EP4507594A1 - Lithotripsievorrichtung zum zertrümmern von körpersteinen mit einer steuerhülse und verfahren zum beschleunigen eines projektils einer lithotripsievorrichtung - Google Patents

Lithotripsievorrichtung zum zertrümmern von körpersteinen mit einer steuerhülse und verfahren zum beschleunigen eines projektils einer lithotripsievorrichtung

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Publication number
EP4507594A1
EP4507594A1 EP23715172.5A EP23715172A EP4507594A1 EP 4507594 A1 EP4507594 A1 EP 4507594A1 EP 23715172 A EP23715172 A EP 23715172A EP 4507594 A1 EP4507594 A1 EP 4507594A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distal
proximal
control sleeve
projectile
opening
Prior art date
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Pending
Application number
EP23715172.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Beat Krattiger
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 EP4507594A1 publication Critical patent/EP4507594A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • 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
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    • A61B2017/22005—Effects, e.g. on tissue
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    • 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 with a cavity, with a proximal end and with a distal end, a movable projectile, and a proximal-side stop element and a distal-side stop element for the movable projectile, wherein the guide tube is at least partially arranged in the carrier unit, and the lithotripsy device has a drive device for supplying and/or discharging a pressure medium into an interior of the carrier unit and/or the guide tube for moving the projectile back and forth between the proximal-side stop element and the distal-side stop element and a sonotrode can be assigned, the guide tube having at least one proximal-side through-opening and at least one distal-side through-opening for supplying and/or discharging the pressure medium into and/or out of its cavity, and the sonotrode its proximal end can be connected directly or
  • 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 to pass naturally and cause discomfort, they must be crushed with a lithotripter so that the crushed stones can be removed by natural excretion and/or using a suction-irrigation 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 an 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 for fragmentation of the body stone is transferred.
  • the successive opening of the projectile is usually controlled via timed compressed air blasts.
  • 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 stroke rate is due to the single-lumen acceleration tube and reversing compressed air drive of the projectile is limited in known lithotripters.
  • a compressed air reservoir must be connected to the interior of the acceleration tube on the distal side via a connection and a switching valve in order to move the projectile back to the proximal stop after the projectile has stopped on the distal side.
  • 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.
  • a complex operating device with a time-controlled changeover valve is required.
  • 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.
  • the task is solved by a lithotripsy device for shattering body stones, the lithotripsy device having a carrier unit, a guide tube with a cavity, with a proximal end and with a distal end, a movable projectile, and a proximal-side stop element and a distal-side stop element for the movable projectile, wherein the guide tube is at least partially arranged in the carrier unit, and the lithotripsy device has a drive device for supplying and/or discharging a pressure medium into an interior of the carrier unit and/or the guide tube for moving the projectile back and forth between the proximal-side stop element and the distal-side stop element and a sonotrode can be assigned, the guide tube having at least one proximal-side through-opening and at least one distal-side through-opening for supplying and/or discharging the pressure medium into and/or out of its cavity,
  • a lithotripsy device is provided with a self-exciting projectile with continuous supply and/or removal of the pressure medium, in which the projectile is kept in continuous movement due to the driving of the control sleeve, the control sleeve forming a changeover valve with the guide tube, so that there is a constant change between the first valve opening position and the second valve opening position for the mutual pressure medium drive of the projectile and thus for moving the projectile back and forth between the proximal-side stop element and the distal-side stop element. It is particularly advantageous here that the supply and/or removal of the printing medium takes place continuously, so that there are no changing pressure shock loads on the components the lithotripsy device is present, through which the print medium is guided.
  • the continuous supply and/or removal of the pressure medium results in a long service life and a short service life Maintenance requirements of the lithotripsy device guaranteed.
  • the safety risk of leaks is significantly reduced.
  • the more uniform movement of the pressure medium and the reduction in pressure surges reduce the tendency for the hose line to oscillate and vibrate, which allows the user to operate the instrument more comfortably and thus achieves a better surgical result.
  • the lithotripsy device has a smaller installation space and therefore a possibly reduced instrument weight, since the distal-side pressure reservoir with a changeover valve and connection to the acceleration section is omitted compared to known lithotripters.
  • the projectile uses the driver element to take the control sleeve along a certain switching path along the acceleration path until the control sleeve hits the proximal stop element with its proximal end or the distal stop element with its distal end, the projectile then continues on its own against the proximal Stop element or the distal stop element runs and is repulsed on the corresponding stop element and takes the control sleeve back in the opposite direction, an automatic switching of the direction of movement of the projectile and the exposed through openings for the inflow and / or outflow of the pressure medium takes place within the lithotripsy device itself.
  • a self-stimulating process takes place in which the projectile is continuously moved back and forth by the constantly applied pressure. Due to the uniform pressure medium flow through the at least one proximal-side through-opening and the at least one distal-side through-opening of the guide tube and through the at least one proximal-side opening and the at least one distal-side opening of the control sleeve in always the same directions and the repulsation of the projectile on the With the proximal stop element and the distal stop element, a higher beat cadence is achieved, in particular with a frequency of >15 Hz, preferably >30 Hz, than with known lithotripters.
  • An essential idea of the invention is based on realizing a valve switch for moving the projectile back and forth just inside the lithotripsy device itself by means of a guide tube and a control sleeve that is partially carried along with the projectile by means of the driver element and only the pressure medium flows continuously to feed and/or remove the guide tube and the control sleeve.
  • the valve switching By integrating the valve switching and thus redirecting the direction of movement of the projectile, a complex external supply and removal as well as control of the pressure medium, a time control of external switching valves and a distal pressure reservoir are not required. Overall, a large distal speed with a simultaneous high amplitude at the distal end of the sonotrode and thus an optimal and ef fi cient stone removal is made possible.
  • the frequency of the mechanical impacts of the projectile on the sonotrode is not predetermined by external clocked pressure surges, but can be specifically adjusted via the pressure medium flow, the design of the guide tube, the control sleeve and the driver element of the projectile.
  • 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.
  • 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.
  • Body stones are understood to mean in particular all stones in a human or animal body, such as: B. from salts and proteins through crystallization and/or condensation.
  • 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 one 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 control sleeve and a projectile which can be freely moved in the longitudinal direction are arranged Furthermore, the guide tube has in particular a proximal end and a distal end, which spatially determine the maximum acceleration distance for the projectile.
  • the guide tube has at least one proximal-side through-opening and at least one distal-side through-opening for a passage of Pressure medium into and/or out of its cavity.
  • the guide tube represents in particular a stationary, outer valve sleeve with corresponding through openings corresponding to the openings of the control sleeve.
  • the guide tube can also be a hollow cylinder instead of a tube, whereby the two closed end faces directly form the proximal and distal stop elements.
  • the guide tube can also be connected to the proximal stop element and/or the distal stop element.
  • one end of the guide tube can, for example, be arranged to engage directly in a groove in the stop element.
  • a "stop element” is in particular a desired end point of the movement of the projectile along the Acceleration distance at which the accelerated projectile hits the stop element, is braked, springs back and/or is moved in the opposite direction.
  • the stop element thus absorbs the impact and/or shock of the projectile.
  • a stop element can be, for example, a wall transverse to the longitudinal center axis of the guide tube and/or the control sleeve, a spring element, a part of an ultrasonic oscillator, such as a horn, and/or an air cushion of a compressed air spring.
  • a proximal-side stop element is arranged in particular at and/or in the proximal end of the guide tube and/or within the cavity in a region of the proximal section of the guide tube.
  • a distal-side stop element is arranged in particular at and/or in the distal end of the guide tube and/or within the cavity in a region of the distal section of the guide tube.
  • the proximal-side stop element can be, for example, a spring element.
  • the distal-side stop element is in particular connected directly or indirectly to the proximal end of the sonotrode.
  • the distal-side stop element can be, for example, a spring element, a wall of a holder of the sonotrode and/or the horn aligned with the cavity of the guide tube.
  • 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” an arrangement or a corresponding end or section that is close to the user and therefore away from the body.
  • An “acceleration distance” is in particular a section of a longitudinal dimension of the cavity of the guide tube, which is defined by a distal-side stop surface of the proximal-side stop element and 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 minus the pro ectile length if the proximal-side stop element is arranged flush at the proximal end of the guide tube and the distal-side stop element is arranged flush at the distal end of the guide tube.
  • the longitudinal dimension of the cavity can be 150 mm, for example.
  • a “proj ectile” is in particular a body which is freely movable along the acceleration path within the cavity of the guide tube.
  • the projectile is in particular movable back and forth between the proximal-side stop element and the distal-side stop element within the cavity of the guide tube arranged between them , wherein the projectile is surrounded by the control sleeve.
  • the projectile can have any shape.
  • the projectile can have the shape of a bolt or a ball.
  • the projectile has in particular hard steel and / or magnetic properties.
  • the projectile has a slightly smaller outer diameter than the diameter of the cavity Control sleeve on.
  • the project can be one
  • 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 projectile can have slightly chamfered edges at its distal end and/or proximal end.
  • a “driver element” is in particular an element which is firmly or loosely connected in and/or arranged on an outer surface of the projectile and rests on the inside of the inner surface of the control sleeve with its side opposite the projectile.
  • the driver element is in particular designed in such a way that, due to friction and/or adhesive forces, when a projectile is moving in the control sleeve, it takes the control sleeve along due to the contact, whereby the control sleeve is moved along with the projectile.
  • the driver element can, for example, be partially or completely radially circumferential Groove can be arranged in the projectile.
  • the driver element has in particular a polymer, such as polyoxymethylene.
  • the driver element can also be, for example, a Use a Teflon rod or tube bent into a ring.
  • the driver element can also have nylon, which has low wear properties.
  • the driver element can also be of a fibrous or textile nature, e.g. B. Felt, fleece, woven, knitted and/or knitted fabrics.
  • the driving element only causes the friction and/or adhesion necessary for driving and minimal wear.
  • the driver element can seal the projectile and the inside of the control sleeve from one another, but the driver element does not necessarily have to be tight.
  • a non-sealing driver element causes the pressure medium, which flows into the cavity of the control sleeve at one end of the guide tube and/or the control sleeve and thus acts on the corresponding end of the projectile, also to the side of the projectile in the direction of flow can flow to the other end of the projectile and/or guide tube and flow out through the corresponding opening of the control sleeve and through opening of the guide tube, thereby preventing unwanted overpressures, for example in the event of a blockage.
  • a “drive device” can in principle be any type of device which, by supplying and/or removing a pressure medium, causes a force on the projectile and thus a movement of the projectile.
  • the drive device enables in particular a continuous and even flow of the pressure medium through the proximal-side and distal-side through-openings of the guide tube and the proximal-side and distal-side openings of the control sleeve, for example pneumatically using compressed air, and an acceleration of the projectile within the cavity of the control sleeve and/or the guide 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 is supplied and/or removed from the lithotripsy device in particular continuously 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 pressure medium, it can also be free of alternating loads Print of
  • the "control sleeve” is in particular an elongated hollow body, the length of which has a larger dimension than its diameter.
  • the control sleeve has, in particular, a cavity in its interior in which the projectile can move in the longitudinal direction.
  • the control sleeve is in particular tubular with an open proximal end and an open distal end.
  • the control sleeve can also be designed as a hollow cylinder, with at least one opening being arranged in each end face.
  • the control sleeve in particular has a smaller diameter than that Guide tube on .
  • the control sleeve in particular has at least one proximal-side opening and at least one distal-side opening for the passage of the pressure medium, wherein the proximal-side opening and the distal-side opening can each be formed on the end face and/or in the lateral surface of the control sleeve.
  • the control sleeve is in particular arranged in the cavity of the guide sleeve so that it cannot rotate, so that the respective proximal-side through-opening of the guide tube with the proximal-side opening of the control sleeve and the distal-side through-opening of the guide tube with the proximal-side opening of the control sleeve can be aligned with one another in such a way, that the pressure medium flows continuously through the respective through-opening of the guide tube and the corresponding opening of the control sleeve and thus a first valve opening position or a second valve opening position can be set.
  • An anti-rotation device for the control sleeve can be realized, for example, by a guide and/or control wire, which is soldered to the control sleeve in a soldering groove in the control sleeve, exits through a hole in the proximal direction from the carrier unit and/or lithotripsy device and has an operating element, such as a handle, is completed.
  • This means that the control sleeve is secured against rotation and can be controlled by the user at the same time.
  • the control sleeve is in particular arranged concentrically to the guide tube.
  • the control sleeve in particular has a length which is shorter than the length of the guide tube.
  • the control sleeve can have a length that is 2 mm to 30 mm, in particular 3 mm to 20 mm, preferably 4 mm to 10 mm, shorter than the length of the guide tube.
  • the control sleeve with its proximal and distal openings is designed, in particular, to be axially symmetrical to its longitudinal axis and/or transverse axis.
  • control sleeve 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 event, for example, of the control sleeve striking the distal-side stop element, the distal-side passage opening of the guide tube passes through the outer wall of the adjacent and struck control sleeve is closed.
  • the control sleeve stops on the proximal side of the stop element on the proximal side the passage opening on the proximal side of the guide tube is closed by the side wall of the control sleeve.
  • the “longitudinal center axis” is in particular the axis of the control sleeve which corresponds to the direction of its greatest extent. [27] One proximal and one distal
  • “Through openings” are each a breakthrough through the wall of the guide tube.
  • a proximal-side “opening” and a distal-side opening are a breakthrough through a wall of the control sleeve (also called valve bores).
  • the proximal-side opening and the distal-side opening or openings can in particular be present continuously in the lateral surface of the control sleeve and/or on their end faces on both sides at the proximal end or distal end.
  • the open tube end of the control sleeve can thus form a proximal-side opening and/or a distal-side opening.
  • the through opening or the through openings of the guide tube as well as the distal and proximal openings of the control sleeve can each be a bore. These through openings and/or openings in particular have a relatively large diameter, so that essentially no pressure loss occurs.
  • the respective through opening of the guide tube and/or the opening of the control sleeve can have a diameter in a range of 2 to 3 mm with a diameter of the guide tube of 6 mm.
  • the through openings and the valve openings are therefore designed with as little flow resistance as possible with large cross sections.
  • the openings of the control sleeve can have a chamfer on the inside of the cavity of the control sleeve in order to avoid wear and/or chip formation on the projectile.
  • a "sonotrode” is in particular a component which is itself caused to vibrate, resonate and/or deform by the action and/or introduction of mechanical vibrations.
  • a sonotrode is in particular an elongated component.
  • a sonotrode is In particular, it is a probe which is designed, for example, in the shape of a rod, tube and/or tube.
  • the sonotrode can be a hollow probe.
  • the sonotrode can be designed in one piece or in several parts.
  • the sonotrode in particular has a diameter in a range of 0.5 mm to 4.5 mm, in particular from 0.8 mm to 3.8 mm.
  • the sonotrode has in particular steel, titanium, aluminum and/or carbon.
  • a specifically shaped deformation wave is imprinted on the sonotrode.
  • the deformation wave causes in particular a translational movement of the sonotrode, which, due to the deflection, results in improved stone fragmentation.
  • the sonotrode 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 sonotrode is therefore 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 sonotrode can in particular rest directly or indirectly on the distal stop element.
  • the sonotrode is joined 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 sonotrode is preferably movably mounted.
  • the sonotrode is in particular shaped in such a way that it optimally introduces the vibration waves, deformation waves, shock waves and/or the ultrasonic vibration at its distal end into the body, the body region to be treated and/or directly onto the body stone to be shattered.
  • control sleeve has a second proximal-side opening, a third proximal-side opening, a fourth proximal-side opening and/or further proximal-side openings and/or a second distal-side opening, a third distal-side opening Opening, a fourth distal opening and/or further distal openings.
  • proximal-side openings and/or several distal-side openings can each be distributed over the cross section of the control sleeve and/or radially circumferentially around the outer surface of the control sleeve, as a result of which a more uniform flow occurs along the cross section by means of the pressure medium.
  • the flow resistance can be reduced accordingly through several proximal and/or distal openings.
  • the guide tube has a second proximal-side through-opening, a third proximal-side through-opening, a fourth proximal-side through-opening and/or further proximal-side through-openings and/or a second distal-side through-opening, a third distal-side through-opening opening, a fourth distal-side through-opening and/or further distal-side through-openings.
  • the proximal-side through-openings and/or the distal-side through-openings can also be arranged at a distance in the longitudinal direction and thus along the longitudinal central axis of the control sleeve.
  • the first proximal-side through-opening through which the pressure medium flows into the cavity of the guide tube can be arranged closer to the proximal end of the guide tube than a second proximal-side through-opening through which the pressure medium flows out of the cavity of the guide tube again.
  • the first proximal-side passage opening with the inflowing pressure medium or the second proximal-side passage opening with the outflowing pressure medium can be in each case the movement of the projectile and the target
  • Valve opening position can be closed. This applies analogously to the distal through openings.
  • the second, third, fourth and/or further proximal-side or distal-side openings are, in terms of their design and function, a proximal-side opening or distal-side opening defined above. However, these further proximal or distal openings can be arranged at a different position of the control sleeve. Likewise, the second, third, fourth and/or further proximal-side or distal-side through-openings are a proximal-side or distal-side through-opening defined above, wherein the respective through-opening can also be arranged at a different position of the guide tube.
  • openings and/or the through openings can also have a different cross section, but these openings and/or through openings preferably have the same cross section in order to ensure a uniform flow.
  • these further proximal-side and/or distal-side through openings are formed continuously through the lateral surface.
  • the distal-side opening, the respective distal-side opening and/or the distal-side openings is or are arranged at the distal end and/or in a lateral surface of the control sleeve and/or the proximal-side opening, the respective proximal-side opening and/or the proximal-side openings are arranged at the proximal end and/or in the lateral surface of the control sleeve.
  • the guide tube has on its inner surface an at least partially radially circumferential recess or a plurality of at least partially radially circumferential recesses for guiding the pressure medium around the control sleeve.
  • the pressure of the print medium can be used all around the recess Control sleeve are distributed and consequently a local overpressure and / or undesirable friction between the outer surface of the control sleeve and the inner surface of the guide tube can be avoided.
  • a “recess” is in particular an incision and/or a depression in the inner surface of the guide tube.
  • the recess can in particular be designed as an annular or partially annular groove running radially in the inner surface of the guide tube.
  • two or more separate chambers for passing pressure medium through to and/or are provided between an outer surface of the guide tube and an inner surface of the carrier unit. or arranged by the at least one proximal-side through-opening or the proximal-side through-openings and/or the at least one distal-side through-opening or the distal-side through-openings.
  • a distance between the inner housing wall of the lithotripsy device and the outer surface of the guide tube can be used to divide the volume formed thereby into two inlet and outlet air chambers by means of four septa or separating elements.
  • the chambers are separated from one another, particularly in the longitudinal direction, by septa or separating elements separated and run along the outside of the guide tube.
  • a rod for example, can be arranged as a separating element between the chambers.
  • the supply air chambers and the exhaust air chambers can each be arranged alternately all around the guide tube, so that two supply air chambers and two exhaust air chambers lie opposite each other.
  • the distal-side stop element and/or the proximal-side stop element has a spring element for repulsing the projectile.
  • Valve opening position due to the switching of the through openings for supplying the pressure medium, the projectile is not accelerated by the flowing pressure medium for a moment.
  • the reversal of movement is actively initiated and accelerated by a spring element of the distal-side stop element and/or the proximal-side stop element.
  • This means that the control sleeve is taken along by means of the driver element
  • the corresponding through-opening of the guide tube is released and the projectile is further accelerated by flowing the pressure medium through this through-opening of the guide tube and the corresponding corresponding opening of the control sleeve.
  • a “spring element” is in particular any element and/or component that can be deformed sufficiently elastically to overcome a short-term counterpressure at the reversal point of the reversal of movement of the projectile on the distal stop element or proximal stop element.
  • a spring element For example, it is a helical spring and thus a wire wound in a helical shape with a sufficient energy storage capacity.
  • the spring element can also be arranged on the distal side and/or proximal side of the projectile.
  • the spring of the spring element can be arranged in a tube, the tube being preferred has the same inner diameter as the control sleeve, so that the projectile can enter the cavity of the tube of the spring element when it stops when the projectile compresses the spring. Slightly chamfered edges at the entering end of the projectile can prevent the formation of chips during the transition the tube of the spring element can be prevented.
  • the projectile and the control sleeve have a spring element on the distal side and/or the proximal side, in particular a compressed gas spring.
  • the lithotripsy device has at least one connection port for connecting to the drive device and for continuously feeding or discharging the print medium.
  • the drive device can therefore be connected to the connection port of the lithotripsy device using a hose, for example.
  • the Lithotripsy device also has a second connection connection or further connection connections.
  • the supply air and exhaust air can each be directed specifically into and/or out of the lithotripsy device via a respective connection port.
  • the connection connection or connections are preferably arranged on the proximal side on the outside of the lithotripsy device so that the hose connections to the drive device do not impair the handling of the lithotripsy device.
  • a “connection connection” is any connection element that ensures a connection 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 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 pressure medium simply flows through this opening into the lithotripter or freely out into the environment.
  • Lithotripsy device is or can be applied by means of the drive device to the cavity or a part of the cavity of the guide tube and/or the cavity or a part of the cavity of the control sleeve, a negative pressure and/or an excess pressure.
  • the driver element has an at least partially annular friction element on and/or in a surface of the projectile and/or a medium for viscous friction.
  • the driving of the control sleeve by means of the driving element can be based on friction, adhesion and/or viscosity.
  • the driver element for example as an O-ring, it can also be partially annular and / or C-shaped, such as a clamping ring or piston ring.
  • the driving element itself can also be formed by a medium, for example oil.
  • a medium for example oil.
  • an oil film on the outer surface of the control sleeve can be sufficient as a driving element.
  • An adhesive or a gel can also be used as a driving element.
  • the driver element has a magnetic element and the control sleeve has a countermagnet element.
  • the lithotripsy device and/or the carrier unit has an operating unit for starting, stopping and/or individually triggering a movement of the projectile .
  • the movement of the control sleeve and/or the projectile can be controlled from the outside by an operator using a control mechanism on the operating unit.
  • the operating unit and/or individual operating elements are arranged ergonomically on the outside of the carrier unit and/or the housing of the lithotripsy device.
  • the lithotripsy device has a counter bearing and a horn and at least one piezo element is arranged and mechanically coupled as a vibration exciter between the counter bearing and the horn, the horn being the distal side Has stop element and / or the horn can be connected to the distal-side stop element and / or the sonotrode and the at least one piezo element can be electrically connected to an assignable ultrasound generator, so that a combined vibration excitation of the sonotrode can be realized by means of the drive device and the at least one piezo element.
  • the sonotrode can be excited simultaneously both by a constant vibration excitation and by a repetitive impact excitation by imposing deformation waves. This achieves further increased efficiency in crushing body stones by means of a dual shattering and/or action mechanism. It is particularly advantageous that a substantially constant ultrasonic energy can be supplied to the sonotrode by means of the vibration exciter, for example an ultrasonic generator, and the at least one piezo element, while a repeating, intermittent, but very uniform ballistic deformation wave energy can be transferred to the sonotrode by means of the drive device , whereby the latter can produce a large distal velocity with a simultaneously high amplitude with a frequency of > 13 Hz.
  • the vibration exciter for example an ultrasonic generator
  • the at least one piezo element while a repeating, intermittent, but very uniform ballistic deformation wave energy can be transferred to the sonotrode by means of the drive device , whereby the latter can produce a large distal velocity with a simultaneously high amplitude with a frequency of > 13 Hz.
  • a "horn” is in particular a component which is arranged between the vibration exciter and the sonotrode.
  • the horn serves in particular to forward and/or direct the ultrasonic waves generated by the vibration exciter to the sonotrode.
  • the horn can also be used for attachment the sonotrode can be used.
  • the horn serves, in particular together with a counter bearing, for mechanically holding the vibration exciter on both sides.
  • a “vibration exciter” is in particular a component of an ultrasonic transducer and/or a lithotripsy device, which converts the supplied alternating voltage with a specific frequency into a mechanical oscillation frequency.
  • the vibration exciter is in particular an electromechanical transducer using the piezoelectric effect.
  • the vibration exciter has in particular one piezo element or several piezo elements.
  • the vibration exciter preferably has at least two piezo elements, with an electrical conductor, for example a copper disk, between the piezo elements.
  • the sonotrode operates in particular in the ultrasonic range with a frequency range of 20 kHz to 90 kHz, preferably from 20 kHz to 34 kHz.
  • the object is achieved by a method for accelerating a projectile of a lithotripsy device, wherein the lithotripsy device has a guide tube with a cavity and a control sleeve in the cavity of the guide tube, wherein in a cavity of the control sleeve the between a proximal stop element and a distal-side stop element movable projectile is arranged and the movable projectile has a driver element for driving the control sleeve, the lithotripsy device can be assigned a drive device for supplying and / or removing a pressure medium, the guide tube has at least one proximal-side through-opening and at least one distal-side through-opening Supplying and/or discharging the pressure medium into and/or out of its cavity and the control sleeve has at least one proximal-side opening and at least one distal-side opening for the pressure medium, with the following steps:
  • 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 using the self-exciting projectile with the switching control sleeve, without having to rely on pressures and valve circuits of an external pressure medium supply must be respected.
  • the method described above refers to an overpressure operation; in a negative pressure operation, a suction pressure is applied to the distal-side passage opening of the guide tube and thus to the corresponding distal-side opening of the control sleeve in order to move the projectile towards the distal-side stop element.
  • the suction pressure is applied to the proximal-side passage opening of the guide tube and the distal-side opening of the control sleeve.
  • Figure 1 is a highly schematic three-dimensional
  • Figure 2 is a schematic representation of the
  • Lithotripsy device with a guide tube and a control sleeve in a longitudinal section when a projectile moves in the distal direction
  • FIG. 3 is a highly schematic representation of the
  • Figure 4 is a highly schematic representation of the
  • a lithotripsy device 101 has a carrier unit 103 with a central housing tube 105. At a proximal end of the housing tube 105, a proximal end cap 107 is screwed onto the housing tube 105 by means of a proximal lock nut 109. Likewise, a distal end cap 111 is screwed onto the distal end of the housing tube 105 by means of a distal lock nut 113 (see FIG. 1 and FIG. 2). At the proximal end of the proximal end cap 107 there is a first exhaust port 151 and a second exhaust port 153, which is not visible in FIG. 1.
  • a first supply air connection 155 and a second supply air connection 156 are arranged on the proximal side of the proximal end cap 107.
  • a suction line 119 for suctioning off body stone fragments is guided against a distal direction 115 to the proximal end of the lithotripsy device 101.
  • the suction line 119 is only shown symbolically in FIG. 1 and has impractically narrow bending radii.
  • an operating element 117 at the proximal end of the carrier unit 103 is shown only symbolically, with the operating element 117 being optimally ergonomically arranged on the housing tube 105 in an alternative embodiment.
  • the control element 117 is equipped with a control sleeve 131 arranged inside the housing tube 105 for starting and switching off as well as for a Single and/or continuous bombardment using the ballistic lithotripsy device 101 is designed.
  • An elongated sonotrode 211 designed as a hollow probe with a sonotrode tip 213 is arranged at the distal end of the carrier unit 103 .
  • a guide tube 121 is arranged at a distance from the housing tube 105, with two inlet air chambers 157 and outlet air chambers 159 arranged symmetrically across the cross section between an inner wall of the housing tube 105 and an outer wall of the guide tube 121 are, which are connected via holes in the proximal end cap 107 to the cross-arranged first exhaust air connection 151 and the second exhaust air connection 153 as well as the first supply air connection 155 and the second supply air connection 156 (in Figure 2, the one supply air chamber 157 is located behind a fifth through hole 127 and is only visible through this, while the second supply air chamber is in front of the viewing plane).
  • the supply air chambers 157 and the exhaust air chambers 159 extend over the entire length of the guide tube 121.
  • the two exhaust air connections 151, 153 and the two supply air connections 155, 156 are each connected to a Y-connector, not shown
  • Exhaust air hose and an inlet air hose of a drive device, not shown, are connected.
  • the guide tube 121 has a first through-hole 123 and a fourth through-hole 126 on the proximal side, each of which is connected to one of the two exhaust chambers 159.
  • the guide tube 121 points distally a second through hole 124 and a third through hole 125, each of which is connected to one of the two exhaust chambers 159.
  • the guide tube 121 has a fifth through-hole 127 on the proximal side and a further through-hole located opposite and therefore not visible in FIG not shown in Figure 2). All through holes 123, 124, 125, 126, 127 each pass transversely through the lateral surface of the guide tube 121 and each have a diameter of 3 mm.
  • control sleeve 131 Arranged inside the guide tube 121 is the control sleeve 131, which has a first valve hole 133 and a fourth valve hole 136 on the proximal side corresponding to the proximal through holes 123, 126 of the guide tube 121. Accordingly, a second valve bore 134 and a third valve bore 135 are introduced into the control sleeve 131 on the distal side.
  • the control sleeve 131 is arranged inside the guide tube 121 so that it cannot rotate, so that the corresponding through holes of the guide tube 121 and the valve holes of the control sleeve 131 can pass freely in a respective valve opening position.
  • the control sleeve 131 has a hollow space 141 on the inside, which at the same time forms an acceleration path for a projectile 143.
  • the projectile 143 has one on its outer surface Driver ring 145, which rests on the outside of an inner surface of the control sleeve 131.
  • the control sleeve 131 is 4 mm shorter than the guide tube 121.
  • a return spring 171 is arranged in a cladding tube, which is held in the proximal end cap 107 by means of a holder 173.
  • a tempering spring 181 is arranged for impressing a defined deformation wave on the sonotrode 211 due to the mechanical shock of the projectile 143.
  • the tempering spring 181 has a large number of stacked polymer disks 191 in the distal direction 115, which are surrounded on the outside by a cladding tube 185.
  • the cladding tube 185 is held in the distal end cap 111 by means of a holder 183.
  • a proximal end cap 187 is arranged, which has an O-ring 193 on the inside and is movably caught and held by means of a welding ring 195, which is welded to the cladding tube 185.
  • a distal end cap 189 is arranged on the distal side, which is also movably held by means of a flange on the cladding tube 185 and also has an 0-ring 193 on the inside.
  • the distal end of the return spring 171 represents a proximal stop element and the proximal end cap 187 of the tempering spring 181 represents a distal-side stop element for the projectile 143.
  • the figure 2 shows the state in which the control sleeve 131 is struck in a distal direction 115 against the distal-side stop element formed by the proximal end cap 187 of the tempering spring 181. Since the control sleeve 131 is 4 mm shorter than the guide tube 121, the cavity of the guide tube 121 in the area of the fifth passage opening 127 on the proximal side is free of the control sleeve 131.
  • the first valve bore 133 of the control sleeve 131 is on the first through bore 123 of the guide tube 121 and the fourth valve bore 136 of the control sleeve 131 is on the fourth through bore 126 of the guide tube 121 is pushed at a defined stop of the proximal end of the control sleeve 131 against the distal end wall of the cladding tube of the return spring 171, whereby the respective through hole and valve hole are continuous for the exit of exhaust air into the exhaust chambers 159.
  • the fifth through hole becomes 127 and the one opposite does not Visible additional through hole closed for the passage of supply air.
  • the control sleeve 131 is again taken along by the projectile 143 by means of the driver ring 145 and this creates the fifth through hole 127 and the opposite, invisible one Through hole opened.
  • supply air enters the cavity 141 of the control sleeve 131 and moves the projectile 143 further in the distal direction 115 until the state shown in FIG. 2 is reached again.
  • a head piece 215 of the sonotrode 211 is arranged on the distal side of the tempering spring 181, the head piece 215 being movably mounted in a guide part 216 at its proximal end and its distal end by means of O-rings 217.
  • the head piece 215 has a transverse bore 221 in which a plunger 223 loosely engages with an operating handle 225 to prevent rotation and to remove body stone fragments.
  • the plunger 223 is held in position by a spring not shown in FIG. 2. By pressing the plunger 223 into the transverse bore 221 using the operating handle 225, fragments of body stones can be removed from the head piece 215.
  • a damping element 219 is arranged on the distal side of the head piece 215 to limit an amplitude of the sonotrode 211.
  • the tempering spring 181 is introduced, which together with a respective elastomer ring 205 each form a pressure relief valve 201 to the holder 183 of the tempering spring 181 and to the head piece 215 of the sonotrode 211 in order to prevent the effect of excess pressure in the patient when using the lithotripsy device 101 when it occurs to prevent an error.
  • the lithotripsy device 101 with the guide tube 121 and the internal control sleeve 131 is shown in a very simplified manner in Figures 3 and 4, in which there is only one through opening for supply air and exhaust air on the distal and proximal sides For illustration reasons these are also shown on the same level.
  • the guide tube 121 has a fifth through-hole 127 for supply air and a fourth through-hole 126 for exhaust air on the proximal side, which pass through a lateral surface of the guide tube 121 and are slightly offset along a longitudinal central axis 149 of the guide tube 121 and the control sleeve 131, which are arranged concentrically to one another are .
  • the guide tube 121 On the distal side, the guide tube 121 has a sixth through-hole 128 for supply air and a third through-hole 125 for exhaust air, which are also arranged offset along the longitudinal central axis 149. Opposite the fifth through hole 127, the sixth through hole 128, the third through hole 125 and the fourth through hole 126, there is each a recess 148 as a radially circumferential groove in the inner surface of the Guide tube 121 is formed, the radially circumferential groove having a greater width than a diameter of the respective through hole 125, 126, 127, 128.
  • the control sleeve 131 arranged in the cavity of the guide tube 121 has a fifth valve bore 137 and an opposite fourth valve bore 136 on the proximal side. On the distal side, the control sleeve 131 has a sixth valve bore 138 and an opposite third valve bore 135.
  • a projectile 143 is arranged in the cavity 141 and has a driver ring 145 on its outer surface, which is in external contact with the inner surface of the control sleeve 131 .
  • the projectile 143 is movable within the cavity 141 along an acceleration path between a proximal stop element 165 and a distal stop element 167.
  • the projectile 143 has a proximal spring element at its proximal end
  • the two spring elements 146, 147 are each arranged on the proximal stop element 165 and the distal stop element 167 (as described above for FIG. 2).
  • the lithotripsy device 101 is started by means of an operating element and compressed air is continuously supplied by a drive device (not shown in Figures 3 and 4) in a supply air direction 161 through the fifth through hole 127 and/or the sixth Through hole 128 of the guide tube 121 promoted. Likewise, the compressed air from the cavity 141 continuously leaves the guide tube 121 in an exhaust air direction 163 through the third through-hole 125 and/or the fourth through-hole 126.
  • Figure 3 shows a state in which the entrained control sleeve 131 is struck with its distal end against the distal stop element 167 in a projectile movement direction 144 in the distal direction 115 just when the projectile 143 moves due to the entrainment by the driver ring 145 is .
  • the sixth through hole 128 of the guide tube 121 is blocked by the control sleeve 131, while the offset third through hole 125 of the guide tube 121 is opened, so that compressed air is pressed out of the third through hole 125 as exhaust air in the distal direction 115 due to the projectile movement direction 144.
  • the fifth through hole 127 of the guide tube 121 is exposed, so that compressed air as supply air presses through this fifth through hole 127 and the exposed proximal tube opening of the control sleeve 131 directly onto the proximal end of the projectile 143 and pushes it further in the projectile movement direction 144 moves until it hits the distal stop 167.
  • the fourth through hole 126 which is offset from the fifth through hole 127, is through the control sleeve 131 attached to the distal stop element 167 closed, so that the incoming compressed air is only used to move the projectile 143 in the direction of movement 144 and cannot flow out (see Figure 3).
  • the projectile 143 After the projectile 143 has struck the distal stop element 167, it is repulsed due to the distal spring element 147 and moved in the opposite direction to the distal direction 115. Due to the driver ring 145, the projectile 143 takes the control sleeve 131 in the proximal direction until the control sleeve 131 is abutted with its proximal end on the proximal stop element 165 (see state as shown in FIG. 4). The projectile 143 then moves further alone in the projectile movement direction 144 against the distal direction 115.
  • the sixth through hole 128 is now exposed at the distal end of the guide tube 121 and the compressed air flows continuously through this sixth through hole 128 and directly through the distal pipe opening of the control sleeve 131 towards the distal end of the project ectile 143, whereby it is moved further in the projectile movement direction 144 against the proximal stop element 165.
  • the third through hole 125 of the guide tube 121 at the distal end section of the guide tube 121 is closed by the control sleeve 131 attached on the proximal side.
  • the fifth through hole 127 for supplying the compressed air is closed on the proximal side through the attached control sleeve 131, while the fourth one, which is offset and opposite Through hole 126 is open for discharging the compressed air compressed by the movement of the projectile 143 in the projectile movement direction 144. Due to the grooves in the inner surface of the guide tube 121, which are machined all around at the level of the through holes 125, 126, 127 and 128, which are visible in Figures 3 and 4 as oppositely arranged recesses 148, the compressed air is optimally evenly distributed radially around the control sleeve 131 distributed.
  • the projectile 143 is repulsed when it hits the proximal-side stop element 165 due to the proximal-side spring element 146 and is thereby moved again in the distal direction 115.
  • the control sleeve 131 is again taken along in the distal direction 115 and the processes described above are constantly repeated.
  • a lithotripsy device 101 in which an automatic valve changeover for moving a self-exciting projectile back and forth along an acceleration path is realized internally by the design of the guide tube 121, the control sleeve 131 and the projectile 143, the process with a continuous flow through the guide tube

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrichtung eine Trägereinheit, ein Führungsrohr mit einem Hohlraum, ein bewegbares Projektil, und ein proximalseitiges Anschlagselement und ein distalseitiges Anschlagselement für das bewegbare Projektil aufweist, wobei das Führungsrohr mindestens eine proximalseitige Durchgangsöffnung und mindestens eine distalseitige Durchgangsöffnung zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums in und/oder aus seinen Hohlraum aufweist, wobei in dem Hohlraum des Führungsrohrs eine Steuerhülse angeordnet ist, wobei die Steuerhülse einen Hohlraum entlang ihrer Längsmittelachse, mindestens eine proximalseitige Öffnung und mindestens eine distalseitige Öffnung für das Druckmedium aufweist, und in dem Hohlraum der Steuerhülse das bewegbare Projektil mit einem Mitnehmerelement zum Mitnehmen der Steuerhülse angeordnet ist, sodass bei einem Mitbewegen der Steuerhülse mittels des Mitnehmerelementes des Projektils eine erste Ventilöffnungsstellung und eine zweite Ventilöffnungsstellung zum Strömen des Druckmediums vorliegen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beschleunigen eines Projektils einer Lithotripsievorrichtung.

Description

Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen mit einer Steuerhülse 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 mit einem Hohlraum, mit 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 Führungsrohr zumindest teilweise in der Trägereinheit angeordnet ist , und der Lithotripsievorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Zu- und/oder Abführen eines Druckmediums in ein Inneres der Trägereinheit und/oder des Führungsrohrs zum Hin- und Herbewegen des Proj ektils zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement und eine Sonotrode zuordenbar sind, wobei das Führungsrohr mindestens eine proximalseitige Durchgangsöf fnung und mindestens eine distalseitige Durchgangsöf fnung zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums in und/oder aus seinem Hohlraum aufweist , und die Sonotrode an ihrem proximalen Ende mit der Trägereinheit und/oder dem Führungsrohr 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 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 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 .
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 bekannten Geräten 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 ] Aufgabe der Erfindung ist es , den Stand der Technik zu verbessern . [ 06 ] Gelöst wird die Aufgabe durch eine Lithotripsievorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrichtung eine Trägereinheit, ein Führungsrohr mit einem Hohlraum, mit 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 Führungsrohr zumindest teilweise in der Trägereinheit angeordnet ist , und der Lithotripsievorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Zu- und/oder Abführen eines Druckmediums in ein Inneres der Trägereinheit und/oder des Führungsrohrs zum Hin- und Herbewegen des Proj ektils zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement und eine Sonotrode zuordenbar sind, wobei das Führungsrohr mindestens eine proximalseitige Durchgangsöf fnung und mindestens eine distalseitige Durchgangsöf fnung zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums in und/oder aus seinem Hohlraum aufweist , und die Sonotrode an ihrem proximalen Ende mit der Trägereinheit und/oder dem Führungsrohr direkt oder indirekt verbindbar und durch ein mechanisches Auftref fen des Proj ektils auf das distalseitige Anschlagselement schwingungsanregbar ist , wobei in dem Hohlraum des Führungsrohrs eine Steuerhülse angeordnet ist , wobei die Steuerhülse einen Hohlraum entlang ihrer Längsmittelachse , ein proximales Ende , ein distales Ende , mindestens eine proximalseitige Öf fnung und mindestens eine distalseitige Öf fnung für das Druckmedium aufweist , und in dem Hohlraum der Steuerhülse das bewegbare Proj ektil mit einem Mitnehmerelement zum Mitnehmen der Steuerhülse angeordnet ist , sodass bei einem Mitbewegen der Steuerhülse mittels des Mitnehmerelementes des Proj ektils eine erste Ventilöf fnungsstellung zum Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine proximalseitige Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs und der mindestens einen proximalseitigen Öf fnung der Steuerhülse in und/oder aus dem Hohlraum der Steuerhülse zum Hinbewegen des Proj ektils zum distalseitigen Anschlagselement und eine zweite Ventilöf fnungsstellung zum Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine distalseitige Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs und die mindestens eine distalseitige Öf fnung der Steuerhülse in und/oder aus dem Hohlraum der Steuerhülse zum Zurückbewegen des Proj ektils zum proximalseitigen Anschlagselement vorliegen .
[ 07 ] Somit wird eine Lithotripsievorrichtung mit einem selbstanregenden Proj ektil bei kontinuierlichem Zu- und/oder Abführen des Druckmediums bereitgestellt , bei welcher das Proj ektil aufgrund des Mitnehmens der Steuerhülse in andauernder Bewegung gehalten wird, wobei die Steuerhülse mit dem Führungsrohr ein Umschaltventil ausbildet , sodass ein ständiger Wechsel zwischen der ersten Ventilöf fnungsstellung und der zweiten Ventilöf fnungsstellung zum wechselseitigen Druckmediumantrieb des Proj ektils und somit zum Hin- und Herbewegen des Proj ektils zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement erfolgt . Hierbei ist es besonders vorteilhaft , dass das Zu- und/oder Abführen des Druckmediums kontinuierlich erfolgt , sodass keine wechselnde Druckstoßbelastung der Bestandteile der Lithotripsievorrichtung vorliegt , durch welche das Druckmedium geführt wird . Gegenüber bekannten pneumatischen Lithotriptern, bei denen die Bestandteile , wie Schläuche und Ventile , einen ständigen Wechsel der Druckbelastung aufgrund der getakteten Druckstöße ausgesetzt sind und somit einem erhöhten Verschleiß , ist durch das kontinuierliche Zu- und/oder Abführen des Druckmediums eine lange Standzeit und ein geringer Wartungsbedarf der Lithotripsievorrichtung gewährleistet . Zudem ist das Sicherheitsrisiko von Undichtigkeiten deutlich gesenkt . Ferner wird durch die gleichmäßigere Bewegung des Druckmediums und durch die Reduktion der Druckstöße die Tendenz zum Schwingen und Vibrieren der Schlauchleitung reduziert , was dem Anwender eine angenehmere Instrumentenführung erlaubt und ihm somit ein besseres Operationsergebnis ermöglicht .
[ 08 ] Zudem weist die Lithotripsievorrichtung einen geringeren Bauraum und somit ein möglicherweise reduziertes Instrumentengewicht auf , da auf das distalseitige Druckreservoir mit Umschaltventil und Verbindung zur Beschleunigungsstrecke gegenüber bekannten Lithotriptern verzichtet ist .
[ 09 ] Dadurch, dass das Proj ektil mittels des Mitnehmerelementes die Steuerhülse einen bestimmten Schaltweg entlang der Beschleunigungsstrecke mitnimmt , bis die Steuerhülse mit ihrem proximalen Ende an dem proximalen Anschlagselement oder mit ihrem distalen Ende an dem distalen Anschlagselement anschlägt , anschließend das Proj ektil alleine weiter gegen das proximale Anschlagselement oder das distale Anschlagselement läuft und am entsprechenden Anschlagselement repulsiert wird und die Steuerhülse wieder in die entgegengesetzte Richtung mitnimmt , findet ein selbsttätiges Umschalten der Bewegungsrichtung des Proj ektils und der freiliegenden Durchgangsöf fnungen zum Einströmen und/oder Ausströmen des Druckmediums innerhalb der Lithotripsievorrichtung selbst statt . Somit läuft nach einmaligem Starten der Druckmediumzufuhr ein selbstanregender Prozess ab, bei dem das Proj ektil durch den konstant angelegten Druck kontinuierlich hin- und herbewegt wird . Durch den einheitlichen Druckmediumfluss durch die mindestens eine proximalseitige Durchgangsöf fnung und die mindestens eine distalseitige Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs und durch die mindestens eine proximalseitige Öf fnung und die mindestens eine distalseitige Öf fnung der Steuerhülse in immer den gleichen Richtungen und die Repulsation des Proj ektils an dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement wird eine höhere Schlag- Kadenz , insbesondere mit einer Frequenz von > 15 Hz , bevorzugt von > 30 Hz , als bei bekannten Lithotriptern erzielt . Folglich ist auch eine höhere Aufschlagsgeschwindigkeit des Proj ektils realisierbar, wodurch eine höhere Steinabtragsleistung als in bekannten Lithotriptern erreichbar ist . Dementsprechend kann für dieselbe Proj ektilgeschwindigkeit in der Lithotripsievorrichtung mit einem niedrigeren Druck gearbeitet werden . [ 10 ] Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf , eine Ventilumschaltung zum Hin- und Herbewegen des Proj ektils gerade im Inneren der Lithotripsievorrichtung selbst mittels eines Führungsrohrs und einer teilweise mit dem Proj ektil mittels des Mitnehmerelementes mitgenommenen Steuerhülse zu realisieren und lediglich das Druckmedium kontinuierlich durch das Führungsrohr und die Steuerhülse zu- und/oder abzuführen . Durch die Integration der Ventilumschaltung und somit der Umlenkung der Bewegungsrichtung des Proj ektils ist eine komplexe externe Zu- und Abführung sowie Regelung des Druckmediums , eine Zeitsteuerung von externen Umschaltventilen sowie ein distalseitiges Druckreservoir nicht erforderlich . Insgesamt wird eine große distale Schnelle bei gleichzeitiger hoher Amplitude am distalen Ende der Sonotrode und somit ein optimaler und ef fi zienter Steinabtrag ermöglicht . Zudem wird die Frequenz der mechanischen Schläge des Proj ektils auf die Sonotrode nicht durch externe getaktete Druckstöße vorgegeben, sondern ist gezielt über den Druckmediumfluss , die Ausgestaltung des Führungsrohrs , der Steuerhülse und des Mitnehmerelementes des Proj ektils einstellbar .
[ 11 ] Folgendes Begri f fliche sei erläutert :
[ 12 ] 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 .
[ 13 ] 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 .
[ 14 ] 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 .
[ 15 ] 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 die Steuerhülse und ein frei in Längsrichtung bewegbares Proj ektil angeordnet sind . Des Weiteren weist das Führungsrohr insbesondere ein proximales Ende und ein distales Ende auf , welche räumlich die maximale Beschleunigungsstrecke für das Proj ektil festlegen . Für den pneumatischen Antrieb des Proj ektils weist das Führungsrohr mindestens eine proximalseitige Durchgangsöf fnung und mindestens eine distalseitige Durchgangsöf fnung für einen Durchtritt von Druckmedium in und/oder aus seinen Hohlraum auf . Das Führungsrohr stellt insbesondere eine orts feste , äußere Ventilhülse mit entsprechenden zu den Öf fnungen der Steuerhülse korrespondierenden Durchgangsöf fnungen dar . Bei dem Führungsrohr kann es sich anstelle eines Rohres auch um einen Hohl zylinder handeln, wobei die beiden geschlossenen Stirnflächen direkt das proximale und distale Anschlagselement ausbilden . Das Führungsrohr kann auch mit dem proximalen Anschlagselement und/oder dem distalen Anschlagselement verbunden sein . Dazu kann ein Ende des Führungsrohres beispielsweise direkt in eine Nut im Anschlagselement eingrei fend angeordnet sein .
[ 16 ] Ein „Anschlagselement" ist insbesondere ein gewollter Endpunkt der Bewegung des Proj ektils entlang der Beschleunigungsstrecke , an dem das beschleunigte Proj ektil gegen das Anschlagselement schlägt , abgebremst , zurückgefedert und/oder in die Gegenrichtung bewegt wird . Somit nimmt das Anschlagselement den Schlag und/oder Stoß des Proj ektils auf . Bei einem Anschlagselement kann es sich beispielsweise um eine Wand quer zur Längsmittelachse des Führungsrohrs und/oder der Steuerhülse , um ein Federelement , einen Teil eines Ultraschallschwingers , wie beispielsweise eines Horns , und/oder um ein Luftpolster einer Druckluft feder handeln . Ein proximalseitiges Anschlagselement ist insbesondere am und/oder im proximalen Ende des Führungsrohres und/oder innerhalb des Hohlraums in einem Bereich des proximalen Abschnittes des Führungsrohres angeordnet . Dementsprechend ist ein distalseitiges Anschlagselement insbesondere am und/oder im distalen Ende des Führungsrohres und/oder innerhalb des Hohlraums in einem Bereich des distalen Abschnittes des Führungsrohres angeordnet . Bei dem proximalseitigen Anschlagselement kann es sich beispielsweise um ein Federelement handeln . Das distalseitige Anschlagselement ist insbesondere direkt oder indirekt mit dem proximalen Ende der Sonotrode verbunden . Bei dem distalseitigen Anschlagselement kann es sich beispielsweise um ein Federelement , eine Wand eines Halters der Sonotrode und/oder des Horns ausgerichtet zum Hohlraum des Führungsrohrs handeln .
[ 17 ] 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 .
[ 18 ] Eine „Beschleunigungsstrecke" ist insbesondere ein Abschnitt einer Längsabmessung des Hohlraums des Führungsrohres , welcher durch eine distalseitige Anschlags fläche des proximalseitigen Anschlagselementes und eine proximalseitige Anschlags fläche des distalseitigen Anschlagselementes festgelegt ist . Der maximale Beschleunigungsweg des Proj ektils entspricht insbesondere der maximalen Längsabmessung des Hohlraums abzüglich der Pro ektillänge , wenn das proximalseitige Anschlagselement bündig am proximalen Ende des Führungsrohrs und das distalseitige Anschlagselement bündig am distalen Ende des Führungsrohrs angeordnet sind . Die Längsabmessung des Hohlraums kann beispielsweise 150 mm aufweisen .
[ 19 ] Ein „Proj ektil" ist insbesondere ein Körper, welcher innerhalb des Hohlraums des Führungsrohres frei entlang der Beschleunigungsstrecke beweglich ist . Das Proj ektil ist insbesondere zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement und dem distalseitigen Anschlagselement innerhalb des dazwischen angeordneten Hohlraums des Führungsrohres hin- und zurückbewegbar, wobei das Proj ektil von der Steuerhülse umgeben ist . 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 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 Hohlraumes der Steuerhülse auf . Beispielsweise kann das Proj ektil einen
Außendurchmesser von 8 mm, bevorzugt von 6 mm, aufweisen .
[ 20 ] 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 . Um Abnutzungen des Proj ektils beim distalseitigen und/oder proximalseitigen Anschlag zu verhindern, kann das Proj ektil an seinem distalen Ende und/oder proximalen Ende leicht angefaste Kanten aufweisen .
[ 21 ] Ein „Mitnehmerelement" ist insbesondere ein Element , welches fest oder lose verbunden in und/oder an einer Außenoberfläche des Proj ektils angeordnet ist und mit seiner dem Proj ektil gegenüberliegenden Seite innen an der Innenoberfläche der Steuerhülse anliegend ist . Das Mitnehmerelement ist insbesondere so ausgebildet , dass es aufgrund von Reibungs- und/oder Haftkräften bei einem sich in der Steuerhülse bewegenden Proj ektil die Steuerhülse aufgrund des Kontaktes mitnimmt , wodurch die Steuerhülse mit dem Proj ektil mitbewegt wird . Das Mitnehmerelement kann beispielsweise in einer teilweisen oder vollständig radial umlaufenden Nut in dem Proj ektil angeordnet sein . Das Mitnehmerelement weist insbesondere ein Polymer, wie beispielsweise Polyoxymethylene , auf . Bei dem Mitnehmerelement kann es sich beispielsweise auch um einen zu einem Ring gebogenen Teflonstab- oder -schlauch handeln . Beispielsweise kann das Mitnehmerelement auch Nylon aufweisen, welches geringe Abnutzungseigenschaften aufweist . Das Mitnehmerelement kann auch faseriger oder textiler Natur sein, z . B . Fil z , Vlies , Gewebe , Gewirke und/oder Gestricke aufweisen . Bevorzugt bewirkt das Mitnehmerelement nur eine zur Mitnahme notwendige Reibung und/oder Haftung und eine geringe Abnutzung . Das Mitnehmerelement kann das Proj ektil und die Innenseite der Steuerhülse gegeneinander abdichten, j edoch muss das Mitnehmerelement nicht zwingend dicht sein . Im Gegenteil , ein nicht dichtend ausgebildetes Mitnehmerelement bewirkt , dass das Druckmedium, welches an einem Ende des Führungsrohrs und/oder der Steuerhülse in den Hohlraum der Steuerhülse einströmt und somit auf das entsprechende Ende des Proj ektils einwirkt in Strömungsrichtung auch seitlich an dem Proj ektil vorbei zum anderen Ende des Proj ektils und/oder Führungsrohres strömen und durch die entsprechende Öf fnung der Steuerhülse und Durchgangsöf fnung des Führungsrohres ausströmen kann, wodurch unerwünschte Überdrücke beispielsweise bei einer Blockade verhindert werden .
[ 22 ] 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 ermöglicht insbesondere ein kontinuierliches und gleichmäßiges Einströmen des Druckmediums durch die proximalseitigen und distalseitigen Durchgangsöf fnungen des Führungsrohrs und die proximalseitigen und distalseitigen Öf fnungen der Steuerhülse , beispielsweise pneumatisch mithil fe von Druckluft , und eine Beschleunigung des Proj ektils innerhalb des Hohlraums der Steuerhülse und/oder des Führungsrohrs .
[ 23 ] 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 .
[ 24 ] Die „Steuerhülse" ist insbesondere ein länglicher Hohlkörper, dessen Länge eine größere Abmessung aufweist als sein Durchmesser . Die Steuerhülse weist insbesondere in ihrem Inneren einen Hohlraum auf , in dem sich das Proj ektil in Längsrichtung bewegen kann . Die Steuerhülse ist insbesondere rohrförmig mit einem of fenen proximalen Ende und einem of fenen distalen Ende ausgebildet . Die Steuerhülse kann auch als Hohl zylinder ausgebildet sein, wobei in den endständigen Stirnflächen j eweils mindestens eine Öf fnung angeordnet ist . Die Steuerhülse weist insbesondere einen geringeren Durchmesser als das Führungsrohr auf . Die Steuerhülse weist insbesondere mindestens eine proximalseitige Öf fnung und mindestens eine distalseitige Öf fnung für den Durchtritt des Druckmediums auf , wobei die proximalseitige Öf fnung und die distalseitige Öf fnung j eweils an der Stirnseite und/oder in der Mantel fläche der Steuerhülse ausgebildet sein können . Die Steuerhülse ist insbesondere verdrehsicher in dem Hohlraum der Führungshülse angeordnet , sodass j eweils die j eweilige proximalseitige Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs mit der proximalseitigen Öf fnung der Steuerhülse und die distalseitige Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs mit der proximalseitigen Öf fnung der Steuerhülse derart zueinander ausgerichtet werden können, dass das Druckmedium durchgängig durch die j eweilige Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs und die korrespondierende Öf fnung der Steuerhülse durchströmen und somit eine erste Ventilöf fnungsstellung oder eine zweite Ventilöf fnungsstellung eingestellt werden kann . Eine Verdrehsicherung der Steuerhülse kann beispielsweise durch einen Führungs- und/oder Steuerdraht realisiert sein, welcher in einer Lötnut in der Steuerhülse mit der Steuerhülse verlötet ist , durch eine Bohrung in proximaler Richtung aus der Trägereinheit und/oder Lithotripsievorrichtung austritt und mit einem Bedienelement , wie einem Gri f f , abgeschlossen ist . Dadurch ist die Steuerhülse drehgesichert und kann gleichzeitig vom Benutzer kontrolliert werden . Die Steuerhülse ist insbesondere konzentrisch zum Führungsrohr angeordnet . Die Steuerhülse weist insbesondere eine Länge auf , welche kürzer als die Länge des Führungsrohres ist . Die Steuerhülse kann eine um 2 mm bis 30 mm, insbesondere von 3 mm bis 20 mm, bevorzugt von 4 mm bis 10 mm, kürzere Länge als die Länge des Führungsrohrs aufweisen . Die Steuerhülse mit ihren proximalseitigen und distalseitigen Öf fnungen ist insbesondere achsensymmetrisch zu ihrer Längsachse und/oder Querachse ausgebildet .
[ 25 ] Die Steuerhülse und ihre mindestens eine proximalseitige Öf fnung und mindestens eine distalseitige Öf fnung sind insbesondere derart ausgebildet , dass im Falle beispielsweise eines Anschlagens der Steuerhülse an dem distalseitigen Anschlagselement , die distalseitige Durchgangsöf fnung des Führungsrohres durch die Außenwand der anliegenden und angeschlagenen Steuerhülse verschlossen ist . Ebenso wird bei einem proximalseitigen Anschlag der Steuerhülse an dem proximalseitigen Anschlagselement die proximalseitige Durchgangsöf fnung des Führungsrohres durch die Seitenwand der Steuerhülse verschlossen . Durch die Repulsation des Proj ektils an dem j eweiligen Anschlagselement , folglich dem Bewegen des Proj ektils in die entgegengesetzte Richtung und durch die Mitnahme der Steuerhülse mittels des Mitnahmeelementes wird die entsprechende Durchgangsöf fnung des Führungsrohres an dem j eweiligen Anschlag wieder freigegeben, wodurch Druckmedium durch diese Durchgangsöf fnung einströmt und die weitere Bewegung des Proj ektils in die Gegenrichtung unterstützt .
[ 26 ] Die „Längsmittelachse" ist insbesondere diej enige Achse der Steuerhülse , welche der Richtung ihrer größten Ausdehnung entspricht . [27] Eine proximalseitige und eine distalseitige
„Durchgangsöffnung" sind jeweils ein Durchbruch durch die Wand des Führungsrohres. Analog handelt es sich bei einer proximalseitigen „Öffnung" und einer distalseitigen Öffnung um einen Durchbruch durch eine Wand der Steuerhülse (auch Ventilbohrungen genannt) . Die proximalseitige Öffnung und die distalseitige Öffnung oder Öffnungen können insbesondere durchgehend in die Mantelfläche der Steuerhülse und/oder an ihren beidseitigen Stirnflächen am proximalen Ende oder distalen Ende vorliegen. Somit kann das offene Rohrende der Steuerhülse eine proximalseitige Öffnung und/oder eine distalseitige Öffnung ausbilden. Bei der Durchgangsöffnung oder den Durchgangsöffnungen des Führungsrohres sowie den distalseitigen und proximalseitigen Öffnungen der Steuerhülse kann es sich jeweils um eine Bohrung handeln. Diese Durchgangsöffnungen und/oder Öffnungen weisen insbesondere einen relativ großen Durchmesser auf, sodass im Wesentlichen kein Druckverlust auftritt. Beispielsweise kann die jeweilige Durchgangsöffnung des Führungsrohrs und/oder die Öffnung der Steuerhülse einen Durchmesser in einem Bereich von 2 bis 3 mm bei einem Durchmesser des Führungsrohrs von 6 mm aufweisen. Somit sind die Durchgangsöffnungen und die Ventilöffnungen möglichst strömungswiderstandsarm mit großen Querschnitten ausgelegt. Die Öffnungen der Steuerhülse können innen zum Hohlraum der Steuerhülse eine Fase aufweisen, um eine Abnutzung und/oder eine Spanbildung an dem Projektils zu vermeiden. [ 28 ] Eine „Sonotrode" ist insbesondere ein Bauteil , welches durch Einwirken und/oder Einleiten von mechanischen Schwingungen selbst in Schwingung, Resonanzschwingung und/oder Verformungsschwingung versetzt wird . Bei einer Sonotrode handelt es sich insbesondere um ein längliches Bauteil . Bei einer Sonotrode handelt es sich insbesondere um eine Sonde , welche beispielsweise stab- , röhren- und/oder schlauchförmig ausgebildet ist . Die Sonotrode kann eine Hohlsonde sein . Die Sonotrode kann einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein . Die Sonotrode 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 Sonotrode weist insbesondere Stahl , Titan, Aluminium und/oder Carbon auf . Mittels der Stoßenergie beim Anschlägen des Proj ektils an dem distalseitigen Anschlagselement wird insbesondere der Sonotrode eine gezielt geformte Verformungswelle auf geprägt . Die Verformungswelle bewirkt insbesondere eine translatorische Bewegung der Sonotrode , welche aufgrund der Auslenkung eine verbesserte Steinzertrümmerung bewirkt . Neben dem mechanischen Stoß kann die Sonotrode zusätzlich insbesondere mittels einer Schwingungsanregungseinrichtung, beispielsweise mit einem Ultraschallschwingungsanreger, in eine Schwingung, insbesondere longitudinale Schwingung, angeregt werden . Somit ist die Sonotrode insbesondere als Wellenleiter für die Schwingungswellen erzeugt von einer Schwingungsanregungseinrichtung und/oder für die Stoßwellen und/oder Verformungswellen des Proj ektils ausgebildet . Das proximale Ende der Sonotrode kann insbesondere direkt oder indirekt am distalen Anschlagselement anliegen . Bevorzugt ist die Sonotrode 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 Sonotrode beweglich gelagert . Die Sonotrode ist insbesondere derart geformt , dass diese optimal die Schwingungswellen, Verformungswellen, Stoßwellen und/oder die Ultraschallschwingung an ihrem distalen Ende in den Körper, die zu behandelnde Körperregion und/oder direkt auf den zu zertrümmernden Körperstein einleitet .
[ 29 ] In einer weiteren Aus führungs form der Lithotripsievorrichtung weist die Steuerhülse eine zweite proximalseitige Öf fnung, eine dritte proximalseitige Öf fnung, eine vierte proximalseitige Öf fnung und/oder weitere proximalseitige Öf fnungen und/oder eine zweite distalseitige Öf fnung, eine dritte distalseitige Öf fnung, eine vierte distalseitige Öf fnung und/oder weitere distalseitige Öf fnungen auf .
[ 30 ] Somit können mehrere proximalseitige Öf fnungen und/oder mehrere distalseitige Öf fnungen j eweils über den Querschnitt der Steuerhülse und/oder radial umlaufend um die Außenoberfläche der Steuerhülse verteilt werden, wodurch eine gleichmäßigere Anströmung entlang des Querschnittes mittels des Druckmediums erfolgt . Zudem kann durch mehrere proximalseitige und/oder distalseitige Öf fnungen entsprechend der Strömungswiderstand verringert werden . [ 31 ] Zur korrespondierenden Ausbildung entsprechend der
Anzahl der proximalseitigen und distalseitigen Öf fnungen der Steuerhülse , weist das Führungsrohr eine zweite proximalseitige Durchgangsöf fnung, eine dritte proximalseitige Durchgangsöf fnung, eine vierte proximalseitige Durchgangsöf fnung und/oder weitere proximalseitige Durchgangsöf fnungen und/oder eine zweite distalseitige Durchgangsöf fnung, eine dritte distalseitige Durchgangsöf fnung, eine vierte distalseitige Durchgangsöf fnung und/oder weitere distalseitige Durchgangsöf fnungen auf .
[ 32 ] Neben einer gleichmäßigen radial umlaufenden Anordnung der j eweiligen proximalseitigen Durchgangsöf fnungen und/oder der j eweiligen distalseitigen Durchgangsöf fnungen können die proximalseitigen Durchgangsöf fnungen und/oder die distalseitigen Durchgangsöf fnungen auch in Längsrichtung und somit entlang der Längsmittelachse der Steuerhülse beabstandet angeordnet sein . Beispielsweise kann die erste proximalseitige Durchgangsöf fnung, durch welche das Druckmedium in den Hohlraum des Führungsrohrs einströmt , näher an dem proximalen Ende des Führungsrohrs angeordnet sein als eine zweite proximalseitige Durchgangsöf fnung, durch welche das Druckmedium wieder aus dem Hohlraum des Führungsrohrs ausströmt . Dadurch wird eine Kurzschlussströmung verhindert und entsprechend der Ausgestaltung der Steuerhülse kann j eweils die erste proximalseitige Durchgangsöf fnung mit dem einströmenden Druckmedium oder die zweite proximalseitige Durchgangsöf fnung mit dem ausströmenden Druckmedium gemäß der Bewegung des Projektils und der angestrebten
Ventilöf fnungsstellung geschlossen werden. Dies gilt analog für die distalseitigen Durchgangsöffnungen.
[33] Bei der zweiten, dritten, vierten und/oder weiteren jeweils proximalseitigen oder distalseitigen Öffnung handelt es sich in ihrer Ausgestaltung und Funktion um eine jeweils oben definierte proximalseitige Öffnung oder distalseitige Öffnung. Jedoch können diese weiteren proximalseitigen oder distalseitigen Öffnungen an einer anderen Position der Steuerhülse angeordnet sein. Ebenso handelt es sich bei der zweiten, dritten, vierten und/oder weiteren jeweils proximalseitigen oder distalseitigen Durchgangsöffnung um eine oben definierte proximalseitige oder distalseitige Durchgangsöffnung, wobei ebenfalls die jeweilige Durchgangsöffnung an einer unterschiedlichen Position des Führungsrohrs angeordnet sein kann. Prinzipiell ist herauszustellen, dass selbstverständlich die Öffnungen und/oder die Durchgangsöffnungen auch einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen können, bevorzugt weisen diese Öffnungen und/oder Durchgangsöffnungen jedoch den gleichen Querschnitt auf, um eine gleichmäßige Anströmung zu gewährleisten. Bei dem Führungsrohr sind diese weiteren proximalseitigen und/oder distalseitigen Durchgangsöffnungen durchgehend durch die Mantelfläche ausgebildet .
[34] In einer weiteren Aus führungs form ist oder sind die distalseitige Öffnung, die jeweilige distalseitige Öffnung und/oder die distalseitigen Öffnungen am distalen Ende und/oder in einer Mantelfläche der Steuerhülse angeordnet und/oder die proximalseitige Öf fnung, die j eweilige proximalseitige Öf fnung und/oder die proximalseitigen Öf fnungen am proximalen Ende und/oder in der Mantel fläche der Steuerhülse angeordnet .
[ 35 ] Bei Anordnung der j eweiligen distalseitigen Öf fnungen und/oder der j eweiligen proximalseitigen Öf fnungen in der Mantel fläche verläuft die Öf fnung insbesondere in Richtung auf die Längsmittelachse der Steuerhülse . Dadurch sind die j eweiligen distalseitigen und proximalseitigen Öf fnungen im Längsschnitt quer zur Längsmittelachse der Steuerhülse ausgerichtet .
[ 36 ] Um einen lokalen Überdruck an der Steuerhülse und folglich einen Kontakt der Außenoberfläche der Steuerhülse mit der Innenoberfläche des Führungsrohres , eine Reibung zwischen beiden und eine ungleichförmige Bewegung der Steuerhülse zu vermeiden, sind die proximalseitigen Durchgangsöf fnungen, die distalseitigen Durchgangsöf fnungen, die proximalseitigen Öf fnungen und/oder die distalseitigen Öf fnungen axialsymmetrisch zur Längsmittelachse der Steuerhülse angeordnet .
[ 37 ] In einer weiteren Aus führungs form der Lithotripsievorrichtung weist das Führungsrohr an seiner Innenoberfläche eine zumindest teilweise radial umlaufende Aussparung oder mehrere zumindest teilweise radial umlaufende Aussparungen zum Führen des Druckmediums um die Steuerhülse auf .
[ 38 ] Durch die zumindest teilweise radial umlaufende
Aussparung kann der Druck des Druckmediums ringsum um die Steuerhülse verteilt werden und folglich ein lokaler Überdruck und/oder eine unerwünschte Reibung zwischen der Außenoberfläche der Steuerhülse und der Innenoberfläche des Führungsrohrs vermieden werden .
[ 39 ] Bei einer „Aussparung" handelt es sich insbesondere um einen Einschnitt und/oder eine Vertiefung in der Innenoberfläche des Führungsrohrs . Die Aussparung kann insbesondere als ringförmige oder teilringförmige Nut radial laufend in der Innenoberfläche des Führungsrohrs ausgebildet sein .
[ 40 ] Um das Druckmedium gezielt zu den Durchgangsöf fnungen in dem Führungsrohr zu- und/oder abzuführen und unterschiedliche Druckverluste zu vermeiden, sind zwischen einer Außenoberfläche des Führungsrohres und einer Innenoberfläche der Trägereinheit zwei oder mehrere voneinander getrennte Kammern zum Durchleiten von Druckmedium zu und/oder von der mindestens einen proximalseitigen Durchgangsöf fnung oder den proximalseitigen Durchgangsöf fnungen und/oder der mindestens einen distalseitigen Durchgangsöf fnung oder den distalseitigen Durchgangsöf fnungen angeordnet .
[ 41 ] Somit kann beispielsweise ein Abstand zwischen der inneren Gehäusewand der Lithotripsievorrichtung zu der Außenoberfläche des Führungsrohres genutzt werden, um das dadurch ausgebildete Volumen mittels von vier Septen oder Trennelementen in j e zwei Zu- und Abluf tkammern zu unterteilen . Die Kammern sind insbesondere in der Längsrichtung durch Septen oder Trennelemente voneinander getrennt und verlaufen außen entlang des Führungsrohres . Als Trennelement zwischen den Kammern kann beispielsweise ein Stab angeordnet sein . Die Zuluf tkammern und die Abluf tkammern können j eweils abwechselnd rundumlaufend um das Führungsrohr angeordnet sein, sodass sich j eweils zwei Zuluf tkammern und zwei Abluf tkammern gegenüber liegen .
[ 42 ] In einer weiteren Aus führungs form der Lithotripsievorrichtung weist das distalseitige Anschlagselement und/oder das proximalseitige Anschlagselement ein Federelement zur Repulsation des Proj ektils auf .
[ 43 ] Dadurch, dass das Proj ektil proximalseitig und/oder distalseitig j eweils auf ein Federelement auftri f ft , wird die Rückfederung des Proj ektils und somit die Umkehrbewegung gefördert . Prinzipiell ist heraus zustellen, dass bei einer ausreichenden Geschwindigkeit das Proj ektil auch ohne Federelement am proximalen oder distalen Anschlagselement zurückgestoßen und/oder -bewegt wird . Jedoch kann an diesen Umkehrpunkten eine kurze Totzeit auftreten, in der bei einer entsprechenden
Ventilöf fnungsstellung aufgrund des Umschaltens der Durchgangsöf fnungen zum Zuführen des Druckmediums das Proj ektil einen Moment nicht durch das strömende Druckmedium beschleunigt wird . Um diesen Umkehrpunkt sicher zu überwinden, wird durch ein Federelement des distalseitigen Anschlagselementes und/oder des proximalseitigen Anschlagselementes die Bewegungsumkehr aktiv eingeleitet und beschleunigt . Dadurch wird durch die Mitnahme der Steuerhülse mittels des Mitnehmerelementes des sich bewegenden Proj ektils die entsprechende Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs freigegeben und durch Strömen des Druckmediums durch diese Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs und die entsprechende korrespondierende Öf fnung der Steuerhülse das Proj ektil weiter beschleunigt .
[ 44 ] Ein „Federelement" 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 Federelement kann auch distalseitig und/oder proximalseitig am Proj ektil angeordnet sein . Beispielsweise kann die Feder des Federelementes in einem Rohr angeordnet sein, wobei das Rohr bevorzugt den gleichen Innendurchmesser wie die Steuerhülse aufweist , sodass das Proj ektil beim Anschlägen in den Hohlraum des Rohres des Federelementes eintreten kann, wenn das Proj ektil die Feder komprimiert . Durch leicht angefaste Kanten am eintretenden Ende des Proj ektils kann die Bildung von Spänen beim Übergang in das Rohr des Federelementes verhindert werden .
[ 45 ] Um in einfacher Weise eine Repulsation des Proj ektils an dem distalseitigen Anschlagselement und/oder dem proximalseitigen Anschlagselement und somit eine wiederholte , ständige Hin- und Herbewegung des Proj ektils entlang der Beschleunigungsstrecke zu gewährleisten, bilden das Proj ektil und die Steuerhülse distalseitig und/oder proximalseitig ein Federelement , insbesondere eine Druckgas feder, aus .
[ 46 ] Dadurch kann ein Federelement als eigenständiges Bauteil nicht durch zu hohe Geschwindigkeiten und/oder Kräfte beim Aufprall des Proj ektils zerstört werden, sondern das Federelement wird direkt durch das Proj ektil und die Steuerhülse unter Ausnutzung des Kompressionsraumes durch das beschleunigte sich annähernde Proj ektil ausgenutzt . Hierbei handelt es sich bevorzugt um eine adiabatische Kompression des Luft- und/oder Gasraumes , bei der im Wesentlichen keine Energieverluste auftreten . Somit bilden das Proj ektil und die Steuerhülse j eweils distalseitig und/oder proximalseitig eine Druckgas feder aus , wobei die Steuerhülse das Druckrohr und das Proj ektil dem Kolben einer konventionellen Gasdruckfeder als hydropneumatisches Stellelement entsprechen . Folglich wird hierbei die Kolbenwirkung des Proj ektils ausgenutzt .
[ 47 ] In einer weiteren Aus führungs form weist die Lithotripsievorrichtung mindestens einen Verbindungsanschluss zum Verbinden mit der Antriebseinrichtung und zum kontinuierlichen Zuführen oder Abführen des Druckmediums auf .
[ 48 ] Somit kann die Antriebseinrichtung beispielsweise mit einem Schlauch mit dem Verbindungsanschluss der Lithotripsievorrichtung verbunden werden .
[ 49 ] Um Lärm beim Einströmen oder Ausströmen aus dem Lithotripter und eine Kontamination zu vermeiden, kann die Lithotripsievorrichtung auch einen zweiten Verbindungsanschluss oder weitere Verbindungsanschlüsse aufweisen . Somit kann die Zuluft und Abluft j eweils gezielt über einen j eweiligen Verbindungsanschluss in und/oder aus der Lithotripsievorrichtung geleitet werden . Bevorzugt ist der Verbindungsanschluss oder sind die Verbindungsanschlüsse proximalseitig außen an der Lithotripsievorrichtung angeordnet , damit die Schlauchverbindungen zur Antriebeinrichtung nicht die Handhabung der Lithotripsievorrichtung beeinträchtigen .
[ 50 ] Bei einem „Verbindungsanschluss" handelt es sich um j egliches Verbindungselement , welches eine Verbindung 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 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 oder frei in die Umgebung aus .
[ 51 ] Um eine umfassende und/oder autark arbeitende Lithotripsievorrichtung bereitzustellen, weist diese die Sonotrode und/oder die Antriebseinrichtung auf . [ 52 ] In einer weiteren Aus führungs form der
Lithotripsievorrichtung ist oder sind mittels der Antriebseinrichtung dem Hohlraum oder einem Teil des Hohlraums des Führungsrohres und/oder dem Hohlraum oder einem Teil des Hohlraums der Steuerhülse ein Unterdrück und/oder ein Überdruck aufprägbar .
[ 53 ] 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 Kosten reduziert , da auf eine aufwändige Kompression, Druckregelung und/oder Überdruckventile im Bediengerät verzichtet werden kann . Somit kann bei einem Betrieb mit einem Unterdrück die Lithotripsievorrichtung beispielsweise direkt an ein vorhandenes Hausvakuum in einer Klinik angeschlossen werden .
[ 54 ] Bei einem Unterdruck-Betrieb wird beispielswese zum Bewegen des Proj ektils zu dem distalseitigen Anschlagselement anstelle des Zuführens von Druckluft über eine proximale Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs und eine proximale Öf fnung der Steuerhülse an einer distalen Durchgangsöf fnung mit der korrespondierenden Öf fnung der Steuerhülse 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- Betriebes analog, umgekehrt bei einem Unterdruck-Betrieb .
[ 55 ] Um eine optimale Mitnahme der Steuerhülse in der Bewegungsrichtung des Proj ektils zu realisieren, weist das Mitnehmerelement ein mindestens teilweise ringförmiges Reibungselement an und/oder in einer Oberfläche des Proj ektils und/oder ein Medium zur Viskositätsreibung auf .
[ 56 ] Somit kann die Mitnahme der Steuerhülse mittels des Mitnahmeelementes auf Reibung, Haftung und/oder Viskosität beruhen . Neben einer ringförmigen Ausbildung des Mitnehmerelementes , beispielsweise als O-Ring, kann dieses auch teilringförmig und/oder C- förmig, wie beispielsweise ein Spannring oder Kolbenring, ausgebildet sein .
[ 57 ] Für eine Viskositätsreibung kann das Mitnehmerelement durch ein Medium, beispielsweise Öl , auch selbst ausgebildet sein . Somit kann beispielsweise ein Öl film an der Außenoberfläche der Steuerhülse als Mitnehmerelement ausreichen . Ebenso können als Mitnehmerelement ein Haftmittel oder ein Gel verwendet werden .
[ 58 ] In einer weiteren Aus führungs form der Lithotripsievorrichtung weisen das Mitnehmerelement ein Magnetelement und die Steuerhülse ein Gegenmagnetelement auf .
[ 59 ] Somit ist eine Mitnahme der Steuerhülse über einen Wirbelstrom und/oder Induktionsstrom möglich, wobei das Mitnehmerelement mindestens ein Magnetelement aufweist oder alternativ ein Magnet im Proj ektil eingebaut oder das Proj ektil selbst als Permanentmagnet ausgelegt ist . Durch die Bewegung entstehen in der Steuerhülse Wirbelströme und/oder Induktionsströme und nehmen die Steuerhülse mit dem Proj ektil mit .
[ 60 ] Um die Lithotripsievorrichtung in Betrieb zu nehmen oder aus dem Betrieb zu nehmen sowie eine einzelne Bewegung des Proj ektils aus zulösen, weist die Lithotripsievorrichtung und/oder die Trägereinheit eine Bedieneinheit zum Starten, Stoppen und/oder Einzelauslösen einer Bewegung des Proj ektils auf .
[ 61 ] Somit ist die Bewegung der Steuerhülse und/oder des Proj ektils von außen durch einen Bediener mittels eines Kontrollmechanismus an der Bedieneinheit bedienbar . Bevorzugt ist die Bedieneinheit und/oder sind einzelne Bedienelemente ergonomisch außen an der Trägereinheit und/oder dem Gehäuse der Lithotripsievorrichtung angeordnet . Durch die Bedienung der Schalt funktion an der Lithotripsievorrichtung selbst kann auf 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 .
[ 62 ] In einer weiteren Aus führungs form weist die Lithotripsievorrichtung ein Gegenlager und ein Horn auf und zwischen dem Gegenlager und dem Horn ist mindestens ein Piezoelement als Schwingungsanreger angeordnet und mechanisch gekoppelt , wobei das Horn das distalseitige Anschlagselement aufweist und/oder das Horn mit dem distalseitigen Anschlagselement und/oder der Sonotrode verbindbar ist und das mindestens eine Piezoelement elektrisch mit einem zuordenbaren Ultraschallgenerator verbindbar ist , sodass eine kombinierte Schwingungsanregung der Sonotrode mittels der Antriebseinrichtung und dem mindestens einen Piezoelement realisierbar ist .
[ 63 ] Folglich kann die Sonotrode sowohl durch eine konstante Schwingungsanregung als auch durch eine sich wiederholende Schlaganregung mittels Aufprägung von Verformungswellen gleichzeitig angeregt werden . Dadurch wird mittels eines dualen Zertrümmerungs- und/oder Wirkmechanismus eine weiter erhöhte Ef fi zienz bei der Körpersteinzerkleinerung erzielt . Es ist besonders vorteilhaft , dass mittels des Schwingungsanregers , beispielsweise eines Ultraschallgenerators , und des mindestens einen Piezoelementes der Sonotrode eine im Wesentlichen konstante Ultraschallenergie zugeführt werden kann, während mittels der Antriebseinrichtung eine sich wiederholende , intermittierende , j edoch sehr gleichmäßige ballistische Verformungswellenenergie auf die Sonotrode übertragbar ist , wobei durch letztere vor allem eine große distale Schnelle bei gleichzeitig hoher Amplitude mit einer Frequenz von > 13 Hz aufprägbar ist .
[ 64 ] Ein „Horn" ist insbesondere ein Bauteil , welches zwischen Schwingungsanreger und Sonotrode angeordnet ist . Das Horn dient insbesondere dazu, die vom Schwingungsanreger erzeugten Ultraschallwellen zur Sonotrode weiterzuleiten und/oder aus zurichten . Das Horn kann auch zur Befestigung der Sonotrode verwendet werden . Gleichzeitig dient das Horn insbesondere zusammen mit einem Gegenlager zur beidseitigen mechanischen Halterung des Schwingungsanregers .
[ 65 ] Ein „Schwingungsanreger" ist insbesondere ein Bauteil eines Ultraschallwandlers und/oder einer Lithotripsievorrichtung, welcher die zugeführte Wechselspannung mit einer bestimmten Frequenz in eine mechanische Schwingungs frequenz umsetzt . Der Schwingungsanreger ist insbesondere ein elektromechanischer Wandler unter Ausnutzung des piezoelektrischen Ef fekts . Durch Anlegen der von einem Ultraschallgenerator erzeugten elektrischen Wechselspannung wird eine mechanische Schwingung aufgrund eines Verformens des Schwingungsanregers erzeugt . Der Schwingungsanreger weist insbesondere ein Piezoelement oder mehrere Piezoelemente auf . Bevorzugt weist der Schwingungsanreger mindestens zwei Piezoelemente auf , wobei zwischen den Piezoelementen ein elektrischer Leiter, beispielsweise eine Kupferscheibe , angeordnet ist . Im Falle der Ultraschallanregung arbeitet die Sonotrode insbesondere im Ultraschallbereich mit einem Frequenzbereich von 20 kHz bis 90 kHz , bevorzugt von 20 kHz bis 34 kHz .
[ 66 ] 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 mit einem Hohlraum und eine Steuerhülse in dem Hohlraum des Führungsrohrs aufweist , wobei in einem Hohlraum der Steuerhülse das zwischen einem proximalseitigen Anschlagselement und einem distalseitigen Anschlagselement bewegbare Proj ektil angeordnet ist und das bewegbare Proj ektil ein Mitnehmerelement zum Mitnehmen der Steuerhülse aufweist , der Lithotripsievorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Zu- und/oder Abführen eines Druckmediums zuordenbar ist , das Führungsrohr mindestens eine proximalseitige Durchgangsöf fnung und mindestens eine distalseitige Durchgangsöf fnung zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums in und/oder aus seinen Hohlraum aufweist und die Steuerhülse mindestens eine proximalseitige Öf fnung und mindestens eine distalseitige Öf fnung für das Druckmedium aufweist , mit folgenden Schritten :
Zuführen und/oder Abführen des Druckmediums in den Hohlraum des Führungsrohres mittels der Antriebs Vorrichtung,
Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine proximalseitige Durchgangsöf fnung des Führungsrohres und die mindestens eine proximalseitige Öf fnung der Steuerhülse in den Hohlraum der Steuerhülse und Hinbewegen des Proj ektils zum distalseitigen Anschlagselement , und
Mitbewegen der Steuerhülse mittels des Mitnehmerelementes des Proj ektils , und/oder
Repulsieren des Proj ektils an dem distalseitigen Anschlagselement , und/oder
Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine distalseitige Durchgangsöf fnung des Führungsrohres und die mindestens eine distalseitige Öf fnung der Steuerhülse in den Hohlraum der Steuerhülse und Zurückbewegen des Proj ektils zum proximalseitigen Anschlagselement und
Mitbewegen der Steuerhülse mittels des Mitnehmerelementes des Proj ektils , und/oder
Repulsieren des Proj ektils an dem proximalseitigen Anschlagselement .
[ 67 ] Somit kann der Anwender mittels des Verfahrens sehr einfach und schnell nach Starten der Lithotripsievorrichtung durch das selbstanregende Proj ektil mit der umschaltenden Steuerhülse ein wiederholendes Hin- und Herbewegen des Proj ektils entlang der Beschleunigungsstrecke realisieren, ohne dass auf Drücke und Ventilschaltungen einer externen Druckmediumzufuhr geachtet werden muss . Das oben beschrieben Verfahren bezieht sich auf einen Überdruckbetrieb, bei einem Unterdruck-Betrieb wird entsprechend zum Hinbewegen des Proj ektils zum distalseitigen Anschlagselement ein Saugdruck an der distalseitigen Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs und somit der korrespondierenden distalseitigen Öf fnung der Steuerhülse angelegt . Entsprechend wird bei einem Zurückbewegen des Proj ektils zum proximalseitigen Anschlagselement der Saugdruck an der proximalseitigen Durchgangsöf fnung des Führungsrohrs und der distalseitigen Öf fnung der Steuerhülse angelegt . [ 68 ] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Zuführen und/oder Abführen des Druckmediums kontinuierlich durchgeführt .
[ 69 ] 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 .
[ 70 ] Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert . Es zeigen
Figur 1 eine stark schematische dreidimensionale
Darstellung einer Li thotripsie Vorrichtung,
Figur 2 eine schematische Darstellung der
Lithotripsievorrichtung mit einem Führungsrohr und einer Steuerhülse im Längsschnitt bei einer Bewegung eines Proj ektils in distaler Richtung,
Figur 3 eine stark schematische Darstellung des
Funktionsprinzips eines Führungsrohrs und einer Steuerhülse einer Lithotripsievorrichtung bei einer Bewegung eines Proj ektils in distaler Richtung, und
Figur 4 eine stark schematische Darstellung des
Funktionsprinzips des Führungsrohrs und der Steuerhülse aus Figur 3 bei einer Bewegung des Proj ektils in proximaler Richtung .
[ 71 ] Eine Lithotripsievorrichtung 101 weist eine Trägereinheit 103 mit einem mittigen Gehäuserohr 105 auf . An einem proximalen Ende des Gehäuserohrs 105 ist eine proximale Endkappe 107 mittels einer proximalen Gegenmutter 109 auf das Gehäuserohr 105 auf geschraubt . Ebenso ist am distalen Ende des Gehäuserohrs 105 eine distale Endkappe 111 mittels einer distalen Gegenmutter 113 auf geschraubt ( siehe Figur 1 und Figur 2 ) . Am proximalen Ende der proximalen Endkappe 107 ist ein erster Abluftanschluss 151 und ein in Figur 1 nicht sichtbarer zweiter Abluftanschluss 153 angeordnet . Des Weiteren ist proximalseitig der proximalen Endkappe 107 ein erster Zuluftanschluss 155 und ein nicht in Figur 1 sichtbarer zweiter Zuluftanschluss 156 angeordnet . Vom distalen Endabschnitt der distalen Endkappe 111 ist eine Absaugleitung 119 zum Absaugen von Körpersteinbruchstücken entgegen einer distalen Richtung 115 zum proximalen Ende der Lithotripsievorrichtung 101 geführt . Die Absaugleitung 119 ist in der Figur 1 lediglich symbolisch dargestellt und weist nicht praktikable enge Biegeradien auf . Ebenso ist in der Figur 1 ein Bedienelement 117 am proximalen Ende der Trägereinheit 103 lediglich symbolisch dargestellt , wobei das Bedienelement 117 in einer alternativen Ausgestaltung optimal ergonomisch am Gehäuserohr 105 angeordnet ist . Das Bedienelement 117 ist mit einer innen im Gehäuserohr 105 angeordneten Steuerhülse 131 zum Starten und Ausschalten sowie für einen Einzel- und/oder Dauerbeschuss mittels der ballistischen Lithotripsievorrichtung 101 ausgelegt . Am distalen Ende der Trägereinheit 103 ist eine langgestreckte als Hohlsonde ausgebildete Sonotrode 211 mit einer Sonotrodenspitze 213 angeordnet .
[ 72 ] Im Inneren des Gehäuserohrs 105 der Trägereinheit 103 ist ein Führungsrohr 121 beabstandet zum Gehäuserohr 105 angeordnet , wobei zwischen einer Innenwand des Gehäuserohrs 105 und einer Außenwand des Führungsrohrs 121 j eweils zwei symmetrisch über den Querschnitt angelegte Zuluf tkammern 157 und Abluf tkammern 159 angeordnet sind, welche über Bohrungen in der proximalen Endkappe 107 mit den über Kreuz angeordneten ersten Abluftanschluss 151 und dem zweiten Abluftanschluss 153 sowie dem ersten Zuluftanschluss 155 und dem zweiten Zuluftanschluss 156 verbunden sind ( in Figur 2 liegt die eine Zuluftkammer 157 hinter einer fünften Durchgangsbohrung 127 und ist nur durch diese sichtbar, während die zweite Zuluftkammer vor der Betrachtungsebene liegt ) . Die Zuluf tkammern 157 und die Abluf tkammern 159 erstrecken sich über die gesamte Länge des Führungsrohrs 121 . Die beiden Abluftanschlüsse 151 , 153 und die beiden Zuluftanschlüsse 155 , 156 sind j eweils über ein nicht gezeigtes Y-Verbindungsstück mit einem
Abluf tschlauch und einem Zuluf tschlauch einer nicht gezeigten Antriebsvorrichtung verbunden .
[ 73 ] Das Führungsrohr 121 weist proximalseitig eine erste Durchgangsbohrung 123 und eine vierte Durchgangsbohrung 126 auf , welche j eweils mit einer der beiden Abluf tkammern 159 verbunden sind . Distalseitig weist das Führungsrohr 121 eine zweite Durchgangsbohrung 124 und eine dritte Durchgangsbohrung 125 auf , welche j eweils mit einer der beiden Abluf tkammern 159 verbunden sind . Des Weiteren weist das Führungsrohr 121 proximalseitig eine fünfte Durchgangsbohrung 127 und eine gegenüberliegende und deshalb in Figur 2 nicht sichtbare weitere Durchgangsbohrung auf , welche j eweils mit einer der beiden Zuluf tkammern 157 verbunden sind ( die beiden entsprechenden distalseitigen Durchgangsbohrungen verbunden mit den Zuluf tkammern 157 sind in Figur 2 nicht gezeigt ) . Alle Durchgangsbohrungen 123 , 124 , 125 , 126 , 127 gehen j eweils quer durch die Mantel fläche des Führungsrohrs 121 durch und weisen einen Durchmesser von j eweils 3 mm auf .
[ 74 ] Innenliegend in dem Führungsrohr 121 ist die Steuerhülse 131 angeordnet , welche proximalseitig korrespondierend zu den proximalseitigen Durchgangsbohrungen 123 , 126 des Führungsrohrs 121 eine erste Ventilbohrung 133 und eine vierte Ventilbohrung 136 aufweist . Dementsprechend ist distalseitig eine zweite Ventilbohrung 134 und eine dritte Ventilbohrung 135 in der Steuerhülse 131 eingebracht . Die Steuerhülse 131 ist verdrehsicher innerhalb des Führungsrohres 121 angeordnet , sodass die korrespondierenden Durchgangsbohrungen des Führungsrohrs 121 und die Ventilbohrungen der Steuerhülse 131 in einer j eweiligen Ventilöf fnungsstellung frei durchgängig sind . Die Steuerhülse 131 weist innenliegend einen Hohlraum 141 auf , welcher gleichzeitig eine Beschleunigungsstrecke für ein Proj ektil 143 ausbildet . Das Proj ektil 143 weist an seiner Außenoberfläche einen Mitnehmerring 145 auf , welcher außen an einer Innenfläche der Steuerhülse 131 anliegt . Die Steuerhülse 131 ist um 4 mm kürzer als das Führungsrohr 121 .
[ 75 ] Proximalseitig von der Steuerhülse 131 ist eine Rückhol feder 171 in einem Hüllrohr angeordnet , welche in der proximalen Endkappe 107 mittels einer Halterung 173 gehalten ist .
[ 76 ] Am distalen Ende der Steuerhülse 131 ist eine Tempierfeder 181 zum Aufprägen einer definierten Verformungswelle auf die Sonotrode 211 aufgrund des mechanischen Stoßes des Proj ektils 143 angeordnet . Die Tempierfeder 181 weist eine Viel zahl von gestapelten Polymer-Scheiben 191 in distaler Richtung 115 auf , welche außen von einem Hüllrohr 185 umgeben sind . Das Hüllrohr 185 ist mittels eines Halters 183 in der distalen Endkappe 111 gehalten . Am proximalen Ende des Hüllrohrs 185 ist eine proximale Abschlusskappe 187 angeordnet , welche innenliegend einen O-Ring 193 aufweist und mittels eines Schweißrings 195 beweglich gefangen und gefasst ist , welcher mit dem Hüllrohr 185 verschweißt ist . Distalseitig ist eine distale Abschlusskappe 189 angeordnet , welche mittels einer Umbördelung des Hüllrohrs 185 ebenfalls beweglich gefasst ist und ebenfalls innenliegend einen 0- Ring 193 aufweist .
[ 77 ] Somit stellt das distale Ende der Rückhol feder 171 ein proximales Anschlagselement und die proximale Abschlusskappe 187 der Tempierfeder 181 ein distalseitiges Anschlagselement für das Proj ektil 143 dar . Die Figur 2 zeigt den Zustand, bei dem die Steuerhülse 131 in einer distalen Richtung 115 gegen das distalseitige Anschlagselement ausgebildet durch die proximale Abschlusskappe 187 der Tempierfeder 181 angeschlagen ist . Da die Steuerhülse 131 um 4 mm kürzer als das Führungsrohr 121 ist , ist der Hohlraum des Führungsrohres 121 im Bereich der proximalseitigen fünften Durchgangsöf fnung 127 frei von der Steuerhülse 131 . Nach Repulsation des Proj ektils 143 an der Abschlusskappe 187 der Tempierfeder 181 bewegt sich das Proj ektil 143 zurück entgegen der distalen Richtung 115 und nimmt mittels des Mitnehmerringes 145 die Steuerhülse 131 mit . Durch diese Rückbewegung werden die in Figur 2 nicht gezeigten gegenüberliegenden distalseitigen Durchgangsöf fnungen des Führungsrohres 121 und die zugehörigen Ventilöf fnungen für den Eintritt von Zuluft in den Hohlraum 141 der Steuerhülse 131 frei durchgängig und die eintretende Zuluft drückt das Proj ektil 143 weiter in die proximale Richtung . Aufgrund dieser Zurückbewegung des Proj ektils 143 und der Mitnahme der Steuerhülse 131 wird bei einem Weg von 4 mm die erste Ventilbohrung 133 der Steuerhülse 131 auf die erste Durchgangsbohrung 123 des Führungsrohres 121 und die vierte Ventilbohrung 136 der Steuerhülse 131 auf die vierte Durchgangsbohrung 126 des Führungsrohres 121 bei einem definierten Anschlag des proximalen Endes der Steuerhülse 131 gegen die distalseitige Stirnwand des Hüllrohres der Rückhol feder 171 geschoben, wodurch die j eweilige Durchgangsbohrung und Ventilbohrung durchgängig für den Austritt von Abluft in die Abluf tkammern 159 sind . Gleichzeitig wird die fünfte Durchgangsbohrung 127 und die gegenüberliegende nicht sichtbare weitere Durchgangsbohrung für den Durchtritt von Zuluft geschlossen . Nach Repulsation des Proj ektils 143 am proximalen Anschlag mittels der Rückhol feder 171 und gefolgt von erneutem Hinbewegen in distaler Richtung 115 wird die Steuerhülse 131 mittels des Mitnehmerringes 145 erneut vom Proj ektil 143 mitgenommen und dadurch werden die fünfte Durchgangsbohrung 127 und die gegenüberliegende nicht sichtbare weitere Durchgangsbohrung geöf fnet . Durch diese tritt Zuluft in den Hohlraum 141 der Steuerhülse 131 ein und bewegt das Proj ektil 143 weiter in distaler Richtung 115 , bis der in Figur 2 gezeigte Zustand wieder erreicht ist .
[ 78 ] Distalseitig der Tempierfeder 181 ist ein Kopfstück 215 der Sonotrode 211 angeordnet , wobei das Kopfstück 215 an seinem proximalen Ende und seinem distalen Ende j eweils mittels O-Ringen 217 beweglich in einem Führungsteil 216 gelagert ist . Das Kopfstück 215 weist eine Querbohrung 221 auf , in der ein Stößel 223 als Verdrehsicherung und zum Entfernen von Körpersteinbruchstücken mit einem Betätigungsgri f f 225 lose eingrei ft . Der Stößel 223 wird mittels einer nicht in Figur 2 gezeigten Feder in Position gehalten . Durch Drücken des Stößels 223 mittels des Betätigungsgri f fes 225 in die Querbohrung 221 hinein, können Bruchstücke von Körpersteinen aus dem Kopfstück 215 entfernt werden . Distalseitig am Kopfstück 215 ist ein Dämpfungselement 219 zur Begrenzung einer Amplitude der Sonotrode 211 angeordnet .
[ 79 ] In der distalen Endkappe 111 sind Entlastungsbohrungen
203 zum Kopfstück 215 der Sonotrode 211 und zum Halter 183 der Tempierfeder 181 eingebracht , welche gemeinsam mit einem j eweiligen Elastomer-Ring 205 j eweils ein Überdruckventil 201 zum Halter 183 der Tempierfeder 181 und zum Kopfstück 215 der Sonotrode 211 ausbilden, um ein Einwirken eines Überdruckes in dem Patienten bei Verwendung der Lithotripsievorrichtung 101 bei Auftreten eines Fehlers zu verhindern .
[ 80 ] Zur Erläuterung des Funktionsprinzips und des Antriebes ist die Lithotripsievorrichtung 101 mit dem Führungsrohr 121 und der innenliegenden Steuerhülse 131 stark vereinfacht in den Figuren 3 und 4 gezeigt , in denen distalseitig und proximalseitig j eweils nur eine Durchgangsöf fnung für Zuluft und Abluft und aus Darstellungsgründen diese auch in der gleichen Ebene gezeigt sind . Das Führungsrohr 121 weist proximalseitig eine fünfte Durchgangsbohrung 127 für Zuluft und eine vierte Durchgangsbohrung 126 für Abluft auf , welche durch eine Mantel fläche des Führungsrohrs 121 durchgehen und entlang einer Längsmittelachse 149 des Führungsrohrs 121 und der Steuerhülse 131 , welche konzentrisch zueinander angeordnet sind, leicht versetzt sind . Distalseitig weist das Führungsrohr 121 eine sechste Durchgangsbohrung 128 für Zuluft und eine dritte Durchgangsbohrung 125 für Abluft auf , welche ebenfalls entlang der Längsmittelachse 149 versetzt angeordnet sind . Gegenüber der fünften Durchgangsbohrung 127 , der sechsten Durchgangsbohrung 128 , der dritten Durchgangsbohrung 125 und der vierten Durchgangsbohrung 126 ist j eweils eine Aussparung 148 als radial umlaufende Nut in der Innenoberfläche des Führungsrohres 121 ausgebildet , wobei die radial umlaufende Nut eine größere Breite als ein Durchmesser der j eweiligen Durchgangsbohrung 125 , 126 , 127 , 128 aufweist .
[ 81 ] Die im Hohlraum des Führungsrohrs 121 angeordnete Steuerhülse 131 weist proximalseitig eine fünfte Ventilbohrung 137 und eine gegenüberliegende vierte Ventilbohrung 136 auf . Distalseitig weist die Steuerhülse 131 eine sechste Ventilbohrung 138 und eine gegenüberliegende dritte Ventilbohrung 135 auf . In dem Hohlraum 141 ist ein Proj ektil 143 angeordnet , welches an seiner Außenoberfläche einen Mitnehmerring 145 aufweist , welcher außen in Kontakt zur Innenoberfläche der Steuerhülse 131 steht . Das Proj ektil 143 ist innerhalb des Hohlraums 141 entlang einer Beschleunigungsstrecke zwischen einem proximalen Anschlagselement 165 und einem distalen Anschlagselement 167 bewegbar . Das Proj ektil 143 weist am seinem proximalen Ende ein proximalseitiges Federelement
146 zur Repulsation an dem proximalen Anschlagselement 165 und an seinem distalen Ende ein distalseitiges Federelement
147 zur Repulsation an dem distalen Anschlagselement 167 auf . Alternativ sind die beiden Federelemente 146 , 147 j eweils an dem proximalen Anschlagselement 165 und dem distalen Anschlagselement 167 angeordnet (wie oben zur Figur 2 beschrieben) .
[ 82 ] Die Lithotripsievorrichtung 101 wird mittels eines Bedienelementes gestartet und Druckluft wird kontinuierlich von einer Antriebsvorrichtung (nicht in Figur 3 und 4 gezeigt ) in einer Zuluftrichtung 161 durch die fünfte Durchgangsbohrung 127 und/oder die sechste Durchgangsbohrung 128 des Führungsrohrs 121 gefördert . Ebenso verlässt die Druckluft aus dem Hohlraum 141 kontinuierlich in einer Abluftrichtung 163 das Führungsrohr 121 durch die dritte Durchgangsbohrung 125 und/oder die vierte Durchgangsbohrung 126 .
[ 83 ] Die Figur 3 zeigt einen Zustand, bei dem die mitgenommene Steuerhülse 131 mit ihrem distalen Ende gerade bei einer Bewegung des Proj ektils 143 aufgrund der Mitnahme durch den Mitnehmerring 145 in einer Pro ektilbewegungsrichtung 144 in distaler Richtung 115 an dem distalen Anschlagselement 167 angeschlagen ist . Hierdurch ist die sechste Durchgangsbohrung 128 des Führungsrohrs 121 durch die Steuerhülse 131 versperrt , während die versetzt gegenüberliegende dritte Durchgangsbohrung 125 des Führungsrohres 121 geöf fnet ist , sodass Druckluft aufgrund der Proj ektilbewegungsrichtung 144 in distaler Richtung 115 aus der dritten Durchgangsbohrung 125 als Abluft rausgedrückt wird . Am proximalen Ende der rohrförmigen Steuerhülse 131 ist die fünfte Durchgangsbohrung 127 des Führungsrohrs 121 freiliegend, sodass Druckluft als Zuluft durch diese fünfte Durchgangsbohrung 127 und die of fenliegende proximalseitige Rohröf fnung der Steuerhülse 131 direkt auf das proximale Ende des Proj ektils 143 drückt und dieses weiter in der Proj ektilbewegungsrichtung 144 bewegt , bis dieses am distalen Anschlag 167 anschlägt . Dementsprechend ist die der fünfte Durchgangsbohrung 127 versetzt gegenüberliegende vierte Durchgangsbohrung 126 durch die am distalen Anschlagselement 167 angeschlagene Steuerhülse 131 verschlossen, sodass die einströmende Druckluft nur zur Bewegung des Proj ektils 143 in die Bewegungsrichtung 144 genutzt wird und nicht ausströmen kann ( siehe Figur 3 ) .
[ 84 ] Nachdem das Proj ektil 143 am distalen Anschlagselement 167 angeschlagen ist , wird es aufgrund des distalseitigen Federelementes 147 repulsiert und in die umgekehrte Richtung entgegen der distalen Richtung 115 bewegt . Dabei nimmt das Proj ektil 143 aufgrund des Mitnehmerrings 145 die Steuerhülse 131 in proximaler Richtung mit , bis die Steuerhülse 131 mit ihrem proximalen Ende an dem proximalen Anschlagselement 165 angeschlagen ist ( siehe Zustand wie in Figur 4 gezeigt ) . Anschließend bewegt sich das Proj ektil 143 alleine weiter in die Proj ektilbewegungsrichtung 144 entgegen der distalen Richtung 115 . Aufgrund des Anschlages der Steuerhülse 131 an dem proximalen Anschlagselement 165 liegt nun die sechste Durchgangsbohrung 128 am distalen Ende des Führungsrohrs 121 frei und die Druckluft strömt kontinuierlich durch diese sechste Durchgangsbohrung 128 und direkt durch die distalseitige Rohröf fnung der Steuerhülse 131 gegen das distale Ende des Proj ektils 143 , wodurch dieses in Proj ektilbewegungsrichtung 144 gegen das proximale Anschlagselement 165 weiterbewegt wird . Um diese Bewegung ef fektiv zu bewirken, ist entsprechend die dritte Durchgangsbohrung 125 des Führungsrohrs 121 am distalen Endabschnitt des Führungsrohrs 121 durch die proximalseitig angeschlagene Steuerhülse 131 verschlossen . Ebenso ist die fünfte Durchgangsbohrung 127 zum Zuführen der Druckluft durch die angeschlagene Steuerhülse 131 proximalseitig verschlossen, während die versetzt gegenüberliegende vierte Durchgangsbohrung 126 zum Abführen der durch die Bewegung des Proj ektils 143 in die Pro ektilbewegungsrichtung 144 komprimierten Druckluft of fen ist . Durch die j eweils auf Höhe der Durchgangsbohrungen 125 , 126 , 127 und 128 umlaufend eingearbeiteten Nuten in der Innenoberfläche des Führungsrohrs 121 , welche in den Figuren 3 und 4 als gegenüberliegend angeordnete Aussparungen 148 sichtbar sind, wird die Druckluft optimal radial um die Steuerhülse 131 gleichmäßig verteilt . Dadurch wird ein lokaler seitlicher Überdruck und eine Reibung und/oder ein Verklemmen der Steuerhülse 131 an dem Führungsrohr 121 bei der Mitbewegung der Steuerhülse 131 durch das Proj ektil 143 mittels des Mitnehmerrings 145 vermieden . Des Weiteren kann aufgrund der umlaufenden Nuten in diesem Fall auf eine Verdrehsicherung der Steuerhülse 131 verzichtet werden .
[ 85 ] Wie oben bereits für das distalseitige Anschlagselement 167 beschrieben, wird das Proj ektil 143 bei Anschlägen an dem proximalseitigen Anschlagselement 165 aufgrund des proximalseitigen Federelementes 146 repulsiert und dadurch wieder in distaler Richtung 115 bewegt . Bei dieser Bewegungsumkehr wird die Steuerhülse 131 wiederum in distaler Richtung 115 mitgenommen und die oben beschriebenen Vorgänge wiederholen sich ständig .
[ 86 ] Somit wird eine Lithotripsievorrichtung 101 bereitgestellt , bei der eine automatische Ventilumstellung zum Hin- und Herbewegen eines selbstanregenden Proj ektils entlang einer Beschleunigungsstrecke innenliegend durch die Ausgestaltung des Führungsrohrs 121 , der Steuerhülse 131 und des Proj ektils 143 realisiert ist , wobei der Vorgang bei einer kontinuierlichen Durchströmung des Führungsrohrs
121 und der Steuerhülse 131 selbst getaktet sich automatisch wiederholt . Dadurch kann auf eine aufwändige Regelung und Ventilschaltung einer externen stoßweisen Druckluftzufuhr verzichtet werden .
Bezugs zeichenliste
101 Lithotripsievorrichtung
103 Trägereinheit
105 Gehäuserohr
107 Proximale Endkappe
109 Proximale Gegenmutter
111 Distale Endkappe
113 Distale Gegenmutter
115 Distale Richtung
117 Bedienelement
119 Absaugleitung
121 Führungsrohr
123 Erste Durchgangsbohrung für Abluft
124 Zweite Durchgangsbohrung für Abluft
125 Dritte Durchgangsbohrung für Abluft
126 Vierte Durchgangsbohrung für Abluft
127 Fünfte Durchgangsbohrung für Zuluft
128 Sechste Durchgangsbohrung für Zuluft
131 Steuerhülse
133 Erste Ventilbohrung
134 Zweite Ventilbohrung
135 Dritte Ventilbohrung
136 Vierte Ventilbohrung
137 Fünfte Ventilbohrung
138 Sechste Ventilbohrung
141 Hohl raum/Beschleunigungs trecke
143 Proj ektil
144 Pro ektilbewegungsrichtung
145 Mitnehmerring
146 Proximalseitiges Federelement Distalseitiges Federelement
Aussparung
Längsmittelachse erster Abluftanschluss zweiter Abluftanschluss erster Zuluftanschluss zweiter Zuluftanschluss
Zulu ft kämme r
Ab lu ft kämme r
Zuluft richtung
Abluft richtung
Proximales Anschlagselement
Distales Anschlagselement
Rückhol feder
Halterung
Tempierf eder
Halter
Hüllrohr
Proximale Abschlusskappe
Distale Abschlusskappe
Polymer- Scheiben
O-Ring
Schweißring
Überdruckventil
Entlastungsbohrung
Elastomer-Ring
Sonotrode
Sonotrodenspitze
Kopf stück
Führungsteil 217 O-Ring
219 Dämpfungselement
221 Querbohrung
223 Stößel 225 Betätigungsgriff

Claims

Patentansprüche :
1. Lithotripsievorrichtung (101) zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrichtung (101) eine Trägereinheit (103) , ein Führungsrohr (121) mit einem Hohlraum, mit einem proximalen Ende und mit einem distalen Ende, ein bewegbares Projektil (143) , und ein proximalseitiges Anschlagselement (165) und ein distalseitiges Anschlagselement (167) für das bewegbare Projektil (143) aufweist, wobei das Führungsrohr (121) zumindest teilweise in der Trägereinheit (103) angeordnet ist, und der Lithotripsievorrichtung (101) eine Antriebseinrichtung zum Zu- und/oder Abführen eines Druckmediums in ein Inneres der Trägereinheit (103) und/oder des Führungsrohres (121) zum Hin- und Herwegen des Projektils (143) zwischen dem proximalseitigen Anschlagselement (165) und dem distalseitigen Anschlagselement (167) und eine Sonotrode (211) zuordenbar sind, wobei das Führungsrohr (121) mindestens eine proximalseitige Durchgangsöffnung (123, 126, 127) und mindestens eine distalseitige Durchgangsöffnung (124, 125, 128) zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums in und/oder aus seinen Hohlraum aufweist, und die Sonotrode (211) an ihrem proximalen Ende mit der Trägereinheit (103) und/oder dem Führungsrohr (121) direkt oder indirekt verbindbar und durch ein mechanisches Auftreffen des Projektils (143) auf das distalseitige Anschlagselement (167) schwingungsanregbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum des Führungsrohrs (121) eine Steuerhülse (131) angeordnet ist, wobei die Steuerhülse (131) einen Hohlraum (141) entlang ihrer Längsmittelachse (149) , ein proximales Ende, ein distalen Ende, mindestens eine proximalseitige Öffnung (133, 136) und mindestens eine distalseitige Öffnung (134, 135) für das Druckmedium aufweist, und in dem Hohlraum (141) der Steuerhülse (131) das bewegbare Projektil (143) mit einem Mitnehmerelement (145) zum Mitnehmen der Steuerhülse
(131) angeordnet ist, sodass bei einem Mitbewegen der Steuerhülse (131) mittels des Mitnehmerelementes (145) des Projektils (143) eine erste Ventilöf fnungsstellung zum Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine proximalseitige Durchgangsöffnung (123, 126, 127) des Führungsrohres (121) und der mindestens einen proximalseitigen Öffnung (133, 136, 137) der Steuerhülse
(131) in und/oder aus dem Hohlraum (141) der Steuerhülse (131) zum Hinbewegen des Projektils (143) zum distalseitigen Anschlagselement (167) und eine zweite Ventilöf fnungsstellung zum Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine distalseitige Durchgangsöffnung (124, 125, 128) des Führungsrohres (121) und die mindestens eine distalseitige Öffnung (134, 135, 138) der Steuerhülse (131) in und/oder aus dem Hohlraum (141) der Steuerhülse (131) zum Zurückbewegen des Projektils (143) zum proximalseitigen Anschlagselement (165) vorliegen. Lithotripsievorrichtung (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerhülse (131) eine zweite proximalseitige Öffnung, eine dritte proximalseitige Öffnung, eine vierte proximalseitige Öffnung und/oder weitere proximalseitige Öffnungen (133, 136, 137) und/oder eine zweite distalseitige Öffnung, eine dritte distalseitige Öffnung, eine vierte distalseitige Öffnung und/oder weitere distalseitige Öffnungen (134, 135, 138) aufweist . Lithotripsievorrichtung (101) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (121) eine zweite proximalseitige Durchgangsöffnung, eine dritte proximalseitige Durchgangsöffnung, eine vierte proximalseitige Durchgangsöffnung und/oder weitere proximalseitige Durchgangsöffnungen (123, 126, 127) und/oder eine zweite distalseitige Durchgangsöffnung, eine dritte distalseitige Durchgangsöffnung, eine vierte distalseitige Durchgangsöffnung und/oder weitere distalseitige Durchgangsöffnungen (124, 125, 128) aufweist . Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die distalseitige Öffnung, die jeweilige distalseitige Öffnung und/oder die distalseitigen Öffnungen (134, 135, 138) am distalen Ende und/oder in einer Mantelfläche der Steuerhülse (131) angeordnet ist oder sind und/oder die proximalseitige Öffnung, die jeweilige proximalseitige Öffnung und/oder die proximalseitigen Öffnungen (133, 136, 137) am proximalen Ende und/oder in der Mantelfläche der Steuerhülse angeordnet ist oder sind. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die proximalseitigen Durchgangsöffnungen (123, 126, 127) , die distalseitigen Durchgangsöffnungen (124, 125, 128) , die proximalseitigen Öffnungen (133, 136, 137) und/oder die distalseitigen Öffnungen (134, 135, 138) axialsymmetrisch zur Längsmittelachse (149) der Steuerhülse (131) angeordnet sind . Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (121) in seiner Innenoberfläche eine zumindest teilweise radial umlaufende Aussparung (148) oder mehrere zumindest teilweise radial umlaufende Aussparungen (148) zum Führen des Druckmediums um die Steuerhülse (131) aufweist. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer
Außenoberfläche des Führungsrohres (121) und einer
Innenoberfläche der Trägereinheit (103) zwei oder mehrere voneinander getrennte Kammern (157, 159) zum Durchleiten von Druckmedium zu und/oder von der mindestens einen proximalseitigen Durchgangsöffnung oder den proximalseitigen Durchgangsöffnungen (123, 126, 127) und/oder der mindestens einen distalseitigen Durchgangsöffnung oder den distalseitigen Durchgangsöffnungen (124, 125, 128) angeordnet sind. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das distalseitige Anschlagselement (167) und/oder das proximalseitige Anschlagselement (165) ein Federelement (171, 181) zur Repulsation des Projektils (143) aufweist. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektil
(143) und die Steuerhülse (131) distalseitig und/oder proximalseitig ein Federelement, insbesondere eine Druckgasfeder, ausbilden. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithotripsievorrichtung (101) mindestens einen Verbindungsanschluss (151, 153, 155) zum Verbinden mit der Antriebseinrichtung und zum kontinuierlichen Zuführen oder Abführen des Druckmediums aufweist. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithotripsievorrichtung (101) die Sonotrode (211) und/oder die Antriebseinrichtung aufweist. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Antriebseinrichtung dem Hohlraum oder einem Teil des Hohlraums des Führungsrohres (121) und/oder dem Hohlraum (141) oder einem Teil des Hohlraums (141) der Steuerhülse (131) ein Unterdrück und/oder ein Überdruck aufprägbar ist oder sind. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (145) ein mindestens teilweises ringförmiges Reibungselement an und/oder in einer Oberfläche des Projektils und/oder ein Medium zur Viskositätsreibung aufweist. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (145) ein Magnetelement und die Steuerhülse (131) ein Gegenmagnetelement aufweisen. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithotripsievorrichtung (101) und/oder die Trägereinheit (103) eine Bedieneinheit (117) zum Starten, Stoppen und/oder Einzelauslösen einer Bewegung des Projektils (143) aufweist. Lithotripsievorrichtung (101) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithotripsievorrichtung (101) ein Gegenlager und ein Horn aufweist, und zwischen dem Gegenlager und dem Horn mindestens ein Piezoelement als Schwingungsanreger angeordnet und mechanisch gekoppelt ist, wobei das Horn das distalseitige Anschlagselement (167) aufweist und/oder das Horn mit dem distalseitigen Anschlagselement (167) und/oder der Sonotrode (211) verbindbar ist und das mindestens eine Piezoelement elektrisch mit einem zuordenbaren Ultraschallgenerator verbindbar ist, sodass eine kombinierte Schwingungsanregung der Sonotrode (211) mittels der Antriebseinrichtung und dem mindestens einem Piezoelement realisierbar ist. Verfahren zum Beschleunigen eines Projektils (143) einer Lithotripsievorrichtung (101) , wobei die Lithotripsievorrichtung (101) ein Führungsrohr (121) mit einem Hohlraum und eine Steuerhülse (131) in dem Hohlraum des Führungsrohres (121) aufweist, wobei in einem Hohlraum (141) der Steuerhülse (131) das zwischen einem proximalseitigen Anschlagselement (165) und einem distalseitigen Anschlagselement (167) bewegbare Projektil (143) angeordnet ist und das bewegbare Projektil (143) ein Mitnehmerelement (145) zum Mitnehmen der Steuerhülse (131) aufweist, der Lithotripsievorrichtung (101) eine Antriebseinrichtung zum Zu- und/oder Abführen eines Druckmediums zuordenbar ist, das Führungsrohr (121) mindestens eine proximalseitige Durchgangsöffnung (123, 126, 127) und mindestens eine distalseitige Durchgangsöffnung (124, 125, 128) zum Zu- und/oder Abführen des Druckmediums in und/oder aus seinen Hohlraum (141) aufweist und die Steuerhülse (131) mindestens eine proximalseitige Öffnung (133, 136, 137) und mindestens eine distalseitige Öffnung (134, 135, 138) für das Druckmedium aufweist, mit folgenden Schritten:
- Zuführen und/oder Abführen des Druckmediums in den Hohlraum des Führungsrohres (121) mittels der Antriebs Vorrichtung,
- Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine proximalseitige Durchgangsöffnung (127) des Führungsrohres (121) und die mindestens eine proximalseitige Öffnung (137) der Steuerhülse (131) in den Hohlraum (141) der Steuerhülse (131) und Hinbewegen des Projektils zum distalseitigen Anschlagselement (167) , und
Mitbewegen der Steuerhülse (131) mittels des
Mitnehmerelementes (145) des Projektils (143) , und/oder - Repulsieren des Projektils (143) an dem distalseitigen Anschlagselement (167) , und/oder
- Strömen des Druckmediums durch die mindestens eine distalseitige Durchgangsöffnung (128) des Führungsrohres (121) und die mindestens eine distalseitige Öffnung (138) der Steuerhülse (131) in den Hohlraum (141) der Steuerhülse (131) und Zurückbewegen des Projektils (143) zum proximalseitigen Anschlagselement (165) und
- Mitbewegen der Steuerhülse (131) mittels des Mitnehmerelementes (145) des Projektils (143) , und/oder
- Repulsieren des Projektils (143) an dem proximalseitigen Anschlagselement (165) . Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen und/oder Abführen des Druckmediums kontinuierlich durchgeführt wird.
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