ES2955189T3 - Dispositivo para la fragmentación de un cálculo - Google Patents

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Abstract

Dispositivo (100) para la fragmentación de un cálculo, que comprende: una sonda (20) y una unidad motriz (40) para desviar la sonda (20) a lo largo de su extensión longitudinal (LE), la unidad motriz (40) que comprende un primer elemento de accionamiento (41) para desviar periódicamente la sonda (20) y un segundo elemento de accionamiento (42) para la deflexión pulsada de la sonda (20), estando diseñada la unidad de accionamiento (40) de manera que la deflexión periódica y Se puede superponer una deflexión pulsada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para la fragmentación de un cálculo
La presente invención se refiere a un dispositivo para la desintegración de un cálculo.
Para la eliminación de cálculos, a modo de ejemplo de cavidades corporales, es necesario triturar estos en primer lugar, efectuándose el triturado en partículas reducidas, aptas para salir espontáneamente o eliminables por aclarado directamente del cuerpo. El triturado de los cálculos se efectúa en este caso, por ejemplo, mediante tensiones de presión y tracción, que se ejercen sobre los cálculos en la litotricia intracorporal con un extremo proximal de una sonda (metálica) que sirve como guía de ondas. Tales tensiones conducen a un desprendimiento de fragmentos de la superficie del cálculo y ocasionan finalmente una desintegración.
Por ejemplo, son conocidos litotriptores intracorporales, en los que la sonda se excita para dar vibraciones longitudinales mediante un transductor ultrasónico activado eléctricamente. Con un dispositivo de este tipo, los cálculos se pueden desintegrar generalmente en fragmentos muy finos.
Además, son conocidos litotriptores en los que se aplica una parte de impacto accionada neumáticamente en el extremo distal de la sonda. Sin embargo, tales litotriptores de onda de choque, que en otras realizaciones pueden presentar también un accionamiento eléctrico de la parte de impacto, permiten mayores amplitudes máximas, o bien impulsos de la punta de la sonda, no son apropiados óptimamente para una desintegración muy fina. Por el documento EP 1 163 884 B1 es conocido, a modo de ejemplo, un dispositivo en el que, mediante una activación eléctrica especial del transductor ultrasónico, se puede conmutar entre una activación de vibración periódica de la sonda y una activación de vibración en forma de impulsos de la sonda en base a un impulso de tensión. Además, por el documento DE 10029580 C1 es conocido cambiar entre un primer estado de funcionamiento, en el que se induce una desviación periódica de la sonda, y un segundo estado de funcionamiento, en el que se induce una desviación en forma de impulsos de la sonda.
Sin embargo, los dispositivos conocidos tienen el inconveniente de que con un mismo dispositivo no es posible tanto desintegrar cálculos grandes y duros, lo que requiere una amplitud máxima elevada de la sonda, o bien un gran impulso a través de la misma, como también posibilitar simultáneamente una desintegración de cálculos muy fina, lo que requiere amplitudes, o bien desviaciones reducidas de la sonda con frecuencias simultáneamente muy elevadas.
Por el documento US 20140336665 A1 es conocido un litotriptor en el que una primera instalación de accionamiento y una segunda instalación de accionamiento impulsan el movimiento de un elemento de impacto y están conectadas entre sí y, por lo tanto, acopladas a través de un componente.
El documento CN 104 473 674 B describe otro litotriptor que presenta una parte de impacto que se acciona balísticamente.
Por lo tanto, es tarea de la presente invención formar un dispositivo del tipo citado anteriormente de tal manera que con el mismo sea realizable una desintegración de piedras bajo consideración de las ventajas y los inconvenientes de estos procedimientos conocidos.
Esta tarea se soluciona mediante un dispositivo para la desintegración de un cálculo según la reivindicación 1. De las reivindicaciones subordinadas, así como de la descripción y las figuras adjuntas se desprenden otras ventajas y características.
Según la invención está previsto un dispositivo para la desintegración de un cálculo, en especial un litotriptor, con una sonda y una unidad de accionamiento para la desviación de la sonda, o bien para la introducción de un impulso de choque en la sonda a lo largo de una extensión longitudinal, comprendiendo la unidad de accionamiento una primera instalación de accionamiento para la desviación periódica de la sonda y una segunda unidad de accionamiento para la desviación en forma de impulsos de la sonda, estando diseñada la unidad de accionamiento de tal manera que se reduzca un efecto que parte de la segunda instalación de accionamiento sobre la primera instalación de accionamiento. La invención entiende por "desviación" también la introducción, o bien la transferencia de una onda de choque, o bien de un impulso en la sonda, o a través de la misma, sobre el cálculo.
En contrapartida al estado de la técnica, con la reducción según la invención del efecto que parte de la segunda instalación de accionamiento sobre la primera unidad de accionamiento, esta se puede proteger contra daños en el funcionamiento. En caso contrario, habría que contar con tales daños, al menos a la larga, debido al efecto de accionamiento intensivo de la segunda instalación de accionamiento sobre la sonda, que también es notable, o bien perceptible en el funcionamiento de la primera instalación de accionamiento. Por consiguiente, a modo de ejemplo, para la protección de la primera instalación de accionamiento ya no es estrictamente necesario liberar mecánicamente la segunda instalación de accionamiento de la unidad de accionamiento y/o del contacto con la sonda cuando se debe operar solo la segunda instalación de accionamiento. En otras palabras: la primera instalación de accionamiento no se debe liberar de la segunda instalación de accionamiento, o bien de la sonda, por ejemplo si se cambia, o bien se conmuta entre un primer modo de funcionamiento, en el que se induce solo la desviación periódica, y un segundo modo de funcionamiento, en el que se induce solo la desviación en forma de impulsos. Además, la configuración según la invención permite incluso realizar simultáneamente desviaciones periódicas y en forma de impulso.
En principio, se debe entender por una configuración para la reducción del efecto que parte de la segunda instalación de accionamiento cualquier medida en la unidad de accionamiento en la que se pueda reducir el efecto sobre la primera instalación de accionamiento. Es decir, a modo de ejemplo se indica una amortiguación de una vibración en forma de impulsos que parte de la segunda instalación de accionamiento y de las fuerzas vinculadas a esta antes de su entrada en la primera instalación de accionamiento. Esta reducción se puede determinar, a modo de ejemplo, mediante comparación con una unidad de accionamiento en la que no se efectuó la medida y/o se efectuó una medida contraria. En este caso, es concebible que con la medida se amortigüe una vibración, o bien onda de compresión en forma de impulsos activada por la segunda instalación de accionamiento, en especial en una parte de vibración por transferencia de fuerza, en más de 50 %, preferentemente más de 70 %, y de modo especialmente preferente más de 85 % (referido a amplitud en la introducción en la parte de vibración), antes de acoplar, o bien introducir esta en la primera instalación de accionamiento. La medida sirve preferentemente para una amortiguación de vibraciones en forma de impulso.
Según una forma de realización preferente, está previsto que la unidad de accionamiento esté diseñada de tal manera que la desviación periódica se pueda superponer a la desviación en forma de impulsos. Por lo tanto, en contrapartida a los dispositivos para la desintegración de cálculos conocidos por el estado de la técnica es posible utilizar la unidad de accionamiento para la superposición de desviaciones periódicas y en forma de impulsos. En otras palabras: las desviaciones periódicas y en forma de impulsos de la sonda se pueden inducir simultáneamente, al menos en parte. En este caso, la primera y la segunda instalación de accionamiento actúan simultáneamente sobre la sonda, es decir, la primera y la segunda unidad de accionamiento están en funcionamiento simultáneamente.
A modo de ejemplo, a este respecto no es necesario enlazar la primera instalación de accionamiento y la segunda instalación de accionamiento a la sonda de manera alternante. En este caso, se ha mostrado que, con una desviación que tiene una proporción tanto periódica como también en forma de impulsos, la eficiencia de la desintegración se puede aumentar de manera significativa y precisamente en una medida que supere considerablemente la aplicación sucesiva de ambos modos de funcionamiento. En este caso, según una forma de realización, el dispositivo está dispuesto para poder cambiar opcionalmente, o bien en función de la necesidad, entre un primer modo de funcionamiento, en el que se induce solo la desviación periódica, y un segundo modo de funcionamiento, en el que se induce solo la desviación en forma de impulsos, así como un tercer modo de funcionamiento, en el que se superponen la desviación periódica y la desviación en forma de impulsos.
En principio, se debe entender por una desviación periódica una vibración, en especial una vibración ultrasónica, que induce una onda estacionaria en la sonda, mientras que se debe entender por una desviación en forma de impulsos, a modo de ejemplo, una desviación de impacto, o bien martilleante. En este caso, una desviación que se induce por la segunda instalación de accionamiento es mayor en un múltiplo que la desviación que se induce por la primera instalación de accionamiento. A modo de ejemplo, la sonda tiene forma puntiaguda y preferentemente hueca, predeterminando la forma puntiaguda la extensión longitudinal de la sonda. Es decir, una desviación a lo largo de la extensión longitudinal corresponde a un movimiento de avance y retroceso traslacional de la sonda. Además, de modo especialmente preferente está previsto que la sonda sea intercambiable, o bien conectable a la unidad de accionamiento de manera liberable. A modo de ejemplo, la sonda se puede atornillar a la unidad de accionamiento a través de una rosca.
Preferentemente, la primera instalación de accionamiento y la segunda instalación de accionamiento están desplazadas entre sí a lo largo de un eje longitudinal, que discurre paralelamente a la extensión longitudinal de la sonda en su estado montado, estando dispuesta la segunda instalación de accionamiento en la unidad de accionamiento más cerca de la sonda que la primera instalación de accionamiento. De este modo, ventajosamente, la fuerza que induce la desviación en forma de impulsos no se puede ocasionar en su camino a la sonda en la primera instalación de accionamiento. No obstante, también es concebible que la primera instalación de accionamiento esté dispuesta más cerca de la sonda que la segunda instalación de accionamiento. La primera y la segunda instalación de accionamiento actúan en cada caso sobre la sonda por medio de fuerzas que discurren paralelamente al eje longitudinal para realizar la superposición deseada de la desviación periódica y la desviación en forma de impulsos.
Según la invención, está previsto que la primera instalación de accionamiento, preferentemente constituida por elementos piezocerámicos, actúe sobre la sonda a través de una parte de vibración, y la segunda instalación de accionamiento actúe sobre la sonda a través de un cuerpo de rebote. También es concebible que la segunda instalación de accionamiento actúe inmediatamente sobre la sonda. Preferentemente, la primera instalación de accionamiento y la segunda instalación de accionamiento actúan sobre la sonda por separado, o bien de manera aislada, es decir, no a través de un medio de flujo de fuerza común. Este desacoplamiento en la acción de las fuerzas inducidas por la primera instalación de accionamiento y la segunda instalación de accionamiento ha demostrado ser ventajoso, ya que de este modo se puede reducir una influencia inmediata de las fuerzas, que ocasionan, por ejemplo, las vibraciones en forma de impulsos, sobre la primera instalación de accionamiento. A modo de ejemplo, la vibración en forma de impulsos que parte de la segunda instalación de accionamiento puede llegar a la primera instalación de accionamiento solo a través de la rosca. De modo preferente, la introducción de la fuerza que parte de la segunda instalación de accionamiento se efectúa directamente sobre la sonda, a modo de ejemplo sobre un elemento de cuello de la sonda y no sobre la rosca que conecta la sonda con la unidad de accionamiento. Es decir, se introduce directamente en la sonda una fuerza que parte de la segunda instalación de accionamiento. Además, preferentemente está previsto que la parte de vibración para la formación de una onda estacionaria está montada de manera elástica en la unidad de accionamiento. En este caso, la sonda está conectada preferentemente mediante unión por arrastre de fuerza y/o forma. A modo de ejemplo, la sonda está enroscada a la parte de vibración, con lo cual se forma igualmente una onda estacionaria en el caso de una excitación debida a la primera instalación de accionamiento en la sonda y la parte de vibración.
Según la invención está previsto que la primera instalación de accionamiento transfiera sobre la parte de vibración una fuerza que induce la vibración periódica a través de una zona de transferencia, estando dispuesta la zona de transferencia de manera selectiva en frecuencia, en especial como filtro de paso bajo, para la amortiguación de vibraciones en forma de impulsos de la zona de transferencia. De este modo, ventajosamente es posible amortiguar vibraciones en forma de impulsos, en especial aquellas que se ocasionan por la segunda instalación de accionamiento en el funcionamiento simultáneo de la primera y la segunda instalación de accionamiento y encuentran su camino a través de la parte de vibración a una primera instalación de accionamiento, antes de que estas puedan penetrar en la primera instalación de accionamiento. Por consiguiente, se impide que las vibraciones en forma de impulsos, en especial picos de presión y fuerza, se alimenten sin amortiguar a la primera instalación de accionamiento. Por consiguiente, se puede contrarrestar un daño de la primera instalación de accionamiento, con el que habría que contar en caso contrario con una introducción permanente de vibraciones en forma de impulsos en la primera instalación de accionamiento.
En este caso, se debe entender por una disposición selectiva en frecuencia tal diseño de la zona de transferencia, a modo de ejemplo mediante forma y/o material de la zona de transferencia, a través de la cual las vibraciones de una determinada frecuencia, o bien de una banda de frecuencias, se debilitan más que las vibraciones de otra frecuencia, o bien banda de frecuencias. La configuración como filtro de paso bajo ha demostrado ser ventajosa en especial ya que las vibraciones de frecuencia elevada, que proceden de las vibraciones en forma de impulsos de los impactos de la segunda unidad de accionamiento, se pueden amortiguar o incluso suprimir. Por lo tanto, con la disposición selectiva en frecuencia se puede asegurar permanentemente la funcionalidad del dispositivo, en especial a pesar de cargas que se ocasionan por la puesta en funcionamiento simultánea de la primera y la segunda instalación de accionamiento.
Según la invención está previsto que la zona de transferencia entre un cuerpo de transferencia de la primera instalación de accionamiento y la parte de vibración presente un estrechamiento de sección transversal, a modo de ejemplo en forma de una arandela plana, con lo cual se reduce el efecto, en especial el efecto de fuerza de la segunda unidad de accionamiento sobre la primera unidad de accionamiento. Con el estrechamiento de sección transversal se puede asegurar ventajosamente que la fuerza, o bien los impulsos para la desviación periódica, o bien para la formación de la onda estacionaria, se puedan transferir sin impedimentos a la parte de vibración, mientras que una gran proporción de la excitación en forma de impulsos se refleja en el estrechamiento de sección transversal y de este modo no se puede introducir en la primera instalación de accionamiento.
El especialista entiende por un estrechamiento de sección transversal en especial un área de sección transversal decreciente en la dirección del eje longitudinal, que sirve para la transferencia de la fuerza que parte de la primera instalación de accionamiento sobre la parte de vibración.
En este caso, el estrechamiento de sección transversal se puede efectuar por etapas y también es concebible que el estrechamiento de sección transversal se efectúe en varias etapas. Además, es concebible que la zona de transferencia en estado montado se forme a modo de barra, por ejemplo en forma de una barra anular, entre la primera instalación de accionamiento y la parte de vibración. En este caso, la barra puede estar configurada interrumpida o continua en un plano que discurre perpendicularmente al eje longitudinal.
De modo especialmente preferente está previsto que la zona de transferencia se realice a través de una arandela plana que está sujeta, a modo de ejemplo, entre la primera instalación de accionamiento y la parte de vibración en estado montado o está enlazada en unión por arrastre de fuerza o forma en la primera instalación de accionamiento. A modo de ejemplo, vista en una dirección que discurre perpendicularmente al eje longitudinal, la barra está dispuesta esencialmente a la altura de la extensión media de la primera instalación de accionamiento en la misma dirección. Además, es concebible que estén dispuestas varias barras en la zona de transferencia, a modo de ejemplo concéntricamente entre sí.
Además, preferentemente está previsto que el estrechamiento de la sección transversal adopte un valor entre 0,02 y 0,5, preferentemente entre 0,02 y 0,25 y de modo especialmente preferente entre 0,02 y 0,1. En este caso, se entiende por estrechamiento de sección transversal en especial la disminución del área en la dirección del eje longitudinal. Es decir, para la indicación cuantitativa del estrechamiento de sección transversal, el estrechamiento de sección transversal se determina como proporción de la primera sección transversal dimensionada perpendicularmente al eje longitudinal en la zona de transferencia respecto a una segunda sección transversal dimensionada perpendicularmente al eje longitudinal de la primera instalación de accionamiento, en especial en su lado frontal orientado hacia la zona de transferencia. Para obtener un efecto amortiguador suficiente, en especial han demostrado ser ventajosos estrechamientos de sección transversal entre 0,02 y 0,1. en este caso, la zona de transferencia está diseñada tan ancha que la zona de transferencia no se deforma, o bien no se deteriora a la larga debido a la carga por vibración.
En este caso es concebible que la primera instalación de accionamiento, vista en la dirección del eje longitudinal, presente en ambos lados frontales respectivamente una zona de transferencia, en especial respectivamente con un estrechamiento de sección transversal. En especial está previsto que la zona de transferencia dispuesta para la transferencia selectiva en frecuencia esté formada en un lado orientado hacia la segunda instalación de accionamiento, en especial el lado frontal de la primera instalación de accionamiento, o bien un lado frontal orientado hacia la sonda. Ha demostrado ser especialmente ventajoso que la zona de transferencia esté dispuesta exclusivamente sobre un lado frontal de la primera instalación de accionamiento orientado hacia la sonda, o bien hacia la segunda instalación de accionamiento.
Preferentemente está previsto que se disponga una masa adicional entre la primera instalación de accionamiento y la segunda instalación de accionamiento, presentando preferentemente la parte de vibración un cuerpo base, presentando la parte de vibración, en especial en posición adyacente a la zona de transferencia dispuesta para la transferencia selectiva en frecuencia, un saliente protuberante del cuerpo base perpendicularmente al eje longitudinal. La introducción de la masa adicional entre la primera instalación de accionamiento y la segunda instalación de accionamiento ha demostrado ser una medida eficaz con la que se puede amortiguar, o bien reducir adicionalmente el efecto de la segunda instalación de accionamiento sobre la primera instalación de accionamiento. En este caso, la masa adicional está configurada preferentemente como componente integral de la parte de vibración. En este caso es concebible que la sección transversal de la parte de vibración, dimensionada perpendicularmente al eje longitudinal, adopte en la zona del saliente más de 1,2 veces, preferentemente más de 1,5 veces y de modo especialmente preferente más de 1,8 veces la sección transversal de la parte de vibración fuera del saliente. El saliente forma en especial una especie de elemento de arrastre a través del cual la parte de vibración se excita para la vibración periódica, o bien se mueve. Preferentemente, una proporción entre una longitud del saliente dimensionada en la dirección del eje longitudinal respecto a una longitud, o bien longitud total de la parte de vibración, dimensionada en la dirección del eje longitudinal, adopta un valor entre 0,1 y 0,5, preferentemente entre 0,25 y 0,4 y de modo especialmente preferente entre 0,28 y 0,38. Mediante este dimensionado relativamente grande del saliente se proporciona ventajosamente una masa mayor, a través de la cual puede pasar la vibración en forma de impulsos antes de poderse acoplar en la primera instalación de accionamiento.
En otra forma de realización está previsto que una zona hueca en la sonda y una zona hueca en la parte de vibración formen un canal hueco, en especial un canal hueco sin cambio de sección transversal, para la succión de fragmentos de cálculo. La zona hueca en la sonda pasa preferentemente a la zona hueca de la parte de vibración sin cambio de sección transversal. A tal efecto, la parte de vibración y la sonda están diseñadas de tal manera que en estado enlazado, en especial atornillado, la zona hueca en la sonda está dispuesta en alineación con la zona hueca de la parte de vibración. A través del canal hueco se pueden succionar ventajosamente fragmentos de cálculo desintegrados en el funcionamiento.
Convenientemente, está previsto que la primera instalación de accionamiento presente al menos un elemento piezoeléctrico y/o la segunda instalación de accionamiento presente al menos un electroimán, en especial en el diseño de una bobina eléctrica. En especial, varios elementos piezoeléctricos yuxtapuestos, o bien apilados, forman una pila piezoeléctrica, con la que se pueden proporcionar ventajosamente vibraciones ultrasónicas de manera fiable. Sin embargo, los elementos piezoeléctricos son propensos a la rotura, en especial contra vibraciones en forma de impulsos, que se introducen en la pila piezoeléctrica. En este sentido, la disposición selectiva en frecuencia de la zona de transferencia para los elementos piezoeléctricos ha demostrado ser especialmente ventajosa, ya que de este modo se pueden proteger los elementos piezoeléctricos, preferentemente compuestos de una cerámica, frente a roturas u otros daños. Por medio de la segunda instalación de accionamiento se pueden acelerar proyectiles, presentando los proyectiles preferentemente un peso entre 10 y 100 g, y pudiéndose acelerar el proyectil en este caso con una frecuencia entre 1 y 30 Hz sobre el cuerpo de rebote. Las frecuencias especialmente apropiadas se sitúan entre 5 y 15 Hz. En este caso se alcanzan velocidades de impacto entre 1 y 5 m/s. Como cuerpo de rebote está previsto preferentemente un yunque, que descansa en la sonda y transmite el impulso de choque a la sonda.
Preferentemente está previsto que se disponga un cuerpo de transferencia, preferentemente un cuerpo de transferencia metálico, entre la zona de transferencia y el elemento piezoeléctrico. El cuerpo de transferencia forma un cierre de la primera instalación de accionamiento, en especial en la dirección del eje longitudinal. El cuerpo de transferencia asegura que la sección transversal que se estrecha de la zona de transferencia no sea inmediatamente adyacente al elemento piezoeléctrico. Finalmente, es necesaria un área de contacto de gran superficie y plana para el elemento piezoeléctrico con el fin de evitar una rotura involuntaria del elemento piezoeléctrico. Esta área de contacto se puede proporcionar con el cuerpo de transferencia, de modo que la sección transversal que se estrecha de la zona de transferencia no representa un peligro para el elemento piezoeléctrico.
Otro aspecto de la presente invención es un procedimiento para la desintegración de un cálculo por medio de una sonda y una unidad de accionamiento para la desviación de la sonda a lo largo de su eje longitudinal, en especial por medio de un dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo la unidad de accionamiento una primera instalación de accionamiento y una segunda instalación de accionamiento, desviándose la sonda simultáneamente por la primera instalación de accionamiento y por la segunda instalación de accionamiento. Asimismo, todas las características descritas para el dispositivo según la invención y sus ventajas se pueden transferir análogamente al procedimiento no reivindicado y a la inversa.
Convenientemente, el dispositivo comprende un instrumento manual que presenta una carcasa, dentro de la cual está dispuesta la unidad de accionamiento. Convenientemente, el dispositivo comprende asimismo una unidad de abastecimiento, a modo de ejemplo en forma de una unidad estacionaria, que está conectada al instrumento manual a través de líneas de abastecimiento, a modo de ejemplo para corriente, aire y/u otros medios. La unidad estacionaria también puede estar dispuesta ventajosamente para modificar modos de funcionamiento del instrumento manual o similares.
Se entiende que también en el propio instrumento manual pueden ser concebibles modos de funcionamiento y similares. Ventajosamente, la sonda está alojada con un extremo dentro de un tubo guía, o bien canal guía, a través del cual una punta de la sonda, es decir, su extremo distal, sobresale hacia delante para una posibilidad de contacto con una piedra a desintegrar. Convenientemente, el tubo guía está dimensionado de modo que entre este y la sonda se forme un canal anular, al que se puede conectar una bomba de succión. Por lo tanto, el canal anular forma un canal de succión que sostiene la piedra en el extremo del tubo guía al comienzo de la desintegración de la piedra con la bomba de succión conectada, de modo que la energía de choque que llega a la punta de la sonda para la transferencia puede experimentar un efecto exactamente selectivo sobre la piedra. Además, el canal anular puede representar un canal de succión para fragmentos de piedra de un tamaño menor que la sección transversal del canal anular. De manera alternativa, preferentemente también puede estar dispuesta una sonda hueca dentro del tubo guía, con lo cual se pone a disposición un canal de succión por medio de la propia sonda. Es decisivo que la unidad de accionamiento esté dispuesta para una desviación periódica y simultáneamente en forma de impulsos de la sonda.
En este caso es especialmente ventajoso que la desviación en forma de impulsos sea mayor que la desviación periódica. En este caso, se entiende por desviación el camino, o bien la máxima amplitud con la cual la sonda, o bien la punta de la sonda, se mueve en vaivén. De este modo se pueden combinar las ventajas de un dispositivo con una parte de vibración accionada neumáticamente y las ventajas de un dispositivo con un transductor ultrasónico accionado eléctricamente en un dispositivo mediante la unidad de accionamiento según la invención.
Ventajosamente, la pila piezoeléctrica es esencialmente tubular, es decir, presenta una abertura o un paso a lo largo de su eje longitudinal en el centro. Convenientemente, dentro de la abertura de la pila piezoeléctrica está dispuesto el tubo guía ya mencionado, o bien este se determina mediante la abertura del canal guía, dentro del cual está dispuesta a su vez la parte de vibración.
Por lo tanto, la dirección longitudinal de la pila piezoeléctrica se extiende ventajosamente a lo largo del eje longitudinal del dispositivo. Convenientemente, la sección transversal, o bien el contorno exterior de la pila piezoeléctrica es transversal a la dirección longitudinal, o bien esencialmente redondeado respecto a la dirección axial, en especial esencialmente circular. También es concebible cualquier otra forma, a modo de ejemplo realizaciones ovaladas o angulares. Se entiende que las características geométricas mencionadas se consideran igualmente para cada uno de los elementos piezoeléctricos. En el caso de un elemento piezoeléctrico se trata en principio de un componente que utiliza el efecto piezoeléctrico para realizar un movimiento mecánico mediante aplicación de una tensión eléctrica, a modo de ejemplo a través de dos electrodos. La extensión relativa, o bien el movimiento mecánico del elemento piezoeléctrico es proporcional a la intensidad de campo eléctrico, que es tanto más elevado cuanto menor es la distancia de los dos electrodos a tensión determinada.
En el caso de elementos piezoeléctricos de varios estratos, es decir, en el caso de pilas piezoeléctricas, esto se consigue preferentemente mediante una disposición apilada con electrodos intermedios. Un número típico de elementos piezoeléctricos se sitúa entre dos y ocho discos, empleándose en especial exclusivamente un número par de discos. Ventajosamente, los electrodos positivos y negativos están conmutados, o bien conectados eléctricamente fuera de la pila piezoeléctrica. Ventajosamente, la pila piezoeléctrica, o bien los elementos piezoeléctricos, presentan un diámetro exterior de aproximadamente 15 a 30 mm, de modo muy preferente de aproximadamente 20, en la forma de realización redondeada, o bien esencialmente circular. Un diámetro interior de la pila piezoeléctrica, o bien de los elementos piezoeléctricos, presenta preferentemente un diámetro interior de 5 a 10 mm, de modo muy preferente un diámetro de aproximadamente 8 a 9 mm. De modo preferente, un grosor de disco se sitúa aproximadamente en 3 a 7 mm, de modo muy preferente aproximadamente 4 a 6 mm. Una forma especialmente preferente de realización de la pila piezoeléctrica está constituida por cuatro (4) elementos piezoeléctricos, presenta un diámetro exterior de aproximadamente 20 mm y un diámetro interior de aproximadamente 8,5 mm, ascendiendo el grosor de un elemento piezoeléctrico aproximadamente a 4 mm de modo ventajoso.
Convenientemente, el dispositivo está diseñado de tal manera que la pila piezoeléctrica presenta una longitud de aproximadamente 10 a 50 mm a lo largo del eje longitudinal. De modo preferente, la longitud asciende aproximadamente a 15 hasta 30 mm, de modo especialmente preferente 15 a 18 mm. Los ensayos han mostrado que, con una pila piezoeléctrica de esta longitud (en combinación con los diámetros interiores y exteriores ya citados anteriormente) se puede obtener una desviación periódica óptima de la sonda. Ventajosamente, la pila piezoeléctrica está rodeada de una capa aislante, que puede servir simultáneamente como una carcasa, o bien un elemento de carcasa. Se entiende que los elementos piezoeléctricos no deben presentar el mismo grosor en su totalidad, sino que los grosores de los elementos piezoeléctricos también pueden ser diferentes preferentemente. Asimismo, se pueden emplear elementos piezoeléctricos de diferentes materiales. Esto se considera igualmente para el diámetro exterior y/o para el diámetro interior, que no debe, o bien deben ser constantes asimismo a lo largo de la dirección axial.
Preferentemente, el dispositivo está diseñado de tal manera que, en el caso de desviación periódica, el eje distal de la sonda realiza esencialmente un movimiento sinusoidal en la dirección del eje longitudinal, que está dispuesto para la desintegración del cálculo, y una frecuencia de desviación periódica se sitúa aproximadamente en 15 a 50 kHz, de modo especialmente preferente en 25 kHz, y la desviación del extremo distal (pico a pico) de la sonda en la extensión longitudinal se sitúa en un intervalo de aproximadamente 5 a 100 gm.
Además, el dispositivo está configurado preferentemente de tal manera que, en el caso de desviación en forma de impulsos, en el extremo distal se introduce un impulso de presión que está dispuesto para la desintegración del cálculo y una frecuencia de la desviación en forma de impulsos se sitúa aproximadamente en 1 a 100 Hz, preferentemente 1 a 30 Hz, y la desviación del extremo distal de la sonda desde la posición de reposo en la dirección axial se sitúa en un intervalo de aproximadamente 50 a 200 gm, preferentemente entre 75 gm y 150 gm En el funcionamiento en combinación, es decir, cuando ambos accionamientos están activados, se alcanzan preferentemente amplitudes desde la posición de reposo de 75 a 250 gm, idealmente amplitudes entre 100 y 150 gm. Por lo tanto, la excitación periódica tiene lugar convenientemente con una frecuencia más elevada en órdenes de magnitud que la desviación en forma de impulsos. La desviación periódica, o bien su frecuencia, se sitúa ventajosamente en el intervalo de transductores ultrasónicos conocidos. Convenientemente, la desviación, o bien la amplitud máxima de la sonda en el caso de desviación en forma de impulsos, es claramente más elevada que en el caso de desviación periódica. De modo ventajoso, la desviación en el caso de desviación en forma de impulsos se sitúa en el intervalo de partes de vibración accionadas neumáticamente. Mediante los electrodos montados en la pila piezoeléctrica se puede aplicar una tensión, con la que se produce un campo eléctrico.
La extensión de la pila piezoeléctrica, o bien de los elementos piezoeléctricos, es dependiente de la intensidad de campo eléctrico entre otras cosas. Por medio de la cuantía de la tensión aplicada, o bien la cuantía del campo eléctrico, se puede determinar la desviación, es decir, la amplitud máxima. En principio, para la activación de la pila piezoeléctrica, o bien de los elementos piezoeléctricos, son empleables disposiciones de conexión conocidas por el estado de la técnica. Estas pueden estar integradas en el instrumento manual. No obstante, de modo especialmente preferente, estas son parte de la unidad estacionaria ya planteada.
Debido a la elevada generación de calor de la primera y de la segunda instalación de accionamiento preferentemente está previsto refrigerar el instrumento manual y/o la unidad de trabajo, en especial con una refrigeración líquida. Con este fin, en una forma de realización preferente, el instrumento manual dispone de cavidades y tomas de líquido, a través de las cuales se puede conducir un líquido refrigerante apropiado, como por ejemplo agua. El líquido refrigerante puede enfriarse entonces en el instrumento manual en el punto apropiado, o bien conducirse al aparato de abastecimiento para enfriarse en este a continuación. Los circuitos refrigerantes presentan habitualmente una realización cerrada.
Otras ventajas y características resultan de la siguiente descripción de formas preferentes de realización del dispositivo según la invención, así como de la sonda según la invención en relación con las figuras adjuntas. En este caso, las características individuales de las formas de realización individuales se pueden combinar entre sí en el ámbito de la invención.
Muestran:
la Fig. 1: una representación esquemática de una forma preferente de realización dispositivo para la desintegración de un cálculo según la presente invención y
la Fig. 2: una vista en detalle de la Figura 1.
En la Figura 1 se ilustra esquemáticamente un dispositivo 100 para la desintegración y/o eliminación de cálculos. A modo de ejemplo, en el caso de los cálculos se trata de cálculos renales o urinarios, que se pueden desintegrar por medio del dispositivo 100. Otros componentes de tal dispositivo 100 son una sonda 20 puntiaguda y preferentemente hueca y una unidad de accionamiento 40 para la desviación de la sonda 20 a lo largo de su extensión longitudinal LE. En este caso, en especial está previsto que las excitaciones que parten de la unidad de accionamiento 40 se transfieran a la sonda 20, con lo cual un primer extremo proximal de la sonda 20, orientado hacia el cálculo en el funcionamiento, que está alejado de la unidad de accionamiento 40, provoca una desintegración del cálculo o de partes del cálculo en el funcionamiento
Para el cambio entre diferentes tipos de sonda, la sonda 20 se puede conectar de manera liberable, preferentemente a través de una intersección 15, a la unidad de accionamiento 40, a modo de ejemplo a través de una rosca. En el ejemplo de realización representado en la Figura 1 está previsto que la unidad de accionamiento 40 esté integrada en un aparato manual, o bien un instrumento manual 12, en especial con una zona de succión 18, a través de la cual se pueden succionar en especial fragmentos de cálculo, y una zona de agarre 19. Además, preferentemente está previsto que la unidad de accionamiento 40 comprenda una primera instalación de accionamiento 41 para la desviación periódica de la sonda 20 y una segunda instalación de accionamiento 42 para la desviación en forma de impulsos de la sonda 20. De modo especialmente preferente, está previsto que la primera instalación de accionamiento 41 actúe sobre la sonda 20 a lo largo de una parte de vibración 5 que vibra a lo largo de un eje longitudinal LA y en este caso forme en especial una onda estacionaria, en especial en la parte de vibración 5 y en la sonda 20. Para la transferencia de las vibraciones que parten de la primera instalación de accionamiento 41, en especial vibraciones ultrasónicas, la parte de vibración 5 y la sonda 20 en un estado listo para funcionamiento están dispuestas en alineación entre sí, vistas en dirección del eje longitudinal LA, y descansan en una dirección que discurre paralelamente al eje longitudinal LA, vistas a través de sus lados frontales. En especial, una zona hueca 21 de la parte de vibración 5 y una hueca 22 adicional de la sonda 2 están configuradas en alineación entre sí, para poder succionar, o bien eliminar fragmentos de cálculo desintegrados, o bien triturados, a modo de ejemplo a través de la zona hueca 21 y la zona hueca 22 adicional. Además, es concebible que la unidad de accionamiento 40 comprenda un dispositivo refrigerante (no representado) para su refrigeración.
Preferentemente, la primera instalación de accionamiento 41 presenta una pila piezoeléctrica, es decir, una disposición de elementos piezoeléctricos 43 en yuxtaposición. En especial, los elementos piezoeléctricos 43 apilados están configurados como discos anulares, que rodean circunferencialmente la parte de vibración 5 en un plano que discurre perpendicularmente al eje longitudinal LA. A modo de ejemplo, los elementos piezoeléctricos 43 apilados forman una parte de un canal guía de la parte de vibración 5 a lo largo del eje longitudinal LA. En este caso, la parte de vibración 5 abraza los elementos piezoeléctricos, preferentemente en el centro. En especial, preferentemente está previsto que la parte de vibración 5 para la formación de una onda estacionaria está montada de manera elástica en la unidad de accionamiento 40. Además, la parte de vibración 5 comprende un saliente 11, o bien elemento de arrastre, que sobresale perpendicularmente al eje longitudinal LA de un cuerpo base, en especial un cuerpo base esencialmente en forma de barra. Este saliente 11 descansa con un lado extremo, o bien frontal, que delimita el saliente 11 en la dirección del eje longitudinal LA, en una zona de transferencia 10, que está dispuesta a su vez en la dirección del eje longitudinal LA sobre el lado opuesto en el lado frontal de la primera instalación de accionamiento 41 (véase la Figura 2). A través de la zona de transferencia 10 se introduce, o bien se transmite sobre la parte de vibración 5 una fuerza que parte de la primera instalación de accionamiento 41 para inducir una onda estacionaria en la parte de vibración 5 y, por consiguiente, también en la sonda 20 adyacente.
Junto a la primera instalación de accionamiento 41 está prevista además una segunda instalación de accionamiento 42 para la desviación en forma de impulsos de la sonda 20. La segunda instalación de accionamiento 42 está desplazada, vista en la dirección del eje longitudinal LA, respecto a la primera instalación de accionamiento 41, estando dispuesta la segunda instalación de accionamiento 42 preferentemente más cerca de la sonda 20 que la primera instalación de accionamiento 41. A modo de ejemplo, la segunda instalación de accionamiento 42 está dispuesta en el extremo de la zona de la parte de vibración 18 orientada hacia la sonda 20 y la primera instalación de accionamiento 41 está dispuesta en el extremo de la zona de la parte de vibración 42 alejada de la sonda 20. En especial, el saliente 11 de la parte de vibración 5, visto en la dirección del eje longitudinal LA, está dispuesto entre la primera instalación de accionamiento 41 y la segunda instalación de accionamiento 42.
La segunda instalación de accionamiento 42 comprende preferentemente un electroimán, que acelera un proyectil 6 a lo largo del eje longitudinal LA. El proyectil 6 está configurado preferentemente en forma de disco anular y reviste, o bien rodea, como los elementos piezoeléctricos 43, la parte de vibración 5 en un plano que discurre perpendicularmente al eje longitudinal LA. En el funcionamiento, el proyectil 6 se acelera sobre un cuerpo de rebote 9, a modo de ejemplo un yunque, y el cuerpo de rebote 9 transfiere entonces el impulso de impacto, a modo de ejemplo sobre un elemento de cuello de la sonda 20. La desviación en forma de impulsos de la sonda 20 se induce preferentemente mediante la segunda instalación de accionamiento 42 sin que la parte de vibración 5 de la primera instalación de accionamiento 41 se utilice como medio o transmisor de flujo de fuerza. En otras palabras: para la superposición de la desviación periódica y de la desviación en forma de impulsos, la primera instalación de accionamiento 41 y la segunda instalación de accionamiento 42 actúan respectivamente sobre la sonda 20, sin dividirse un medio de flujo de fuerza común.
Para una desintegración eficaz de cálculos ha demostrado ser especialmente ventajoso que las desviaciones periódicas y en forma de impulsos de la sonda 20 se puedan realizar simultáneamente, es decir, que las desviaciones en forma de impulsos y periódicas de la sonda 20 se superpongan, es decir, que la desviación en forma de impulsos y periódica de la sonda 20 se realicen simultáneamente. Debido al efecto de fuerza, frecuentemente más elevado, de la segunda instalación de accionamiento 42 sobre la sonda 20 en comparación con la de la primera instalación de accionamiento 41, las vibraciones en forma de impulsos que se inducen mediante la segunda instalación de accionamiento 41 pueden deteriorar la primera instalación de accionamiento 41. Esto es aplicable también si la primera instalación de accionamiento 41 y la segunda instalación de accionamiento 42 no inducen las desviaciones de la sonda 20 a través de un medio de flujo de fuerza común. La vibración en forma de impulsos llega aquí, a modo de ejemplo, a la primera instalación de accionamiento 41 a través de la rosca.
Para contrarrestar daños de la primera instalación de accionamiento 41 está previsto que, para el desacoplamiento de la segunda instalación de accionamiento 42, la zona de transferencia 1 esté dispuesta para la transferencia selectiva en frecuencia de vibraciones, en especial como filtro de paso bajo. En la forma de realización representada, la zona de transferencia 10 está dispuesta en este caso como salto, o bien estrechamiento de sección transversal. La Figura 2 muestra en detalle la zona de transferencia 10 entre la primera instalación de accionamiento 41 y la parte de vibración 5, en especial el saliente 11 de la parte de vibración 5. En especial, se debe entender por un estrechamiento de sección transversal el hecho de que se modifique, preferentemente se reduzca, una sección transversal a través de la que se transfiere la fuerza en la dirección a lo largo de la cual se transfiere una fuerza de la primera instalación de accionamiento sobre la parte de vibración 5, es decir, a lo largo del eje longitudinal. En especial, el estrechamiento de sección transversal se puede cuantificar mediante la proporción de la primera sección transversal Q1 dimensionada perpendicularmente al eje longitudinal en la zona de transferencia 10 respecto a una segunda sección transversal Q2 dimensionada perpendicularmente al eje longitudinal LA de la primera instalación de accionamiento 41, en especial en su lado frontal orientado hacia la zona de transferencia 10. La consecuencia de tal estrechamiento de sección transversal es un reflejo de una proporción lo mayor posible de vibración en forma de impulsos, que se induce mediante la segunda instalación de accionamiento 42 y, en caso contrario, se alimentaría involuntariamente a la primera instalación de accionamiento 41. De este modo se puede contrarrestar ventajosamente un daño de la primera instalación de accionamiento 41.
A modo de ejemplo, para el desacoplamiento de la segunda instalación de accionamiento 42, la zona de transferencia 10 en la primera instalación de accionamiento 41 se puede configurar como barra en el lado frontal (vista en la dirección del eje longitudinal). En este caso es concebible que la barra esté cerrada o interrumpida vista en dirección circunferencial. Es asimismo concebible que, para el desacoplamiento de la primera instalación de accionamiento 42, en la zona de transferencia 10 esté dispuesto un elemento de amortiguación ajustado a una frecuencia de resonancia de la primera instalación de accionamiento 41, a modo de ejemplo en forma de una arandela plana 13. A modo de ejemplo, entre la primera instalación de accionamiento 41 y la parte de vibración 5 está dispuesta, o bien sujeta una arandela plana 13, a través de la cual se transmiten sobre la parte de vibración 5 los movimientos que parten de la primera instalación de accionamiento 41. Para la disposición del elemento de amortiguación a la frecuencia de resonancia de la primera instalación de accionamiento, a modo de ejemplo está previsto que se disponga una combinación de materiales elásticos de diferente impedancia para la formación de la arandela plana 13. Además, preferentemente está previsto, en especial exclusivamente, que zona de transferencia 10 orientada hacia la sonda, o bien hacia la segunda instalación de accionamiento 42, esté dispuesta para la transferencia selectiva en frecuencia de vibraciones.
Para evitar además daños en los elementos piezoeléctricos 43 de la primera instalación de accionamiento, está previsto un cuerpo de transferencia 8 entre el elemento piezoeléctrico 43 y la zona de transferencia 10. El cuerpo de transferencia 8 está dispuesto de tal manera que descansa en plano y en gran superficie en el elemento piezoeléctrico 43. En otras palabras, la zona de transferencia 10 no limita inmediatamente con el elemento piezoeléctrico 43, ya que, en caso contrario, el estrechamiento de sección transversal previsto en la zona de transferencia 10 rompería el elemento piezoeléctrico 43.
Además, preferentemente está previsto que el movimiento, o bien la fuerza que parte de la primera instalación de accionamiento 41 se transfiera a una zona de la parte de vibración 5, presentando la parte de vibración 5 un saliente 11 protuberante perpendicularmente al eje longitudinal LA en posición adyacente a la zona de transferencia 10 dispuesta para la transferencia selectiva en frecuencia. Preferentemente, una proporción entre una longitud L2 del saliente 11 dimensionada en la dirección del eje longitudinal AL respecto a una longitud L1 de la parte de vibración 5 dimensionada en la dirección del eje longitudinal LA, adopta un valor entre 0,1 y 0,5, preferentemente entre 0,25 y 0,4 y de modo especialmente preferente entre 0,28 y 0,38.
Lista de signos de referencia
5 Parte de vibración
6 Proyectil
8 Cuerpo de transferencia
9 Cuerpo de rebote
10 Zona de transferencia
11 Saliente
12 Instrumento manual
13 Arandela plana
15 Zona de intersección
18 Zona de succión
19 Zona de agarre
20 Sonda
21 Zona hueca de la parte de vibración
22 Zona hueca de la sonda
40 Unidad de accionamiento
41 Primera instalación de accionamiento
42 Segunda instalación de accionamiento
43 Elemento piezoeléctrico
44 Electroimán
100 Dispositivo
L1 Longitud de la parte de vibración
L2 Longitud del saliente
LA Eje longitudinal
LE Extensión longitudinal
Q1 Primera sección transversal
Q2 Segunda sección transversal

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (100) para la desintegración de un cálculo, que comprende
- una sonda (20) y
- una unidad de accionamiento (40) para la desviación de la sonda (20) a lo largo de su extensión longitudinal (LE),
comprendiendo la unidad de accionamiento (40) una primera instalación de accionamiento (41) para la desviación periódica de la sonda (20) y una segunda instalación de accionamiento (42) para la desviación en forma de impulsos de la sonda (20), estando diseñada la unidad de accionamiento (40) de tal manera que se reduzca un efecto que parte de la segunda instalación de accionamiento (41) sobre la primera instalación de accionamiento (42), actuando la primera instalación de accionamiento (41) a través de una parte de vibración (5) sobre la sonda (20), caracterizado por que
la segunda instalación de accionamiento (42) actúa a través de un cuerpo de rebote (9) sobre la sonda (20), transfiriendo la primera instalación de accionamiento (41) a la parte de vibración (5) una fuerza que induce la vibración periódica a través de una zona de transferencia (10), estando dispuesta de manera selectiva en frecuencia, en especial como filtro de paso bajo, para la amortiguación de vibraciones en forma de impulsos de la zona de transferencia (5),
presentando la zona de transferencia (10) entre un cuerpo de transferencia (8) de la primera instalación de accionamiento (41) y la parte de vibración (5) un estrechamiento de sección transversal, a modo de ejemplo en forma de una arandela plana (13), con lo cual se reduce el efecto, en especial el efecto de fuerza, de la segunda unidad de accionamiento (42) sobre la primera unidad de accionamiento (41).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, estando diseñada la unidad de accionamiento (40) de tal manera que se puedan superponer la desviación periódica y la desviación forma de impulsos.
3. Dispositivo (100) según una de las reivindicaciones anteriores, estando formada la zona de transferencia (10) dispuesta de manera selectiva en frecuencia en un lado orientado hacia la segunda instalación de accionamiento (42), en especial el lado frontal, de la primera instalación de accionamiento (41).
4. Dispositivo (100) según una de las reivindicaciones anteriores, estando prevista una masa adicional entre la primera instalación de accionamiento (41) y la segunda instalación de accionamiento (42), presentando preferentemente la parte de vibración (5) un cuerpo base, presentando la parte de vibración (5), en especial en posición adyacente a la zona de transferencia (10) dispuesta para la transferencia selectiva en frecuencia, un saliente (11) protuberante perpendicularmente al eje longitudinal (LA).
5. Dispositivo (100) según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo la primera instalación de accionamiento (41) un elemento piezoeléctrico (43) y/o presentando la segunda instalación de accionamiento (42) un electroimán (44).
6. Dispositivo (100) según una de las reivindicaciones anteriores, formando una zona hueca (22) en la sonda (20) y una zona hueca (21) en la parte de vibración (5) un canal hueco, en especial un canal hueco sin cambio de sección transversal, para la succión de fragmentos de cálculo.
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