WO1993021626A1 - Akustischer druckimpulsgenerator, insbesondere zur heilung von knochenleiden - Google Patents

Akustischer druckimpulsgenerator, insbesondere zur heilung von knochenleiden Download PDF

Info

Publication number
WO1993021626A1
WO1993021626A1 PCT/DE1992/000289 DE9200289W WO9321626A1 WO 1993021626 A1 WO1993021626 A1 WO 1993021626A1 DE 9200289 W DE9200289 W DE 9200289W WO 9321626 A1 WO9321626 A1 WO 9321626A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure pulse
pulse generator
generator according
radiation surface
focus
Prior art date
Application number
PCT/DE1992/000289
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietrich Hassler
Helmut Reichenberger
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO1993021626A1 publication Critical patent/WO1993021626A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning

Definitions

  • the invention relates to an acoustic pressure pulse generator for generating focused pressure pulses.
  • pressure pulse generators introduce acoustic pressure pulses into an acoustic propagation medium, which can then be coupled into an object to be sounded for a wide variety of purposes.
  • pressure pulse generators are used in medicine to non-invasively break up the stones in a patient's body or to treat pathological tissue changes also non-invasively, with positive (positive pressure) and in the second case preferably negative (negative pressure) pressure pulses being used become.
  • acoustic pressure pulse generators can be used in material testing to apply pressure pulses to material samples.
  • the pressure pulse generator is always coupled to the object to be sonicated in such an orientation that the area of the object to be sonicated is in the focus of the pressure pulses.
  • a pressure pulse generator of the type mentioned is described, for example, in US Pat. No. 4,674,505.
  • the pressure pulses can be both negative and positive pressure pulses, in the latter case in particular shock waves.
  • Acoustic shock waves are to be understood as positive pressure impulses that have passed through a medium with non-linear compression properties and therefore an extreme one have a steep rise front.
  • the treatment of broken bones with the aid of known pressure pulse sources, which are normally used for crushing concrements, is possible, but cumbersome.
  • the known pressure pulse sources have an approximately point-like or rectilinear focus, so that the pressure pulse source must be moved relative to the bone fracture to be treated in such a way that a uniform dosage of acoustic energy is achieved at all points of the fracture gap. This is particularly complex in the case of extremities, since the pressure pulse generator then has to be guided around the extremity in a type of scanning movement, for which purpose a complex and expensive scanning mechanism is required.
  • the invention is based on the object of designing a pressure pulse generator of the type mentioned at the outset such that the treatment of fractures, in particular fractures of the extremities, is possible in a short time and with uniform metering of the acoustic energy in the fracture gap in a cost-effective and structurally simple manner .
  • this object is achieved by an acoustic pressure pulse generator which generates converging acoustic pressure pulses in a focus which has at least essentially the shape of a curved line.
  • the focus is preferably a focus in the form of an at least essentially endless line. But he can according to one
  • Variant of the invention can also be composed of a number of focus sections.
  • the focus lies at least essentially in one plane or is at least essentially circular in shape. So since in the case of According to the pressure pulse generator, the focus is in the form of a curved, preferably endless line, a broken bone can be treated in every respect in a simple and time-saving manner by aligning the acoustic pressure pulse generator relative to the breaking point so that the focus is at least essentially ⁇ lichen with the fracture column. This has the advantageous effect that only the so-called geometric focus of the pressure pulse generator, which would form under ideal conditions, is of a linear shape.
  • a focus zone is formed which, viewed in planes perpendicular to the direction of the focus line, has a finite cross section.
  • the cross-section of the focus zone is generally considered to be the region which is limited by a -6 dB isobar, which corresponds to a pressure drop of 50% compared to the maximum pressure in the focus zone. Even if the shape of the focus does not completely match the fracture gap of the bone fracture to be treated, an essentially uniform dosage of the acoustic energy in the region of the fracture gap is ensured.
  • a curved focus or the shape of an endless line can be achieved in a structurally simple manner by providing, according to a preferred embodiment of the invention, that the pressure pulse generator contains a pressure pulse source which has a curved radiation surface for the pressure pulses.
  • the pressure pulse generator has an opening and that the projection of the focus in the axial direction of the opening is located within the opening. This can be achieved in a structurally simple manner if the pressure pulse generator is at least in the is essentially annular. A body region of the patient containing the bone fracture to be treated, in particular an extremity having a bone fracture, then only needs to be inserted into the opening of the preferably ring-shaped pressure pulse generator and aligned in the axial direction to ensure that the bone fracture to be treated essentially changes in focus.
  • An annular pressure pulse generator having an opening can be implemented in a simple manner according to a particularly advantageous embodiment of the invention if the radiation surface is at least essentially annular and the pressure pulses spread from the radiation surface in the direction of the central axis of the radiation surface, whereby the central axis of the radiation surface is preferably identical to the central axis of the opening or of the pressure pulse generator.
  • the formation of a circular focus can be achieved in that the radiation surface - as seen in the planes containing the central axis of the radiation surface - has a concave curved cross section, whereby according to a variant of the invention it is provided that the radiation surface by rotating a curved line section about the central axis of the Radiation surface is generated, wherein the radii of curvature of the radiation surface do not intersect the central axis of the radiation surface - as seen again in the planes containing the central axis - containing planes. This ensures that the areas of diametrically opposite one another
  • a further preferred variant of the invention provides that at least one acoustic converging lens is arranged between the emitting surface and the focus, which preferably as an easy to produce, in is designed rotationally symmetrical ring lens with respect to the central axis of the radiation surface.
  • the converging lens can also be provided in the event that the radiation surface is generated by rotation of a curved line section, in which case it then brings about an additional focusing which can have the effect of sharper focusing or defocusing.
  • the acoustic converging lens is formed by a cylindrical lens or a number of lens segments which are designed as cylindrical lenses.
  • the cylindrical lenses have the effect that the Beam area assigned to itself and coinciding with the central axis of the radiation area, which would result without the cylindrical lenses, is converted into a number of curved focus sections, each associated with the cylindrical lenses, which are curved parallel to the curvature of the respective cylindrical lens. Apart from short interruptions, the focus sections complement one another to form an essentially endless focus line.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the radiation surface of the pressure pulse source is designed as a reflector surface, which directs the pressure pulses into the focus zone, and that the pressure pulse source has an at least substantially flat and ring-shaped second radiation surface, which radiates the pressure pulses that lead to the Get reflector surface.
  • the reflector surface is preferably generated by the rotation of a parabola section around the central axis of the reflector surface and the second radiating surface is formed in a ring shape, the central axis of the reflector surface being identical to the central axis of the second radiating surface.
  • One embodiment of the invention provides that when viewed in the direction of the longitudinal axis of the pressure pulse generator, the focus is closer to one end than to the other end of the pressure pulse generator.
  • This measure offers the advantage that, in the medical treatment of fractures of the extremities in the vicinity of the trunk, the pressure pulse generator can be applied more easily if that end of the pressure pulse generator, which is closer to the focus, faces the trunk of the patient.
  • this measure particularly when the focus is not between the ends of the pressure pulse generator, but outside, also carries out location measures with the pressure pulse generator coupled to the body part to be treated.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention provides that the pressure pulse generator has two identical ones Contains pressure pulse sources which are arranged such that their foci coincide at least substantially, the pressure pulse sources being separated from one another by a gap and the foci being within the gap.
  • This measure makes it possible in a simple manner to align the pressure pulse generator relative to the area to be irradiated by means of a suitable locating device, either by inserting the ultrasound head of an ultrasound locating device into the gap between the preferably identical pressure pulse sources or by the gap is designed to be radiolucent so that it can be irradiated by means of a suitable x-ray locating device.
  • the radiation surface is preceded by an essentially annular volume of a liquid acoustic propagation medium, which at least through the radiation surface and an at least substantially annular coupling bellows is limited. It is then possible to acoustically couple the pressure pulse generator to objects of different diameters by changing the amount of acoustic propagation medium in the volume and thus the size of the volume.
  • the coupling bellows is divided in the circumferential direction into several mutually independent chambers which can be filled with the propagation medium to different degrees.
  • the pressure pulse generator expediently contains at least one electromagnetic pressure pulse source.
  • the basic structure and the mode of operation of such a pressure pulse source are described in US Pat. No. 4,674,505. However, other, for example piezoelectric, pressure pulse sources can also be used.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a pressure pulse generator according to the invention
  • FIG. 2 shows an end view of the pressure pulse generator according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through a further pressure pulse generator according to the invention
  • FIG. 4 shows an end view of the pressure pulse generator according to FIG. 3,
  • FIG. 7 shows a partial end view of the pressure pulse generator according to FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a pressure pulse generator according to the invention in a rough, partial partial illustration in longitudinal section,
  • FIG. 9 shows a partial illustration of the pressure pulse generator according to FIG. 8 in cross section,
  • FIG. 10 shows another pressure pulse according to the invention ⁇ generator in a rough schematic representation in longitudinal section.
  • the pressure pulse generator according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 contains an electromagnetic component designated as 1 as an essential component Shock wave source.
  • the shock wave source 1 is ring-shaped and is essentially rotationally symmetrical with respect to its central axis M.
  • the shock wave source 1 has, in a manner known per se, a coil arrangement 3 arranged on an electrically insulating coil carrier 2, the side of which facing away from the coil carrier 2 is opposite a membrane 4 made of electrically conductive material,
  • the membrane 4 lies snugly against the coil arrangement 3 with the interposition of an insulating film 5, which may for example consist of Mylar or Capton.
  • an electrically insulating material e.g. Ceramic or hard tissue, formed coil carrier 2, the coil arrangement 3, the insulating film 5 and the membrane 4 are braced against one another with the aid of two mounting rings 6, 7.
  • the ring-shaped shock wave source 1 is connected to a support ring 8, which surrounds the outer circumference of the shock wave source 1, with the aid of the mounting rings 6 and 7 and a number of screws, the center lines of only a few screws being shown in broken lines in FIG. 1.
  • the inner circumferential surface of the ring-shaped coil carrier 2, which forms the support surface 25 for the coil arrangement 3, is produced by rotating a circular section K, which is shown in dash-dotted lines in FIG. 1, about the central axis M of the shock wave source 1.
  • the bisector W of the to the circular section K runs associated circle segment at right angles to the central axis M of the shock wave source 1.
  • the coil arrangement 3 is wound helically.
  • the individual turns of the coil arrangement 3 run in the circumferential direction of the support surface 25.
  • the acoustic propagation medium is received in an approximately ring-shaped coupling pad 10 which practically completely surrounds the shock wave source 1.
  • the coupling pad 10 for example made of EPDM rubber, has an inner and an outer, each approximately cylindrical wall 11 or 12.
  • the walls 11 and 12 are connected to one another in a liquid-tight manner by two end walls 13, 14 of approximately circular-disk-shaped form. While the walls 11 and 12 are formed from a flexible, but little stretchable EPDM rubber, the EPDM rubber of the end walls 13 is highly elastic and thus highly stretchable.
  • a perfect acoustic coupling is incidentally present when the wall 11 of the coupling cushion 10 fits snugly against the upper arm 16 without the inclusion of air bubbles. The acoustic coupling can be improved by the upper arm 16 in front of the
  • a hose connection stub 18 is provided, via which the interior of the coupling pad 10, as indicated schematically in FIG. 1, with the interposition of a pump 19 with a reversible conveying direction to a supply container 20 is connected, from which, if necessary, water can be withdrawn or returned to the necessary water.
  • the two ends of the coil arrangement 3 are connected to a high-voltage pulse generator 21 in a manner schematically indicated in FIG. 1.
  • the high-voltage cable required for this which is only indicated schematically in FIG. 1, runs through a liquid-tight high-voltage bushing 22. If the coil arrangement 3 is acted upon by a high-voltage pulse, the coil arrangement is built
  • the focus line FL lies in the direction the central axis M viewed approximately in the middle between the two ends of the pressure pulse generator.
  • the procedure is such that first of all by means of a locating device (not shown), which can work on an X-ray and / or ultrasound basis, the pressure pulse generator acoustically coupled to the body part 15 to be treated is aligned in such a way that a area to be treated, for example a badly healed fracture, of the bone 17 contained in the body part 16 to be treated at least essentially lies in the focus zone FZ. A number of shock waves selected according to the respective requirements is then generated, which disintegrate the bone 17 in
  • the pressure pulse generator is disconnected from the body part 16 to be treated. If necessary, the broken bone can now be set up again. Following the treatment, the treated body part 16 is normally immobilized, for example by applying a plaster cast.
  • a carrying device for the pressure pulse generator which is not shown, which allows the spatial adjustment of the pressure pulse generator in a conventional manner, can have fixing elements for the body part 16 to be treated - point. After fixing the body part 16 to be treated, it is then possible within certain limits to align the pressure pulse generator eccentrically in the required manner relative to the body part 16 being treated. However, caution is required in the case of unstable bone fractures. To also in these cases as well as in the event Bones lying very eccentrically within a part of the body to be treated can allow the pressure pulse generator to be properly aligned relative to the area of the bone to be treated. It can be provided in a manner indicated by broken lines in FIG. 2 that the
  • Pressure pulse generator is divided into a number, for example six, segments 23a to 23f, each of which has its own coupling pad segment 24a to 24f which is independent of the others. Since the coupling pad segments 24a to 24f are independent of one another, they can be filled with water to different degrees to achieve an eccentric coupling of the pressure pulse generator to a body part to be treated, for which purpose each segment 23a to 23f has its own hose connection piece and its own pump (not shown) assigned. It goes without saying that in the event of a segmentation of the pressure pulse generator, the helically wound coil arrangement 3 is to be replaced by a number of coil arrangements assigned to the individual segments 23a to 23f, each of which then has, for example, a spiral wound coil arrangement. Normally, all segments 23a to 23f are operated simultaneously. However, in special cases it is also possible not to operate all segments 23a to 23f simultaneously, so that the focus zone has an interruption or is composed of several focus zone sections.
  • the pressure pulse generator according to the invention shown in FIGS. 3 and 4 initially differs from the one described above in that it has a shock wave source 30 in which the bearing surface 31 of the coil carrier 32 and the radiation surface AF of the membrane 33 by rotating one parallel to that
  • the central axis M of the pressure pulse generator which is shown in FIG. 3 for the bearing surface 31 with a dot-dash line a straight line G are generated. Since this arrangement would result in a straight line focus lying on the central axis M of the pressure pulse generator, an acoustic converging lens designed as a ring lens 34 is provided in front of the radiation surface AF.
  • the ring lens 34 is held with the aid of the mounting rings 35 and 36, which also serve again to clamp the coil carrier 32, the coil arrangement 37, the insulating film 38 separating the coil arrangement 37 from the membrane 33 and the membrane 33 together.
  • the mounting rings 35 and 36 are fastened with screws, only the center lines of some screws are indicated by dashed lines, for holding the shock wave source 30 on a support ring 39.
  • the ring lens is provided with a number of grooves 40 which open into the space mentioned.
  • the ring lens 34 is formed from a material, for example polystyrene, in which the speed of sound is greater than in the liquid, for example water, which is provided as the propagation medium for the pressure pulses. Accordingly, the annular lens 34, which is rotationally symmetrical with respect to the central axis M of the pressure pulse generator, has a biconcave cross section when viewed in the central axis M of the pressure pulse generator.
  • the ring lens 34 is designed such that it focuses the pressure pulses emanating from the radiation surface AF in the manner indicated by the edge rays RS onto an annular focus zone FZ.
  • the shape of the ring lens 34 is selected so that the bisector W of the angle enclosed between the marginal rays RS intersects the central axis M of the pressure pulse generator at a right angle, with the result that the focus line FL in the direction of the central axis M considered approximately in the middle between the two ends of the pressure pulse generator.
  • 3 again shows the - 6 dB isobar of the focus zone FZ.
  • the circular focus line FL describing the center of the focus zone FZ again has a radius r of approximately 20 mm.
  • the dimensions I and h have the values mentioned in connection with the prescribed embodiment.
  • the diameter of the radiating surface AF and the contact surface 31 are selected in accordance with the dimensions of the ring lens 34.
  • an annular plano-concave liquid lens which, for example, lies directly against the membrane 33 and contains a lens liquid in which the sound propagation speed is lower than in the propagation medium can also be used.
  • Coupling cushion 41 is provided, which has an inner wall 42 and 43, respectively, delimiting the bore B of the pressure pulse generator and an outer wall. These are fluid-tightly connected to one another by two end walls 44, 45 of approximately circular shape, the end walls 44 and 45 being designed in the manner of corrugated membranes. It is thus possible to change the inside diameter I of the coupling cushion by changing the amount of water contained in the pressure pulse generator in the manner already described via the hose connection piece 46.
  • a high-voltage bushing 47 is again provided for connecting the coil arrangement 37 to a high-voltage pulse generator. Analogously to the exemplary embodiment described above, in the case of the pressure pulse generator according to FIGS.
  • each segment 48a to 48f also has its own ring lens segment 50a to 50f.
  • the pressure pulse generator according to FIG. 5 also has an annular radiation surface AF which is rotationally symmetrical with respect to the central axis M of the pressure pulse generator.
  • the radiation surface AF is not an active radiation surface from which the acoustic pressure impulses originate, but a passive radiation surface, namely a reflector surface.
  • a second radiation surface AF2 is provided as the active radiation surface, which is formed by that side of the membrane 55 of an electromagnetic shock wave source 56 which adjoins water provided as an acoustic propagation medium.
  • the second radiation surface AF2 and the membrane 55 are of a flat, circular shape. Accordingly, the coil carrier 57 is also annular.
  • annular support surface 58 for an annular coil arrangement 59, which is designed as a flat flat coil with spirally arranged turns.
  • the membrane 55, an insulating film 60 separating this from the coil arrangement 59 and the coil carrier 57 with the coil arrangement 59 are again made by means of two two-part mounting rings 61 and 62 and with the aid of screws, of which only the center lines of two screws in FIG 5 are indicated by dashed lines, pressed together.
  • the screws assigned to the mounting ring 61 serve to establish the connection of the shock wave source 56 with a reflector 63 which carries the radiation surface AF and which, in the region of the radiation surface AF, generates positive pressure pulses, for example from measurement ing and for generating negative pressure pulses, for example, of closed-cell foam, the pores of which are gas-filled.
  • the connection of the shock wave source 56 with a retaining ring 64 is also established, which serves to hold a coupling pad 65.
  • This is formed analogously to the coupling pad 41 of the previously described embodiment, with the exception that the outer cylindrical wall provided there is missing. This does not apply because in the case of Fig. 5 the liquid-tightly connected to the inner wall 66, the end walls 67 and 68 of which in each case along their outer circumference with the retaining ring 64 or. the reflector 63 are verbun liquid-tight, for example by gluing.
  • the reflector surface of the reflector 63 which acts as the radiation surface AF, is produced by rotating the section of a parabola P shown in dash-dotted lines in FIG. 5 about the central axis M of the pressure pulse generator, which is also the central axis of the second radiating surface AF2. It is provided that the straight line entered in FIG. 5 and connecting the vertex S to the focal point F of the parabola P runs parallel to the central axis M and - viewed in the sectional planes containing the central axis M - each has a distance r of, for example 20 mm from the central axis M.
  • the dimensions of the radiating surface AF and the second radiating surface AF2 are selected such that the parallel projection of the second radiating surface AF2 in the direction of the central axis M falls entirely on the radiating surface AF.
  • this flat pressure pulse emanates from the second radiation surface AF2 and propagates in the direction of the central axis M, this flat pressure pulse is reflected on the paraboloid-shaped reflector surface forming the radiation surface AF in such a way that it is reflected in FIG. 5 indicated by the dash-dotted edge rays RS - seen in the sectional planes containing the central axis M - is focused on the focal point F of the parabola P.
  • the inner diameter of the coupling pad I can again be varied between 120 and 180 mm by changing the amount of water contained in the pressure pulse generator via the hose connection piece 69.
  • the minimum inside diameter DR of the reflector 63 like the minimum inside diameter DS of the shock wave source 56, is approximately 200 mm, for example.
  • the height of the reflector h measured in the direction of the central axis M is, for example, 80 to 120 mm.
  • the outer diameter AR of the radiating surface AF like the outer diameter AS of the second radiating surface AF2, is approximately 400 to 440 mm, for example.
  • a high-voltage bushing 70 is again provided for connecting the coil arrangement to a high-voltage pulse generator (not shown).
  • ⁇ similar as in the case of the execution examples described above consists in a manner not shown the possibility speed to divide the pressure pulse generator into independent segments, each segment then containing a coupling pad segment and a reflector segment.
  • the pressure pulse generator shown in FIGS. 6 and 7 largely coincides with that described above, which is why the same parts have the same reference numerals.
  • a first difference from the pressure pulse generator described above is that between the front end of the retaining ring 64 and the front end of the reflector 63 a cylindrical tube-shaped window 71 is inserted, which window is filled with water as the acoustic propagation medium and is emitted by the shock wave source 56 , the reflector 63, the retaining ring 64 and the window 71 itself delimits space in a liquid-tight manner.
  • the window 71 is made of a material whose acoustic impedance is matched as exactly as possible to the acoustic propagation medium used. If water is used as the acoustic propagation medium, 71 TPX (Polyethylpentene) is suitable as the material for the window.
  • a further difference from the exemplary embodiment described above is that instead of the coupling cushion 65, three coupling cushion segments 72a, 72b, 72c are provided, which correspond in cross section to the coupling cushion 65 and in addition to the cylindrical inner wall segments 73a, 73b , 73c and the annular segment-shaped end wall segments 74a, 74b, 74c and 75a, 75b, 75c side wall segments 76a, 76b, 76c and 77a, 77b, 77c.
  • the side wall segments 76a, 76b, 76c and 77a, 77b, 77c are designed in a corrugated manner corresponding to the end wall segments 74a, 74b, 74c and 75a, 75b, 75c.
  • the end wall segment 75c and the side wall segments 76c and 77b are not visible in the figures.
  • the Koppelkissen ⁇ segments 72a, 72b, 72c are each liquid-tight glued to the reflector 63, the retaining ring 64 and the window 71 and filled with water as an acoustic propagation medium.
  • the amount of water present in the individual coupling pad segments 72a, 72b, 72c can be varied independently via three lines (not shown), each of which is assigned to a coupling pad segment 72a, 72b, 72c, so that when the coupling pad segments 72a, 72b are filled differently , 72c with water, an eccentric coupling of the pressure pulse generator to a body part to be treated is easily possible.
  • a further difference of the pressure pulse generator according to FIGS. 6 and 7 compared to the previously described exemplary embodiments is that the bisector W of the angle enclosed between the marginal rays RS does not intersect the central axis M of the pressure pulse generator, with the result that the Focus line FL in the direction of the central axis M does not lie in the middle between the two ends of the pressure pulse generator. Rather, in the case of the exemplary embodiment according to FIGS. 6 and 7, a section of such a parabola P is selected as the one generating the radiation surface AF that the marginal rays RS removed from the shock wave source 56 of the pressure pulses reflected on the radiation surface AF are in a common center axis M lie approximately perpendicular to the plane.
  • a cylinder-segment-shaped shock wave source 85 is shown for the sake of clarity, without a coupling pad and a liquid acoustic propagation medium, which makes it possible to build up ring-segment-shaped or completely ring-shaped pressure pulse generators, depending on whether a single shock wave source 85 is used or a plurality of segment-shaped shock wave sources 85 as indicated by dashed lines be combined . While in the case of the unsegmented exemplary embodiments described above, the turns of the coil arrangements run approximately in the circumferential direction of the shock wave source, in the case of FIG.
  • the coil arrangement 86 is wound onto the coil carrier 87 made of ceramic or the like as a cylindrical tube segment, as is the case with toroidal cores.
  • the coil carrier 87 which has an approximately rectangular cross section, the winding sections therefore run almost parallel to the central axis M of the shock wave source 85, while the winding sections located in the region of the end faces of the coil carrier 87 run approximately radially.
  • a metallic membrane 89 which is cylindrically curved about the central axis M of the shock wave source 85, is arranged in front of the inside of the coil arrangement 86 and separated from it by an insulating film 88.
  • the side of the membrane 89 facing away from the coil arrangement 86 represents the radiation surface AF of the shock wave source 85 which is adjacent to the liquid acoustic propagation medium (not shown in FIGS. 8 and 9) and which, of course, is also cylindrically curved around the central axis M.
  • the coil carrier 87 with the coil arrangement 86, the insulating film 88 and the membrane 89 are accommodated in a housing 90 which is formed from a plastically deformable material.
  • the housing 90 has in its réellezus • 'tand an approximately U-shaped cross-section and is provided at its ends with side walls 91, 92nd After inserting the coil carrier 87 with the coil arrangement 86, the insulating film 88 and the membrane 89 into the housing 90, the latter is flanged by plastic deformation in the manner shown in FIGS. 9 and 10 so that the components mentioned are inside the housing 90 are fixed and the membrane 89 fits snugly against the coil arrangement 86 with the interposition of the insulating film 88.
  • the pressure pulses generated are then focused on a focus line FL which is curved around the central axis M of the shock wave source 85 and which represents the center of an approximately banana-shaped focus zone FZ.
  • a pressure pulse generator is composed of a plurality of shock wave sources 85, it is expedient, as is indicated in broken lines in FIGS. 8 and 9, to provide that the axes of curvature KA lie in a common plane which preferably intersects the central axis M at right angles.
  • a spherical lens or a cylindrical lens with an axis of curvature aligned parallel to the ' central axis M of the shock wave source 5 could also be used instead of the cylindrical lens 93. In this case, however, there would be no focus line FL curved about the central axis M. Rather, only the line focus coinciding with the central axis M without a converging lens would be tightened.
  • a pressure pulse generator is composed of a plurality of segment-shaped shock wave sources 85, there is
  • Possibility of using the gap 95 between the individual shock wave sources 85 for location purposes for example by arranging the ultrasound head 94 of an ultrasound location device in such a gap 95 in the manner indicated in FIG. 8, or using opposing columns 95, to also allow X-rays to enter through a part of the body to be treated, which is indicated in FIG. 8 by the fact that the central ray of an X-ray beam, indicated by dashed lines and designated by Z, runs through a gap 95.
  • the pressure pulse generator according to FIG. 10 in which, as in the case of FIGS. 8 and 9, the acoustic propagation medium and the coupling pillow were not shown, particularly good conditions for locating measures are given.
  • shock wave sources 100a and 100b are arranged relative to one another in such a way that the circular focus lines FL forming the centers of their focus zones FZ coincide.
  • the shock wave sources 100a and 100b are designed such that the focus zones FZ lie in the gap 101 separating the shock wave sources 100a and 100b.
  • Shock wave sources 100a and 100b are, as can be seen in FIG. 10 with reference to shock wave source 100a, electromagnetic shock wave sources.
  • the bearing surface 103 and the radiation surface AF are therefore of the shape of a truncated cone.
  • the radiation surface AF of the membrane 106 separated from the coil arrangement 105 by an insulating film 107 is preceded by a converging lens designed as a ring lens 108, which has a plane-concave cross-section and serves to focus the pressure pulses emanating from the radiation surface AF.
  • a converging lens designed as a ring lens 108, which has a plane-concave cross-section and serves to focus the pressure pulses emanating from the radiation surface AF.
  • shock wave source 1 or the shock wave source 30 together with the ring lens 34 are divided into two preferably identical shock wave source halves are subdivided, the foci of which preferably lie within the gap.
  • FIGS. 1 and 2 or 3 and 4 that the shock wave source 1 or the shock wave source 30 together with the ring lens 34 are divided into two preferably identical shock wave source halves are subdivided, the foci of which preferably lie within the gap.
  • the acoustic coupling to the extremity to be treated takes place without the risk of air pockets, without a special coupling agent such as Ultrasound gel and without the coupling pad having to be cleaned after the treatment, inter alia to remove the coupling agent, and without loss.
  • Any existing acoustic lenses can be exchanged for lenses with a different focal length.
  • an ultrasound head or several ultrasound heads can be used, which can be firmly connected to the shock wave oil or the acoustic lens or can be moved along their circumference, so that the extremity to be treated is viewed from different directions can be. This avoids problems that can occur during ultrasound location through a coupling pad.
  • shock wave sources 1 and 30 of the embodiments according to FIGS. 1 and 2 or FIGS. 3 and 4 the procedure is expediently different from that which is customary in the case of flat shock wave sources.
  • planar electromagnetic shock wave sources are usually produced in such a way that the flat coil and the insulation are first applied to a coil carrier and then the membrane is clamped to the coil carrier including the flat coil by means of a holder or the like, although the method described is also, if with difficulty, also would be useful for annular shock wave sources, in this case essentially reversed, namely not from the outside in, but from the inside out.
  • the membrane which during the
  • Manufacturing process can be supported by a suitable core, the insulation is first applied in one or more layers. Then it will be. the coil is wound and finally the arrangement thus obtained is introduced into a support ring, which can be made of plastic or metal, and cast in the area of its entire outer surface by means of an electrically insulating casting resin. After the casting resin completely filling the space between the turns of the coil arrangement has hardened, the core supporting the membrane can be removed, since the shock wave source now represents a self-supporting and rigid structure.
  • the thin-walled membrane which typically has a wall thickness between 0.1 and 1 mm, can either be produced by turning an originally thick-walled metal tube (e.g. aluminum) to the desired thickness or by using a metal strip of a suitable material, e.g. highly conductive bronze, cut to the required length and mechanically and electrically connected at the ends by welding and / or soldering to form a ring which, if necessary, is brought into the desired shape by plastic deformation.
  • the space between the membrane and the coil arrangement is subjected to negative pressure, with a negative pressure line leading into said space for this purpose.
  • the membrane is provided in the manner shown in the relevant figures with an edge which projects beyond the coil arrangement and which cooperates with a corresponding annular edge of the coil carrier .
  • the coil arrangements of the pressure pulse generators described can have a plurality of windings connected in parallel, the windings of which run parallel to one another, in a manner known per se, not shown.
  • the membranes 4, 33, 55, 89, 106 are each provided with a thin protective layer GS of a cavitation-resistant material, for example EPDM rubber, in the region of their radiation area AF in order to protect the membrane material from cavitation damage.
  • a cavitation-resistant material for example EPDM rubber
  • the pressure pulse generator according to the invention is used exclusively for the treatment of bone disorders. However, it can also be used for other medical and non-medical purposes.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen akustischen Druckimpulsgenerator, welcher in einem wenigstens im wesentlichen die Gestalt einer gekrümmten Linie aufweisenden, insbesondere kreislinienförmigen Fokus (FL, FZ) zusammenlaufende akustische Druckimpulse erzeugt, wobei der Druckimpulsgenerator vorzugsweise wenigstens im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist.

Description

Akustischer Druckimpulsgenerator, insbesondere zur Heilung von Knochenleiden
Die Erfindung betrifft einen akustischen Druckimpuls- generator zur Erzeugung fokussierter Druckimpulse.
Derartige Druckimpulsgeneratoren leiten in ein akustisches Ausbreitungsmedium akustische Druckimpulse ein, die dann für die unterschiedlichsten Zwecke in ein zu beschallendes Objekt eingekoppelt werden können. Zum Beispiel werden in der Medizin Druckimpulsgeneratoren dazu verwendet, um im Körper eines Patienten befindliche Konkremente nichtinva- siv zu zertrümmern oder pathologische Gewebeveränderungen ebenfalls nichtinvasiv zu behandeln, wobei im ersten Fall positive (Überdruck) und im zweiten Fall vorzugsweise negative • (Unterdruck) Druckimpulse verwendet werden. Außerdem können akustische Druckimpulsgeneratoren in der Werkstoffprüfung eingesetzt werden, um Materialproben mit Druckimpulseπ zu beaufschlagen. Der Druckimpulsgenerator wird stets in derartiger Ausrichtung relativ zu dem beschallenden Objekt mit diesem gekoppelt, daß sich der zu beschallende Bereich des Objektes in dem Fokus der Druck¬ impulse befindet. Ein Druckimpulsgenerator der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der US-PS 4 674 505 beschrieben.
In jüngerer Zeit durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß die Heilung von Knochenbrüchen beschleunigt werden kann, wenn die Bruchstelle mit akustischen Druckimpulsen behandelt wird. Dabei kann es sich bei den Druckimpulsen sowohl um negative als auch um positive Druckimpulse, in letzterem Fall insbesondere Stoßwellen, handeln. Unter akustischen Stoßwellen sind positive Druckimpulse zu verstehen, die ein Medium mit nichtliπearen Kompressions- eigenschaften durchlaufen haben und deshalb eine extrem steile Anstiegsfront aufweisen. Die Behandlung von Knochen¬ brüchen unter Zuhilfenahme von bekannten, normalerweise zur Zertrümmerung von Konkrementen verwendeten Druckimpuls¬ quellen ist zwar möglich, jedoch umständlich. Die bekannten Druckimpulsquellen weisen nämlich einen nähe¬ rungsweise punktförmigen oder geradlinigen Fokus auf, so daß die Druckimpulsquelle relativ zu dem zu behandeln¬ den Knochenbruch derart bewegt werden muß, daß an allen Stellen der Bruchspalte eine gleichmäßige Dosierung akustischer Energie erreicht wird. Dies gestaltet sich insbesondere bei Extremitäten aufwendig, da dann der Druckimp.ulsgenerator in einer Art Scanbewegung um die Extremität herumgeführt werden muß, wozu ein aufwendiger und teurer Scanmechanismus erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druck¬ impulsgenerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auf kostengünstige und konstruktiv einfache Weise die Behandlung von Knochenbrüchen, insbesondere Knochenbrüchen der Extremitäten, in kurzer Zeit und bei gleichmäßiger Dosierung der akustischen Energie in der Bruchspalte möglich ist.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen akustischen Druckimpulsgenerator, welcher in einem wenigstens im wesentlichen die Gestalt einer gekrümmten Linie aufweisenden Fokus zusammenlaufende akustische Druckimpulse erzeugt. Dabei handelt es sich bei dem Fokus vorzugsweise um einen Fokus in Gestalt einer wenigstens im wesentlichen endlosen Linie. Er kann aber gemäß einer
Variante der Erfindung auch aus einer Anzahl von Fokus¬ abschnitten zusammengesetzt sein. Gemäß Varianten der Erfindung liegt der Fokus wenigstens im wesentlichen in. einer Ebene bzw. ist wenigstens im wesentlichen von kreis- linienförmiger Gestalt. Da also im Falle des erfindungs- gemäßen Druckimpulsgenerators der Fokus die Gestalt einer gekrümmten, vorzugsweise endlosen Linie besitzt, kann auf in jeder Hinsicht einfache und zeitsparende Weise ein Knochenbruch behandelt werden kann, indem der akustische Druckimpulsgenerator relativ zu der Bruchstelle so ausge¬ richtet wird, daß sich der Fokus wenigstens im wesent¬ lichen mit der Bruchspalte deckt. Dabei wirkt sich vor¬ teilhaft aus, daß nur der sogenannte geometrische Fokus des Druckimpulsgenerators, der sich unter idealen Verhältnissen ausbilden würde, von linienförmiger Gestalt ist. In der Praxis bildet sich eine Fokuszone aus, die in senkrecht zur Richtung der Fokuslinie verlaufenden Ebenen betrachtet einen endlichen Querschnitt besitzt. Dabei wird als Querschnitt der Fokuszone in der Regel derjenige Bereich angesehen, der durch eine -6 dB- Isobare begrenzt ist, die einem Druckabfall von 50% gegenüber dem Maximal¬ druck in der Fokuszone entspricht. Es ist also selbst dann, wenn die Gestalt des Fokus mit der Bruchspalte des zu behandelnden Knochenbruches nicht völlig übereinstimmt, eine im wesentlichen gleichmäßige Dosierung der akusti¬ schen Energie im Bereich der Bruchspalte gewährleistet.
Ein gekrümmter bzw. die Form einer endlosen Linie auf¬ weisender Fokus läßt sich auf konstruktiv einfache Weise erzielen, indem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen wird, daß der Druckimpulsgene¬ rator eine Druckimpulsquelle enthält, welche eine gekrümmte Abstrahlfläche für die Druckimpulse aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Druckimpulsgenerator eine Öffnung aufweist und daß sich die Projektion des Fokus in Achsrichtuπg der Öffnung betrachtet innerhalb der Öffnung befindet. Dies läßt sich auf konstruktiv einfache Weise erreichen, wenn der Druckimpulsgenerator wenigstens im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist. Ein den zu behandelnden Knochenbruch enthaltender Körperbereich des Patienten, insbesondere eine einen Knochenbruch aufweisende Extremität, braucht dann nur in die Öffnung des vorzugsweise ringförmig ausgebildeten Druckimpuls¬ generators eingeführt und in axialer Richtung ausgerichtet zu werden, um sicherzustellen, daß sich der zu behandelnde Knochenbruch im wesentlichen im Fokus befindet. Ein eine Öffnung aufweisender ringförmiger Druckimpulsgenerator läßt sich gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungs¬ form der Erfindung auf einfache Weise realisieren, wenn die Abstrahlfläche wenigstens im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und sich die Druckimpulse von der Abstrahl¬ fläche in Richtung auf die Mittelachse der Abstrahlfläche ausbreiten, wobei die Mittelachse der Abstrahlfläche vorzugsweise identisch mit der Mittelachse der Öffnung bzw. des Druckimpulsgenerators ist.
Die Ausbildung eines kreislinienförmigen Fokus kann dadurch erreicht werden, daß die Abstrahlfläche - in die Mittelachse der Abstrahlfläche enthaltenden Ebenen gesehen - einen konkav gekrümmten Querschnitt aufweist, wobei gemäß einer Variante der Erfindung vorgesehen ist, daß die Abstrahlfläche durch Rotation eines gekrümmten Linienabschnittes um die Mittelachse der Abstrahlfläche erzeugt ist, wobei die Krümmungsradien der Abstrahlfläche die Mittelachse der Abstrahlfläche - wieder in die Mittel¬ achse der Abstrahlfläche enthaltenden Ebenen gesehen - nicht schneiden. Hierdurch wird erreicht, daß sich die von einander diametral gegenüberliegenden Bereichen der
Abstrahlfläche ausgehenden Anteile eines Druckimpulses nicht durchdringen, was zu schädlichen Interferenzerschei¬ nungen führen könnte. Eine besonders gute Fokussierungs- wirkung wird erreicht, wenn gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung der Linienabschnitt kreisförmig gekrümmt ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Abstrahlfläche durch Rotation des Abschnittes einer Geraden um die Mittelachse der Abstrahlfläche erzeugt ist. Um dann einen Abstand zu erhalten, der wenigstens im wesentlichen die Gestalt einer endlosen Linie aufweist, sieht eine weitere bevorzugte Variante der Erfindung vor, daß zwischen der Abstrahlfläche und dem Fokus wenigstens eine akustische Sammellinse angeordnet ist, die vorzugs¬ weise als einfach herstellbare, in bezug auf die Mittel- achse der Abstrahlfläche rotationssymmetrische Ringlinse ausgeführt ist. Die Sammellinse kann auch für den Fall, daß die Abstrahlfläche durch Rotation eines gekrümmten Linienabschnittes erzeugt ist, vorgesehen sein, wobei sie dann eine zusätzliche Fokussierung bewirkt, die sich im Sinne einer schärferen Fokussierung oder einer Defokus- sierung auswirken kann.
Insbesondere im Falle durch die Rotation des Abschnittes einer Geraden erzeugten Abstrahlflächen kann gemäß einer Variante der Erfindung vorgesehen sein, daß die akustische Sammellinse durch eine Zylinderlinse oder eine Anzahl von Linsensegmenten gebildet ist, welche ,als Zylinderlinsen ausgebildet sind. Wenn deren Krümmungsachsen in die Mittelachse der Abstrahlfläche schneidenden Ebenen liegen, wobei vorzugsweise die Krümmungsachsen sämtlicher Zylinder¬ linsen in einer gemeinsamen, die Mittelachse der Abstrahl¬ fläche vorzugsweise unter einem Winkel von 90° schneiden¬ den Ebene liegen, bewirken die Zylinderlinsen, daß der der Abstrahlfläche an sich zugeordnete, mit der Mittelachse der Abstrahlfläche zusammenfallende Strichfokus, der sich ohne die Zylinderlinsen ergeben würde, in eine Anzahl von jeweils den Zylinderlinsen zugeordneten gekrümmten Fokus¬ abschnitten umgewandelt wird, die parallel zur Krümmung der jeweiligen Zylinderlinse gekrümmt sind. Von kurzen Unterbrechungen abgesehen ergänzen sich die Fokusab¬ schnitte zu einer im wesentlichen endlosen Fokuslinie. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Abstrahlfläche der Druckimpulsquelle als Reflektorfläche ausgebildet ist, die die Druckimpulse in die Fokuszone lenkt, und daß die Druckimpulsquelle eine wenigstens im wesentlichen ebene und ringförmige zweite Abstrahlfläche aufweist, welche die Druckimpulse abstrahlt, die zu der Reflektorfläche gelangen. Dabei ist vorzugsweise die Reflektorfläche durch die Rotation eines Parabelabschnittes um die Mittelachse der Reflektorfläche erzeugt und die zweite Abstrahlfläche ringförmig ausge¬ bildet, wobei die Mittelachse der Reflektorfläche mit der Mittelachse der zweiten Abstrahlfläche identisch ist. Durch diese Maßnahmen kann eine Druckimpulsquelle mit einer ebenen Abstrahlfläche die Druckimpulse erzeugen, was im Hinblick auf den mit der Herstellung der Druckimpuls¬ quelle verbundenen Herstellungsaufwand vorteilhaft ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß in Richtung der Längsachse des Druckimpulsgenerators betrachtet der Fokus näher bei dem einen als bei dem anderen Ende des Druckimpulsgenerators liegt. Diese Ma߬ nahme bietet den Vorteil, daß sich bei der medizinischen Behandlung von Knochenbrüchen der Extremitäten in der Nähe des Körperstammes der Druckimpulsgenerator leichter applizieren läßt, wenn dasjenige Ende des Druckimpuls¬ generators, dem der Fokus näher liegt, dem Körperstamm des Patienten zugewandt ist. Außerdem wird durch diese Ma߬ nahme, insbesondere dann, wenn der Fokus nicht zwischen den Enden des Druckimpulsgenerators, sondern außerhalb liegt, auch bei an das zu behandelnde Körperteil ange¬ koppeltem Druckimpulsgenerator Ortungsmaßnahmen durchzu¬ führen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Druckimpulsgenerator zwei identische Druckimpulsquellen enthält, die derart angeordnet sind, daß ihre Fokusse wenigstens im wesentlichen zusammen¬ fallen, wobei die Druckimpulsquellen durch einen Spalt voneinander getrennt sind und wobei sich die Fokusse innerhalb des Spaltes befinden. Diese Maßnahme gestattet es auf einfache Weise, mittels einer geeigneten Ortungs¬ einrichtung den Druckimpulsgenerator relativ zu dem jeweils zu beschallenden Bereich auszurichten, indem entweder der Ultraschallkopf einer Ultraschall-Ortungs- einrichtung in den Spalt zwischen den vorzugsweise identisch ausgebildeten Druckimpulsquellen einführbar ist oder indem der Spalt röntgenstrahlendurchlässig ausgeführt ist, so daß er mittels einer geeigneten Röntgen-Ortungs- einrichtung durchstrahlbar ist.
Um die akustische Ankoppelung des Druckimpulsgenerators an ein zu behandelndes Objekt auf einfache Weise zu ermög¬ lichen, ist gemäß einer Variante der Erfindung vorgesehen, daß der Abstrahlfläche ein im wesentlichen ringförmiges Volumen eines flüssigen akustischen Ausbreitungsmediums vorgelagert ist, welches wenigstens durch die Abstrahl¬ fläche und einen wenigstens im wesentlichen ringförmigen Ankoppelbalg begrenzt ist. Es ist dann möglich, den Druckimpulsgenerator an Objekte unterschiedlichen Durch- messers akustisch anzukoppeln, indem die Menge des in dem Volumen befindlichen akustischen Ausbreitungsmediums und damit die Größe des Volumens verändert wird. Um auch eine exzentrische Ankoppelung zu ermöglichen, ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der Koppel- balg in Umfangsrichtung in mehrere voneinander unabhängige Kammern unterteilt ist, die unterschiedlich stark mit dem Ausbreitungsmedium befüllbar sind. Eine exzentrische Ankoppelung ist außerdem möglich, wenn die Druckimpuls¬ quelle und der Koppelbalg in Umfangsrichtung in mehrere Segmente unterteilt sind, da das ringförmige Volumen dann ebenfalls in mehrere Kammern unterteilt ist, die unter¬ schiedlich stark mit dem Ausbreitungsmedium befüllbar sind, Zweckmäßigerweise enthält der Druckimpulsgenerator wenig¬ stens eine elektromagnetische Druckimpulsquelle. Der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise einer der¬ artigen Druckimpulsquelle sind in der US-PS 4 674505 beschrieben. Es können aber auch andere, z.B. piezo¬ elektrische, Druckimpulsquellen Verwendung finden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten schematischen Zeichnungen am Beispiel von zur Behandlung von Knochenbrüchen im Bereich der Extremitäten vorgesehenen Druckimpulsgeneratoren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Druckimpulsgenerator im Längsschnitt, Fig. 2 eine Stirnansicht des Druckimpulsgenerators nach Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Druckimpulsgenerator, Fig. 4 eine Stirnansicht des Druckimpulsgenerators nach Fig. 3,
Fig. 5 und 6 erfindungsgemäße Druckimpulsgeneratoren im
Längsschnitt, 'Fig. 7 eine teilweise Stirnansicht des Druckimpuls¬ generators gemäß Fig. 6, Fig. 8 einen erfindungsgemäßen Druckimpulsgenerator in grob sche atischer teilweiser Darstellung im Längsschnitt, Fig. 9 in teilweiser Darstellung den Druckimpulsgenerator gemäß Fig. 8 im Querschnitt, Fig. 10 einen weiteren erfindungsgemäßen Druckimpuls¬ generator in grob schematischer Darstellung im Längsschnitt.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Druckimpulsgenerator enthält als wesentlichen Bestandteil eine insgesamt mit 1 bezeichnete elektromagnetische Stoßwellenquelle. Im Gegensatz zu bekannten Stoßwellen¬ quellen mit ebener oder kugelkalottenförmiger Gestalt (US-PS 4 674 505 und EP-A-0 162 959) ist die Stoßwellen¬ quelle 1 ringförmig und in bezug auf ihre Mittelachse M im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Sto߬ wellenquelle 1 weist in an sich bekannter Weise eine auf einem elektrisch isolierenden Spulenträger 2 angeordnete Spulenanordnung 3 auf, deren von dem Spulenträger 2 abgewandten Seite gegenüberliegend eine Membran 4 aus elektrisch leitendem Material,
beispielsweise Aluminium, angeordnet ist. Die Membran 4 liegt unter Zwischenfügung einer Isolierfolie 5, die beispielsweise aus Mylar oder Capton bestehen kann, satt an der Spulenanordnung 3 an. Der aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, z.B. Keramik oder Hartgewebe, gebildete Spulenträger 2, die Spulenanordnung 3, die Isolierfolie 5 und die Membran 4 sind mit Hilfe zweier Montageringe 6, 7 gegeneinander verspannt. Die ringförmige Stoßwellenquelle 1 ist mit Hilfe der Montageringe 6 und 7 und einer Anzahl von Schrauben, wobei in Fig. 1 die Mittel¬ linien nur einiger Schrauben strichpunktiert eingetragen sind, mit einem Tragring 8 verbunden, der den äußeren Umfang der Stoßwellenquelle 1 umgibt.
Die die Auflagefläche 25 für die Spulenanordnung 3 bilden¬ de innere Mantelfläche des ringförmigen Spulenträgers 2 ist durch Rotation eines in Fig. 1 strichpunktiert einge¬ tragenen Kreisabschnittes K um die Mittelachse M der Stoß- wellenquelle 1 erzeugt. Dabei ist der Radius R des Kreis¬ abschnittes K mit beispielsweise R = 80 mm so gewählt, daß er kleiner als der halbe minimale Innendurchmesser D der Auflagefläche 25 ist. Ein geeigneter Wert für den mini¬ malen Innendurchmesser ist z.B. D = 200 mm. Außerdem ver- läuft die Winkelhalbierende W des zu dem Kreisabschnitt K gehörigen Kreissegmentes rechtwinklig zu der Mittelachse M der Stoßwellenquelle 1. Auf die wie beschrieben erzeugte Auflagefläche 25, deren Höhe h beispielsweise 80 bis 120 mm beträgt, ist die Spulenanordnung 3 schraubenförmig gewickelt. Die einzelnen Windungen der Spulenanordnung 3 verlaufen also von einer geringfügigen Steigung abgesehen in Umfangsrichtung der Auflagefläche 25. Die Drahtdicke der Spulenanordnung 3, die Dicke der Isolierfolie 5 und die Dicke der Membran 4, diese Maße sind der Übersichtlich- keit halber in Fig. 1 übertrieben dargestellt, sind konstant. Daher weist auch die von der Spulenanordnung 3 abgewandte Seite der Membran 4, mit der diese an ein flüssiges akustisches Ausbreitungsmedium, beispielsweise Wasser, angrenzt, eine der der Auflagefläche 25 des Spulenträgers 2 entsprechende Form auf, mit dem Unter¬ schied, daß der in Fig. 1 nicht dargestellte erzeugende Kreisabschnitt einen Radius aufweist, der um die Summe der Drahtdicke der Spulenanordnung 3 und der Dicken der Iso¬ lierfolie 5 und der Membran 4 geringer ist als der Radius R des die Auflagefläche 25 erzeugenden Kreisabsc nittes K.
Das akustische Ausbreitungsmedium ist in einem etwa ring¬ förmigen Koppelkissen 10 aufgenommen, das die Stoßwellen¬ quelle 1 praktisch vollständig umgibt. Das beispielsweise aus EPDM-Gummi gebildete Koppelkissen 10 weist eine innere und eine äußere jeweils etwa zylindrische Wand 11 bzw. 12 auf. Die Wände 11 und 12 sind durch zwei Stirnwände 13, 14 etwa kreisscheibenförmiger Gestalt flüssigkeitsdicht mit¬ einander verbunden. Während die Wände 11 und 12 aus einem zwar flexiblen, aber wenig dehnbaren EPDM-Gummi gebildet sind, ist der EPDM-Gummi der Stirnwände 13 hochelastisch und damit stark dehnbar. Auf diese Weise kann durch Verändern der in dem Koppelkissen 10 enthaltenden Wasser¬ menge der Innendurchmesser I der durch die Wand 11 des Koppelkissens 10 begrenzten Öffnung B des Druckimpuls- generators zwischen z.B. I = 120 bis 180 mm verändert werden, um den Druckimpulsgenerator in der in Fig. 1 strichliert angedeuteten Weise an eine einen Knochenbruch aufweisende Extremität eines Patienten, beispielsweise dessen Oberarm 16 mit dem Oberarmknochen 17, akustisch ankoppeln zu können. Eine einwandfreie akustische Ankop¬ pelung liegt übrigens dann vor, wenn die Wand 11 des Koppelkissens 10 satt und ohne Einschluß von Luftblasen satt am Oberarm 16 anliegt. Die akustische Ankoppelung kann verbessert werden, indem der Oberarm 16 vor der
Ankoppelung des Druckimpulsgenerators mit einem sogenann¬ ten Ultraschall-Gel, wie es auch bei der Durchführung von medizinischen Ultraschall-Untersuchungen verwendet wird, eingestrichen wird. Um die in dem Koppelkissen 10 enthaltene Wassermenge verändern zu können, ist übrigens ein Schlauchanschlußstutzen 18 vorgesehen, über den der Innenraum des Koppelkissens 10, so wie dies in Fig. 1 schematisch angedeutet ist, unter Zwischenfügung einer Pumpe 19 mit umkehrbarer Förderrichtung an einen Vorrats- behälter 20 angeschlossen ist, aus dem erforderlichenfalls Wasser entnommen bzw. in den erforderlichenfalls Wasser zurückgefördert werden kann.
Die beiden Enden der Spulenanordnung 3 stehen in in Fig. 1 schematisch angedeuteter Weise mit einem Hochspannungs-Im- pulsgenerator 21 in Verbindung. Das hierfür erforderliche, in Fig. 1 nur schematisch angedeutete Hochspannungskabel verläuft durch eine flüssigkeitsdichte Hochspannungsdurch¬ führung 22. Wird die Spulenanordnung 3 mit einem Hoch- spannungsimpuls beaufschlagt, baut die Spulenanordnung
3 infolge des dabei fließenden impulsartigen Stromes ein Magnetfeld auf. Gleichzeitig werden in die Membran 4 Ströme induziert, die dem in der Spulenanordnung 3 fließenden Strom entgegengerichtet sind. Dementsprechend ist auch das hierbei entstehende Magnetfeld dem zu der Spulenanordnung 3 gehörigen Magnetfeld entgegengerichtet. Infolge der somit zwischen der Spulenanordnung 3 und der Membran 4 wirksamen Abstoßungskräfte wird die Membran 4 schlagartig von der Spulenanordnung 3 wegbewegt. Hierbei wird ein von der an das als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehene Wasser angrenzenden und als Abstrahlfläche AF wirksamen Seite der Membran 4 ausgehender Druckimpuls in das Wasser eingeleitet. Infolge der beschriebenen Form¬ gebung der Auflagefläche 25 des Spulenträgers 2 und der Membran 4 handelt es sich bei den erzeugten Druckimpulsen um fokussierte Druckimpulse, die in der in Fig. 1 durch* die strichpunktierten Randstrahlen RS angedeuteten Weise in die Mittelachse M des Druckimpulsgenerators enthalte¬ nden Schnittebenen gesehen jeweils auf den Kreismittel- punkt F des Kreisabschnittes K fokussiert sind. Infolge der ringförmigen Ausbildung des Druckimpulsgenerators und der Stoßwellenquelle 1 erhält man eine kreisförmige Fokuslinie FL mit einem Radius r von ca. 20 mm, die bei idealen Verhältnissen den Ort des maximalen Druckes beschreibt. In der Praxis bildet sich eine dreidimensio¬ nale ringförmige Fokuszone FZ aus, so wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Dabei entspricht die in Fig. 1 einge¬ tragene Querschnittsfläche der Fokuszone FZ der durch die -6 dB-Isobare begrenzten Fläche. Die Querschnittsfläche der Fokuszone FZ liegt jedenfalls innerhalb des Innen¬ durchmessers I des Koppelkissens 10. Da die Winkelhalbie¬ rende W des zu dem Kreisabschnitt K gehörigen Kreisseg¬ mentes rechtwinklig zu der Mittelachse M der Stoßwellen¬ quelle 1 verläuft, liegt die Fokuslinie FL in Richtung der Mittelachse M betrachtet etwa in der Mitte zwischen den beiden Enden des Druckimpulsgenerators.
Die von der Abstrahlfläche AF der Membran 4 ausgehenden . Druckimpulse steilen sich übrigens auf ihrem Weg durch das in dem Druckimpulsgenerator enthaltene Wasser und das Gewebe des Oberarmes 16 infolge der nichtlinearen
Kompressionseigenschaften dieser Medien zu Stoßwellen auf.
Bei der Behandlung eines Knochenbruches wird derart vorge- gangen, daß zunächst mittels einer nicht dargestellten Ortungseinrichtung, diese kann auf Röntgen- und/oder Ultraschall-Basis arbeiten, der akustisch an das zu behandelnde Körperteil 15 angekoppelte Druckimpulsgenera¬ tor derart ausgerichtet wird, daß ein zu behandelnder Bereich, beispielsweise ein schlecht verheilter Bruch, des in dem zu behandelnden Körperteil 16 enthaltenen Knochens 17 wenigstens im wesentlichen in der Fokuszone FZ zu liegen kommt. Anschließend wird eine den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend gewählte Anzahl von Stoßwellen erzeugt, die eine Desintegration des Knochens 17 im
Bereich des schlecht verheilten Bruches bewirkt. Wenn dies erreicht ist, wird der Druckimpulsgenerator von dem zu behandelnden Körperteil 16 abgekoppelt. Der Knochenbruch kann nun erforderlichenfalls neu eingerichtet werden. Im Anschluß an die Behandlung wird das behandelte Körperteil 16 im Normalfall ruhiggestellt, beispielsweise durch Anlegen eines Gipsverbandes.
Um auch in dem jeweils zu behandelnden Körperteil außer- mittig liegende Knochen behandeln zu können, kann eine auf konventionelle Weise eine räumliche Verstellung des Druck¬ impulsgenerators ermöglichende Tragvorrichtung für den Druckimpulsgenerator, die nicht dargestellt ist, Fixie¬ rungselemente für das zu behandelnde Körperteil 16 auf- weisen. Es ist dann nach Fixierung des zu behandelnden Körperteiles 16 in gewissen Grenzen möglich, den Druck¬ impulsgenerator in der erforderlichen Weise exzentrisch relativ zu dem behandelnden Körperteil 16 auszurichten.. Allerdings ist bei instabilen Knochenbrüchen Vorsicht geboten. Um auch in diesen Fällen sowie im Falle stark exzentrisch innerhalb eines zu behandelnden Körper¬ teiles liegender Knochen eine einwandfreie Ausrichtung des Druckimpulsgenerators relativ zu dem zu behandelnden Bereich des Knochens zu ermöglichen, kann in in Fig. 2 strichliert angedeuteter Weise vorgesehen sein, daß der
Druckimpulsgenerator in eine Anzahl, beispielsweise sechs, Segmente 23a bis 23f unterteilt ist, von denen jedes sein eigenes, von den anderen unabhängiges Koppelkissensegment 24a bis 24f aufweist. Da die Koppelkissensegmente 24a bis 24f voneinander unabhängig sind, können sie zur Erzielung einer exzentrischen Ankoppelung des Druckimpulsgenerators an ein zu behandelndes Körperteil unterschiedlich stark mit Wasser gefüllt werden, wozu jedem Segment 23a bis 23f in nicht dargestellter Weise sein eigener Schlauchanschluß- stutzen und seine eigene Pumpe zugeordnet ist. Es versteht sich, daß im Falle einer Segmentierung des Druckimpuls¬ generators die schraubenförmig gewickelte Spulenanordnung 3 durch eine Anzahl von den einzelnen Segmenten 23a bis 23f zugeordneten Spulenanordnungen zu ersetzen ist, die dann beispielsweise jeweils eine spiralartig gewickelte Spulenanordnung aufweisen. Im Normalfall werden alle Segmente 23a bis 23f gleichzeitig betrieben. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, in besonderen Fällen nicht sämtliche Segmente 23a bis 23f gleichzeitig zu betreiben, so daß die Fokuszone eine Unterbrechung aufweist bzw. aus mehreren Fokuszonenabschnitten zusammengesetzt ist.
Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte erfindungsgemäße Druckimpulsgenerator unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen zunächst dadurch, daß er eine Stoßwellen¬ quelle 30 aufweist, bei der die Auflagefläche 31 des Spulenträgers 32 und die Abstrahlfläche AF der Membran 33 durch Rotation eines parallel zu der Mittelachse M des Druckimpulsgenerators verlaufenden, in Fig. 3 für die Auf- lagefläche 31 strichpunktiert eingetragenen Abschnittes einer Geraden G erzeugt sind. Da sich bei dieser Anord¬ nung ein auf der Mittelachse M des Druckimpulsgenerators liegender, geradliniger Strichfokus ergeben würde, ist eine als Ringlinse 34 ausgebildete akustische Sammellinse vor der Abstrahlfläche AF vorgesehen. Die Ringlinse 34 wird mit Hilfe der Montageringe 35 und 36 gehaltert, die außerdem wieder dazu dienen, den Spulenträger 32, die Spulenanordnung 37, die die Spulenanordnung 37 von der Membran 33 trennende Isolierfolie 38 und die Membran 33 miteinander zu verspannen. Die Montageringe 35 und 36 sind mit Schrauben, es sind nur die Mittellinien einiger Schrauben strichliert angedeutet, zur Halterung der Sto߬ wellenquelle 30 an einem Tragring 39 befestigt. Um den Zutritt des als akustisches Ausbreitungsmedium vorge- sehenen Wassers in den von der Ringlinse 34 und der
Abstrahlfläche AF begrenzten Raum zu ermöglichen, ist die Ringlinse mit einer Anzahl von Nuten 40 versehen, die in den genannten Raum münden. Die Ringlinse 34 ist aus einem Werkstoff, beispielsweise Polystyrol, gebildet, in dem die Schallgeschwindigkeit größer als in der als Ausbreitungs¬ medium für die Druckimpulse vorgesehenen Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, ist. Demzufolge weist die zur Mittel¬ achse M des Druckimpulsgenerators rotationssymmetrisch ausgebildete Ringlinse 34 in die Mittelachse M des Druck- impulsgenerators enthaltenden Schnittebeπen gesehen einen bikonkaven Querschnitt auf. Die Ringlinse 34 ist derart ausgebildet, daß sie die von der Abstrahlfläche AF aus¬ gehenden Druckimpulse in der durch die Randstrahlen RS angedeuteten Weise auf eine ringförmige Fokuszone FZ fokussiert. Dabei ist die Form der Ringlinse 34 so gewählt, daß die Winkelhalbierende W des zwischen den Randstrahlen RS eingeschlossenen Winkels die Mittelachse M des Druckimpulsgenerators rechtwinklig schneidet, mit der Folge, daß die Fokuslinie FL in Richtung der Mittel- achse M betrachtet etwa in der Mitte zwischen den beiden Enden des Druckimpulsgenerators liegt. In Fig. 3 ist wieder die - 6 dB-Isobare der Fokuszone FZ eingetragen. Die das Zentrum der Fokuszone FZ beschreibende kreis- förmige Fokuslinie FL weist wieder einen Radius r von etwa 20 mm auf. Die Maße I und h weisen die im Zusammen¬ hang mit der vorgeschriebenen Ausführungsform genannten Werte auf. Der dem Maß D im Falle des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispieles entsprechende minimale Durchmesser DL der Ringlinse 34 liegt etwa bei DL = 200 mm. Die Durch¬ messer der Abstrahlfläche AF und der Auflagefläche 31 sind den Abmessungen der Ringlinse 34 entsprechend gewählt. Prinzipiell ist auch eine z.B. direkt an der Membran 33 anliegende, ringförmige plankonkave Flüssigkeitslinse verwendbar, die eine Linsenflüssigkeit enthält, in der die Schallausbreitungsgeschwindigkeit geringer als in dem Ausbreitungsmedium ist.
Zur Ankoppelung des Druckimpulsgenerators an ein zu behandelndes Körperteil ist wieder ein etwa ringförmiges
Koppelkissen 41 vorgesehen, das eine innere, die Bohrung B des Druckimpulsgenerators begrenzende und eine äußere jeweils etwa zylindrische Wand 42 bzw. 43 aufweist. Diese sind durch zwei Stirnwände 44, 45 etwa kreisringförmiger Gestalt flüssigkeitsdicht miteinander verbunden, wobei die Stirnwände 44 und 45 nach der Art gewellter Membranen ausgebildet sind. Es ist so möglich, den Innendurchmesser I des Koppelkissens zu verändern, indem in bereits beschriebener Weise über den Schlauchanschlußstutzen 46 die in dem Druckimpulsgenerator enthaltene Wassermenge verändert wird. Zur Verbindung der Spulenanordnung 37 mit einem Hochspannungsimpulsgenerator ist wieder eine Hochspannungsdurchführung 47 vorgesehen. Analog zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht auch im Falle des Druckimpulsgenerators nach den Fig. 3 und 4 die Möglichkeit, diesen in der in Fig. 4 strichliert angedeuteten Weise in eine Anzahl von Segmente, beispielsweise sechs Segmente 48a bis 48f, zu unterteilen und jedem Segment sein eigenes unabhängiges Koppelkissensegment 49a bis 49f zuzuordnen. Es versteht sich, daß jedes Segment 48a bis 48f auch sein eigenes Ringlinsensegment 50a bis 50f aufweist.
Auch der Druckimpulsgenerator gemäß Fig. 5 weist eine zur Mittelachse M des Druckimpulsgenerators rotationssymme¬ trische, ringförmige Abstrahlfläche AF auf. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen handelt es sich bei der Abstrahlfläche AF jedoch nicht um eine aktive Abstrahlfläche, von der die akustischen Druck¬ impulse ursprünglich ausgehen, sondern um eine passive Abstrahlfläche, nämlich eine Reflektorfläche. Als aktive Abstrahlfläche ist eine zweite Abstrahlfläche AF2 vorge- sehen, die durch diejenige Seite der Membran 55 einer elektromagnetischen Stoßwellenquelle 56 gebildet ist, die an als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehenes Wasser angrenzt. Die zweite Abstrahlfläche AF2 und die Membran 55 sind von ebener, kreisringförmiger Gestalt. Dementsprechend ist auch der Spulenträger 57 kreisringförmig ausgebildet. Er weist eine ebene kreisringförmige Auflagefläche 58 für eine kreisringförmige Spulenanordnung 59 auf, die als ebene Flachspule mit spiralförmig angeordneten Windungen ausgebildet ist. Die Membran 55, eine diese von der Spulen- anordnung 59 trennende Isolierfolie 60 und der Spulen- träger 57 mit der Spulenanordnung 59 sind wieder mittels zweier zweiteiliger Montageringe 61 und 62 und mit Hilfe von Schrauben, von denen jeweils nur die Mittellinien zweier Schrauben in Fig. 5 strichliert angedeutet sind, zusammengepreßt . Dabei dienen di e dem Montagering 61 zuge¬ ordneten Schrauben zugle ich dazu , die Verbindung d er Sto߬ wellenquelle 56 mit einem die Abstrahlfläche AF tragenden Reflektor 63 herzustellen , der im Bereich der Abstrahl- fläche AF zur Erzeugung positiver Druckimpulse beispiels¬ weise aus Mess ing und zur Erzeugung negativer Druckimpulse beispielsweise aus geschlossenporigem Schaumstoff , dessen Poren gasgefüllt sind , bestehen kann . Mittels der d em Montagering 62 zugeordneten Schrauben ist zugleich die Verbindung der Stoßwellenquelle 56 mit einem Haltering 64 hergestellt, der der Halterung eines Koppelkissens 65 dient . Dieses ist analog zu de m Koppelkissen 41 der zuvor beschriebenen Ausführungsform au sgebildet , mit der Aus¬ nahme , daß die dort vorgesehene äußere zylindrische Wand fehlt. Diese entfällt deshalb , weil im Falle der Fig . 5 die mit der inneren Wand 66 f lüssigkeitsdicht verbun denen Stirnwände 67 und 68 j eweils entlang ihres äußeren Umfanges mit dem Haltering 64 bzw . dem Reflektor 63 beispielsweise durch Kleben flüssigkeitsdicht verbun den sind .
Die als Abstrahlfläche AF wirkende Reflektorfläche des Reflektors 63 ist durch Rotation des Abschnittes einer in Fig. 5 strichpunktiert dargestellten Parabel P um die Mittelachse M des Druckimpulsgenerators, die zugleich die Mittelachse der zweiten Abstrahlfläche AF2 ist, erzeugt. Dabei ist vorgesehen, daß die in Fig. 5 strichpunktiert eingetragene, den Scheitel S mit dem Brennpunkt F der Parabel P verbindende Gerade parallel zur Mittelachse M verläuft und - in die Mittelachse M enthaltenden Schnitt¬ ebenen betrachtet - jeweils einen Abstand r von beispiels¬ weise 20 mm von der Mittelachse M aufweist. Die Abmes¬ sungen der Abstrahlfläche AF und der zweiten Abstrahl¬ fläche AF2 sind derart gewählt, daß die Parallelprojektion der zweiten Abstrahlfläche AF2 in Richtung der Mittelachse M vollständig auf die Abstrahlfläche AF fällt. Infolge des Umstandes, daß von der zweiten Abstrahlfläche AF2 ein ebener Druckimpuls ausgeht, der sich in Richtung der Mittelachse M ausbreitet, wird dieser ebene Druck¬ impuls an der die Abstrahlfläche AF bildenden paraboloid- förmigen Reflektorfläche derart reflektiert, daß er in der in Fig. 5 durch die strichpunktierten Randstrahlen RS angedeuteten Weise - in die Mittelachse M enthaltenden Schnittebenen gesehen - jeweils auf den Brennpunkt F der Parabel P fokussiert ist. Infolge der ringförmigen Ausbildung des Druckimpulsgenerators erhält man eine kreisförmige Fokuslinie FL mit dem Radius r, die bei idealen Verhältnissen den Ort des maximalen Druckes beschreibt. In der Praxis bildet sich wieder eine dreidimensionale ringförmige Fokuszone FZ aus, deren -6 dB-Isobare dargestellt ist.
Auch im Falle des Druckimpulsgenerators gemäß Fig. 5 kann der Innendurchmesser des Koppelkissens I wieder zwischen 120 und 180 mm variiert werden, indem die in dem Druck- impulsgenerator enthaltene Wassermenge über den Schlauch¬ anschlußstutzen 69 verändert wird. Der minimale Innen¬ durchmesser DR des Reflektors 63 beträgt ebenso wie der minimale Innendurchmesser DS der Stoßwellenquelle 56 beispielsweise ca. 200 mm. Die in der Richtung der Mittel- achse M gemessene Höhe des Reflektors h beträgt beispiels¬ weise 80 bis 120 mm. In Abhängigkeit von der Höhe h beträgt der Außendurchmesser AR der Abstrahlfläche AF ebenso wie der Außendurchmesser AS der zweiten Abstrahl¬ fläche AF2 beispielsweise ca. 400 bis 440 mm. Zum Anschluß der Spulenanordnung an einen nicht dargestellten Hoch¬ spannungsimpulsgenerator ist wieder eine Hochspannungs¬ durchführung 70 vorgesehen.
Ä'hnlich wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungs- beispiele besteht in nicht dargestellter Weise die Möglich- keit, den Druckimpulsgenerator in voneinander unabhängige Segmente zu unterteilen, wobei dann jedes Segment ein Koppelkissensegment und ein Reflektorsegment enthält.
Der in den Fig. 6 und 7 dargestellte Druckimpulsgenerator stimmt mit dem zuvor beschriebenen weitgehend überein, weshalb jeweils gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen tragen. Ein erster Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Druckimpulsgenerator besteht darin, daß zwischen dem vorderen Ende des Halteringes 64 und dem vorderen Ende des Reflektors 63 ein zylinderrohrförmiges Fenster 71 einge¬ setzt ist, das den mit Wasser als akustisches Ausbreitungs¬ medium gefüllten und von der Stoßwellenquelle 56, dem Reflektor 63, dem Haltering 64 und dem Fenster- 71 selbst umgrenzten Raum flüssigkeitsdicht abschließt. Zur Vermei¬ dung von Verlusten und Störungen infolge von Reflexionen an dem Fenster 71 ist dieses aus einem Werkstoff gebildet, dessen akustische Impedanz der des jeweils verwendeten akustischen Ausbreitungsmediums möglichst exakt angepaßt ist. Wird als akustisches Ausbreitungsmedium Wasser verwendet, eignet sich als Werkstoff für das Fenster 71 TPX (Poly ethylpentene).
Ein weiterer Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Aus- führungsbeispiel besteht darin, daß anstelle des Koppel¬ kissens 65 drei Koppelkissensegmente 72a, 72b, 72c vorge¬ sehen sind, die in ihrem Querschnitt dem Koppelkissen 65 entsprechen und zusätzlich zu den zylindrischen inneren Wandsegmenten 73a, 73b, 73c und den kreisring-segment- förmigen Stirnwandsegmenten 74a, 74b, 74c und 75a, 75b, 75c Seitenwandsegmente 76a, 76b, 76c und 77a, 77b, 77c aufweisen. Die Seitenwandsegmente 76a, 76b, 76c und 77a, 77b, 77c sind den Stirnwandsegmenten 74a, 74b, 74c und 75a, 75b, 75c entsprechend well embranartig ausgebildet. Das Stirnwandsegment 75c und die Seitenwandsegmente 76c und 77b sind in den Fig. nicht sichtbar. Die Koppelkissen¬ segmente 72a, 72b, 72c sind jeweils flüssigkeitsdicht mit dem Reflektor 63, dem Haltering 64 und dem Fenster 71 verklebt und mit Wasser als akustisches Ausbreitungsmedium gefüllt. Die in den einzelnen Koppelkissensegmenten 72a, 72b, 72c vorhandene Wassermenge kann über drei nicht dargestellte Leitungen, von denen jede einem Koppelkissen¬ segment 72a, 72b, 72c zugeordnet ist, in unabhängiger Weise variiert werden, so daß bei unterschiedlicher Befüllung der Koppelkissensegmente 72a, 72b, 72c mit Wasser eine exzentrische Ankoppelung des Druckimpuls¬ generators an ein zu behandelndes Körperteil leicht möglich ist.
Ein weiterer Unterschied des Druckimpulsgenerators gemäß den Fig. 6 und 7 gegenüber den zuvor beschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispielen besteht darin, daß die Winkelhalbierende W des zwischen den Randstrahlen RS eingeschlossenen Winkels die Mittelachse M des Druckimpulsgenerators nicht recht- winklig schneidet, mit der Folge, daß die Fokuslinie FL in Richtung der Mittelachse M betrachtet nicht in der Mitte zwischen den beiden Enden des Druckimpulsgenerators liegt. Vielmehr ist im Falle des Ausführungsbeispieles gemäß den Fig. 6 und 7 ein Abschnitt einer solchen Parabel P als erzeugende für die Abstrahlfläche AF gewählt, daß die von der Stoßwellenquelle 56 entfernten Randstrahlen RS der an der Abstrahlfläche AF reflektierten Druckimpulse in einer gemeinsamen, die Mittelachse M etwa rechtwinklig schneiden¬ den Ebene liegen. Hierdurch wird erreicht, daß sich die Fokuszone FZ dicht bei dem von der Stoßwellenαuelle 56 entfernten Ende des Druckimpulsgenerators befindet, was eine zu behandelnde Extremität im Bereich des Körper¬ stammes ermöglicht. Weiter wird die Ankoppelung des Druck¬ impulsgenerators in den genannten Fällen dadurch erleich- tert, daß wie auch im Falle der Ausführung gemäß Fig. 5 der durch die Außenseite des Reflektors 63 und die in Fig. 6 strichliert eingetragenen Linien L begrenzte Raum im Gegensatz zu den beiden zuerst beschriebenen Ausführungs¬ beispielen frei bleibt. Es kommt der Vorteil hinzu, daß auch bei an ein zu behandelndes Körperteil angekoppeltem Druckimpulsgenerator die im Fokus liegenden Bereiche des Körperteiles zu Ortungszwecken, Ultraschallwellen oder Röntgenstrahlen zugänglich sind. Diese Zugänglichkeit läßt sich nochmals verbessern, wenn ein Reflektor 63 mit einer Abstrahlfläche AF verwendet wird, die durch Rotation einer Parabel P erzeugt ist, deren Brennpunkt F nicht zwischen, sondern außerhalb der Enden des Druckimpulsgenerators liegt, da dann auch die Fokuslinie FL und die Fokuszone FZ außerhalb der Enden des Druckimpulsgenerators liegen.
In den Fig . 8 und 9 ist eine zylindersegmentförmige Stoßwellenquelle 85 der Übersichtlichkeit halber ohne Koppelkissen und flüssiges akustisches Ausbreitungsmedium dargestellt, die es gestattet, ringsegmentförmige oder vollständig ringförmige Druckimpulsgeneratoren au fzubauen , je nachdem , ob eine einzelne Stoßwellenquelle 85 verwendet wird oder mehrere segmentför ige Stoßwelienquellen 85 wie strichliert angedeutet kombiniert werden . Während im Falle der zuvor be schriebenen unsegmentierten Ausführungsbei- spiele die Windungen der Spulenanordnungen näherungsweise in Umfangsrichtung der Stoßwellenquelle verlaufen, ist im Falle der Fig . 8 und 9 die Spulenanordnung 86 derart auf den als Zylinderrohrsegment ausgeführten Spulenträger 87 aus Keramik oder dergleichen gewickelt , wie dies bei Ring- kernen der Fall ist. Auf der Innen-und der Außenseite des einen etwa rechteckigen Querschnitt au fweisenden Spulen¬ trägers 87 verlaufen die Windungsabschnitte also nahezu parallel zu der Mittelachse M der St oßwellenquelle 85 , während die im Bereich der Stirnflächen des Spulenträgers 87 befindlichen Windungsabschnitte in etwa radial verlaufen. Der Innenseite der Spulenanordnung 86 vorgelagert und von dieser durch eine Isolierfolie 88 getrennt ist eine metallische Membran 89 angeordnet, die um die Mittelachse M der Stoßwellenquelle 85 zylindrisch gekrümmt ist. Dabei stellt die von der Spulenanordnung 86 abgewandte Seite der Membran 89 die an das in den Fig. 8 und 9 nicht dargestell¬ te flüssige akustische Ausbreitungsmedium angrenzende Abstrahlfläche AF der Stoßwellenquelle 85 dar, die selbst¬ verständlich ebenfalls zylindrisch um die Mittelachse M gekrümmt ist. Der Spulenträger 87 mit der Spulenanordnung 86, die Isolierfolie 88 und die Membran 89 sind in einem Gehäuse 90 aufgenommen, das aus einem plastisch verform¬ baren Werkstoff gebildet ist. Das Gehäuse 90 weist in • seinem Ausgangszus'tand einen etwa U-förmigen Querschnitt auf und ist an seinen Enden mit Seitenwänden 91, 92 versehen. Nach Einsetzen des Spulenträgers 87 mit der Spulenanordnung 86, der Isolierfolie 88 und der Membran 89 in das Gehäuse 90 wird dieses durch plastisches Verformen in der in den Fig. 9 und 10 dargestellten Weise zugebördel- t so daß die genannten Bauteile im Inneren des Gehäuses 90 fixiert sind und die Membran 89 unter Zwischenfügung der Isolierfolie 88 satt an der Spulenanordnung 86 anliegt.
Wird die mit ihren beiden Enden in nicht dargestellter Weise mit einem Hochspannungsimpulsgenerator verbundene
Spulenanordnung 86 mit Hochspannungsimpulsen beaufschlagt, gehen von der Abstrahlfläche AF der Membran 89 Druck¬ impulse aus, die, wenn keine weiteren Maßnahmen getroffen sind, auf einen Strichfokus fokussiert sind, der mit der Mittelachse M der Stoßwellenquelle 85 identisch ist. Um einen Fokus in Form einer gekrümmten Linie zu erhalten, ist der Abstrahlfläche AF jedoch eine plan-konkave Zylinderlinse 93 vorgelagert, deren Krümmungsachse KA in einer die Mittelachse M der Stoßwellenquelle 85 im wesentlichen rechtwinklig schneidenden Ebene liegt. Die erzeugten Druckimpulse werden dann auf eine um die Mittel¬ achse M der Stoßwellenquelle 85 gekrümmte Fokuslinie FL fokussiert, die das Zentrum einer etwa banaπenförmigen Fokuszone FZ darstellt. Falls ein Druckimpulsgenerator aus mehreren Stoßwellenquellen 85 zusammengesetzt ist, ist es zweckmäßig, so wie dies in den Fig. 8 und 9 strichliert angedeutet ist, vorzusehen, daß die Krümmungsachsen KA in einer gemeinsamen die Mittelachse M vorzugsweise recht¬ winklig schneidenden Ebene liegen.
Grundsätzlich könnte anstelle der Zylinderlinse 93 auch eine sphärische Linse oder eine Zylinderlinse mit parallel zur'Mittelachse M der Stoßwellenquelle 5 ausgerichtete Krümmungsachse verwendet werden. In diesem Falle würde sich jedoch keine um die Mittelachse M gekrümmte Fokus¬ linie FL ergeben. Vielmehr würde lediglich der ohne Sammellinse mit der Mittelachse M zusammenfallende Strichfokus verschärft.
Außerdem besteht die Möglichkeit, eine unsegmentierte ringförmige Stoßwellenquelle in zu den Fig. 8 und 9 analoger Weise aufzubauen.
Wenn ein Druckimpulsgenerator aus mehreren segmentförmigen Stoßwellenquellen 85 zusammengesetzt ist, besteht die
Möglichkeit, die Spalte 95 zwischen den einzelnen Sto߬ wellenquellen 85 für Ortungszwecke zu nutzen, indem beispielsweise in der in Fig. 8 angedeuteten Weise der Ultraschallkopf 94 einer Ultraschall-Ortungseinrichtung in einem derartigen Spalt 95 angeordnet wird, oder einander gegenüberliegende Spalte 95 genutzt werden, um ebenfalls zu Ortungszwecken Röntgenstrahlung durch ein zu behandeln¬ des Körperteil eintreten zu lassen, was in Fig. 8 dadurch angedeutet ist, daß der strichliert angedeutete und mit Z bezeichnete Zentralstrahl eines Röntgenstrahlenbündels durch einen Spalt 95 verläuft. Auch im Falle des Druckimpulsgenerators gemäß Fig. 10, bei dem ebenso wie im Falle der Fig. 8 und 9 auf die Darstel¬ lung des akustischen Ausbreitungsmediums und der Koppel¬ kissen verzichtet wurde, sind besonders gute Voraussetzun- gen für Ortungsmaßnahmen gegeben. Der Druckimpulsgenerator gemäß Fig. 10 besteht nämlich aus zwei identischen ring¬ förmigen Stoßwellenquellen 100a und 100b, die durch einen Spalt 101 voneinander getrennt sind, indem in der in Fig. 10 dargestellten Weise der Ultraschallkopf 102 einer Ultraschall-Ortungseinrichtung angeordnet ist bzw. durch den ein zu Ortungszwecken dienendes Röntgenstrahlenbündel tritt, dessen Zentralstrahl Z in Fig. 10 strichliert dargestellt ist. Die Stoßwellenquellen 100a und 100b sind relativ zueinander derart angeordnet, daß die die Zentren ihrer Fokuszonen FZ bildenden kreisförmigen Fokuslinien FL zusammenfallen. Außerdem sind die Stoßwellenquellen 100a und 100b derart ausgebildet, daß die Fokuszonen FZ in dem die Stoßwellenquellen 100a und 100b trennenden Spalt 101 liegen. Bei den Stoßwellenquellen 100a und 100b handelt es sich, wie in Fig. 10 anhand der Stoßwellenquelle 100a ersichtlich ist, um elektromagnetische Stoßwellenquellen. Ä'hnlich wie im Falle der Stoßwellenquelle 30 gemäß den Fig. 3 und 4 sind die Auflagefläche 103 des Spulenträgers 104 für die Spulenanordnung 105 und die Abstrahlfläche AF der Membran 106 durch Rotation des Abschnittes einer
Geraden G um die Mittelachse M des Druckimpulsgenerators erzeugt, wobei allerdings die Gerade G die Mittelachse M schneidet. Die Auflagefläche 103 und die Abstrahlfläche AF sind also von kegelstumpfmantelförmiger Gestalt. Der Abstrahlfläche AF der von der Spulenanordnung 105 durch eine Isolierfolie 107 getrennten Membran 106 ist eine als Ringlinse 108 ausgebildete Sammellinse vorgelagert, die einen plan-konkaven Querschnitt besitzt und zur Fokussie¬ rung der von der Abstrahlfläche AF ausgehenden Druck- impulse dient. In zu der Ausführungsform gemäß Fig. 10 analoger Weise kann auch im Falle der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 2 bzw. 3 und 4 vorgesehen sein, daß die Stoßwellen¬ quelle 1 bzw. die Stoßwellenquelle 30 samt Ringlinse 34 in zwei vorzugsweise identische Stoßwellenquellenhälften unterteilt sind, deren Fokusse vorzugsweise innerhalb des Spaltes liegen. Für den Fall, daß die Druckimpulsgenera¬ toren gemäß den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2, den Fig. 3 oder 4 oder der Fig. 5 in Segmente unter- teilt sind, kann vorgesehen sein, daß zwischen einander benachbarten Segmenten Spalte für Ortungszwecke vorgesehen sind.
Es besteht auch die Möglichkeit, einen Druckimpulsgenera- tor zu realisieren, der nur e ine gemäß der Fig. 10 auf¬ gebaute Druckimpulsquelle 100a oder 100b enthält. Ein solcher Druckimpulsgenerator bietet, da die Fokuslinie FL und die Fokuszone FZ außerhalb der Enden des Druckimpuls¬ generators liegen, bei der Ortung die im Zusammenhang mit den Fig. 6 und 7 erläuterten Vorteile.
Anders als in den Figuren dargestellt besteht in Anwen- - dungsfällen, bei denen dies hygienisch zumutbar ist, z.B. im Bereich der Extremitäten, auch die Möglichkeit, die Druckimpulsgeneratoren ohne Ankoppelkissen in einem offenen Wasserbad zu betreiben. Dies kann z.B. geschehen, indem der Druckimpulsgenerator in ein geeignetes Gefäß zur Aufnahme des als akustisches Ausbreitungsmedium erforder¬ lichen Wassers eingebaut wird oder selbst so ausgebildet wird, daß er ein Wasservolumen der erforderlichen
Abmessungen aufnehmen kann. Es ist dann kein besonderes Gefäß mehr erforderlich. Zur Behandlung sitzt (Bein) bzw. liegt (Arm) der Patient oberhalb des Wasservolumens, in das die jeweils zu behandelnde Extremität von oben einge- führt wird. Im Falle eines derart ohne Koppelkissen ausgeführten Druckimpulsgenerators ergibt sich eine Reihe von Vorteilen:
- Die akustische Ankoppelung an die jeweils zu behandelnde Extremität erfolgt ohne die Gefahr von Lufteinschlüssen, ohne ein besonderes Koppelmittel wie z.B. Ultraschallgel und ohne daß das Koppelkissen im Anschluß an die Behand¬ lung unter anderem zur Entfernung des Koppelmittels gereinigt werden muß, sowie verlustfrei.
- Eventuell vorhandene akustische Linsen können gegen Linsen anderer Brennweite ausgewechselt werden.
- Es besteht die Möglichkeit, eine eventuell vorhandene akustische Linse so relativ zu der Stoßwellenquelle zu verschieben, daß die Fokuslinie exzentrisch zur Mittel¬ achse des Druckimpulsgenerators liegt, was insbesondere bei asymmetrischer Lage der zu behandelnden Bereiche einer Extremität vorteilhaft ist.
- Zur Darstellung des zu behandelnden Bereiches können ein Ultraschallkopf oder mehrere Ultraschallköpfe verwendet werden, die mit der Stoßwellenouelle oder der akusti- sehen Linse fest verbunden oder längs deren Umfang ver¬ fahrbar sein können, so daß die zu behandelnde Extremi¬ tät aus verschiedenen Richtungen betrachtet werden kann. Hierdurch werden Probleme, die bei der Ultraschallortung durch ein Koppelkissen hindurch auftreten können, vermieden.
Zur Herstellung der Stoßwellenquellen 1 und 30 der Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 bzw. den Fig. 3 und 4 wird zweckmäßigerweise anders als dies im Falle ebener Stoßwellenquellen üblich ist, verfahren. Während ebene elektromagnetische Stoßwellenquellen üblicherweise so hergestellt werden, daß auf einen Spulenträger zunächst die Flachspule und die Isolation aufgebracht werden und dann die Membran mittels einer Halterung oder dergleichen mit dem Spulenträger samt Flachspule verspannt wird, wird, obwohl das beschriebene Verfahren, wenn auch unter Schwierigkeiten, auch für ringförmige Stoßwellenquellen brauchbar wäre, bei diesem im wesentlichen umgekehrt, nämlich nicht von außen nach innen, sondern von innen nach außen vorgegangen. Auf die Membran, die während des
Herstellungsvorganges durch einen geeigneten Kern gestützt werden kann, wird zunächst ein- oder mehrlagig die Isolation aufgebracht. Dann wird. die Spule gewickelt und schließlich die so erhaltene Anordnung in einen Tragring, der aus Kunststoff oder Metall bestehen kann, eingebracht und im Bereich ihrer gesamten äußeren Mantelfläche mittels eines elektrisch isolierenden Gießharzes vergossen. Nach¬ dem das den Zwischenraum zwischen den Windungen der Spulen¬ anordnung vollständig ausfüllende Gießharz ausgehärtet ist, kann der die Membran stützende Kern entfernt werden, da die Stoßwellenquelle nun eine selbsttragende und steife Struktur darstellt. Die dünnwandig ausgeführte Membran, die typischerweise eine Wandstärke zwischen 0,1 und 1 mm aufweist, kann entweder durch Abdrehen eines ursprünglich dickwandigen Metallrohres (z.B. Aluminium) auf die gewünschte Stärke hergestellt werden oder dadurch, daß ein Metallband eines geeigneten Materials, z.B. hochleitende Bronze, auf die erforderliche Länge zugeschnitten und an den Enden durch Schweißen und/oder Löten mechanisch und elektrisch zu einem Ring verbunden wird, der erforder¬ lichenfalls durch plastische Umformung in die gewünschte Form gebracht wird.
In aus der EP-A-0 188 750 an sich bekannter und in den Figuren nicht dargestellter Weise kann vorgesehen sein, daß der Raum zwischen der Membran und der Spulenanordnung mit Unterdruck beaufschlagt ist, wobei für diesen Zweck eine Unterdruckleitung in den genannten Raum zu führen ist. Um die Membran mechanisch haltern zu können und für die zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes erforderliche Abdichtung sorgen zu können, ist die Membran in der in den einschlägigen Figuren dargestellten Weise jeweils mit einem über die Spulenanordnung hinausragenden Rand versehen, der mit einem entsprechenden ringförmigen Rand des Spulenträgers zusammenwirkt. Die Spulenanordnungen der beschriebenen Druckimpulsgeneratoren können übrigens in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise mehrere parallel geschaltete Wicklungen aufweisen, deren Windungen parallel zueinander verlaufen.
Im Falle sämtlicher Ausführungsbeispiele sind die Membra¬ nen 4, 33, 55, 89, 106 im Bereich ihrer Abstrahlfläche AF übrigens jeweils mit einer dünnen Schutzschicht GS eines kavitationsfesten Werkstoffes, beispielsweise EPDM-Gummi, versehen, um den Membranwerkstoff vor Kavitationsschäden zu schützen.
In bestimmten Fällen kann bei der Behandlung eine Beschal¬ lung bestimmter Bereiche unerwünscht sein. In diesen Fällen besteht in nicht dargestellter Weise die Möglich¬ keit, durch Einbringen von schallabsorbierenden oder -reflektierenden Materialien, z.B. Körpern aus Schaum¬ stoff, zwischen die Stoßwellenquelle und den Fokus die Beaufschlagung bestimmter Bereiche mit Druckimpulsen zu unterbinden. Im Falle von Druckimpulsgeneratoren, die aus mehreren Segmenten zusammengesetzt sind, besteht außerdem die Möglichkeit, bestimmte Bereiche von der Behandlung auszunehmen, indem einzelne Segmente abge¬ schaltet werden. Im Falle der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele wird der erfindungsgemäße Druckimpulsgenerator ausschlie߬ lich zur Behandlung von Knochenleiden verwendet. Er kann jedoch auch für andere medizinische und nicht-medizinische Zwecke eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Akustischer Druckimpulsgenerator, welcher in einem wenigstens im wesentlichen die Gestalt einer gekrümmten Linie aufweisenden Fokus (FL, FZ) zusammenlaufende akustische Druckimpulse erzeugt.
2. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Fokus (FL, FZ) die Gestalt einer wenigstens im wesentlichen endlosen Linie aufweist.
3. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß. der Fokus (FL, FZ) aus einer Anzahl von Fokusabschnitten zusammen¬ gesetzt ist.
4. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Fokus (FL, FZ) wenigstens im wesentlichen in einer Ebene liegt.
5. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Fokus (FL, FZ) wenigstens im wesentlichen kreislinien- förmig gekrümmt ist.
6. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Druckimpulsgenerator eine Druckimpulsquelle (1, 30, 56, 85, 100a, 100b) enthält, welche eine gekrümmte Abstrahlfläche (AF) für die Druckimpulse aufweist.
7. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der
Druckimpulsgenerator eine Öffnung (B) aufweist und daß sich wenigstens die Projektion des Fokus (FL, FZ) in Achsrichtung der Öffnung (B) betrachtet innerhalb der Öffnung (B) befindet.
8. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Druckimpuls¬ generator wenigstens im wesentlichen ringförmig ausge¬ bildet ist.
9. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abstrahlfläche (AF) wenigstens im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und daß sich die Druckimpulse von der Abstrahlfläche (AF) in Richtung auf die Mittelachse (M) der Abstrahlfläche (AF) ausbreiten.
10. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 6 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abstrahlfläche (AF) - in die Mittelachse (M) der Abstrahlfläche (AF) enthaltenden Ebenen gesehen - einen konkav gekrümmten Querschnitt aufweist.
11. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abstrahlfläche (AF) durch Rotation eines gekrümmten Linienabschnittes (K, P) um die Mittelachse (M) der Abstrahlfläche (AF) erzeugt ist.
12. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Linienabschnitt
(K) kreisförmig gekrümmt ist und sein Mittelpunkt (F) - in die Mittelachse (M) der Abstrahlfläche (AF) enthaltenden Ebenen gesehen - zwischen der Abstrahlfläche (AF) und deren Mittelachse (M) liegt.
13. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 6 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abstrahlfläche (AF) durch Rotation des Abschnittes einer Geraden (G) um die Mittelachse (M) der Abstrahlfläche (AF) erzeugt ist.
14. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 6 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen der Abstrahlfläche (AF) und dem Fokus (FL, FZ) wenigstens eine akustische Sammellinse (34, 93, 108) angeordnet ist.
15. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sammellinse als rotationssymmetrische Ringlinse (34, 108) ausgeführt ist.
16. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 13 und 14, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die akustische Sammellinse durch eine Zylinderlinse (93) oder eine Anzahl von Zylinderlinsen (93) gebildet ist.
17. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Krümmungsachse(n) (KA) der Zylinderlinse(n) in die Mittelachse (M) der Abstrahlfläche (AF) schneidenden Ebenen liegt (liegen).
18. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 17 mit mehreren Zylinderlinsen (93), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Krümmungsachsen (KA) der Zylinderlinsen (93) in einer gemeinsamen, die Mittelachse (M) der
Abstrahlfläche (AF) unter einem Winkel von wenigstens im wesentlichen 90° schneidenden Ebene liegen.
19. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 6 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abstrahlfläche (AF) der Druckimpulsquelle (56) als Reflektorfläche ausgebildet ist, die die Druckimpulse in den Fokus (FL, FZ) lenkt, und daß die Druckimpulsquelle (56) eine wenigstens im wesentlichen ebene zweite Abstrahlfläche (AF2) aufweist, welche die Druckimpulse abstrahlt, die zu der Reflektorfläche gelangen.
20. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Reflektorfläche durch die Rotation eines Parabelabschnittes (P) um die Mittelachse (M) der Reflektorfläche erzeugt ist.
21. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 19 oder 20, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die zweite Abstrahlfläche (AF2) ringförmig ausgebildet ist und daß die Mittelachse (M) der Reflektorfläche mit der Mittel¬ achse (M) der zweiten Abstrahlfläche (AF2) identisch ist.
22. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - in Richtung der Längsachse des Druckimpulsgenerators betrachtet - der Fokus (FL, FZ) näher bei dem einen als bei dem anderen Ende des Druckimpulsgenerators liegt.
23. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Druckimpulsgenerator einen Spalt (95, 101) aufweist, in den der Ultraschallkopf (94, 102) einer Ultraschall- Ortungseinrichtung einführbar ist.
24. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Druckimpulsgenerator wenigstens einen Spalt (95, 101) aufweist, der röntgenstrahlen durchlässig ausgeführt ist.
25. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis
24. d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Druckimpulsgenerator zwei Druckimpulsquellen (100a, 100b). enthält, die derart angeordnet sind, daß ihre Fokusse (FL, FZ) wenigstens im wesentlichen zusammen¬ fallen, wobei die Druckimpulsquellen durch einen Spalt (101) voneinander getrennt sind und wobei sich die
Fokusse (FL, FZ) innerhalb des Spaltes (101) befinden.
26. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Druckimpulsquellen (100a, 100b) identisch ausgebildet sind.
27. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Abstrahlfläche (AF) ein Volumen eines flüssigen akustischen Ausbreitungsmediums vorgelagert ist, welches wenigstens durch die Abstrahlfläche (AF) und Koppelkissen (10, 41, 65) begrenzt ist.
28. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Koppelkissen (10,
41, 65) wenigstens im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und ein wenigstens im wesentlichen ringförmiges Volumen des Ausbreitungsmediums begrenzt.
29. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Koppelkissen in Umfangsrichtung in mehrere voneinander unabhängige Kammern (65) unterteilt ist, die unterschiedlich stark mit dem Ausbreitungsmedium befüllbar sind.
30. Druckimpulsgenerator nach Anspruch 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Druckimpulsquelle und das Koppelkissen (10, 41) in Umfangsrichtung in mehrere unabhängige Segmente (23a bis 23g und 24a bis 24g bzw. 48a bis 48g, 49a bis 49g, 50a bis 50g) unterteilt sind.
31. Druckimpulsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er wenigtens eine elektromagnetische Druckimpulsquelle (1, 30, 56, 85, 100a, 100b) enthält.
10
-15
20
25
30
35
PCT/DE1992/000289 1991-01-28 1992-04-09 Akustischer druckimpulsgenerator, insbesondere zur heilung von knochenleiden WO1993021626A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914102447 DE4102447C1 (de) 1991-01-28 1991-01-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1993021626A1 true WO1993021626A1 (de) 1993-10-28

Family

ID=6423848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1992/000289 WO1993021626A1 (de) 1991-01-28 1992-04-09 Akustischer druckimpulsgenerator, insbesondere zur heilung von knochenleiden

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE4102447C1 (de)
WO (1) WO1993021626A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015003576A1 (de) * 2015-03-19 2016-09-22 Rainer Ebid 3 D-Osteotom - Gerätschaft zur Durchtrennung von Knochen zur Erzielung einer dreidimensionalen Schnittfläche

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2903316B1 (fr) * 2006-07-05 2009-06-26 Edap S A Sonde de therapie et appareil de therapie incluant une telle sonde

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1429828A (en) * 1973-09-17 1976-03-31 Nippon Tokusho Togyo Kk Ultrasonic device
DE2610061A1 (de) * 1976-03-11 1977-09-22 Johann Prof Dr I Kleinwaechter Reflektoren zur fokussierung einer drahtexplosionsstosswelle
EP0324163A2 (de) * 1988-01-11 1989-07-19 Werner Dr. Schwarze Vorrichtung zum Herbeiführen von Knochenwachstum
EP0421290A1 (de) * 1989-10-03 1991-04-10 Richard Wolf GmbH Ultraschall-Stosswellenwandler
DE4039408A1 (de) * 1989-12-22 1991-06-27 Siemens Ag Stosswellengenerator mit einem reflektor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4029395A (en) * 1975-10-31 1977-06-14 Westinghouse Electric Corporation Method for altering the focal zone of a lens system
DE3328051A1 (de) * 1983-08-03 1985-02-14 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zum beruehrungslosen zertruemmern von konkrementen
DE8413031U1 (de) * 1984-04-27 1984-07-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zum berührungslosen Zertrümmernvon Konkrementen
DE3447440A1 (de) * 1984-12-27 1986-07-03 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Stosswellenrohr fuer die zertruemmerung von konkrementen
DE3501838A1 (de) * 1985-01-21 1986-07-24 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Einrichtung zur erzeugung zeitlich versetzter stosswellen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1429828A (en) * 1973-09-17 1976-03-31 Nippon Tokusho Togyo Kk Ultrasonic device
DE2610061A1 (de) * 1976-03-11 1977-09-22 Johann Prof Dr I Kleinwaechter Reflektoren zur fokussierung einer drahtexplosionsstosswelle
EP0324163A2 (de) * 1988-01-11 1989-07-19 Werner Dr. Schwarze Vorrichtung zum Herbeiführen von Knochenwachstum
EP0421290A1 (de) * 1989-10-03 1991-04-10 Richard Wolf GmbH Ultraschall-Stosswellenwandler
DE4039408A1 (de) * 1989-12-22 1991-06-27 Siemens Ag Stosswellengenerator mit einem reflektor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PROCEEDINGS OF THE 1977 ULTRASONICS SYMPOSIUM Oktober 1977, PHOENIX Seiten 157 - 160 H. FINKLER ET AL. 'Experiments with focussing devices for the touchless destruction of kidneystones' *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015003576A1 (de) * 2015-03-19 2016-09-22 Rainer Ebid 3 D-Osteotom - Gerätschaft zur Durchtrennung von Knochen zur Erzielung einer dreidimensionalen Schnittfläche

Also Published As

Publication number Publication date
DE4102447C1 (de) 1992-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0369177B1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung von fokussierten akustischen Druckwellen
DE4110102C2 (de)
EP0386479B1 (de) Stosswellenquelle
EP0189756B1 (de) Einrichtung zur Erzeugung zeitlich versetzter Stosswellen
DE4117638C2 (de)
EP0188750B1 (de) Stosswellenrohr für die Zertrümmerung von Konkrementen
EP0327917B1 (de) Stosswellenquelle zum berührungslosen Zertrümmern von Konkrementen im Körper eines Lebewesens
EP0412202A1 (de) Stosswellenquelle zur Erzeugung von fokussierten Stosswellen mit einem als Rotationsparaboloid ausgebildeten Reflektor
EP0253825A1 (de) Einrichtung zur mechanisch akustischen ankopplung von druckwellen, insbesondere von fokussierten stosswellen an den körper von lebewesen
DE3312014A1 (de) Einrichtung zur beruehrungsfreien zertruemmerung von konkrementen im koerper von lebewesen
DE3328039C2 (de) Einrichtung zum beruehrungslosen zertruemmern eines im koerper eines lebewesens befindlichen konkrements
DE2538960A1 (de) Einrichtung zum beruehrungsfreien zertruemmern von im koerper eines lebewesens befindlichen konkrementen
EP0372119B2 (de) Lithotripter
EP0400196B1 (de) Stosswellenkopf für die Zertrümmerung von Konkrementen
DE9109025U1 (de) Generator zur Erzeugung akustischer Zugimpulse
EP0441997B1 (de) Medizinischer Ultraschall-Applikator zur Verwendung in einem von akustischen Stosswellen durchlaufenen Ausbreitungsmedium
DE19509004C1 (de) Akustisches Therapiegerät
DE3727692C2 (de) Stoßwellenquelle mit kurzer Fokussierung
EP0240797B1 (de) Stosswellenquelle mit erhöhtem Wirkungsgrad
DE3739393C2 (de) Lithotripter mit verstellbarer Fokussierung
DE4102447C1 (de)
DE4039408A1 (de) Stosswellengenerator mit einem reflektor
DE3739390A1 (de) Lithotripter mit veraenderbarem fokus
DE4120593C1 (en) Focussed acoustic pressure pulse source - comprises circular zones similarly activated but of differing diameters and foci
DE4122223C1 (en) Acoustic, focussed, pressure pulse generator - has presser pulse source, pulse reflector, and acoustic lens between reflector and focus

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US