impacts, shock waves and/or deformation waves.
  • a lithotripsy device is understood to mean, in particular, various components, structural and/or functional components of a lithotripter.
  • the lithotripsy device can form a lithotripter completely or partially.
  • a lithotripsy device can in particular be an intracorporeal or extracorporeal lithotripsy device. In the case of an intracorporeal lithotripsy device, this can also have a rinsing/suction pump.
  • the lithotripsy device can be designed as a hand-held device and/or have an endoscope or can be inserted into an endoscope.
  • the lithotripsy device is in particular autoclavable and has, for example, instrument steel and/or plastic on .
  • the lithotripsy device can have further components, such as a control and/or supply device, or these are assigned to the lithotripsy device.
  • a lithotripsy device is in particular a pneumatic lithotripsy device.
  • the lithotripsy device can also have a combined excitation with a repetitive impact excitation by means of the projectile and a constant vibration excitation, for example by means of an ultrasound generator.
  • the lithotripsy device has in particular a counter bearing, a horn and at least one piezo element as a vibration exciter between the counter bearing and the horn, the horn being in particular connectable to the probe and the at least one piezo element being electrically connectable to an assignable ultrasound generator, so that by means of the piezo element the A substantially constant ultrasound energy can be supplied to the probe.
  • the probe is preferably designed as a solid rod sonotrode.
  • the lithotripsy device and/or the carrier unit has an operating unit for starting, stopping and/or individually triggering a movement of the projectile.
  • An operating unit can be, for example, a lever, a push button and/or a rotary knob.
  • Body stones are understood to mean in particular all stones in a human or animal body, which are, for example, B. from salts and proteins through crystallization and/or condensation.
  • At Body stones can be, for example, gallstones, urinary stones, kidney stones and/or salivary stones.
  • a “carrier unit” is in particular a hand and/or holding part of the lithotripsy device.
  • the carrier unit can in particular be a handle for manual and/or automated operation and/or connection of the lithotripsy device.
  • the carrier unit can also be attached to a Distal end of a robot arm can be arranged, connected and/or guided automatically.
  • the carrier unit in particular has a housing.
  • a “guide tube” is in particular an elongated hollow body, the length of which has a larger dimension than its diameter.
  • the guide tube has in particular a cavity in its interior in which the acceleration tube is at least partially arranged.
  • the guide tube can in particular have the same length such as the acceleration tube or have a shorter length than the acceleration tube. With a shorter length of the guide tube, a proximal end cap can be arranged at its proximal end and a distal end cap can be arranged at its distal end, the acceleration tube continuing in a cavity of the proximal and distal end caps can be arranged in the axial direction.
  • the proximal end cap and / or the distal end cap at least one proximal supply air channel and at least one proximal exhaust air channel and / or at least one distal supply air channel and a proximal exhaust air channel can be arranged, through which the pressure medium can be arranged in or flows from the at least one proximal-side opening and the at least one distal-side opening of the acceleration tube.
  • Supply air and exhaust air channels in the guide tube can be designed as cavities so that the pressure medium can flow into and/or out of the acceleration tube from all sides.
  • the cavity of the guide tube itself is preferably under Ambient pressure conditions.
  • a guide tube can also be a hollow cylinder, with the two completely closed and / or partially closed end faces directly or indirectly (for example by means of a spring arranged between them) a proximal-side and a distal-side stop side for the also axially movable proximal side Form stop element and distal stop element.
  • the guide tube can also be designed as two axially aligned guide elements, each of which is arranged at least around the proximal end and the distal end of the acceleration tube.
  • a cross section of the guide tube does not have to be circular, but can have any shape, such as oval, triangular, square or polygonal.
  • the guide tube is in particular firmly installed inside the carrier unit of the lithotripsy device and is therefore not movable.
  • a "stop element” is in particular an element or component as the desired end point of the movement of the projectile along the acceleration path, at which the accelerated projectile hits, is braked, springs back and/or is repulsed and/or moved in the opposite direction.
  • the stop element at least partially absorbs the kinetic energy of the projectile.
  • the distal-side stop element in particular absorbs the impact and/or shock of the projectile and passes it on directly or indirectly to the probe.
  • a proximal-side stop element is in particular on and/or in the proximal End of the acceleration tube and / or arranged within the cavity in a region of the proximal section of the acceleration tube.
  • a distal-side stop element is in particular at and / or in the distal end of the acceleration tube and / or within the cavity in a region of the distal end section of the Acceleration tube arranged.
  • the distal-side stop element is in particular connected directly or indirectly to the proximal end of the probe.
  • the proximal stop element and the distal stop element have a substantially cylindrical shape with their longitudinal central axis aligned parallel to the longitudinal central axis of the acceleration tube.
  • the proximal-side stop element and the distal-side stop element are movable in particular in the axial direction, distal direction and/or proximal direction.
  • the proximal-side stop element and/or the distal-side stop element in particular have a hard material, such as stainless steel or hardened steel and/or a hardening layer, such as a carbon layer (diamond-like carbon).
  • a hard material such as stainless steel or hardened steel
  • a hardening layer such as a carbon layer (diamond-like carbon).
  • the proximal-side stop element and/or the distal-side stop element is or are harder than the projectile or vice versa.
  • One of the two impact partners is preferably softer than the other.
  • the proximal-side stop element and the distal-side stop element can each form a compressed gas spring in the interior of the cavity of the acceleration tube with the surrounding acceleration tube.
  • the proximal-side stop element and the distal-side stop element each abut against a separate spring element.
  • the distal-side stop element also called “billiard projectile”
  • the mass ratio of projectile to billiard projectile is in particular in a range from 0.6 to 1.4, preferably close to 1:1 and optimal 1:1.2, in order to optimally achieve 100% energy and momentum transfer for an elastic impact in the latter case.
  • the mass ratio of the proximal stop element to the projectile should in particular be in the range of 1:1.
  • the projectile transmits in In case of a shock on a spring-loaded, proximal-side stop element, the entire impulse is transferred to the proximal-side stop element and a force is further transmitted to the acceleration tube via a first spring element, which shifts it in the proximal direction and until a proximal stop of the acceleration tube and a starting position for renewed acceleration of the projectile in the distal direction.
  • distal side and distal are understood to mean an arrangement and/or a corresponding end or section that is close to the body and therefore distant from the user.
  • proximal side or proximal is understood to mean an arrangement or a corresponding end or section that is close to the user and therefore distant from the body.
  • a distal direction is understood to mean the direction aligned with the distal end of the acceleration tube and/or the lithotripsy device. The distal direction is in particular the direction of movement of the projectile towards the probe.
  • a “proximal direction” is in particular the direction towards understood to be the proximal end of the acceleration tube and/or the lithotripsy device.
  • the proximal direction is the direction of backward or forward movement of the projectile.
  • An “acceleration distance” is in particular a section of a longitudinal dimension of the cavity of the acceleration tube, which is defined by a distal-side stop surface of the proximal-side stop element and by a proximal-side stop surface of the distal-side stop element.
  • the maximum acceleration path of the projectile corresponds in particular to the maximum longitudinal dimension of the cavity of the acceleration tube minus the projectile length if the proximal-side stop element is flush with the proximal end of the acceleration tube and the distal-side stop element are arranged flush at the distal end of the acceleration tube.
  • the longitudinal dimension of the cavity can be 150 mm, for example.
  • a “projectile” is in particular a body which is freely movable in the axial direction along the acceleration path within the cavity of the acceleration tube.
  • the projectile is in particular between the proximal-side stop element and the distal-side stop element within the cavity of the acceleration tube arranged between them - and can be moved back.
  • the projectile can have any shape.
  • the projectile can have the shape of a bolt or a ball.
  • the projectile can have a slightly smaller diameter at its proximal end than in a central area. This means that the projectile can have a bevel at its proximal end section, which, for example, widens conically from the proximal end to the middle region of the projectile.
  • the projectile can have a bevel at its distal end section and thus narrow from a central region to the distal end .
  • Such a bevel on both sides of the projectile improves in particular the movement at a starting point and/or reversal point of the projectile.
  • the projectile can have structures on its surface, such as grooves. This minimizes contact with the inner surface of the acceleration tube.
  • the projectile has in particular hard steel and/or magnetic properties.
  • the projectile has, in particular, a slightly smaller outer diameter than the diameter of the cavity of the acceleration tube.
  • the projectile can have an outer diameter of 8 mm, preferably 6 mm.
  • the projectile can be moved back and/or back in particular between the proximal-side stop element and the distal-side stop element and thus along the acceleration path continuously by means of the pressure medium of the drive device.
  • the projectile is continuously intermittently and/or oscillatingly moved back and forth between the proximal-side stop element and the distal-side stop element.
  • the "acceleration tube” is in particular an elongated hollow body, the length of which has a larger dimension than its diameter.
  • the acceleration tube has in its interior in particular a continuous cavity in the axial direction in which the projectile can move.
  • the acceleration tube is in particular tubular with an open proximal end and an open distal end, wherein the proximal-side stop element can be arranged and moved at least partially within the open proximal end and the distal-side stop element can be arranged and moved at least partially within the open distal end.
  • the acceleration tube can also be used as Hollow cylinders can be formed, with at least one opening being arranged in each of the end faces.
  • the acceleration tube in particular has a smaller diameter than the guide tube.
  • the acceleration tube has at least one proximal-side opening and at least one distal-side opening for the passage of the pressure medium on .
  • the acceleration tube can in particular be arranged in a rotationally secure manner in the cavity of the guide tube and/or the end caps on both sides, so that an axial movement of the acceleration tube is possible, but not a rotation of the acceleration tube, whereby the respective proximal-side opening and/or the distal-side opening of the acceleration pipe with the respective supply air duct or exhaust air duct in the guide pipe and/or the two terminal end caps can be brought into a continuous position for the print medium. If the supply air and exhaust air ducts in the guide tube are designed as cavities, in particular as all-round cavities around the outer surface of the acceleration tube, an anti-rotation device is not necessary.
  • the acceleration tube and its at least one proximal-side opening and at least one distal-side opening are designed in particular in such a way that, in the case of, for example, a proximal-side stop of the proximal-side stop element and the proximal end of the acceleration tube, the proximal opening of the acceleration tube is continuous with the proximal supply air duct is arranged and pressure medium can flow through the supply air channel and the proximal-side opening into the cavity to accelerate the projectile in the distal direction.
  • the distal opening is continuous with the distal supply air channel and the projectile in the cavity is moved back in the proximal direction by the inflowing pressure medium.
  • the projectile can repulse accordingly on the respective stop element.
  • a “longitudinal central axis” is in particular that axis of the acceleration tube and/or the lithotripsy device which corresponds to the direction of the largest dimension of the acceleration tube and/or the lithotripsy device.
  • the longitudinal central axis thus runs along the axial direction.
  • proximal-side and a distal-side “opening” are each a breakthrough through a wall of the acceleration tube.
  • the proximal-side opening and the distal-side opening are in particular formed continuously through the lateral surface of the acceleration tube.
  • In the proximal-side opening and the The distal opening of the acceleration tube can each be a bore.
  • These openings in particular have a relatively large diameter, so that essentially no pressure loss occurs.
  • the openings of the acceleration tube can have a diameter in the range of 2 to 3 mm with a diameter of the acceleration tube of
  • the openings of the acceleration tube can have a chamfer on the inside of its cavity in order to avoid wear and/or chip formation on the projectile.
  • a “drive device” can in principle be any type of device which causes a force on the projectile and thus a movement of the projectile by means of supplying and/or removing a pressure medium.
  • the drive device causes in particular a continuous and uniform inflow of the pressure medium through the proximal or distal openings of the acceleration tube, for example pneumatically using compressed air, and acceleration of the projectile within the cavity of the acceleration tube.
  • a “pressure medium” is in particular a fluid.
  • a pressure medium can be a gas, such as compressed air.
  • the pressure medium can, for example, be taken from a house pressure supply and/or generated by a compressor.
  • the pressure medium The lithotripsy device is in particular continuously supplied and/or removed and/or circulated.
  • the pressure medium in particular has a pressure in a range from 0 to 10 bar. Due to the continuous supply and removal of the print medium, free from alternating loads, a pressure of > 10 bar can also be used.
  • a “probe” is in particular an elongated component which is, for example, rod-shaped, tube-shaped and/or hose-shaped.
  • a probe can also be a hollow probe, which is at least partially or completely continuous in its interior in the longitudinal direction has a cavity.
  • the hollow probe has at its distal end in particular a distal opening, which is connected to the internal cavity.
  • the probe itself can be set into oscillation, resonance oscillation and/or deformation oscillations, in particular by the action and/or introduction of mechanical vibrations.
  • a probe can also be a sonotrode.
  • the probe is in particular designed in one piece.
  • the probe in particular has a diameter in a range from 0.5 mm to 4.5 mm, in particular from 0.8 mm to 3.8 mm , on.
  • the probe has in particular steel, titanium, aluminum and/or carbon.
  • a probe can in particular be a reusable probe or a disposable probe.
  • a specifically shaped deformation wave is imprinted by means of impact energy when a projectile strikes a distal-side stop element, in particular the probe.
  • the deformation wave causes in particular a translational movement of the probe, which results in improved stone fragmentation due to the deflection.
  • the probe can also be excited into a vibration, in particular longitudinal vibration, in particular by means of a vibration excitation device, for example with an ultrasonic vibration exciter.
  • the probe is designed in particular as a waveguide for the vibration waves generated by a vibration excitation device and/or for the shock waves and/or deformation waves of the projectile.
  • the proximal end of the probe can in particular rest directly or indirectly on the distal stop element.
  • the probe is preferably fitted on the proximal side in a thread/retaining nipple that is thicker than its diameter.
  • the corresponding nipple can also be a head piece.
  • the head piece of the probe is preferably mounted movably.
  • the probe is in particular shaped in such a way that it optimally introduces the vibration waves, deformation waves, shock waves and/or the ultrasonic vibrations at its distal end into the body, the body region to be treated and/or directly onto the body stone to be shattered.
  • a first valve opening position is provided for the flow of the pressure medium through the at least one proximal-side opening into and/or out of the cavity of the acceleration tube in order to move the projectile towards the distal-side stop element or for moving the projectile back to the proximal-side stop element and in the case of a distal-side stop of the axially movable acceleration tube, a second
  • Valve opening position for flowing the pressure medium through the at least one distal-side opening into and / or out of the cavity of the acceleration tube for moving the projectile back to the proximal-side stop element or for moving the projectile towards the distal-side stop element.
  • Acceleration tube in the axial direction a defined First valve opening position or a defined second valve opening position enables, whereby by striking the projectile on the distal-side stop element or the proximal-side stop element, the acceleration tube is moved axially further in the direction of movement of the projectile, whereby the flow direction of the pressure medium is switched and thus a change in the direction of movement of the projectile and also of the axially movable acceleration tube is effected.
  • the pressure medium can flow into or out of the cavity of the acceleration tube through the respective at least one proximal-side opening or the at least one distal-side opening. If, for example, when the proximal end of the acceleration tube stops on the proximal side, the pressure medium flows in through the at least one proximal-side opening and thus an overpressure operation is realized, the projectile is accelerated to the distal-side stop element. For negative pressure operation and thus an outflow of the pressure medium from the cavity, a negative pressure must be applied to the distal opening of the acceleration tube so that the projectile moves from the proximal end of the acceleration tube to the distal stop element.
  • the proximal-side opening and the distal-side opening are in the overpressure area (alternatively negative pressure area) or in the ambient pressure area, whereby the direction of movement of the projectile is controlled.
  • the switching of the direction of movement is induced by striking the projectile on the proximal-side stop element or the distal-side stop element, with a simultaneous impact on the probe on the distal side. This reverses the supply or discharge of compressed air to the acceleration pipe to make the projectile passive and/or active to move back.
  • the at least one proximal-side opening is opened in the first valve opening position and can therefore be flowed through with pressure medium and is closed in the second valve opening position for the pressure medium to flow in.
  • the valve opening positions behave in reverse.
  • the acceleration tube has a second proximal-side opening and/or further proximal-side openings and a second distal-side opening and/or further distal-side openings.
  • the flow resistance can also be reduced through several proximal and/or distal openings.
  • the “second proximal-side opening” or “the further proximal-side openings” and the “second distal-side opening” or “the further distal-side openings” are each at the top in terms of their respective design and function defined proximal opening or distal opening. However, these further proximal or distal openings can be arranged at a different position of the acceleration tube. [ 38 ] In a further embodiment of the
  • Lithotripsy device is or are the at least one proximal-side opening or the proximal-side openings and the at least one distal-side opening or the distal-side openings in a lateral surface of the acceleration tube, axially symmetrical to a longitudinal central axis of the acceleration tube and / or arranged all around.
  • the outflowing pressure medium is discharged laterally from the acceleration tube and / or the lithotripsy device .
  • the venting direction is perpendicular to the distal direction, with the pressure medium emerging from the cavity of the acceleration tube preferably being present directly in an ambient pressure area before passing through an exhaust air duct and being released from this to the environment of the lithotripsy device. This prevents an overpressure of the pressure medium directed in the distal direction onto the probe and thus a danger to a patient due to the effect of undesirable overpressure in the event of a malfunction.
  • the axially symmetrical arrangement of the respective proximal and/or distal openings or their all-round arrangement achieves a uniform inflow and/or outflow from the cavity of the acceleration tube, whereby the mobility of the acceleration tube in the axial direction is not influenced.
  • the multiple proximal and/or distal openings preferably have the same one Have a cross-sectional opening. However, these can also have cross-sectional openings of different sizes.
  • the proximal-side stop element has a first cylindrical section and the distal-side stop element has a second cylindrical section, the proximal end section of the acceleration tube being around the first cylindrical portion and the distal end portion of the acceleration tube are movably arranged around the second cylindrical portion in the axial direction.
  • the proximal-side stop element has a first end section as a stop on the proximal end of the acceleration tube and the distal-side stop element has a second end section as a stop on the distal end of the acceleration tube.
  • the respective end section of the proximal-side stop element and the distal-side stop element also securely closes the pressurized area of the cavity of the acceleration tube, which, like the discharge of the exhaust air in the radial direction, creates an undesirable excess pressure in the distal direction to the probe and thus to a patient.
  • the end sections also prevent the projectile from exiting the acceleration tube in the axial direction.
  • a “terminating section” is in particular a region of the proximal and distal stop elements, which has a larger cross section than the cross section of the outer diameter of the acceleration tube, so that the proximal end and the distal end of the acceleration tube abut, respectively, on the proximal and distal sides in the axial direction against the end section which projects radially outwards.
  • a damping element such as an O-ring, can be arranged between the respective end of the acceleration tube and the end section.
  • a first spring element for repulsing the projectile is arranged on the proximal side of the proximal stop element and/or the first end element.
  • an active proximal reversal mechanism in which the kinetic energy of the projectile is transferred to the proximal-side stop element, this stop element compresses the spring element, which exerts a force on the acceleration tube and thus displaces it in the proximal direction. The remaining force can then be converted by the spring element into kinetic energy of the proximal-side stop element and can be transferred from this stop element to the projectile by impact, whereby part of the energy that the projectile receives during the movement from the distal end of the acceleration tube to the projectile is recovered was fed to the proximal end of the acceleration tube.
  • the kinetic energy of the impacting projectile is largely stored in the spring element and used for the axial movement of the acceleration tube and the repulsation of the projectile.
  • the spring element thus promotes the springback of the projectile and thus the reversal movement.
  • the projectile is also pushed back and/or moved passively without a spring element on the proximal or distal stop element.
  • a short dead time can occur at this reversal point.
  • the reversal of movement is actively initiated and accelerated by a first and/or second spring element of the distal-side stop element and/or the proximal-side stop element, and consequently a rapid switchover between the valve opening positions is achieved.
  • a “spring element” (also called a spring) is in particular any element and/or component that can be deformed sufficiently elastically to overcome a brief counterpressure at the reversal point of the reversal of movement of the projectile at the distal stop element or proximal stop element .
  • a spring element can be, for example, a helical spring and thus a wire wound in a helical shape with sufficient energy storage capacity.
  • the respective spring element converts in particular the kinetic energy of the projectile, which is initially transferred to the proximal or distal stop element, into a Clamping energy, which is used for an axial movement of the acceleration tube and the active resetting of the projectile.
  • the spring in particular has a larger diameter than the projectile and / or a similar or larger diameter than the acceleration tube.
  • the spring element can have a diameter in a range from 5.00 mm to 9.00 mm and/or a wire thickness in a range from 0.50 mm to 1.25 mm.
  • a length of the spring element can, for example, be in a range from 5.00 mm to 10.00 mm in a relaxed state and in a range from 1.00 mm to 2.00 mm in a compressed state.
  • the distal-side stop element has a shock pin on the distal side of the second cylindrical section and/or of the second end section for transmitting a shock from the projectile to the probe.
  • a “shock pin” is in particular a distal-side section of the distal-side stop element for transmitting a shock to the probe.
  • the push pin has, in particular, a peg- and/or cylindrical shape.
  • the push pin strikes, in particular, directly with the distal end face and/or circular surface or indirectly on the proximal end of the probe.
  • the end face is in particular a smooth surface.
  • a second spring element is arranged distally from the second end section and/or around the butt pin of the distal-side stop element.
  • the spring element for example designed as a spiral spring
  • the spring element surrounds. This allows the shock pin to be moved in a distal direction beyond the distal end of the spring and to efficiently transmit a shock to the probe.
  • This design of the distal-side stop element simultaneously enables efficient energy and shock transmission.
  • the billiard projectile and the spring element are designed in such a way that the spring element is compressed just enough to move the acceleration tube sufficiently quickly.
  • the billiard projectile still has a residual speed in the distal direction and with this it hits the probe head by means of its impact pin and thereby transfers the entire residual energy and the impulse to the probe to shatter a body stone.
  • the acceleration tube continues to move and the distal opening remains closed and is then pushed into the overpressure area, while the previously open proximal opening is closed and then moved into the ambient pressure area.
  • compressed air now flows into the cavity of the acceleration tube through the distal opening and the projectile accelerates in the proximal direction.
  • both the first spring element and the second spring element can be selected and adjusted according to the intended energy flow and do not necessarily have to fit into the acceleration tube of the projectile.
  • the required spring hardness, in particular of the distal spring element can be realized in a dimension around the butt pin for which there is otherwise no installation space.
  • the energy transferred to the second spring element at the distal end is used to shift the acceleration tube used in the distal direction, for the shock excitation of the probe and optionally for the repulsation of the projectile in the proximal direction.
  • the billiard projectile as a distal-side stop element, provides protection for the spring and redundancy for safety if the lithotripsy device has not been assembled correctly for an operation. It is particularly advantageous that the shock of the billiard projectile hits the probe before its entire kinetic energy is absorbed in the spring.
  • the billiard projectile with the spring element serves as a shock absorber and transmitter without an air spring being formed, and consequently no ventilation is necessary in this area during regular operation of the lithotripsy device.
  • the first spring element and at least partially the proximal-side stop element are accommodated in a proximal-side holding unit and the second spring element and at least partially the distal-side stop element are accommodated in a distal-side holding unit, the proximal-side holding unit and the distal-side holding unit is each connected directly or indirectly to an outside of the acceleration tube and is movable in the axial direction.
  • This provides a complete assembly with an axially movable acceleration tube, which can be easily manufactured.
  • the respective outside of the proximal-side holding unit and the distal-side holding unit preferably rests directly on the inside of the respective end caps and/or the guide tube.
  • a “holding unit” is in particular a component or has several components, which receive and hold the respective spring element and at least partially the respective stop element.
  • On the respective holding unit in particular directly or indirectly, there is an outside of the proximal or distal end section of the acceleration tube.
  • the holding unit can be designed in one piece or in several pieces.
  • the holding unit can be realized in two parts by a cap with an external thread, for example soldered, which is permanently connected to the outside of the acceleration tube, in which the second part is the An end piece with an internal thread is screwed onto the holding unit.
  • the connection between the respective holding unit and the acceleration ear is in particular materially coherent and/or strong decision.
  • the proximal and distal holding units are made from the thinnest possible material thickness.
  • compressed air can preferably be supplied directly to both the proximal-side supply air duct and the distal-side supply air duct so that a pressure medium is present directly in both supply air channels, regardless of the respective valve opening position. This allows for quick switching between the first
  • Valve opening position and the second valve opening position are realized.
  • the exhaust air is preferably not discharged via chambers, but, as described above, is vented radially outwards outside the lithotripsy device.
  • the Chambers can in particular be designed as longitudinal bores in the carrier unit.
  • the lithotripsy device has a connection port for connecting to the drive device and for continuously feeding or discharging the print medium.
  • the lithotripsy device has only a single connection port, whereby the drive device can be connected to this connection port with a single hose. This makes handling the lithotripsy device easier.
  • a “connection connection” is any connection element that ensures a connection for the pressure medium between the drive device and the lithotripsy device.
  • a connection connection is in particular a short piece of pipe, such as a hose connector, a hose nozzle or a Hose coupling.
  • a connection connection can also simply be an opening in the housing wall and/or the carrier unit of the lithotripsy device. This opening can, for example, have an internal thread for screwing in a hose nozzle. Such an opening can also be designed without a thread and The print medium simply flows into the lithotripter through this opening.
  • the hollow space is or are provided by means of the drive device or a part of the cavity of the acceleration tube can be impressed with negative pressure and/or excess pressure.
  • the object is achieved by a method for accelerating a projectile of a lithotripsy device, wherein the lithotripsy device has a guide tube and an acceleration tube with a cavity and the acceleration tube is at least partially surrounded by the guide tube, in which Cavity of the acceleration tube between a resilient proximal-side stop element and a resilient distal-side stop element movable projectile is arranged, and the acceleration tube has at least one proximal-side opening and at least one distal-side opening for the inflow and / or outflow of a pressure medium into and / or out of its cavity for moving the projectile back and forth between the resilient proximal-side stop element and the resilient distal-side stop element and the lithotripsy device can be assigned a drive device for supplying and/or removing the pressure medium and a probe, and the acceleration tube is located on the inside at its proximal end section by means of the resilient proximal-side stop element and at its distal
  • the user can very easily and quickly, after starting the lithotripsy device, realize a repetitive back and forth movement of the projectile along the acceleration path through the self-controlling, axially movable acceleration tube due to defined valve positions and switching the direction of movement, without having to Pressures and valve switching of an external pressure medium supply must be taken into account.
  • the method described above refers to an overpressure operation, and applies analogously to a negative pressure operation, in which a suction pressure is applied to the distal opening of the acceleration tube in order to move the projectile towards the distal-side stop element.
  • the procedure is reversed when the projectile is moved back to the proximal-side stop element and the suction pressure is applied to the proximal-side opening of the acceleration tube.
  • the kinetic energy of the projectile when it hits the resilient distal-side stop element is used to further move the acceleration tube axially in the distal direction by means of force transmission and thereby bring about an automatic valve switching for the pressure medium and at the same time by pushing the Distal-side stop element on the proximal end of the probe to deliver part of the impulse and the residual energy to the probe.
  • the supply and/or removal of the print medium is carried out continuously.
  • Figure 1 is a schematic, partly three-dimensional
  • Figure 2 is a schematic sectional view of the
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of the
  • Figure 4 is a schematic sectional view of the
  • Figure 5 is a schematic sectional view of the
  • Figure 6 is a schematic sectional view of the
  • a lithotripsy device 101 has a carrier unit 103 with a central housing tube 105.
  • a proximal end of the housing tube 105 is connected to a proximal housing cap 107 and a distal end of the housing tube 105 is connected to a distal housing end cap 111 (see FIG. 1).
  • a guide tube 121 is arranged inside the housing tube 105 of the carrier unit 103, which is connected at its proximal end by means of a proximal end cap 137 and at its distal end by means of a distal end cap 139.
  • the proximal end cap 137 is firmly accommodated in the proximal housing cap 107 and the distal end cap 139 is firmly received in the distal housing cap 111 and sealed with an O-ring 217 on the proximal and distal sides.
  • Four supply air chambers with a symmetrical cross section are arranged between an inner wall of the housing tube 105 and an outer wall of the guide tube 121. These supply air chambers each connect a proximal supply air channel 152 and a distal supply air channel 156, which are designed to be radially aligned in the respective end cap 137, 139.
  • the supply air chambers not visible in Figure 1 are fluidly connected to a compressed air connection 151 on the proximal housing cap 107, with supply air being continuously supplied via the compressed air connection 151 from an external drive device, not shown.
  • the guide tube 121 has a cavity 122 in which an acceleration tube 131 with a longitudinal central axis 149 is arranged, which runs parallel to a distal direction 115.
  • the acceleration tube 131 In front of its proximal end 133, in a proximal end section, the acceleration tube 131 has a proximal opening 123 and a proximal opening 124 and two further proximal openings that are not visible in the figures.
  • the acceleration tube 131 has, in front of its distal end 135, a distal opening 127 and a distal opening 129 as well as two further distal openings not visible in the figures.
  • the acceleration tube 131 has a cavity 141, which forms an acceleration path for a projectile 143 between a proximal stop element 165 and a billiard projectile 167 as a distal stop element.
  • the proximal stop element 165 has a proximal cylinder section 169 which is movably received within the cavity 141 of the acceleration tube 131 .
  • the proximal stop element 165 On the proximal side of the proximal cylinder section 169, the proximal stop element 165 has a proximal end section 173, which has a larger diameter than the proximal cylinder section 169.
  • a proximal cap 183 is soldered to the outside of the proximal end portion 187 of the acceleration tube 131 and has an external thread 191 onto which a proximal end piece 187 is screwed.
  • a proximal spring 146 is arranged between the proximal inside of the proximal cap 183 and the proximal end face of the proximal end section 173. The thus connected proximal-side assembly surrounded by the proximal cap 183 is movable within the Cavity of the proximal end cap 137 arranged.
  • Cap 183 has a proximal through hole 193.
  • the billiard projectile 167 is arranged at the distal end section of the acceleration tube 131.
  • the billiard projectile 167 has a distal cylinder section 171 which is movably arranged in the cavity 141 of the acceleration tube 131 .
  • Distal side of the distal cylinder section 171 the billiard projectile 167 has a distal end section 175, which is designed as a shoulder.
  • the billiard projectile 167 merges into a butt pin 181, the butt pin 181 having a smaller diameter than the distal cylinder section 171.
  • the distal end section of the acceleration tube 131 is connected analogously as described above by means of a soldered distal cap 185, which has an external thread 191 onto which a distal end piece 189 is screwed.
  • the distal cap 185 has a distal through hole 195 .
  • An O-ring 217 is arranged between the distal end 135 of the acceleration tube 131 and the proximal side of the distal end section 175.
  • an O-ring 217 is arranged between the distal side of the proximal end section 173 and the proximal end 133 of the acceleration tube 131 (see FIG. 2).
  • the butt pin 181 formed on the distal side of the distal end section 175 is completely surrounded by a distal spring 147 on its outer surface.
  • the proximal spring 146 and the distal spring 147 are designed as spiral springs.
  • a head piece 215 is arranged on the distal side of the distal end cap 139, in which a probe head 213 is connected with an elongated probe 211 is arranged.
  • the front part of the probe head 213 and the proximal end of the probe 211 are surrounded by a silicone tube as a damping element 219, which is supported on the inside of the distal housing cap 111 in the distal direction 115.
  • the space around the probe head 213 is connected to the external environment of the lithotripsy device 101 with a relief bore 203 guided through the head piece 215.
  • the probe 211 is designed as a hollow probe for shattering body stones.
  • the projectile 143 is movably arranged within the cavity 141 of the acceleration tube 131.
  • the projectile 143 has a bevel 142 at its proximal end and its distal end for an improved start of movement and circumferential grooves 145 to minimize contact.
  • the lithotripsy device 101 is started by means of a control element (not shown) on the carrier unit 103 and compressed air is continuously supplied through the compressed air connection 151 in a supply air direction 161 to the four supply air chambers (not shown) which are guided in the longitudinal direction.
  • the distal End piece 189 closes the distal supply air channel 156, with the proximal end of the distal end piece 189 abutting a stop 199 of the distal end cap 139.
  • the compressed air exits in the distal direction 115 from the cavity 141 through the distal openings 127, 129 into the cavity 122 of the guide tube 121 and further through the distal exhaust duct 158.
  • the distal exhaust air channel 158 ends, just like a proximal exhaust air channel 154, in a ventilation mixing space 157, from which the escaping air is released into the environment around the lithotripsy device 101 on the proximal and distal sides by means of ventilation channels 159.
  • the distal openings 123, 124 are therefore in an overpressure area, while the cavity 122 of the guide tube 121 and the ventilation mixing space 157 as well as the exhaust air channels 154, 158 are under ambient pressure.
  • the projectile 143 is further accelerated in the same projectile movement direction 144 by the compressed air flowing in the distal direction 115 until it hits the billiard projectile 167 and thereby delivers its momentum and its kinetic energy to the billiard projectile 167 (FIG. 2).
  • the abutted billiard projectile 167 now compresses the distal spring 147, as a result of which, due to its spring force, it moves the acceleration tube 131 further in the distal direction 115 via the connected distal cap 185 and the distal end piece 189. Energy is therefore transferred from the distal spring 147 to the acceleration tube 131 .
  • the residual speed of the billiard projectile 167 causes the billiard projectile 167 to move further in the distal direction 115 and the impact pin 181 impacts the probe head 213, whereby the remaining residual energy and the impulse are transferred to the probe 211 for oscillating the probe 211.
  • This transferred deformation energy can be used to shatter a body stone.
  • the distal end piece 189 rests against the proximal side of the distal housing cap 111 in an achieved, distal starting position (FIG. 4).
  • the acceleration tube 131 moves further in the distal direction 115, whereby the proximal end piece 187 increasingly closes the proximal supply air channel 152 until the distal end of the proximal end piece 187 abuts a stop 197 of the proximal end cap 137.
  • the proximal openings 123, 124 are moved in the distal direction 115, closed by the external proximal end cap 137 (see FIG. 3) and then moved further into the surrounding area. Meanwhile, the closed distal openings 127, 129 are moved further in the distal direction 115 until they, together with the distal through hole 195, are continuous with the distal supply air channel 156 and are now in the overpressure area.
  • the projectile 143 which was actively repulsed on the billiard projectile 167, now moves in the projectile movement direction 144 in the proximal direction against the distal direction 115, so that an automatic switching of the direction of movement has taken place.
  • the projectile is further accelerated in the proximal direction by the compressed air flowing in via the chambers not shown through the distal supply air channel 156, the distal through hole 195 and the distal openings 127, 129 until it hits the proximal stop element on the proximal side 165 hits and transmits its entire impulse to the proximal stop element 165 due to the same mass ratios between the projectile 143 and the proximal stop element 165.
  • a force is transmitted to the acceleration tube 131, as described for the distal spring 147, and the acceleration tube 131 is thereby moved further in the proximal direction until the proximal end piece 187 is again on the inside on the distal side of the proximal housing cap 107 is applied ( Figure 1).
  • a lithotripsy device 101 is thus provided in which an automatic valve changeover for moving a projectile 143 back and forth is realized by means of the axially movable acceleration tube 131, the proximal stop element 165 and the billiard projectile 167, the processes occurring with a continuous flow through the acceleration tube 131 self-timed repeat automatically. This eliminates the need for complex control and valve switching of an external intermittent supply of compressed air.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrichtung eine Trägereinheit, ein Führungsrohr, ein Beschleunigungsrohr mit einer axialen Richtung, einem Hohlraum, einem proximalen Ende und mit einem distalen Ende, ein bewegbares Projektil, und ein proximalseitiges Anschlagselement und ein distalseitiges Anschlagselement für das bewegbare Projektil aufweist, und das Beschleunigungsrohr mindestens eine proximalseitige Öffnung und mindestens eine distalseitige Öffnung zum Einströmen und/oder Ausströmen eines Druckmediums in und/oder aus seinen Hohlraum zum Hin- und Herwegen des Projektils zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement aufweist, wobei das Beschleunigungsrohr innenliegend an seinem proximalen Endabschnitt mittels des proximalseitigen Anschlagselements und an seinem distalen Endabschnitt mittels des distalseitigen Anschlagselementes in der axialen Richtung beweglich angeordnet ist, sodass das Beschleunigungsrohr in eine distale Richtung und in eine proximale Richtung relativ zum Führungsrohr verschiebbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beschleunigen eines Projektils einer Lithotripsievorrichtung.

Description

Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen mit einem axial bewegbaren Beschleunigungsrohr und Verfahren zum Beschleunigen eines Proj ektils einer Lithotripsievorrichtung
[ 01 ] Die Erfindung betri f ft eine Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrichtung eine Trägereinheit , ein Führungsrohr, ein Beschleunigungsrohr mit einer axialen Richtung, einem Hohlraum, einem proximalen Ende und mit einem distalen Ende , ein bewegbares Proj ektil , und ein proximalseitiges Anschlagselement und ein distalseitige Anschlagselement für das bewegbare Proj ektil aufweist , wobei das Beschleunigungsrohr zumindest teilweise von dem Führungsrohr umgeben ist und das Beschleunigungsrohr mindestens eine proximalseitige Öf fnung und mindestens eine distalseitige Öf fnung zum Einströmen und/oder Ausströmen eines Druckmediums in und/oder aus seinem Hohlraum zum Hin- und/oder Herbewegen des Proj ektils zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement aufweist , und der Lithotripsievorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums und eine Sonde zuordenbar sind, die Sonde an ihrem proximalen Ende mit der Trägereinheit direkt oder indirekt verbindbar und durch ein mechanisches Auftref fen des Proj ektils auf das distalseitige Anschlagselement schwingungsanregbar ist . Des Weiteren betri f ft die Erfindung ein Verfahren zum Beschleunigen eines Proj ektils einer Lithotripsievorrichtung .
[ 02 ] Die Lithotripsie ist ein bekanntes Verfahren zum Zertrümmern von Körpersteinen, welche sich z . B . durch Kondensation und/oder Auskristallisation von Sal zen und Eiweißen als sogenanntes Konkrement in Körperorganen, wie beispielsweise in der Blase oder Niere , bilden . Wenn die Körpersteine zu groß für einen natürlichen Abgang sind und Beschwerden verursachen, müssen diese mit einem Lithotripter zerkleinert werden, sodass die zerkleinerten Steine durch natürliche Ausscheidung und/oder mittels einer Saug-Spül-Pumpe entfernt werden können . Die zu zertrümmernden Körpersteine sind häufig inhomogen mit unterschiedlichen Bestandteilen und/oder Festigkeiten auf gebaut .
[ 03 ] Pneumatische Lithotripter beruhen auf dem Schlaghammer- Prinzip, bei dem ein Proj ektil innerhalb eines üblicherweise fest eingebauten Beschleunigungsrohrs beschleunigt und die kinetische Energie des Proj ektils über einen elastischen Stoß auf das proximale Ende einer Sonde und/oder Sonotrode und weiter auf dessen distales Ende zum Fragmentieren des Körpersteins übertragen wird . Üblicherweise wird das nacheinander erfolgende Aufschlagen des Proj ektils über zeitlich getaktete Druckluf tstöße gesteuert . Dadurch ist der Takt der auf die Sonde und/oder Sonotrode übertragenen Stoßwellen direkt von der zeitlichen Abfolge der nacheinander aufgebrachten Druckluf tstöße abhängig . Folglich ist die Schlagkadenz aufgrund des einlumigen Beschleunigungsrohres und reversierenden Druckluftantriebes des Proj ektils bei bekannten Lithotriptern begrenzt . Zudem muss distalseitig ein Druckluftreservoir über eine Verbindung und/oder ein Schaltventil mit dem Inneren des Beschleunigungsrohres verbunden sein, um nach einem distalseitigen Anschlag des Proj ektils das Proj ektil wieder zum proximalseitigen Anschlag zurückzubewegen . Im einfachen Fall wird zur Repulsation des Proj ektils eine passive Luftfeder genutzt , bei der das sich in distale Richtung bewegende Proj ektil die Luft aus dem Beschleunigungsrohr in ein Reservoir verdrängt , in welchem der Druck ansteigt . Nach Ausschalten des Beschleunigungsdruckes in distaler Richtung kann der Druck im Reservoir genutzt werden, um das Proj ektil in proximaler Richtung zurückzubewegen . Nachteilig hierbei ist , dass der aufgebaute Beschleunigungsdruck in distaler Richtung die Repulsation des Proj ektils in proximaler Richtung dämpft und die im Reservoir speicherbare Energie begrenzt ist , wodurch das Proj ektil langsamer zurückbeschleunigt wird . Dementsprechend muss auch die Luft im Anschlussschlauch zum Lithotripter bei j edem Puls zurückbewegt werden und über einen Widerstand eines proximalseitigen Umschaltventils , beispielsweise im Bediengerät , ins Freie gelangen . Zusätzlich zu einer Druckregelung ist somit ein komplexes Bediengerät mit zeitgesteuertem Umschaltventil erforderlich . Zudem federt üblicherweise das Proj ektil am proximalen Anschlag und somit am Umkehrpunkt nicht automatisch zurück, sondern muss aus dem Stillstand wieder von Neuem mit Druckluft in distaler Richtung beschleunigt werden . Diese Randbedingungen begrenzen die maximale Schlag-Kadenz üblicherweise auf deutlich unter 15 Hz .
[ 04 ] Des Weiteren ist bei einem bekannten Gerät üblicherweise ein Umlenkhebel zur Änderung der Bewegungsrichtung des Proj ektils und somit zur Schlagumlenkung erforderlich . Aufgrund eines Schlagimpulsverlustes bedingt durch einen Umlenkhebel ist eine Erzeugung einer großen distalen Schnelle bei gleichzeitig hoher Amplitude am Sonotroden- und/oder Sonden-Ende nur eingeschränkt möglich .
[ 05 ] Herkömmliche Lithotripter haben vor allem den Nachteil , dass diese keine aktive Rückstellung und somit Repulsation des Proj ektils aufweisen und stattdessen auf langsame und inef fi ziente Luftfedern ausgebildet zwischen dem Proj ektil und der Innenseite des Beschleunigungsrohres zurückgrei fen müssen . Dadurch ist die einsetzbare Schlagfrequenz begrenzt und dies kann dazu führen, dass ab einer Grenz frequenz nicht mehr die gesamte Beschleunigungsstrecke genutzt werden kann . Wenn das Umschaltventil extern in einem Antriebs- und/oder Versorgungsgerät angeordnet ist , geht typischerweise viel Druck in einer Dehnung des Zuführschlauches für die Druckluft verloren . Dagegen verschlechtert die Verwendung eines stei feren Schlauches mit geringerem Druckverlust wiederum die Handhabung des Lithotripters . Ein Einbau des Ventils und/oder des gesamten Antriebs- und Versorgungsgerätes im Handstück des Lithotripters erschwert wiederum die Sterilisation und erhöht das Gewicht .
[ 06 ] Aufgabe der Erfindung ist es , den Stand der Technik zu verbessern .
[ 07 ] Gelöst wird die Aufgabe durch eine Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrichtung eine Trägereinheit , ein Führungsrohr, ein Beschleunigungsrohr mit einer axialen Richtung, einem Hohlraum, einem proximalen Ende und mit einem distalen Ende , ein bewegbares Proj ektil , und ein proximalseitiges Anschlagselement und ein distalseitiges Anschlagselement für das bewegbare Proj ektil aufweist , wobei das Beschleunigungsrohr zumindest teilweise von dem Führungsrohr umgeben ist und das Beschleunigungsrohr mindestens eine proximalseitige Öf fnung und mindestens eine distalseitige Öf fnung zum Einströmen und/oder Ausströmen eines Druckmediums in und/oder aus seinem Hohlraum zum Hin- und Herbewegen des Proj ektils zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement aufweist , und der Lithotripsievorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums und eine Sonde zuordenbar sind, die Sonde an ihrem proximalen Ende mit der Trägereinheit direkt oder indirekt verbindbar und durch ein mechanisches Auftref fen des Proj ektils auf das distalseitige Anschlagselement schwingungsanregbar ist , wobei das Beschleunigungsrohr innenliegend an seinem proximalen Endabschnitt mittels des proximalseitigen Anschlagselementes und an seinem distalen Endabschnitt mittels des distalseitigen Anschlagselementes in der axialen Richtung beweglich angeordnet ist , sodass das Beschleunigungsrohr in eine distale Richtung und in eine proximale Richtung relativ zum Führungsrohr verschiebbar ist . [ 08 ] Somit wird eine Lithotripsievorrichtung mit einem axial beweglichen Beschleunigungsrohr bereitgestellt , bei dem aufgrund einer sehr kurzen Passung des proximalen Endabschnittes mit dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalen Endabschnitt mit dem distalseitigen Anschlagselement Reibungsverluste minimiert sind, wodurch die komplette Beschleunigungsstrecke und somit die Länge des Beschleunigungsrohres in seinem Hohlraum zur Beschleunigung des Proj ektils ausnutzbar ist .
[ 09 ] Dadurch, dass das Beschleunigungsrohr mindestens eine proximalseitige Öf fnung und mindestens eine distalseitige Öf fnung zum Einströmen und/oder Ausströmen eines Druckmediums in und/oder aus seinem Hohlraum aufweist und das Beschleunigungsrohr axial beweglich relativ zum umgebenden Führungsrohr angeordnet ist , ist durch die Bewegung des Beschleunigungsrohrs in der axialen Richtung direkt die Position der mindestens einen proximalseitigen Öf fnung und der mindestens einen distalseitigen Öf fnung ebenfalls relativ zum Führungsrohr einstellbar . Durch die axiale Beweglichkeit des Beschleunigungsrohrs und somit seine gezielte Verschiebung in axialer Richtung, werden die mindestens eine proximalseitige Öf fnung und die mindestens eine distalseitige Öf fnung entsprechend relativ zum Führungsrohr verschoben und sind direkt zur Steuerung der Zufuhr und/oder Abfuhr des Druckmediums und somit zur Beschleunigung des Proj ektils in distaler Richtung oder in proximaler Richtung nutzbar . Folglich wird mittels des axial beweglichen Beschleunigungsrohres ein sich selbst steuernder pneumatischer Antrieb bereitgestellt . Dadurch ist eine Beschleunigung des Proj ektils über ein Viel faches seiner Länge entlang der Beschleunigungsstrecke ermöglicht , um den Impuls des Proj ektils beim Aufschlagen auf das distalseitige Anschlagselement an die Sonde für die pneumatische Steinzertrümmerung zu übertragen . [ 10 ] Somit läuft nach einmaligem Starten der Druckmediumzufuhr ein selbststeuernder Prozess ab, bei dem das Proj ektil durch den konstant angelegten Druck des Druckmediums kontinuierlich hin- und herbewegt wird, wobei das Umschalten der Bewegungsrichtung durch die axiale Position des Beschleunigungsrohres und der mindestens einen proximalseitigen Öf fnung und/oder der mindestens einen distalseitigen Öf fnung vorgegeben ist . Durch den einheitlichen, konstanten Druckmediumfluss durch die mindestens eine proximalseitige Öf fnung oder die mindestens eine distalseitige Öf fnung des Beschleunigungsrohrs und die im Wesentlichen vollständige Ausnutzung der Beschleunigungsstrecke wird eine höhere Schlagkadenz , insbesondere mit einer Frequenz von > 15 Hz , bevorzugt von > 30 Hz , als bei bekannten Lithotriptern ermöglicht . Zudem ist sichergestellt , dass die komplette Beschleunigungsstrecke verwendet wird und die Schlagwirkung bei steigender Frequenz nicht abnimmt , wodurch eine höhere Steinabtragungsleistung als in bekannten Lithotriptern erreichbar ist . Dementsprechend kann für dieselbe Pro ektilgeschwindigkeit in der erfindungsgemäßen Lithotripsievorrichtung auch mit einem niedrigeren Druck gearbeitet werden . Zudem weist die Lithotripsievorrichtung einen geringeren Bauraum und somit ein reduziertes Instrumentengewicht auf , da auf das distalseitige Druckreservoir mit und/oder ohne Umschaltventil und mit Verbindung zur Beschleunigungsstrecke gegenüber bekannten Lithotriptern verzichtet wird .
[ 11 ] Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf , entgegen der herkömmlichen Auf fassung, dass ein Beschleunigungsrohr fest innerhalb einer Lithotripsievorrichtung einzubauen ist , das Beschleunigungsrohr gerade beweglich in der axialen Richtung aus zubilden und durch eine Bewegung des Beschleunigungsrohrs in axialer Richtung oder in proximaler Richtung eine Ventilumschaltung zum Hin- und Herbewegen des Proj ektils zu realisieren . Durch die Integration der Ventilumschaltung und somit der Umlenkung der Bewegungsrichtung des Proj ektils mittels des axial beweglichen Beschleunigungsrohres direkt innerhalb der Lithotripsievorrichtung ist eine komplexe externe Zu- und Abführung sowie Regelung des Druckmediums , eine Zeitsteuerung von externen Umschaltventilen sowie ein distalseitiges Druckreservoir nicht erforderlich . Zudem wird die Frequenz der mechanischen Schläge des Proj ektils auf die Sonde nicht durch externe getaktete Druckstöße vorgegeben, sondern ist gezielt über den Druckmediumfluss in Abhängigkeit der axialen Position des Beschleunigungsrohres und somit der mindestens einen proximalseitigen Öf fnung und der mindestens einen distalseitigen Öf fnung und damit ihres Vorliegen in einem Uberdruckbereich ( alternativ Unterdruckbereich) oder im Umgebungsdruckbereich einstellbar und die Bewegungsrichtung des Proj ektils vorgebbar .
[ 12 ] Folgendes Begri f fliche sei erläutert :
[ 13 ] Bei einer „Lithotripsievorrichtung" ( auch „Lithotripter" genannt ) handelt es sich insbesondere um eine Vorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen durch Stöße , Stoßwellen und/oder Verformungswellen . Unter einer Lithotripsievorrichtung werden insbesondere verschiedene Bestandteile , Bau- und/oder Funktionskomponenten eines Lithotripters verstanden . Die Lithotripsievorrichtung kann einen Lithotripter vollständig oder teilweise ausbilden . Bei einer Lithotripsievorrichtung kann es sich insbesondere um eine intrakorporale oder extrakorporale Lithotripsievorrichtung handeln . Im Falle einer intrakorporalen Lithotripsievorrichtung kann diese zusätzlich eine Spül-/Saugpumpe aufweisen . Die Lithotripsievorrichtung kann als Handgerät ausgebildet sein und/oder ein Endoskop aufweisen oder in ein Endoskop eingeschoben werden . Die Lithotripsievorrichtung ist insbesondere autoklavierbar und weist beispielsweise Instrumentenstahl und/oder Kunststof f auf . Die Lithotripsievorrichtung kann weitere Komponenten, wie ein Steuer- und/oder Versorgungsgerät aufweisen oder diese sind der Lithotripsievorrichtung zugeordnet . Eine Lithotripsievorrichtung ist insbesondere eine pneumatische Lithotripsievorrichtung . Prinzipiell kann die Lithotripsievorrichtung auch eine kombinierte Anregung mit einer sich wiederholenden Schlaganregung mittels des Proj ektils und einer konstanten Schwingungsanregung, beispielsweise mittels eines Ultraschallgenerators , aufweisen . Dazu weist die Lithotripsievorrichtung insbesondere ein Gegenlager, ein Horn und mindestens ein Piezoelement als Schwingungsanreger zwischen dem Gegenlager und dem Horn auf , wobei das Horn insbesondere mit der Sonde verbindbar und das mindestens eine Piezoelement elektrisch mit einem zuordenbaren Ultraschallgenerator verbindbar sind, sodass mittels des Piezoelementes der Sonde eine im Wesentlichen konstante Ultraschallenergie zugeführt werden kann . Im Falle einer kombinierten Anregung ist die Sonde bevorzugt als massive Stab-Sonotrode ausgebildet . Des Weiteren weist die Lithotripsievorrichtung und/oder die Trägereinheit eine Bedieneinheit zum Starten, Stoppen und/oder Einzelauslösen einer Bewegung des Proj ektils auf . Bei einer Bedieneinheit kann es sich beispielsweise um einen Hebel , einen Druckknopf und/oder einen Drehknopf handeln . Durch die Bedienung der Schalt funktion an der Lithotripsievorrichtung selbst , kann auch den sonst üblichen Fußschalter zum Auslösen einer Stoßwelle des Proj ektils verzichtet werden und somit die Kosten der Lithotripsievorrichtung gesenkt und eine Übersichtlichkeit im Operationssaal verbessert werden .
[ 14 ] Unter „Körpersteinen" ( auch „Konkrement" genannt ) werden insbesondere alle Steine in einem menschlichen oder tierischen Körper verstanden, welche sich z . B . aus Sal zen und Eiweißen durch Kristallisation und/oder Kondensation bilden . Bei Körpersteinen kann es sich beispielsweise um Gallensteine , Harnsteine , Nierensteine und/oder Speichelsteine handeln .
[ 15 ] Eine „Trägereinheit" ist insbesondere ein Hand- und/oder Halteteil der Lithotripsievorrichtung . Bei der Trägereinheit kann es sich insbesondere um eine Handhabe zur manuellen und/oder automatisierten Bedienung und/oder Verbindung der Lithotripsievorrichtung handeln . Die Trägereinheit kann auch an einem distalen Ende eines Roboterarms angeordnet , verbunden und/oder automatisiert geführt sein . Die Trägereinheit weist insbesondere ein Gehäuse auf .
[ 16 ] Ein „Führungsrohr" ist insbesondere ein länglicher Hohlkörper, dessen Länge eine größere Abmessung aufweist als sein Durchmesser . Das Führungsrohr weist in seinem Inneren insbesondere einen Hohlraum auf , in dem das Beschleunigungsrohr zumindest teilweise angeordnet ist . Das Führungsrohr kann insbesondere die gleiche Länge wie das Beschleunigungsrohr oder eine kürzere Länge als das Beschleunigungsrohr aufweisen . Bei einer kürzeren Länge des Führungsrohres kann an seinem proximalen Ende eine proximale Endkappe und an seinem distalen Ende eine distale Endkappe angeordnet sein, wobei das Beschleunigungsrohr in einem Hohlraum der proximalen und der distalen Endkappe weiter in axialer Richtung angeordnet sein kann . Durch das Führungsrohr, die proximale Endkappe und/oder die distale Endkappe kann mindestens ein proximaler Zuluftkanal und mindestens ein proximaler Abluftkanal und/oder mindestens ein distaler Zuluftkanal und ein proximaler Abluftkanal angeordnet sein, durch welche das Druckmedium in oder aus die mindestens eine proximalseitige Öf fnung und die mindestens eine distalseitige Öf fnung des Beschleunigungsrohres strömt . Zuluft- und Abluftkanäle im Führungsrohr können als Hohlräume ausgebildet sein, sodass das Druckmedium von allen Seiten in und/oder aus dem Beschleunigungsrohr strömen kann . Der Hohlraum des Führungsrohres selbst steht bevorzugt unter Umgebungsdruckbedingungen . Bei einem Führungsrohr kann es sich anstelle eines Rohres auch um einen Hohl zylinder handeln, wobei die beiden vollständig geschlossenen und/oder teilweise geschlossenen Stirnfläche direkt oder indirekt (beispielsweise mittels einer dazwischen angeordneten Feder ) eine proximalseitige und eine distalseitige Anschlagsseite für das ebenfalls axial bewegliche proximalseitige Anschlagselement und distalseitige Anschlagselement ausbilden . Das Führungsrohr kann auch als zwei axial ausgerichtete Führungselemente ausgebildet sein, welche j eweils zumindest um das proximale Ende und das distale Ende des Beschleunigungsrohres angeordnet sind . Prinzipiell muss ein Querschnitt des Führungsrohres nicht kreisrund sein, sondern kann j egliche Form, wie beispielsweise oval , dreieckig, viereckig oder mehreckig, aufweisen . Das Führungsrohr ist insbesondere fest im Inneren der Trägereinheit der Lithotripsievorrichtung eingebaut und somit nicht beweglich .
[ 17 ] Ein „Anschlagselement" ist insbesondere ein Element oder Bauteil als gewollter Endpunkt der Bewegung des Proj ektils entlang der Beschleunigungsstrecke , an dem das beschleunigte Proj ektil anschlägt , abgebremst , zurückgefedert und/oder in die Gegenrichtung repulsiert und/oder bewegt wird . Somit nimmt das Anschlagselement die kinetische Energie des Proj ektils zumindest teilweise auf . Das distalseitige Anschlagselement nimmt insbesondere den Schlag und/oder Stoß des Proj ektils auf und leitet es direkt oder indirekt an die Sonde weiter . Ein proximalseitiges Anschlagselement ist insbesondere am und/oder im proximalen Ende des Beschleunigungsrohres und/oder innerhalb des Hohlraums in einem Bereich des proximalen Abschnittes des Beschleunigungsrohres angeordnet . Dementsprechend ist ein distalseitiges Anschlagselement insbesondere am und/oder im distalen Ende des Beschleunigungsrohres und/oder innerhalb des Hohlraums in einem Bereich des distalen Endabschnittes des Beschleunigungsrohres angeordnet. Das distalseitige Anschlagselement ist insbesondere direkt oder indirekt mit dem proximalen Ende der Sonde verbunden. Das proximale Anschlagselement und das distale Anschlagselement weisen im Wesentlichen eine zylindrische Form mit ihrer Längsmittelachse ausgerichtet parallel zur Längsmittelachse des Beschleunigungsrohres auf. Das proximalseitige Anschlagselement und das distalseitige Anschlagselement sind insbesondere in axialer Richtung, distaler Richtung und/oder proximaler Richtung beweglich. Das proximalseitige Anschlagselement und/oder das distalseitige Anschlagselement weisen insbesondere einen harten Werkstoff, wie beispielsweise Edelstahl oder gehärteten Stahl und/oder eine Härtungsschicht, wie beispielsweise eine Kohlenstoff schicht (Diamond-Like Carbon) auf. Bevorzugt ist oder sind das proximalseitige Anschlagselement und/oder das distalseitige Anschlagselement härter als das Projektil oder umgekehrt. Bevorzugt ist jeweils einer der beiden Stoßpartner weicher als der andere. Das proximalseitige Anschlagselement und das distalseitige Anschlagselement können jeweils im Inneren des Hohlraums des Beschleunigungsrohres mit dem umgebenden Beschleunigungsrohr eine Druckgasfeder ausbilden. Bevorzugt wird jedoch gerade keine Druckluft feder ausgebildet, sondern das proximalseitige Anschlagselement und das distalseitige Anschlagselement stoßen jeweils gegen ein separates Federelement. Das distalseitige Anschlagselement (auch „Billardprojektil" genannt) weist insbesondere eine etwas höhere Masse als das Projektil auf. Das Massenverhältnis von Projektil zu Billardprojektil liegt insbesondere in einem Bereich von 0, 6 bis 1,4, bevorzugt nahe an 1:1 und optimal bei 1:1,2, um im letzteren Fall optimal eine hundertprozentige Energie- und Impulsübertragung für einen elastischen Stoß zu erreichen. Das Massenverhältnis des proximalseitigen Anschlagselementes zu dem Projektil sollte insbesondere in einem Bereich um 1:1 liegen. Durch dieses Massenverhältnis überträgt das Projektil im Falle eines Stoßes auf ein gefedertes , proximalseitiges Anschlagselement den gesamten Impuls auf das proximalseitige Anschlagselement und über ein erstes Federelement wird eine Kraft weiter auf das Beschleunigungsrohr übertragen, welche dieses in proximale Richtung verschiebt und bis ein proximaler Anschlag des Beschleunigungsrohres und eine Ausgangsstellung zur erneuten Beschleunigung des Proj ektils in der distalen Richtung vorliegt .
[ 18 ] Unter „distalseitig" und „distal" wird eine körpernahe und somit benut zerf erne Anordnung und/oder ein entsprechendes Ende oder Abschnitt verstanden . Dementsprechend wird unter „proximalseitig" oder „proximal" eine benutzernahe und somit körperferne Anordnung oder ein entsprechendes Ende oder Abschnitt verstanden . Demgemäß wird unter einer „distalen Richtung" die Richtung ausgerichtet zu dem distalen Ende des Beschleunigungsrohrs und/oder der Lithotripsievorrichtung verstanden . Die distale Richtung ist insbesondere die Richtung der Hinbewegung des Proj ektils zur Sonde . Unter einer „proximalen Richtung" wird insbesondere die Richtung hin zu dem proximalen Ende des Beschleunigungsrohrs und/oder der Lithotripsievorrichtung verstanden . Somit ist die proximale Richtung die Richtung der Zurückbewegung oder Herbewegung des Pro j ektils .
[ 19 ] Eine „Beschleunigungsstrecke" ist insbesondere ein Abschnitt einer Längsabmessung des Hohlraums des Beschleunigungsrohrs , welcher durch eine distalseitige Anschlags fläche des proximalseitigen Anschlagselementes und durch eine proximalseitige Anschlags fläche des distalseitigen Anschlagselementes festgelegt ist . Der maximale Beschleunigungsweg des Proj ektils entspricht insbesondere der maximalen Längsabmessung des Hohlraums des Beschleunigungsrohres abzüglich der Proj ektillänge , wenn das proximalseitige Anschlagselement bündig am proximalen Ende des Beschleunigungsrohrs und das distalseitige Anschlagselement bündig am distalen Ende des Beschleunigungsrohrs angeordnet sind . Die Längsabmessung des Hohlraums kann beispielsweise 150 mm aufweisen .
[ 20 ] Ein „Proj ektil" ist insbesondere ein Körper, welcher innerhalb des Hohlraums des Beschleunigungsrohres frei entlang der Beschleunigungsstrecke in axialer Richtung beweglich ist . Das Proj ektil ist insbesondere zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement innerhalb des dazwischen angeordneten Hohlraums des Beschleunigungsrohres hin- und zurückbewegbar . Prinzipiell kann das Proj ektil j egliche Form aufweisen . Beispielsweise kann das Proj ektil die Form eines Bol zens oder einer Kugel aufweisen . Das Proj ektil kann an seinem proximalen Ende einen etwas geringeren Durchmesser aufweisen als in einem mittleren Bereich . Somit kann das Proj ektil an seinem proximalen Endabschnitt eine Anschrägung aufweisen, welche beispielsweise sich konisch vom proximalen Ende zum mittleren Bereich des Proj ektils erweitert . Ebenso kann das Proj ektil an seinem distalseitigen Endabschnitt eine Anschrägung aufweisen und sich somit von einem mittleren Bereich zu dem distalen Ende verengen . Durch eine solche beidseitige Anschrägung des Proj ektils wird insbesondere die Bewegung an einem Startpunkt und/oder Umkehrpunkt des Proj ektils verbessert . Des Weiteren kann das Proj ektil an seiner Oberfläche Strukturierungen, wie beispielsweise Rillen, aufweisen . Dadurch wird eine Kontaktminimierung zu der Innenoberfläche des Beschleunigungsrohres erreicht . Das Proj ektil weist insbesondere harten Stahl und/oder magnetische Eigenschaften auf . Für die freie Beweglichkeit weist das Proj ektil insbesondere einen etwas geringeren Außendurchmesser als der Durchmesser des Hohlraums des Beschleunigungsrohrs auf . Beispielsweise kann das Proj ektil einen Außendurchmesser von 8 mm, bevorzugt von 6 mm, aufweisen . [ 21 ] Das Proj ektil kann insbesondere zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement und somit entlang der Beschleunigungsstrecke stetig mittels des Druckmediums der Antriebseinrichtung hin- und/oder herbewegt werden . Bevorzugt wird das Proj ektil kontinuierlich intermittierend und/oder os zillierend zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement hin- und herbewegt .
[ 22 ] Das „Beschleunigungsrohr" ist insbesondere ein länglicher Hohlkörper, dessen Länge eine größere Abmessung als sein Durchmesser aufweist . Das Beschleunigungsrohr weist in seinem Inneren insbesondere ein in axialer Richtung durchgehenden Hohlraum auf , in dem sich das Proj ektil bewegen kann . Das Beschleunigungsrohr ist insbesondere rohrförmig mit einem of fenen proximalen Ende und einem of fenen distalen Ende ausgebildet , wobei das proximalseitige Anschlagselement zumindest teilweise innerhalb des of fenen proximalen Endes und das distalseitige Anschlagselement zumindest teilweise innerhalb des of fenen distalen Endes anordenbar und beweglich ist . Das Beschleunigungsrohr kann auch als Hohl zylinder ausgebildet sein, wobei in den endständigen Stirnflächen j eweils mindestens eine Öf fnung angeordnet ist . Das Beschleunigungsrohr weist insbesondere einen geringeren Durchmesser als das Führungsrohr auf . Das Beschleunigungsrohr weist mindestens eine proximalseitige Öf fnung und mindestens eine distalseitige Öf fnung für den Durchtritt des Druckmediums auf . Das Beschleunigungsrohr kann insbesondere drehsicher in dem Hohlraum des Führungsrohres und/oder den beidseitigen Endkappen angeordnet , sodass zwar eine axiale Bewegung des Beschleunigungsrohres , j edoch nicht eine Drehung des Beschleunigungsrohres ermöglicht ist , wodurch die j eweilige proximalseitige Öf fnung und/oder die distalseitige Öf fnung des Beschleunigungsrohres mit dem j eweiligen Zuluftkanal oder Abluftkanal in dem Führungsrohr und/oder den beiden endständigen Endkappen in eine durchgängige Stellung für das Druckmedium gebracht werden können . Bei einer Ausbildung der Zuluft- und Abluftkanäle im Führungsrohr als Hohlräume , insbesondere als rundumlaufende Hohlräume um die Außenoberfläche des Beschleunigungsrohres , ist eine Drehsicherung nicht erforderlich .
[ 23 ] Das Beschleunigungsrohr und seine mindestens eine proximalseitige Öf fnung und mindestens eine distalseitige Öf fnung sind insbesondere derart ausgebildet , dass im Falle beispielsweise eines proximalseitigen Anschlags des proximalseitigen Anschlagselementes und des proximalen Endes des Beschleunigungsrohres die proximale Öf fnung des Beschleunigungsrohres durchgängig mit dem proximalen Zuluftkanal angeordnet ist und Druckmedium durch den Zuluftkanal und die proximalseitige Öf fnung in den Hohlraum zum Beschleunigen des Proj ektils in die distale Richtung einströmbar ist . Ebenso wird bei einem distalseitigen Anschlagens des distalseitigen Anschlagselementes und des distalen Endes des Beschleunigungsrohres die distale Öf fnung durchgängig mit dem distalen Zuluftkanal und durch das einströmende Druckmedium wird das Proj ektil in dem Hohlraum wieder in proximaler Richtung zurückbewegt . Hierbei kann das Proj ektil j eweils entsprechend an dem j eweiligen Anschlagselement repulsieren .
[ 24 ] Eine „Längsmittelachse" ist insbesondere diej enige Achse des Beschleunigungsrohres und/oder der Lithotripsievorrichtung, welche der Richtung der größten Abmessung des Beschleunigungsrohres und/oder der Lithotripsievorrichtung entspricht . Somit verläuft die Längsmittelachse entlang der axialen Richtung .
[ 25 ] Unter „radial" wird insbesondere in Richtung eines Radius verlaufend verstanden . Somit verläuft die radiale Richtung von der Längsmittelachse nach außen . [ 26 ] Eine proximalseitige und eine distalseitige „Öf fnung" sind j eweils ein Durchbruch durch eine Wand des Beschleunigungsrohres . Die proximalseitige Öf fnung und die distalseitige Öf fnung sind insbesondere durchgehend durch die Mantel fläche des Beschleunigungsrohrs ausgebildet . Bei der proximalseitigen Öf fnung und der distalseitigen Öf fnung des Beschleunigungsrohrs kann es sich j eweils um eine Bohrung handeln . Diese Öf fnungen weisen insbesondere einen relativ großen Durchmesser auf , sodass im Wesentlichen kein Druckverlust auftritt . Beispielsweise können die Öf fnungen des Beschleunigungsrohres einen Durchmesser in einem Bereich von 2 bis 3 mm bei einem Durchmesser des Beschleunigungsrohres von
6 mm aufweisen . Die Öf fnungen des Beschleunigungsrohres können innen zu seinem Hohlraum eine Fase aufweisen, um eine Abnutzung und/oder eine Spanbildung an dem Proj ektil zu vermeiden .
[ 27 ] Bei einer „Antriebseinrichtung" kann es sich prinzipiell um j egliche Art von Einrichtung handeln, welche mittels eines Zuführens und/oder Abführens eines Druckmediums eine Kraft auf das Proj ektil und somit eine Bewegung des Proj ektils bewirkt . Die Antriebseinrichtung bewirkt insbesondere ein kontinuierliches und gleichmäßiges Einströmen des Druckmediums durch die proximalseitigen oder distalseitigen Öf fnungen des Beschleunigungsrohrs , beispielsweise pneumatisch mithil fe von Druckluft , und eine Beschleunigung des Proj ektils innerhalb des Hohlraums des Beschleunigungsrohres .
[ 28 ] Bei einem „Druckmedium" handelt es sich insbesondere um ein Fluid . Bei einem Druckmedium kann es sich um ein Gas , wie beispielsweise Druckluft , handeln . Das Druckmedium kann beispielsweise einer Hausleitungsdruckversorgung entnommen und/oder durch einen Kompressor erzeugt werden . Das Druckmedium wird der Lithotripsievorrichtung insbesondere kontinuierlich zu- und/oder abgeführt und/oder im Kreislauf geführt . Das Druckmedium weist insbesondere einen Druck in einem Bereich von 0 bis 10 Bar auf . Aufgrund der kontinuierlichen Zu- und Abführung des Druckmediums frei von einer Wechselbelastung kann auch ein Druck von > 10 Bar verwendet werden .
[ 29 ] Eine „Sonde" ist insbesondere ein längliches Bauteil , welches beispielsweise stab- , röhren- und/oder schlauchförmig ausgebildet ist . Bei einer Sonde kann es sich auch um eine Hohlsonde handeln, welche in ihrem Inneren in Längsrichtung zumindest teilweise oder vollständig durchgehend einen Hohlraum aufweist . Die Hohlsonde weist an ihrem distalen Ende insbesondere eine distale Öf fnung auf , welche mit dem innenliegenden Hohlraum verbunden ist . Die Sonde ist insbesondere durch Einwirken und/oder Einleiten von mechanischen Schwingungen selbst in Schwingung, Resonanzschwingung und/oder Verformungsschwingungen versetzbar . Bei einer Sonde kann es sich auch um eine Sonotrode handeln . Die Sonde ist insbesondere einstückig ausgebildet . Die Sonde weist insbesondere einen Durchmesser in einem Bereich von 0 , 5 mm bis 4 , 5 mm, insbesondere von 0 , 8 mm bis 3 , 8 mm, auf . Die Sonde weist insbesondere Stahl , Titan, Aluminium und/oder Carbon auf . Bei einer Sonde kann es sich insbesondere um eine Mehrwegsonde oder eine Einwegsonde handeln .
[ 30 ] Bei einer pneumatischen Lithotripsievorrichtung wird mittels einer Stoßenergie beim Anschlägen eines Proj ektils an einem distalseitigen Anschlagselement insbesondere der Sonde eine gezielt geformte Verformungswelle auf geprägt . Die Verformungswelle bewirkt insbesondere eine translatorische Bewegung der Sonde , welche aufgrund der Auslenkung eine verbesserte Steinzertrümmerung bewirkt . Neben dem mechanischen Stoß kann die Sonde zusätzlich insbesondere mittels einer Schwingungsanregungseinrichtung, beispielsweise mit einem Ultraschallschwingungsanreger, in eine Schwingung, insbesondere longitudinale Schwingung, angeregt werden . Somit ist die Sonde insbesondere als Wellenleiter für die Schwingungswellen erzeugt von einer Schwingungsanregungseinrichtung und/oder für die Stoßwellen und/oder Verformungswellen des Proj ektils ausgebildet .
[ 31 ] Das proximale Ende der Sonde kann insbesondere direkt oder indirekt am distalen Anschlagselement anliegen . Bevorzugt ist die Sonde proximalseitig in einem gegenüber ihrem Durchmesser dickeren Gewinde-/Halte-Nippel gefügt . Bei dem entsprechenden Nippel kann es sich auch um ein Kopfstück handeln . Bevorzugt ist das Kopfstück der Sonde beweglich gelagert . Die Sonde ist insbesondere derart geformt , dass diese optimal die Schwingungswellen, Verformungswellen, Stoßwellen und/oder die Ultraschallschwingungen an ihrem distalen Ende in den Körper, die zu behandelnde Körperregion und/oder direkt auf den zu zertrümmernden Körperstein einleitet .
[ 32 ] In einer weiteren Aus führungs form der Lithotripsievorrichtung sind bei einem proximalseitigen Anschlag des axial beweglichen Beschleunigungsrohrs eine erste Ventilöf fnungsstellung zum Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine proximalseitige Öf fnung in und/oder aus dem Hohlraum des Beschleunigungsrohres zum Hinbewegen des Proj ektils zum distalseitigen Anschlagselement oder zum Rückbewegen des Proj ektils zum proximalseitigen Anschlagselement und bei einem distalseitigen Anschlag des axial beweglichen Beschleunigungsrohrs eine zweite
Ventilöf fnungsstellung zum Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine distalseitige Öf fnung in und/oder aus dem Hohlraum des Beschleunigungsrohrs zum Zurückbewegen des Proj ektils zum proximalseitigen Anschlagselement oder zum Hinbewegen des Proj ektils zum distalseitigen Anschlagselement ausgebildet .
[ 33 ] Somit wird j e nach Position des beweglichen
Beschleunigungsrohres in axialer Richtung eine definierte erste Ventilöf fnungsstellung oder eine definierte zweite Ventilöf fnungsstellung ermöglicht , wobei durch Aufschlagen des Proj ektils auf das distalseitige Anschlagselement oder das proximalseitige Anschlagselement j eweils das Beschleunigungsrohr in der Bewegungsrichtung des Proj ektils axial weiter bewegt wird, wodurch ein Umschalten der Strömungsrichtung des Druckmediums erfolgt und somit ein Ändern der Bewegungsrichtung des Proj ektils und auch des axial beweglichen Beschleunigungsrohrs bewirkt wird .
[ 34 ] Prinzipiell ist anzumerken, dass das Druckmedium in oder aus dem Hohlraum des Beschleunigungsrohres durch die j eweilige mindestens eine proximalseitige Öf fnung oder die mindestens eine distalseitige Öf fnung strömen kann . Wird beispielsweise bei einem proximalseitigen Anschlag des proximalen Endes des Beschleunigungsrohres ein Einströmen des Druckmediums durch die mindestens eine proximalseitige Öf fnung und somit ein Uberdruckbetrieb realisiert , so wird das Proj ektil zum distalseitigen Anschlagselement beschleunigt . Für einen Unterdruckbetrieb und somit ein Ausströmen des Druckmediums aus dem Hohlraum muss entsprechend ein Unterdrück an der distalseitigen Öf fnung des Beschleunigungsrohres angelegt werden, damit sich das Proj ektil vom proximalseitigen Ende des Beschleunigungsrohres zum distalseitigen Anschlagselement hinbewegt . Somit liegen die proximalseitige Öf fnung und die distalseitige Öf fnung entsprechend j e nach ihrer axialen Position im Uberdruckbereich ( alternativ Unterdruckbereich) oder im Umgebungsdruckbereich, wodurch die Bewegungsrichtung des Proj ektils gesteuert wird . Das Umschalten der Bewegungsrichtung wird hierbei durch Aufschlagen des Proj ektils auf das proximalseitige Anschlagselement oder das distalseitige Anschlagselement induziert , wobei distalseitig gleichzeitig ein Schlag auf die Sonde erfolgt . Hierdurch wird die Druckluftzufuhr oder -abfuhr zum Beschleunigungsrohr umgekehrt , um das Proj ektil passiv und/oder aktiv zurückzubewegen . Es ist besonders vorteilhaft , dass zum Zuführen des Druckmediums in die Lithotripsievorrichtung nur ein einziger Schlauch für das Zuführen der Zuluft ( oder zum Anlegen eines Unterdruckes ) benötigt und die Energie für das Umschalten dem Proj ektil in der Beschleunigungsrichtung entnommen wird, während es noch von dem einströmenden ( oder ausströmenden) Druckmedium beschleunigt wird . Hierbei sind in Abhängigkeit der Bewegung des Beschleunigungsrohres in distaler oder proximaler Richtung j e nach axialer Position die mindestens eine proximalseitige Öf fnung in der ersten Ventilöf fnungsstellung geöf fnet und somit mit Druckmedium durchströmbar und in der zweiten Ventilöf fnungsstellung für ein Einströmen des Druckmediums geschlossen . Bei der distalseitigen Öf fnung verhalten sich die Ventilöf fnungsstellungen entsprechend umgekehrt .
[ 35 ] Um ein gleichmäßiges , räumlich verteiltes Strömen des Druckmediums zu realisieren, weist das Beschleunigungsrohr eine zweite proximalseitige Öf fnung und/oder weitere proximalseitige Öf fnungen und eine zweite distalseitige Öf fnung und/oder weitere distalseitige Öf fnungen auf .
[ 36 ] Durch mehrere proximalseitige und/oder distalseitige Öf fnungen kann zudem der Strömungswiderstand verringert werden .
[ 37 ] Bei der „zweiten proximalseitigen Öf fnung" oder „den weiteren proximalseitigen Öf fnungen" und der „zweiten distalseitigen Öf fnung" oder „den weiteren distalseitigen Öf fnungen" handelt es sich in der j eweiligen Ausgestaltung und Funktion um eine j eweils oben definierte proximalseitige Öf fnung oder distalseitige Öf fnung . Jedoch können diese weiteren proximalseitigen oder distalseitigen Öf fnungen an einer anderen Position des Beschleunigungsrohrs angeordnet sein . [ 38 ] In einer weiteren Aus führungs form der
Lithotripsievorrichtung ist oder sind die mindestens eine proximalseitige Öf fnung oder die proximalseitigen Öf fnungen und die mindestens eine distalseitige Öf fnung oder die distalseitigen Öf fnungen in einer Mantel fläche des Beschleunigungsrohres , axialsymmetrisch zu einer Längsmittelachse des Beschleunigungsrohres und/oder rundumlaufend angeordnet .
[ 39 ] Durch die Aus führung der j eweiligen proximalseitigen Öf fnungen und der j eweiligen distalseitigen Öf fnungen durch die Mantel fläche des Beschleunigungsrohres und somit eine radiale Ausrichtung quer zur axialen Richtung erfolgt das Abführen des ausströmenden Druckmediums seitlich aus dem Beschleunigungsrohr und/oder der Lithotripsievorrichtung . Dadurch liegt die Entlüftungsrichtung senkrecht zur distalen Richtung, wobei das aus dem Hohlraum des Beschleunigungsrohres austretende Druckmedium bevorzugt bereits vor Durchgang durch einen Abluftkanal direkt in einem Umgebungsdruckbereich vorliegt und von diesem an die Umgebung der Lithotripsievorrichtung abgegeben wird . Dadurch wird ein Überdruck des Druckmediums gerichtet in distaler Richtung auf die Sonde und somit eine Gefahr für einen Patienten durch Einwirken eines unerwünschten Überdruckes bei einer Fehl funktion verhindert .
[ 40 ] Des Weiteren wird durch die axialsymmetrische Anordnung der j eweiligen proximalseitigen und/oder distalseitigen Öf fnungen oder deren rundumlaufende Anordnung ein gleichmäßiges Einströmen und/oder Ausströmen aus dem Hohlraum des Beschleunigungsrohres erzielt , wodurch die Beweglichkeit des Beschleunigungsrohres in axialer Richtung nicht beeinflusst wird . Prinzipiell ist heraus zustellen, dass selbstverständlich die mehreren proximalseitigen und/oder distalseitigen Öf fnungen bevorzugt eine gleiche Querschnittsöf fnung aufweisen . Jedoch können diese auch unterschiedlich große Querschnittsöf fnungen aufweisen .
[ 41 ] Um das proximalseitige Anschlagselement und/oder das distalseitige Anschlagselement zumindest teilweise in dem Hohlraum des Beschleunigungsrohres und beweglich anzuordnen, weist das proximalseitige Anschlagselement einen ersten zylinderförmigen Abschnitt und das distalseitige Anschlagselement einen zweiten zylinderförmigen Abschnitt auf , wobei der proximale Endabschnitt des Beschleunigungsrohrs um den ersten zylinderförmigen Abschnitt und der distale Endabschnitt des Beschleunigungsrohrs um den zweiten zylinderförmigen Abschnitt beweglich in der axialen Richtung angeordnet ist .
[ 42 ] In einer weiteren Aus führungs form weisen das proximalseitige Anschlagselement einen ersten Abschlussabschnitt als Anschlag an das proximale Ende des Beschleunigungsrohrs und das distalseitige Anschlagselement einen zweiten Abschlussabschnitt als Anschlag an das distale Ende des Beschleunigungsrohrs auf .
[ 43 ] Neben der Ausbildung eines j eweiligen definierten Anschlages schließt der j eweilige Abschlussabschnitt des proximalseitigen Anschlagselementes und des distalseitigen Anschlagselementes auch sicher den druckbeaufschlagten Bereich des Hohlraums des Beschleunigungsrohres ab, welches ebenso wie die Abführung der Abluft in radial Richtung einen unerwünschten Überdruck in distaler Richtung zur Sonde und somit zu einem Patienten verhindert . Ebenso verhindern die Abschlussabschnitte einen Austritt des Proj ektils in axialer Richtung aus dem Beschleunigungsrohr .
[ 44 ] Ein „Abschlussabschnitt" ist insbesondere ein Bereich des proximalseitigen und des distalseitigen Anschlagselementes , welcher einen größeren Querschnitt als den Querschnitt des Außendurchmessers des Beschleunigungsrohres aufweist , sodass das proximale Ende und das distale Ende des Beschleunigungsrohres j eweils entsprechend proximalseitig und distalseitig in axialer Richtung gegen den radial nach außen überstehenden Abschlussabschnitt anstößt . Um den j eweiligen Anschlag zu dämpfen, kann zwischen dem j eweiligen Ende des Beschleunigungsrohres und dem Abschlussabschnitt ein Dämpfungselement , wie beispielsweise ein O-Ring, angeordnet sein .
[ 45 ] Um neben einer passiven Rückstellung auch aktiv das auf das Anschlagselement auf geschlagene Proj ektil in die Gegenrichtung zurückzubewegen, ist proximalseitig vom proximalseitigen Anschlagselement und/oder vom ersten Abschlusselement ein erstes Federelement zur Repulsation des Proj ektils angeordnet .
[ 46 ] Somit wird ein aktiver proximaler Umkehrmechanismus bereitgestellt , bei welchem die Bewegungsenergie des Proj ektils an das proximalseitige Anschlagselement übertragen wird, dieses Anschlagselement das Federelement komprimiert , welches eine Kraft auf das Beschleunigungsrohr ausübt und es so in proximaler Richtung verschiebt . Die restliche Kraft ist dann von dem Federelement wieder in kinetische Energie des proximalseitigen Anschlagselementes umwandelbar und per Stoß von diesem Anschlagselement auf das Proj ektil übertragbar, wodurch ein Teil der Energie wieder zurückgewonnen wird, die dem Proj ektil bei der Bewegung vom distalen Ende des Beschleunigungsrohres zum proximalen Ende des Beschleunigungsrohres zugeführt wurde . Optimalerweise wird mittels des proximalen ersten Federelementes die kinetische Energie des auf tref f enden Proj ektils weitgehend in dem Federelement zwischengespeichert und für die axiale Bewegung des Beschleunigungsrohres und die Repulsation des Proj ektils verwendet . Somit werden mittels des Federelementes die Rückfederung des Proj ektils und somit die Umkehrbewegung gefördert . Prinzipiell ist heraus zustellen, dass bei einer ausreichenden Geschwindigkeit das Proj ektil auch passiv ohne Federelement am proximalseitigen oder distalseitigen Anschlagselement zurückgestoßen und/oder -bewegt wird . Im Falle dieser passiven Rückstellung kann j edoch an diesem Umkehrpunkt eine kurze Totzeit auftreten . Um diesen Umkehrpunkt sicher zu überwinden, wird durch ein erstes und/oder zweites Federelement des distalseitigen Anschlagselementes und/oder des proximalseitigen Anschlagselementes die Bewegungsumkehr aktiv eingeleitet und beschleunigt und folglich auch eine schnelle Umschaltung zwischen den Ventilöf fnungsstellungen erreicht .
[ 47 ] Ein „Federelement" ( auch Feder genannt ) ist insbesondere j edes Element und/oder Bauteil , welches sich ausreichend elastisch verformen lässt , um einen kurz zeitigen Gegendruck an dem Umkehrpunkt der Bewegungsumkehr des Proj ektils am distalen Anschlagselement oder proximalen Anschlagselement zu überwinden . Bei einem Federelement kann es sich beispielsweise um eine Schraubenfeder und somit einen in Schraubenform gewickelten Draht mit einer ausreichenden Energiespeicherkapazität handeln . Das j eweilige Federelement wandelt insbesondere die kinetische Energie des Proj ektils , welche zunächst auf das proximalseitige oder distalseitige Anschlagselement übertragen wird, in eine Spannenergie um, welche für eine axiale Bewegung des Beschleunigungsrohres und die aktive Rückstellung des Proj ektils genutzt wird . Die Feder weist insbesondere einen größeren Durchmesser als das Proj ektil und/oder einen ähnlichen oder größeren Durchmesser als das Beschleunigungsrohr auf . Beispielsweise kann das Federelement einen Durchmesser in einem Bereich von 5 , 00 mm bis 9 , 00 mm und/oder eine Drahtdicke in einem Bereich von 0 , 50 mm bis 1 , 25 mm aufweisen . Eine Länge des Federelementes kann beispielsweise in einem entspannten Zustand in einem Bereich von 5 , 00 mm bis 10 , 00 mm und in einem komprimierten Zustand in einem Bereich von 1 , 00 mm bis 2 , 00 mm liegen . [48] In einer weiteren Aus führungs form weist das distalseitige Anschlagselement distalseitig vom zweiten zylinderförmigen Abschnitt und/oder von dem zweiten Abschlussabschnitt einen Stoßzapfen zum Übertragen eines Stoßes des Projektils auf die Sonde auf.
[49] Somit erfolgt mittels des Stoßzapfens eine effiziente Stoßübermittlung an die Sonde. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, dass die Ausbildung des Stoßzapfens, insbesondere seine Länge und sein Durchmesser, unabhängig von der Ausgestaltung des übrigen distalseitigen Anschlagselementes realisierbar ist. Somit kann der Durchmesser des Stoßzapfens individuell an den Durchmesser des Sondenkopfes angepasst werden, auf welchen der Stoßzapfen auf schlägt. Somit wird eine effiziente Beschleunigung und aktive Rückstellung eines Projektils über das Vielfache seiner eigenen Länge realisiert, um dessen Impuls an eine Sonde für die Steinzertrümmerung zu übertragen .
[50] Ein „Stoßzapfen" ist insbesondere ein distalseitiger Abschnitt des distalseitigen Anschlagselementes zum Übertragen eines Stoßes auf die Sonde. Der Stoßzapfen weist insbesondere eine zapfen- und/oder zylinderförmige Form auf. Mit der distalen Stirnseite und/oder Kreisfläche schlägt der Stoßzapfen insbesondere direkt oder indirekt auf das proximale Ende der Sonde. Die Stirnfläche ist insbesondere eine glatte Fläche .
[51] Um ebenfalls am distalseitigen Anschlag des Projektils eine aktive, axiale Verschiebung des Beschleunigungsrohres und optional eine aktive Repulsation des Projektils zu bewirken, ist distalseitig von dem zweiten Abschlussabschnitt und/oder um den Stoßzapfen des distalseitigen Anschlagselementes ein zweites Federelement angeordnet.
[52] Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Federelement, beispielsweise ausgebildet als Spiralfeder, außen den Stoß zapfen umgibt . Dadurch kann der Stoß zapfen in distaler Richtung über das distale Ende der Feder hinausbewegt und ef fi zient einen Stoß auf die Sonde übertragen . Durch diese Ausgestaltungs form des distalseitigen Anschlagselementes wird gleichzeitig eine ef fi ziente Energie- und Stoßübertragung ermöglicht . Durch das Auftref fen des Proj ektils auf das Billardpro ektil als distalseitiges Anschlagselement wird der Impuls und die Bewegungsenergie des Proj ektils an das Billardproj ektil abgegeben . Das Billardproj ektil komprimiert das zweite Federelement , welches proximalseitig an dem zweiten Abschlusselement des Billardproj ektils anliegt und übertragt so eine Kraft auf das Beschleunigungsrohr, wodurch dieses in distale Richtung verschoben wird . Hierbei sind das Billardproj ektil und das Federelement so ausgelegt , dass das Federelement gerade ausreichend komprimiert wird, um das Beschleunigungsrohr ausreichend schnell zu verschieben . Durch die Wahl einer entsprechenden Federhärte kann insbesondere eingestellt werden, wieviel Energie an das Beschleunigungsrohr übertragen wird . Das Billardproj ektil weist noch eine Restgeschwindigkeit in distaler Richtung auf und stößt mit dieser mittels seines Stoß zapfens auf den Sondenkopf und überträgt dadurch die gesamte Restenergie und den Impuls an die Sonde zur Zertrümmerung eines Körpersteins . Währenddessen bewegt sich das Beschleunigungsrohr weiter und die distale Öf fnung bleibt erst noch verschlossen und wird dann in den Überdruckbereich geschoben, während die bisher geöf fnete proximale Öf fnung verschlossen und dann in den Umgebungsdruckbereich bewegt wird . Dadurch strömt nun durch die distale Öf fnung Druckluft in den Hohlraum des Beschleunigungsrohrs ein und eine Beschleunigung des Proj ektils in proximaler Richtung findet statt .
[ 53 ] Diese abschnittsweise Ausgestaltung des Billardproj ektils in axialer Richtung bietet den Vorteil , dass eine Varianz und
Unabhängigkeit aller Bauteildimensionen, insbesondere des Federelementes , vorliegt . Somit können sowohl das erste Federelement als auch das zweite Federelement entsprechend des beabsichtigten Energieflusses gewählt und eingestellt werden und müssen nicht zwingend in das Beschleunigungsrohr des Proj ektils passen . Somit kann die erforderliche Federhärte insbesondere des distalseitigen Federelementes in einer Dimension um den Stoß zapfen realisiert sein, für welche ansonsten kein Bauraum gegeben ist .
[ 54 ] Während proximalseitig die von der Feder aufgenommene Energie für eine Verschiebung des Beschleunigungsrohrs weiter in proximaler Richtung und zur Repulsation des Proj ektils zurück in die distale Richtung genutzt wird, wird die auf das zweite Federelement am distalen Ende übertragene Energie für die Verschiebung des Beschleunigungsrohrs in distaler Richtung, für die Stoßanregung der Sonde und optional für die Repulsation des Proj ektils in proximaler Richtung genutzt . Gleichzeitig stellt das Billardproj ektil als distalseitiges Anschlagelement einen Schutz für die Feder und eine Redundanz für die Sicherheit dar, falls die Lithotripsievorrichtung für eine Operation nicht richtig zusammengebaut worden ist . Dabei ist besonders vorteilhaft , dass der Stoß zapfen des Billardproj ektils auf die Sonde tri f ft , bevor dessen gesamte kinetische Energie in der Feder absorbiert wird . Somit dient das Billardproj ektil mit dem Federelement als Stoßdämpfer und -Übertrager, ohne dass sich eine Luftfeder ausbildet , und folglich ist in diesem Bereich keine Entlüftung bei einem regulären Betrieb der Lithotripsievorrichtung notwendig .
[ 55 ] In einer weiteren Aus führungs form der Lithotripsievorrichtung sind das erste Federelement und zumindest teilweise das proximalseitige Anschlagselement in einer proximalseitigen Halteeinheit und das zweite Federelement und zumindest teilweise das distalseitige Anschlagselement in einer distalseitigen Halteeinheit aufgenommen, wobei die proximalseitige Halteeinheit und die distalseitige Halteeinheit j eweils direkt oder indirekt mit einer Außenseite des Beschleunigungsrohrs verbunden und in axialer Richtung beweglich sind .
[ 56 ] Somit wird eine komplette Baugruppe mit einem axial beweglichen Beschleunigungsrohr bereitgestellt , welche einfach gefertigt werden kann . Dadurch, dass die proximalseitige Halteeinheit von außen an der Außenseite des proximalen Endabschnittes des Beschleunigungsrohrs befestigt ist und innenliegend proximalseitig das erste Federelement gefolgt in distaler Richtung von dem proximalen Anschlagselement angeordnet sind und distalseitig ein analoger Aufbau mit Ausnahme einer Durchtrittsöf fnung an der distalen Wand der distalen Halteeinheit zum Durchtreten des Stoß zapfens ausgebildet ist , ist diese gesamte Baugruppe einfach beweglich innerhalb des Führungsrohres und/oder der endständigen Endkappen anordenbar und montierbar . Dabei liegt die j eweilige Außenseite der proximalseitigen Halteeinheit und der distalseitigen Halteeinheit bevorzugt direkt an der Innenseite der j eweiligen Endkappen und/oder des Führungsrohrs an .
[ 57 ] Eine „Halteeinheit" ist insbesondere ein Bauteil oder weist mehrere Bauteile auf , welches oder welche das j eweilige Federelement und zumindest teilweise das j eweilige Anschlagselement aufnehmen und halten . An der j eweiligen Halteeinheit ist insbesondere direkt oder indirekt eine Außenseite des proximalen oder distalen Endabschnittes des Beschleunigungsrohrs fest befestigt . Die Halteeinheit kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein . Beispielsweise kann die Halteeinheit zweiteilig durch eine auf die Außenseite des Beschleunigungsrohrs j eweils endständig fest verbundene , beispielsweise aufgelötete , Kappe mit einem Außengewinde realisiert sein, bei der als zweiter Teil der Halteeinheit ein Endstück mit einem Innengewinde auf geschraubt ist . Die Verbindung von der j eweiligen Halteeinheit mit dem Beschleunigungsohr ist insbesondere stof f schlüssig und/oder kraf tschlüssig . Um diese Baugruppe leicht zu bauen, sind die proximalseitigen und die distalseitigen Halteeinheiten aus einer möglichst dünnen Materialstärke ausgeführt .
[ 58 ] Dadurch, dass die Halteeinheit fest mit der Außenseite des Beschleunigungsrohrs verbunden ist , drückt die Feder direkt über die Halteeinheit auf das Beschleunigungsrohr und bewirkt dadurch die axiale Verschiebung .
[ 59 ] Um ein schnelles Umschalten zwischen den
Ventilöf fnungsstellungen zu realisieren und das Druckmedium innerhalb der Lithotripsievorrichtung proximalseitig und distalseitig bereitzustellen, sind zwischen einer Außenoberfläche des Führungsrohrs und einer Innenoberfläche der Trägereinheit eine Kammer oder zwei oder mehrere voneinander getrennte Kammern zum Durchleiten von Druckmedium zu und/oder von der mindestens einen proximalseitigen Öf fnung oder den proximalseitigen Öf fnungen und/oder der mindestens einen distalseitigen Öf fnung oder den distalseitigen Öf fnungen angeordnet .
[ 60 ] Durch die mindestens eine Kammer oder bevorzugt vier voneinander getrennte gleichmäßig über den Querschnitt der Trägereinheit innenliegend verteilte Kammern, welche entlang der Längsrichtung der Trägereinheit und somit des Beschleunigungsrohres ausgeführt sind, ist bevorzugt Druckluft direkt sowohl dem proximalseitigen Zuluftkanal als auch dem distalseitigen Zuluftkanal zuführbar, sodass unmittelbar in beiden Zuluf tkanälen ein Druckmedium vorliegt , unabhängig von der j eweiligen Ventilöf fnungsstellung . Dadurch wird ein schnelles Umschalten zwischen der ersten
Ventilöf fnungsstellung und der zweiten Ventilöf fnungsstellung realisiert . Dagegen wird die Abluft bevorzugt nicht über Kammern abgeführt , sondern, wie oben beschrieben, radial nach außen außerhalb der Lithotripsievorrichtung entlüftet . Die Kammern können insbesondere als Längsbohrungen in der Trägereinheit ausgeführt sein .
[ 61 ] In einer weiteren Aus führungs form weist die Lithotripsievorrichtung einen Verbindungsanschluss zum Verbinden mit der Antriebseinrichtung und zum kontinuierlichen Zuführen oder Abführen des Druckmediums auf .
[ 62 ] Bevorzugt weist die Lithotripsievorrichtung nur einen einzigen Verbindungsanschluss auf , wodurch die Antriebseinrichtung mit einem einzelnen Schlauch mit diesem Verbindungsanschluss verbindbar ist . Dadurch wird die Handhabung der Lithotripsievorrichtung erleichtert .
[ 63 ] Bei einem „Verbindungsanschluss" handelt es sich um j egliches Verbindungselement , welches eine Verbindung für das Druckmedium zwischen der Antriebseinrichtung und der Lithotripsievorrichtung gewährleistet . Bei einem Verbindungsanschluss handelt es sich insbesondere um ein kurzes Rohrstück, wie einen Schlauchverbinder, eine Schlauchtülle oder eine Schlauchkupplung . Bei einem Verbindungsanschluss kann es sich auch einfach um eine Öf fnung in der Gehäusewand und/oder der Trägereinheit der Lithotripsievorrichtung handeln . Diese Öf fnung kann beispielsweise ein Innengewinde zum Einschrauben einer Schlauchtülle aufweisen . Auch kann eine derartige Öf fnung ohne Gewinde ausgeführt sein und das Druckmedium strömt durch diese Öf fnung einfach in den Lithotripter ein .
[ 64 ] Um eine umfassende und/oder autark arbeitende Lithotripsievorrichtung bereitzustellen, weist diese die Sonde und/oder die Antriebseinrichtung auf .
[ 65 ] Um wahlweise die Beschleunigung des Proj ektils mittels eines Überdruckes oder eines Unterdruckes zu bewerkstelligen, ist oder sind mittels der Antriebseinrichtung dem Hohlraum oder einem Teil des Hohlraums des Beschleunigungsrohres ein Unterdrück und/oder ein Überdruck aufprägbar .
[ 66 ] Während bei einem Überdruck ein Kompressor oder eine Hausdruckleitung mit einem maximalen vorgegebenen Druck erforderlich ist , wird durch Betreiben der Lithotripsievorrichtung mit einem Unterdrück und somit durch Anlegen eines Vakuums vor allem das Patientenrisiko weiter vermindert , das entsprechende Bediengerät in seinem Aufbau vereinfacht und somit werden Kosten reduziert , da auf eine aufwändige Kompression, Druckregelung und/oder Überdruckventile im Bediengerät verzichtet werden kann . Dafür kann bei einem Betrieb mit einem Unterdrück die Lithotripsievorrichtung beispielsweise direkt an ein vorhandenes Hausvakuum in einer Klinik angeschlossen werden .
[ 67 ] Bei einem Unterdruck-Betrieb wird beispielsweise zum Bewegen des Proj ektils zu dem distalseitigen Anschlagselement anstelle des Zuführens von Druckluft durch die proximale Öf fnung des Beschleunigungsrohrs an der distalen Öf fnung ein Unterdrück angelegt und somit die Luft aus dem Hohlraum der Steuerhülse rausgesaugt , wodurch das Proj ektil zum distalseitigen Anschlagselement bewegt wird . Dementsprechend gelten die in dieser Anmeldung bezüglich Einströmen und Zuführen sowie Ausströmen und Abführen des Druckmediums beschriebenen Vorgänge eines Überdruck-Betriebs analog, umgekehrt bei einem Unterdruck-Betrieb .
[ 68 ] In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Beschleunigen eines Proj ektils einer Lithotripsievorrichtung, wobei die Lithotripsievorrichtung ein Führungsrohr und ein Beschleunigungsrohr mit einem Hohlraum aufweist und das Beschleunigungsrohr zumindest teilweise von dem Führungsrohr umgeben ist , wobei in dem Hohlraum des Beschleunigungsrohres ein zwischen einem federnden proximalseitigen Anschlagselement und einem federnden distalseitigen Anschlagselement bewegbares Proj ektil angeordnet ist , und das Beschleunigungsrohr mindestens eine proximalseitige Öf fnung und mindestens eine distalseitige Öf fnung zum Einströmen und/oder Ausströmen eines Druckmediums in und/oder aus seinem Hohlraum zum Hin- und Herbewegen des Proj ektils zwischen dem federnden proximalseitigen Anschlagselement und dem federnden distalseitigen Anschlagselement aufweist und der Lithotripsievorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums und eine Sonde zuordenbar sind, und das Beschleunigungsrohr innenliegend an seinem proximalen Endabschnitt mittels des federnden proximalseitigen Anschlagselementes und an seinem distalen Endabschnitt mittels des federnden distalen Anschlagselementes in der axialen Richtung beweglich angeordnet ist , mit folgenden Schritten :
Zuführen und/oder Abführen des Druckmediums mittels der Antriebsvorrichtung und Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine proximalseitige Öf fnung in den Hohlraum des Beschleunigungsrohres und Hinbewegen des Proj ektils mittels des Druckmediums zum federnden distalseitigen Anschlags element ,
Beschleunigen des Proj ektils mittels des Druckmediums ,
Auftref fen des Proj ektils auf das federnde distalseitige Anschlagselement und Verschieben des Beschleunigungsrohres mittels des federnde distalseitige Anschlagselement in einer distalen Richtung zum Umschalten des Strömens des Druckmediums , optional Repulsieren des Proj ektils an dem federnden distalseitigen Anschlagselement ,
Übertragen eines Stoßes des Proj ektils beim Auftref fen mittels des federnden distalseitigen Anschlagselementes auf eine Sonde und/oder Zuführen und/oder Abführen des Druckmediums mittels der Antriebsvorrichtung und Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine distalseitige Öf fnung in den Hohlraum des Beschleunigungsrohres und Zurückbewegen des Proj ektils mittels des Druckmediums zum federnden proximalseitigen Anschlags element ,
Beschleunigen des Proj ektils mittels des Druckmediums ,
Auftref fen des Proj ektils auf das federnde proximalseitige Anschlagselement und Verschieben des Beschleunigungsrohres mittels des federnden proximalseitigen Anschlagselementes in einer proximalen Richtung zum Umschalten des Strömens des Druckmediums , und
Repulsieren des Proj ektils an dem federnden proximalseitigen Anschlagselement .
[ 69 ] Somit kann der Anwender mittels des Verfahrens sehr einfach und schnell nach Starten der Lithotripsievorrichtung durch das selbststeuernde , axial bewegliche Beschleunigungsrohr aufgrund definierter Ventilstellungen und dem Umschalten der Bewegungsrichtung ein wiederholendes Hin- und Zurückbewegen des Proj ektils entlang der Beschleunigungsstrecke realisieren, ohne dass auf Drücke und Ventilschaltungen einer externen Druckmediumzufuhr geachtet werden muss . Das oben beschriebene Verfahren bezieht sich auf einen Überdruck-Betrieb, und gilt analog für einen Unterdruck- Betrieb, bei dem entsprechend zum Hinbewegen des Proj ektils zum distalseitigen Anschlagselement ein Saugdruck an der distalseitigen Öf fnung des Beschleunigungsrohres angelegt wird . Entsprechend umgekehrt wird bei dem Unterdruck-Betrieb beim Zurückbewegen des Proj ektils zum proximalseitigen Anschlagselement vorgegangen und der Saugdruck an der proximalseitigen Öf fnung des Beschleunigungsrohrs angelegt . [ 70 ] Hierbei wird beim distalen Umschaltvorgang die Bewegungsenergie des Proj ektils beim Auftref fen auf das federnde distalseitige Anschlagselement genutzt , um mittels Kraftübertragung das Beschleunigungsrohr weiter axial in distaler Richtung zu verschieben und dadurch eine selbsttätige Ventilumschaltung für das Druckmedium zu bewirken und gleichzeitig durch Stoßen des distalseitige Anschlagselement auf das proximale Ende der Sonde ein Teil des Impulses und die Restenergie an die Sonde abzugeben .
[ 71 ] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Zuführen und/oder das Abführen des Druckmediums kontinuierlich durchgeführt .
[ 72 ] Dadurch kann der Anwender kontinuierlich ein sich selbst steuerndes Verfahren zum Beschleunigen eines Proj ektils nutzen, ohne dass der Anwender, wie bei konventionellen pneumatischen Lithotriptern, ständig auf die Taktung des Druckstoßes achten muss .
[ 73 ] Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert . Es zeigen
Figur 1 eine schematische , teilweise dreidimensionale
Darstellung einer Lithotripsievorrichtung mit einem axial beweglichen Beschleunigungsrohr in einer Ausgangsstellung für eine Beschleunigung eines Proj ektils in distaler Richtung,
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung der
Lithotripsievorrichtung in einem Zustand beim Auftref fen des Proj ektils auf ein distalseitiges Billardproj ektil , Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung der
Lithotripsievorrichtung bei einem distalen Umschaltvorgang,
Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung der
Lithotripsievorrichtung bei einem Beginn einer Beschleunigung des Proj ektils in die proximale Richtung,
Figur 5 eine schematische Schnittdarstellung der
Lithotripsievorrichtung beim Auftref fen des Proj ektils auf das proximalseitige Anschlagselement , und
Figur 6 eine schematische Schnittdarstellung der
Lithotripsievorrichtung bei einem proximalen Umschaltvorgang .
[ 74 ] Eine Lithotripsievorrichtung 101 weist eine Trägereinheit 103 mit einem mittigen Gehäuserohr 105 auf . Ein proximales Ende des Gehäuserohrs 105 ist mit einer proximalen Gehäusekappe 107 und ein distales Ende des Gehäuserohrs 105 mit einer distalen Gehäuseendkappe 111 verbunden ( siehe Figur 1 ) . Im Inneren des Gehäuserohrs 105 der Trägereinheit 103 ist ein Führungsrohr 121 angeordnet , welches an seinem proximalen Ende mittels einer proximalen Endkappe 137 und an seinem distalen Ende mittels einer distalen Endkappe 139 verbunden ist . Die proximale Endkappe 137 ist fest in der proximalen Gehäusekappe 107 und die distale Endkappe 139 i st fest in der distalen Gehäusekappe 111 aufgenommen und j eweils proximalseitig und distalseitig mit einem O-Ring 217 abgedichtet . Zwischen einer Innenwand des Gehäuserohrs 105 und einer Außenwand des Führungsrohrs 121 sind vier, im Querschnitt symmetrisch angelegte Zuluf tkammern angeordnet . Diese Zuluf tkammern verbinden j eweils einen proximalen Zuluftkanal 152 und einen distalen Zuluftkanal 156 , welche in der j eweiligen Endkappe 137 , 139 radial ausgerichtet ausgebildet sind . Die in Figur 1 nicht sichtbaren Zuluf tkammern sind mit einem Druckluftanschluss 151 an der proximalen Gehäusekappe 107 fluidtechnisch verbunden, wobei über den Druckluftanschluss 151 Zuluft von einer nicht gezeigten externen Antriebseinrichtung kontinuierlich zugeführt wird .
[ 75 ] Das Führungsrohr 121 weist einen Hohlraum 122 auf , in dem ein Beschleunigungsrohr 131 mit einer Längsmittelachse 149 angeordnet ist , welche parallel zu einer distalen Richtung 115 verläuft . Das Beschleunigungsrohr 131 weist vor seinem proximalen Ende 133 in einem proximalen Endabschnitt eine proximale Öf fnung 123 und eine proximale Öf fnung 124 und zwei weitere , in den Figuren nicht sichtbare proximale Öf fnungen auf . Ebenso weist das Beschleunigungsrohr 131 vor seinem distalen Ende 135 eine distale Öf fnung 127 und eine distale Öf fnung 129 sowie zwei weitere in den Figuren nicht sichtbare distale Öf fnungen auf . In seinem Inneren weist das Beschleunigungsrohr 131 einen Hohlraum 141 auf , welcher eine Beschleunigungsstrecke für ein Proj ektil 143 zwischen einem proximalen Anschlagselement 165 und einem Billardpro ektil 167 als distales Anschlagselement ausbildet . Das proximale Anschlagselement 165 weist einen proximalen Zylinderabschnitt 169 auf , welcher innerhalb des Hohlraums 141 des Beschleunigungsrohrs 131 beweglich aufgenommen ist . Proximalseitig von dem proximalen Zylinderabschnitt 169 weist das proximale Anschlagselement 165 einen proximalen Abschlussabschnitt 173 auf , welcher einen größeren Durchmesser als der proximale Zylinderabschnitt 169 aufweist . Eine proximale Kappe 183 ist außen auf dem proximalen Endabschnitt 187 des Beschleunigungsrohrs 131 aufgelötet und weist ein Außengewinde 191 auf , auf welches ein proximales Endstück 187 auf geschraubt ist . Zwischen der proximalen Innenseite der proximalen Kappe 183 und der proximalen Stirnfläche des proximalen Abschlussabschnittes 173 ist eine proximale Feder 146 angeordnet . Die so verbundene proximalseitige Baugruppe umgeben von der proximalen Kappe 183 ist beweglich innerhalb des Hohlraumes der proximalen Endkappe 137 angeordnet . Die proximale
Kappe 183 weist eine proximale Durchgangsbohrung 193 auf .
[ 76 ] Am distalseitigen Endabschnitt des Beschleunigungsrohrs 131 ist das Billardproj ektil 167 angeordnet . Das Billardpro ektil 167 weist einen distalen Zylinderabschnitt 171 auf , welcher in dem Hohlraum 141 des Beschleunigungsrohrs 131 beweglich angeordnet ist . Distalseitig von dem distalen Zylinderabschnitt 171 weist das Billardproj ektil 167 einen distalen Abschlussabschnitt 175 auf , welcher als Schulter ausgebildet ist . Distalseitig von dem distalen Abschlussabschnitt 175 geht das Billardproj ektil 167 in einen Stoß zapfen 181 über, wobei der Stoß zapfen 181 einen geringeren Durchmesser als der distale Zylinderabschnitt 171 aufweist . Der distale Endabschnitt des Beschleunigungsrohrs 131 ist analog wie oben beschrieben mittels einer aufgelöteten distalen Kappe 185 verbunden, welche ein Außengewinde 191 aufweist , auf welches ein distales Endstück 189 auf geschraubt ist . Die distale Kappe 185 weist eine distale Durchgangsbohrung 195 auf . Zwischen dem distalen Ende 135 des Beschleunigungsrohres 131 und der proximalen Seite des distalen Abschlussabschnittes 175 ist ein O-Ring 217 angeordnet . Ebenso ist zwischen der distalen Seite des proximalen Abschlussabschnittes 173 und dem proximalen Ende 133 des Beschleunigungsrohrs 131 ein O-Ring 217 angeordnet ( siehe Figur 2 ) . Prinzipiell sei angemerkt , dass alle Figuren die gleiche Lithotripsievorrichtung 101 in unterschiedlichen Zuständen zeigen, j edoch aus Übersichtsgründen nicht alle identischen Bauteile in j eder Figur j eweils mit den zugehörigen Bezugs zeichen bezeichnet sind .
[ 77 ] Der distalseitig von dem distalen Abschlussabschnitt 175 ausgebildete Stoß zapfen 181 ist von einer distalen Feder 147 an seiner Außenoberfläche rundumlaufend umgeben . Die proximale Feder 146 und die distale Federe 147 sind als Spiral federn ausgebildet . Distalseitig von der distalen Endkappe 139 ist ein Kopfstück 215 angeordnet , in dem ein Sondenkopf 213 verbunden mit einer langgestreckten Sonde 211 angeordnet ist . Der vordere Teil des Sondenkopfs 213 und das proximale Ende der Sonde 211 sind von einem Silikonschlauch als Dämpfungselement 219 umgeben, welches sich in distaler Richtung 115 innen auf der distalen Gehäusekappe 111 abstützt . Der Raum um den Sondenkopf 213 ist mit einer Entlastungsbohrung 203 geführt durch das Kopfstück 215 zur äußeren Umgebung der Lithotripsievorrichtung 101 verbunden . Die Sonde 211 ist als Hohlsonde zum Zertrümmern von Körpersteinen ausgebildet .
[ 78 ] Das Proj ektil 143 ist beweglich innerhalb des Hohlraums 141 des Beschleunigungsrohres 131 angeordnet . Das Proj ektil 143 weist an seinem proximalen Ende und seinem distalen Ende j eweils eine Anschrägung 142 für einen verbesserten Bewegungsstart und umlaufende Rillen 145 zur Kontaktminimierung auf .
[ 79 ] Mit der Lithotripsievorrichtung 101 und dem axial beweglichen Beschleunigungsrohr 131 werden folgende Arbeitsschritte durchgeführt :
[ 80 ] Die Lithotripsievorrichtung 101 wird mittels eines nicht gezeigten Bedienelementes an der Trägereinheit 103 gestartet und Druckluft wird kontinuierlich durch den Druckluftanschluss 151 in einer Zuluftrichtung 161 den vier nicht gezeigten in Längsrichtung geführten Zuluf tkammern zugeführt . Ausgehend von einer in Figur 1 gezeigten Ausgangslage zur Beschleunigung des Proj ektils 143 in distaler Richtung 115 , bei der das proximale Endstück 187 proximalseitig an der Innenwand der proximalen Gehäusekappe 107 anliegt und dadurch der mit der nicht gezeigten Luftkammer verbundene proximale Zuluftkanal 152 über die proximale Durchgangsbohrung 193 der proximalen Kappe 183 mit der proximalen Öf fnung 123 des Beschleunigungsrohres 131 durchgängig ist , tritt Druckluft in den Hohlraum 141 des Beschleunigungsrohrs 131 ein und drückt gegen das Proj ektil 143 in einer Proj ektilbewegungsrichtung 144 , welche der distalen Richtung 115 entspricht . Am distalen Ende ist durch das distale Endstück 189 der distale Zuluftkanal 156 verschlossen, wobei das proximale Ende des distalen Endstückes 189 an einem Anschlag 199 der distalen Endkappe 139 angestoßen ist . Die Druckluft tritt in der distalen Richtung 115 aus dem Hohlraum 141 durch die distalen Öf fnungen 127 , 129 in den Hohlraum 122 des Führungsrohrs 121 und weiter durch den distalen Abluftkanal 158 aus . Der distale Abluftkanal 158 endet , genauso wie ein proximaler Abluftkanal 154 , in einem Entlüftungsmischraum 157 , von dem proximalseitig und distalseitig mittels Entlüftungskanälen 159 die austretende Luft in die Umgebung um die Lithotripsievorrichtung 101 abgegeben wird . Somit befinden sich die distalen Öf fnungen 123 , 124 in einem Uberdruckbereich, während der Hohlraum 122 des Führungsrohrs 121 und der Entlüftungsmischraum 157 sowie die Abluftkanäle 154 , 158 unter Umgebungsdruck stehen .
[ 81 ] Das Proj ektil 143 wird durch die in distaler Richtung 115 strömende Druckluft weiter in dieselbe Pro ektilbewegungsrichtung 144 beschleunigt , bis dieses auf das Billardproj ektil 167 stößt und dadurch seinen Impuls und seine Bewegungsenergie an das Billardproj ektil 167 abgibt ( Figur 2 ) . Das angestoßene Billardproj ektil 167 komprimiert nun die distale Feder 147 , wodurch aufgrund ihrer Federkraft diese über die verbundene distale Kappe 185 und das distale Endstück 189 das Beschleunigungsrohr 131 weiter in distaler Richtung 115 verschiebt . Somit findet von der distalen Feder 147 eine Energieübertragung an das Beschleunigungsrohr 131 statt . Die Restgeschwindigkeit des Billardproj ektils 167 bewirkt , dass das Billardproj ektil 167 sich weiter in distaler Richtung 115 bewegt und der Stoß zapfen 181 auf den Sondenkopf 213 aufschlägt , wodurch die verbleibende Restenergie und der Impuls an die Sonde 211 zur Schwingungsanregung der Sonde 211 übertragen werden . Diese übertragene Verformungsenergie kann genutzt werden, um einen Körperstein zu zertrümmern . Somit liegt das distalseitige Endstück 189 in einer erreichten, distalseitigen Ausgangslage an der proximalen Seite der distalen Gehäusekappe 111 an ( Figur 4 ) . [ 82 ] Gleichzeitig bewegt sich das Beschleunigungsrohr 131 weiter in distaler Richtung 115 , wodurch das proximale Endstück 187 den proximalen Zuluftkanal 152 immer mehr verschließt , bis das distale Ende des proximale Endstück 187 an einem Anschlag 197 der proximalen Endkappe 137 anstößt . Gleichzeitig werden die proximalen Öf fnungen 123 , 124 in die distale Richtung 115 verschoben, durch die außen anliegende proximale Endkappe 137 verschlossen ( siehe Figur 3 ) und anschließend weiter in den Umgebungsbereich bewegt . Währenddessen werden die verschlossenen distalen Öf fnungen 127 , 129 weiter in distaler Richtung 115 bewegt , bis diese zusammen mit der distalen Durchgangsbohrung 195 durchgängig mit dem distalen Zuluftkanal 156 sind und nun in dem Uberdruckbereich vorliegen . Das an dem Billardproj ektil 167 aktiv repulsierte Proj ektil 143 bewegt sich nun in der Proj ektilbewegungsrichtung 144 in proximaler Richtung entgegen der distalen Richtung 115 , sodass ein automatisches Umschalten der Bewegungsrichtung stattgefunden hat . Das Proj ektil wird in proximaler Richtung durch die über die nicht ge zeigten Kammern einströmende Druckluft durch den distalen Zuluftkanal 156 , die distale Durchgangsbohrung 195 und die distalen Öf fnungen 127 , 129 durchtretende Druckluft weiter beschleunigt , bis es auf der proximalen Seite auf das proximale Anschlagselement 165 auftri f ft und seinen gesamten Impuls aufgrund der gleichen Massenverhältnisse zwischen dem Proj ektil 143 und dem proximalen Anschlagselement 165 auf das proximale Anschlagselement 165 überträgt . Uber die proximale Feder 146 wird entsprechend, wie für die distale Feder 147 beschrieben, eine Kraft auf das Beschleunigungsrohr 131 übertragen und dadurch das Beschleunigungsrohr 131 weiter in die proximale Richtung verschoben, bis das proximale Endstück 187 wieder innenliegend an der distalen Seite der proximalen Gehäusekappe 107 anliegt ( Figur 1 ) .
[ 83 ] Diese vorstehend beschriebenen Vorgänge der Beschleunigung des Proj ektils 143 und der axialen Verschiebung des Beschleunigungsrohrs 131 in distaler Richtung 115 und entgegengesetzt in proximaler Richtung wiederholen sich selbsttätig ohne einen weiteren Benutzungseingri f f . Somit wird eine Lithotripsievorrichtung 101 bereitgestellt , bei der eine automatische Ventilumstellung zum Hin- und Herbewegen eines Proj ektils 143 mittels des axial beweglichen Beschleunigungsrohrs 131 , des proximalen Anschlagselementes 165 und des Billardpro ektils 167 realisiert ist , wobei die Vorgänge bei einer kontinuierlichen Durchströmung des Beschleunigungsrohrs 131 selbst getaktet sich automatisch wiederholen . Dadurch kann auf eine aufwändige Regelung und Ventilschaltung einer externen stoßweisen Druckluftzufuhr verzichtet werden .
Bezugs zeichenliste
101 Li tho tr ips ie Vorrichtung
103 Trägereinheit
105 Gehäuserohr
107 Proximale Gehäusekappe
111 Distale Gehäusekappe
115 Distale Richtung
121 Führungsrohr
122 Hohlraum des Führungsrohres
123 proximale Öf fnung
124 proximale Öf fnung
127 distale Öf fnung
129 distale Öf fnung
131 Beschleunigungsrohr
133 proximales Ende des Beschleunigungsrohres
135 distales Ende des Beschleunigungsrohres
137 proximale Endkappe
139 distale Endkappe
141 Hohl raum/Beschleunigungs trecke
142 Anschrägung
143 Pro j ektil
144 Pro j ektilbewegungsrichtung
145 Rillen
146 Proximale Feder
147 Distale Feder
149 Längsmittelachse
151 Druckluf tanschluss
152 proximaler Zuluftkanal
154 proximaler Abluftkanal
156 distaler Zuluftkanal
157 Entlüftungsmischraum
158 distaler Abluftkanal
159 Entlüf tungskanal
161 Zuluft richtung
165 Proximales Anschlagselement Billardproj ektil ( distales Anschlagselement ) proximaler Zylinderabschnitt distaler Zylinderabschnitt proximales Abschlussabschnitt distaler Abschlussabschnitt
Stoß zapfen proximale Kappe distale Kappe proximales Endstück distales Endstück
Außengewinde proximale Durchgangsbohrung distale Durchgangsbohrung
Anschlag der proximalen Endkappe
Anschlag der distalen Endkappe
Entlastungsbohrung
Sonde
Sondenkopf
Kopfstück
O-Ring
Damp fungs element

Claims

Patentansprüche :
1. Lithotripsievorrichtung (101) zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrichtung (101) eine Trägereinheit (103) , ein Führungsrohr (121) , ein Beschleunigungsrohr (131) mit einer axialen Richtung, einem Hohlraum (141) , einem proximalen Ende (133) und mit einem distalen Ende (135) , ein bewegbares Projektil (143) , und ein proximalseitiges Anschlagselement (165) und ein distalseitiges Anschlagselement (167) für das bewegbare Projektil (143) aufweist, wobei das Beschleunigungsrohr (131) zumindest teilweise von dem Führungsrohr (121) umgeben ist und das Beschleunigungsrohr (131) mindestens eine proximalseitige Öffnung 8123, 124) und mindestens eine distalseitige (127, 129) Öffnung zum Einströmen und/oder Ausströmen eines Druckmediums in und/oder aus seinen Hohlraum (141) zum Hin- und Herwegen des Projektils (143) zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement (165) und dem distalseitigen Anschlagselement (167) aufweist, und der Lithotripsievorrichtung (101) eine Antriebseinrichtung zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums und eine Sonde (211) zuordenbar sind, die Sonde (211) an ihrem proximalen Ende mit der Trägereinheit (103) direkt oder indirekt verbindbar und durch ein mechanisches Auftreffen des Projektils (143) auf das distalseitige Anschlagselement (167) schwingungsanregbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschleunigungsrohr (131) innenliegend an seinem proximalen Endabschnitt mittels des proximalseitigen Anschlagselements (165) und an seinem distalen Endabschnitt mittels des distalseitigen Anschlagselementes (167) in der axialen Richtung beweglich angeordnet ist, sodass das Beschleunigungsrohr (131) in eine distale Richtung (115) und in eine proximale Richtung relativ zum Führungsrohr verschiebbar ist . Lithotripsievorrichtung (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem proximalseitigen Anschlag des axial beweglichen Beschleunigungsrohres (131) eine erste Ventilöf fnungsstellung zum Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine proximalseitige Öffnung (123, 124) in und/oder aus dem Hohlraum (141) des Beschleunigungsrohres (131) zum Hinbewegen des Projektils (143) zum distalseitigen Anschlagselement (167) oder zum Zurückbewegen des Projektils (143) zum proximalseitigen Anschlagselement (165) und bei einem distalseitigen Anschlag des axial beweglichen Beschleunigungsrohres
(131) eine zweite Ventilöf fnungsstellung zum Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine distalseitigen Öffnung (127, 129) in und/oder aus dem Hohlraum (141) des Beschleunigungsrohres (131) zum Zurückbewegen des Projektils (143) zum proximalseitigen Anschlagselement (165) oder zum Hinbewegen des Projektils (143) zum distalseitigen Anschlagselement (167) ausgebildet sind. Lithotripsievorrichtung (101) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschleunigungsrohr (131) eine zweite proximalseitige Öffnung und/oder weitere proximalseitige Öffnungen (123, 124) und eine zweite distalseitige Öffnung und/oder weitere distalseitige Durchgangsöffnungen (127, 129) aufweist. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine proximalseitige Öffnung oder die proximalseitigen Öffnungen (123, 124) und die distalseitige Öffnung oder die distalseitigen Öffnungen (127, 129) in einer Mantelfläche des Beschleunigungsrohres (131) , axialsymmetrisch zu einer Längsmittelachse des Beschleunigungsrohres (131) und/oder rundumlaufend angeordnet ist oder sind. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das proximalseitige Anschlagselement (165) einen ersten zylinderförmigen Abschnitt (169) und das distalseitige Anschlagselement (167) einen zweiten zylinderförmigen Abschnitt (171) aufweist, wobei der proximale Endabschnitt des Beschleunigungsrohres (131) um den ersten zylinderförmigen Abschnitt (169) und der distale Endabschnitt des Beschleunigungsrohres (131) um den zweiten zylinderförmigen Abschnitt (171) beweglich in der axialen Richtung angeordnet ist. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das proximalseitige Anschlagselement (165) einen ersten Abschlussabschnitt (173) als Anschlag an das proximale Ende des Beschleunigungsrohres (131) und das distalseitige Anschlagselement (167) einen zweiten Abschlussabschnitt (175) als Anschlag an das distale Ende des Beschleunigungsrohres (131) aufweisen. Lithotripsievorrichtung (101) einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass proximalseitig vom proximalseitigen Anschlagselement (165) und/oder vom ersten Abschlusselement (173) ein erstes Federelement (146) zur Repulsation des Projektils (143) angeordnet ist . Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das distalseitige Anschlagselement (167) distalseitig vom zweiten zylinderförmigen Abschnitt (171) und/oder von dem zweiten Abschlussabschnitt (175) einen Stoßzapfen (181) zum Übertragen eines Stoßes des Projektils (143) auf die Sonde (211) aufweist. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass distalseitig von dem zweiten Abschlussabschnitt (175) und/oder um den Stoßzapfen (181) des distalseitigen Anschlagselementes (167) ein zweites Federelement (147) angeordnet ist. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (146) und zumindest teilweise das proximalseitige Anschlagselement (165) in einer proximalseitigen Halteeinheit (183, 187) und das zweite Federelement (147) und zumindest teilweise das distalseitige Anschlagselement (167) in einer distalseitigen Halteeinheit (185, 189) aufgenommen sind, wobei die proximalseitige Halteeinheit (183, 187) und die distalseitige Halteeinheit (185, 189) jeweils direkt oder indirekt mit einer Außenseite des Beschleunigungsrohres (131) verbunden und in axialer Richtung beweglich sind. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Außenoberfläche des Führungsrohres (121) und einer Innenoberfläche der Trägereinheit (103) eine Kammer oder zwei oder mehrere voneinander getrennte Kammern zum Durchleiten von Druckmedium zu und/oder von der mindestens einen proximalseitigen Öffnung oder den proximalseitigen Öffnungen (123, 124) und/oder der mindestens einen distalseitigen Öffnung oder den distalseitigen Öffnungen (127, 129) angeordnet sind. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithotripsievorrichtung (101) einen Verbindungsanschluss (151) zum Verbinden mit der Antriebseinrichtung und zum kontinuierlichen Zuführen oder Abführen des Druckmediums aufweist . Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Antriebseinrichtung dem Hohlraum (141) oder einem Teil des Hohlraums (141) des Beschleunigungsrohres (131) ein Unterdrück und/oder ein Überdruck aufprägbar ist oder sind . Verfahren zum Beschleunigen eines Projektils (143) einer Lithotripsievorrichtung (101) , wobei die Lithotripsievorrichtung (101) ein Führungsrohr (121) und ein Beschleunigungsrohr (131) mit einem Hohlraum (141) aufweist und das Beschleunigungsrohr (131) zumindest teilweise von dem Führungsrohr (121) umgeben ist, wobei in dem Hohlraum (141) des Beschleunigungsrohres (131) ein zwischen einem federnden proximalseitigen Anschlagselement (165, 146) und einem federnden distalseitigen Anschlagselement (167, 147) bewegbares Projektil (143) angeordnet ist, und das Beschleunigungsrohr (131) mindestens eine proximalseitige Öffnung (123, 124) und mindestens eine distalseitige Öffnung (127, 129) zum Einströmen und/oder Ausströmen eines Druckmediums in und/oder aus seinen Hohlraum (141) zum Hin- und Herwegen des Projektils (143) zwischen dem federnden proximalseitigen Anschlagselement (165, 146) und dem federnden distalseitigen Anschlagselement (167, 147) aufweist, und der Lithotripsievorrichtung (101) eine Antriebseinrichtung zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums und eine Sonde (211) zuordenbar sind, und das Beschleunigungsrohr (131) innenliegend an seinem proximalen Endabschnitt mittels des federnden proximalseitigen Anschlagselement (165, 146) und an seinem distalen Endabschnitt mittels des federnden distalen Anschlagselementes (167, 147) in der axialen Richtung beweglich angeordnet ist, mit folgenden
Schritten :
- Zuführen und/oder Abführen des Druckmediums mittels der Antriebsvorrichtung und Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine proximalseitige Öffnung (123, 124) in den Hohlraum (141) des Beschleunigungsrohres (131) und Hinbewegen des Projektils (143) mittels des Druckmediums zum federnden distalseitigen Anschlagselement (167, 147) ,
- Beschleunigen des Projektils (143) mittels des Druckmediums ,
- Auftreffen des Projektils (143) auf das federnde distalseitige Anschlagselement (167, 147) und Verschieben des Beschleunigungsrohres (131) mittels des federnde distalseitige Anschlagselement (167, 147) in einer distalen Richtung zum Umschalten des Strömens des Druckmediums ,
- Übertragen eines Stoßes des Projektils (143) beim Auftreffen mittels des federnden distalseitigen Anschlagselementes (167, 147) auf eine Sonde (211) und/ oder
- Zuführen und/oder Abführen des Druckmediums mittels der Antriebsvorrichtung und Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine distalseitige Öffnung (127, 129) in den Hohlraum (141) des Beschleunigungsrohres (131) und Zurückbewegen des Projektils (143) mittels des Druckmediums zum federnden proximalseitigen Anschlagselement (165, 146) ,
- Beschleunigen des Projektils (143) mittels des Druckmediums , - Auftreffen des Projektils (143) auf das federnde proximalseitige Anschlagselement (165, 146) und Verschieben des Beschleunigungsrohres (131) mittels des federnden proximalseitigen Anschlagselementes (165, 146) in einer proximalen Richtung zum Umschalten des Strömens des Druckmediums, und
- Repulsieren des Projektils (143) an dem federnden proximalseitigen Anschlagselement (165, 146) . Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen und/oder das Abführen des Druckmediums kontinuierlich durchgeführt wird.
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