WO1999009897A1 - Vorrichtung zur zerstörung bzw. zertrümmerung von konkrementen - Google Patents

Vorrichtung zur zerstörung bzw. zertrümmerung von konkrementen Download PDF

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WO1999009897A1
WO1999009897A1 PCT/DE1998/002479 DE9802479W WO9909897A1 WO 1999009897 A1 WO1999009897 A1 WO 1999009897A1 DE 9802479 W DE9802479 W DE 9802479W WO 9909897 A1 WO9909897 A1 WO 9909897A1
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Klaus Irion
Wolfgang Leibersperger
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Karl Storz Gmbh & Co.
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    • B06B2201/76—Medical, dental

Definitions

  • the invention relates to a device for the destruction or destruction of concrements according to the preamble of claim 1.
  • Intracorporeal devices for the destruction or destruction of concretions are generally known. Such devices are used, for example, as so-called lithotripters in medicine to destroy concretions such as kidney stones, urinary stones or the like by brief impulses from a probe inserted into the human body or to comminute them so that they can be discharged via the urinary tract.
  • a device which is used in the formulation of the preamble of claim 1, is described in WO 96/33661.
  • This device has an elongated probe which can be inserted into the human body, in particular via the ureter.
  • a lever At the proximal end of the probe there is a lever, the rotational movement of which accelerates the probe into a translatory movement as a whole at a speed which is sufficient for the concrement to be shattered by the impact of the distal end of the probe or is destroyed.
  • the lever is driven, for example, by a baffle which strikes it at high speed to make a rapid rotary movement.
  • EP 0 317 507 B1 discloses an apparently similar device for destroying concretions.
  • a projectile hits the proximal interface of a waveguide.
  • the impact of the projectile is intended to excite shock waves in the waveguide, which should lead to a displacement of the distal interface of the waveguide.
  • the device known from WO 96/33661 has the following advantage over the device known from EP 0 317 507 B1, in which only or mainly shock waves or compression waves are excited in the waveguide: since in WO 96 / 33661 known device the probe is moved as a whole, the total mass of the probe contributes to the kinetic energy of the probe. In the device known from EP 0 317 507 B1, on the other hand, only the fraction of the total mass influenced by the “traveling” compression wave contributes to the kinetic energy. This is the case with the device known from WO 96/33661 in which the probe moves as a whole becomes the "effective kinetic energy" much larger, so that an excellent smashing success is achieved.
  • the lever acts as a transformation element that has a low-pass effect. Because of this low-pass effect, the kinetic energy of the impact body becomes so through the lever serving as a transformation element implemented that essentially only a translational movement of the probe with the aforementioned high kinetic energy is achieved without a therapeutically effective compression wave component.
  • the invention is based on the knowledge that it by optimizing the ratio of the distance of the center of the contact surface of the lever serving as a transformation element in the rest position on the proximal end surface of the axis of rotation of the probe and the distance of the center of the impact surface of the impact body on the lever of the Axis of rotation is possible to achieve the highest possible translational speed with optimal kinetic energy of the probe.
  • the invention is based on the finding that in the device known from WO 96/33661 the lever ratios - as can be seen in the drawing - are not optimally selected.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a device which serves for the mechanical destruction of concrements, in which the probe strikes the concrement at the highest possible speed, and as much of the kinetic energy of the impact body as possible is transferred to the probe.
  • the object is achieved according to the invention in that the distance from the center of the contact surface of the lever in the rest position on the proximal end surface of the axis of rotation of the probe is smaller and in particular significantly smaller than the distance from the center of the impact surface of the impact body on the lever of the Axis of rotation, and that the ratio of the distances is chosen such that the probe reaches a maximum translational speed.
  • the first point of impact is between the axis of rotation and a freely movable end of the lever element and that the probe is acted upon by another area of the lever element in particular instead of from the center of the lever element.
  • the first impact point is provided at the freely movable lever end and the second impact point is located exactly in the middle between the two lever ends
  • the asymmetrical position of the impact points according to the invention enables energy transmission from Adjust the impact body on the probe to the masses of impact body, lever and probe involved and largely avoid energy transmission losses caused by the lever mechanism.
  • the lever can not only be a one-armed lever, in principle, the most varied types of transmission or transformation elements, such as, for example, arrangements of several levers, can be selected, which are characterized by different distances between the points of rotation, i.e. allow adjustment of the leverage to a maximum energy transfer to the impact probe by means of different impact radii.
  • the distance of the center of the contact surface of the lever on the proximal end surface of the probe is greater than the distance of the center of gravity of the lever from the axis of rotation.
  • the axis of rotation can be displaced in the rest position in the direction of the longitudinal axis of the lever, so that the lever action can be adjusted.
  • the lateral position must be regulated of the lever element is advantageous if the energy transmission for the destruction of different sized concrements is to be matched to the respective concretion mass
  • the proximal end of the impact probe and the impact unit are laterally displaceable in relation to one another in order to enable regulation of the lever action.
  • a displacement of the lever changes both impact radii
  • one of the impact radii can be optimized independently of the other according to this possibility
  • displacement is here any movement that leads to a lateral displacement of the probe and the impact unit, for example, a rotation of the impact unit or the rear part of the housing about an axis running outside the center of the housing or the proximal end of the probe or another adjustment mechanism to one lateral approach of the impact unit and impact probe (or their extension on the house side)
  • the lever element has a varying cross-section over its length.
  • the distances n and r 3 are at least approximately:
  • the aforementioned condition for the ratio corresponds to the conservation of energy or the complete transfer of energy to the probe, the mass of the probe also correspondingly comprising the mass of all parts moving simultaneously with the probe during the impact process.
  • the device according to the invention can be designed in the same way as described in WO 96/33661:
  • the drive unit can have a tube in which the impact body is accelerated, for example by means of compressed air or electromagnetically.
  • the drive unit can have at least one further lever.
  • FIG. 2 shows a graphical representation of the energy transfer that can be achieved with conventional lithotripters for different probe sizes
  • Fig. 4 is a graphical representation of the energy transfer achievable with the lithotripter according to the invention for different impact radii of the probe. Description of an embodiment
  • the device has a probe 1, which can be inserted into the ureter, for example, and which serves to destroy or destroy a body concrement, such as a urinary stone.
  • a body concrement such as a urinary stone.
  • the probe is accelerated to a translatory speed, which is typically 5-10 m / s, as follows:
  • a baffle 2 is accelerated to a comparatively high speed in a tube 3, for example by means of compressed air or an electromagnetic field.
  • the impact body 2 strikes a lever 4 which is rotatable about an axis 5 and which, in its rest position, rests on the proximal end of the probe 1.
  • the axis of rotation 5 is held, for example, on an outer wall 8 of a handpiece by a holder 9 at a certain distance.
  • the projectile 2 accelerated by the impact unit 3 abuts the lever 4, which acts on the proximal end of the impact probe and thus transmits the kinetic energy of the projectile to the probe.
  • the lever serving as the transformation element gives a low-pass effect, so that no ultrasonic compression waves are excited. Rather, the probe practically performs a pure translational movement with high kinetic energy without stimulating therapeutically effective compression waves in the probe.
  • the device is known from WO 96/33661.
  • n denotes the distance of the center 6 of the impact surface of the impact body 2 on the lever 4 from the axis of rotation 5.
  • r 2 denotes the distance of the center of gravity 10 of the lever 4 from the axis of rotation 5.
  • r 3 denotes the distance of the center 7 of the contact surface of the lever 4 in the rest position on the proximal end surface 11 from the axis of rotation 5 of the probe.
  • the ratio of the distances r ⁇ and r 3 are selected such that the probe reaches a maximum translational speed at the maximum kinetic energy.
  • the first point of impact 6 is not necessarily arranged - in contrast to the device known from the aforementioned publication - not directly at the freely movable - lower in FIG. 1 - end of the lever; Furthermore, the second point of impact 7 can be arranged, in particular, asymmetrically offset.
  • the distance r 3 is greater than the distance r 2 of the center of gravity 10 of the lever from the axis of rotation 5.
  • Fig. 2 shows the energy transfer, ie the ratio of the kinetic energy transferred to the impact probe relative to that of the projectile striking the lever, for probe masses m 2 between twice and five times the mass rri ⁇ of the projectile. Due to the lever mechanism of the conventional device, which is adapted to the cylindrical housing shape, the kinetic energy of the projectile is only incompletely transferred to the probe even in the best case of a probe weight of approximately 67% of the projectile mass.
  • the first impact radius ⁇ is optimized for the mass ratio of projectile and lever and the impact radius r 3 for a probe that is twice as heavy as the projectile; for example, in the case of a lever with a mass that is half as large as the projectile, both impact radii are smaller than half the lever length; since the probe is heavier than the projectile, the impact radius r 3 is smaller than the impact radius ⁇ .
  • FIG. 4 shows the energy transmission as a function of the ratio of the impact radius r 3 to the impact radius n in the case of a first impact radius which is matched to the lever mass and a probe which is twice as heavy as the projectile and which, like in FIG. 3, reaches the maximum value 1.

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Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Zerstörung bzw. Zertrümmerung von Konkrementen mit einer länglichen, in den menschlichen Körper einführbaren Sonde, einer Antriebseinheit, die einen Prallkörper beschleunigt, und einer Hebeleinheit, die wenigstens einen einarmigen Hebel aufweist, der um eine Drehachse drehbar derart gelagert ist, daß er in seiner Ruhestellung an der proximalen Endfläche der Sonde anliegt, und den der Prallkörper beim Auftreffen dreht, so daß der Hebel die an ihm anliegende Sonde beschleunigt und diese eine Translationsbewegung ausführt, aufgrund derer das Konkrement durch das Auftreffen der distalen Endfläche der Sonde zerstört bzw. zertrümmert wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Abstand (r3) des Zentrums der Anlagefläche des Hebels in Ruhestellung an der proximalen Endfläche von der Drehachse der Sonde kleiner und insbesondere deutlich kleiner ist als der Abstand (r1) des Zentrums der Auftrefffläche des Prallkörpers auf den Hebel von der Drehachse, und daß das Verhältnis der Abstände (r1 und r3) derart gewählt ist, daß die Sonde eine maximale translatorische Geschwindigkeit bei maximalem Energieübertrag von dem Prallkörper auf die Sonde erreicht.

Description

Vorrichtung zur Zerstörung bzw. Zertrümmerung von Konkrementen
B E S C H R E I B U N G
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zerstörung bzw. Zertrümmerung von Konkrementen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Intrakorporal arbeitende Vorrichtungen zur Zerstörung bzw. Zertrümmerung von Konkrementen sind allgemein bekannt. Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise als sogenannte Lithotripter in der Medizin eingesetzt, um Konkremente wie Nierensteine, Harnsteine oder dergleichen durch kurze Impulsstöße einer in den menschlichen Körper eingeführten Sonde zu zerstören bzw. so zu zerkleinern, daß sie über den Harnweg abgeführt werden können.
Eine Vorrichtung, von der bei der Formulierung des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ausgegangen wird, ist in der WO 96/33661 beschrieben. Diese Vorrichtung weist eine längliche, in den menschlichen Körper insbesondere über den Harnleiter einführbare Sonde auf. Am proximalen Ende der Sonde liegt ein Hebel an, dessen Drehbewegung die Sonde zu einer translatorischen Bewegung als Ganzes mit einer Geschwindigkeit beschleunigt, die ausreicht, daß durch das Auftreffen des distalen Endes der Sonde auf das Konkrement dieses zertrümmert bzw. zerstört wird. Der Hebel wird beispielsweise durch einen Prallkörper, der mit hoher Geschwindigkeit auf ihn auftrifft, zu einer schnellen Drehbewegung angetrieben.
Aus der EP 0 317 507 B1 ist eine scheinbar ähnliche Vorrichtung zur Zerstörung von Konkrementen bekannt. Bei dieser Vorrichtung trifft ein Projektil auf die proximale Grenzfläche eines Wellenleiters auf. Durch das Auftreffen des Projektils sollen in dem Wellenleiter Stoßwellen angeregt werden, die zu einer Verlagerung der distalen Grenzfläche des Wellenleiters führen sollen.
Die aus der aus der WO 96/33661 bekannte Vorrichtung hat gegenüber der aus der EP 0 317 507 B1 bekannten Vorrichtung, bei der in dem Wellenleiter lediglich oder hauptsächlich Stoßwellen bzw. Kompressionswellen angeregt werden, folgenden Vorteil: Da bei der aus der WO 96/33661 bekannten Vorrichtung die Sonde als Ganzes verlagert wird, trägt die gesamte Masse der Sonde zur kinetischen Energie der Sonde bei. Bei der aus der EP 0 317 507 B1 bekannten Vorrichtung trägt dagegen nur der von der „durchwandernden" Kompressionswelle beeinflußte Bruchteil der Gesamtmasse zur kinetischen Energie bei. Damit ist bei der aus der WO 96/33661 bekannten Vorrichtung, bei der die Sonde als Ganzes bewegt wird, die „effektive kinetische Energie" sehr viel größer, so daß ein hervorragender Zertrümmerungserfolg erreicht wird.
Der Grund für die translatorische Bewegung der Sonde als Ganzes anstelle der Anregung einer Stoßwelle bzw. einer Kompressionswelle liegt in der Verwendung eines Hebels:
Der Hebel wirkt als Transformationselement, das eine Tiefpaßwirkung hat. Aufgrund dieser Tiefpaßwirkung wird die kinetische Energie des Prallkörpers durch den als Transformationselement dienenden Hebel so umgesetzt, daß im wesentlichen nur eine translatorische Bewegung der Sonde mit der erwähnten hohen kinetischen Energie ohne therapeutisch wirksamen Kompressionswellenanteil erreicht wird.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es durch Optimieren des Verhältnisses des Abstandes des Zentrums der Anlagefläche des als Transformationselements dienenden Hebels in Ruhestellung an der proximalen Endfläche von der Drehachse der Sonde und des Abstandes des Zentrums der Auftrefffläche des Prallkörpers auf den Hebel von der Drehachse möglich ist, eine möglichst hohe translatorische Geschwindigkeit bei optimaler kinetischer Energie der Sonde zu erreichen.
Insbesondere liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß bei der aus der WO 96/33661 bekannten Vorrichtung die Hebelverhältnisse - wie sie der Zeichnung zu entnehmen sind - nicht optimal gewählt sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zur mechanischen Zertrümmerung von Konkrementen dienende Vorrichtung anzugeben, bei der die Sonde mit möglichst hoher Geschwindigkeit auf das Konkrement auftrifft, und möglichst viel der kinetischen Energie des Prallkörpers auf die Sonde übertragen wird.
Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand des Zentrums der Anlagefläche des Hebels in Ruhestellung an der proximalen Endfläche von der Drehachse der Sonde kleiner und insbesondere deutlich kleiner ist als der Abstand des Zentrums der Auftrefffläche des Prallkörpers auf den Hebel von der Drehachse, und daß das Verhältnis der Abstände derart gewählt ist, daß die Sonde eine maximale translatorische Geschwindigkeit erreicht. Dies bedeutet, daß sich der erste Stoßpunkt zwischen der Drehachse und einem frei beweglichen Ende des Hebelelements befindet und daß die Sonde insbesondere statt von der Mitte des Hebelelements von einem anderen Bereich des Hebelelements beaufschlagt wird. Während bei der herkömmlichen, mit Rücksicht auf die zylindrische Bauart des Gehäuses erfolgten Hebelgestaltung und Hebelanordnung der erste Stoßpunkt am frei beweglichen Hebelende und der zweite Stoßpunkt exakt in der Mitte zwischen beiden Hebelenden vorgesehen ist, ermöglicht es die erfindungsgemäße asymmetrische Lage der Stoßpunkte, die Energieübertragung vom Prallkörper auf die Sonde auf die beteiligten Massen von Prallkörper, Hebel und Sonde abzustimmen und durch den Hebelmechanismus bedingte Energieübertragungsverluste weitgehend zu vermeiden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Lage der Sonde zum Hebel übereinstimmend wie bei dem von der Anmelderin vertriebenen Gerät „Calcusplit" auszubilden.
Der Hebel kann dabei nicht nur ein einarmiger Hebel sein, grundsätzlich können die unterschiedlichsten Arten von Übertragungs- bzw. Transformationselementen, wie beispielsweise Anordnungen mehrerer Hebel gewählt werden, die durch unterschiedliche Abstände der Stoßpunkte von Drehachsen, d.h. durch unterschiedliche Stoßradien eine Anpassung der Hebelwirkung auf einen maximalen Energieübertrag auf die Stoßsonde ermöglichen.
Bei der optionalen Verwendung eines einarmigen Hebels ist es bevorzugt, wenn der Abstand des Zentrums der Anlagefläche des Hebels an der proximalen Endfläche der Sonde größer als der Abstand des Schwerpunkts des Hebels von der Drehachse ist. Insbesondere kann die Drehachse in Richtung der Langsachse des Hebels in dessen Ruhestellung verschiebbar sein, so daß die Hebelwirkung einstellbar ist Um die Energieübertragung nicht nur im Bereich des Gehauseinneren, sondern auch zwischen dem distalen Sondenende und dem Konkrement zu optimieren, ist eine Regulierung der seitlichen Lage des Hebelelements dann vorteilhaft, wenn die Energieübertragung für die Zertrümmerung verschieden großer Konkremente auf die jeweilige Konkrementmasse abgestimmt werden soll
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich daß das proximale Ende der Stoßsonde und die Stoßeinheit seitlich gegeneinander verschiebbar sind, um eine Regulierung der Hebelwirkung zu ermöglichen Wahrend eine Verschiebung des Hebels beide Stoßradieπ verändert, kann gemäß dieser Möglichkeit einer der Stoßradien unabhängig von dem anderen optimiert werden Als Verschiebung wird hier entgegen der sonst wortlichen Bedeutung jede Bewegung bezeichnet die zu einer seitlichen Versetzung von Sonde und Stoßeinheit fuhrt beispielsweise kann eine Drehung der Stoßeinheit bzw des hinteren Teils des Gehäuses um eine außerhalb der Gehausemitte oder des proximalen Sondenendes verlaufende Achse oder ein sonstiger Verstellmechanismus zu einer seitlichen Annäherung von Stoßeinheit und Stoßsonde (bzw deren gehauseseitiger Verlängerung) fuhren
Weiterhin ist es möglich, daß das Hebelelement über seine Lange einen variierenden Querschnitt besitzt Hierdurch kann alternativ oder zusatzlich zu den vorgenannten Maßnahmen eine weitere Abstimmung der Energieübertragung auf den Hebel und von dem Hebel auf die Sonde erzielt werden
Insbesondere dann, wenn die Masse des Hebels deutlich kleiner als die Masse des Prallkorpers ist, und die Masse des Hebels ca die Hälfte der Masse des Prallkörpers oder weniger und die Masse der Sonde ca. das Doppelte der Masse des Prallkörpers oder mehr betragen, ist es bevorzugt, wenn für die Abstände n und r3 zumindest angenähert gilt:
(r3/rι) .2 _ = mι/m3
hierbei sind
ITH Masse des Prallkörpers m Masse der Sonde rι Abstand des Zentrums der Auftrefff lache des Prallkörpers auf den Hebel von der Drehachse, r3 . Abstand des Zentrums der Anlagefläche des Hebels in Ruhestellung an der proximalen Endfläche von der Drehachse der Sonde.
Durch diese Ausbildung wird die kinetische Energie des Projektils trotz unterschiedlicher Massen von Sonde und Prallkörper praktisch vollständig auf die Sonde übertragen wird. Da die Sonde aufgrund ihrer Länge, die zur Einführung in den menschlichen Körper erforderlich ist, meist deutlich schwerer ist als das Projektil, kann eine vollständige Energieübertragung nur bei unterschiedlichen Stoßradien von Stoßeinheit und Sonde erreicht werden.
Die vorstehend genannte Bedingung für das Verhältnis entspricht wegen der zu der Hebelarmlänge proportionalen Hebelgeschwindigkeit der Energieerhaltung bzw. der vollständigen Energieübertragung auf die Sonde, wobei die Masse der Sonde sinngemäß auch die Masse sämtlicher während des Stoßvorgangs gleichzeitig mit der Sonde mitbewegten Teile umfaßt.
Im übrigen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in gleicher weise wie in der WO 96/33661 beschrieben ausgebildet sein: So kann die Antriebseinheit eine Röhre aufweisen, in der der Prallkörper beispielsweise mittels Druckluft oder elektromagnetisch beschleunigt wird.
Weiterhin kann die Antriebseinheit wenigstens einen weiteren Hebel aufweisen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen hinsichtlich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Lithotripter,
Fig. 2 eine graphische Darstellung der mit herkömmlichem Li- thotriptern erzielbaren Energieübertragung für verschiedene Sondengrößen,
Fig. 3 eine graphische Darstellung der mit dem erfindungsgemäßen Lithotripter erzielbaren Energieübertragung für verschiedene Sondengrößen, und
Fig. 4 eine graphische Darstellung der mit dem erfindungsgemäßen Lithotripter erzielbaren Energieübertragung für verschiedene Stoßradien der Sonde. Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Vorrichtung weist eine Sonde 1 auf, die beispielsweise in den Harnleiter eingeführt werden kann, und die zur Zerstörung bzw. zur Zertrümmerung eines Kör- perkonkrements, wie eines Harnsteins dient. Die Sonde wird - wie aus der WO 96/33661 bekannt - wie folgt auf eine translatorische Geschwindigkeit beschleunigt, die typischerweise 5-10 m/s beträgt:
Ein Prallkörper 2 wird in einer Röhre 3 beispielsweise mittels Druckluft oder eines elektromagnetischen Feldes auf eine vergleichsweise hohe Geschwindigkeit beschleunigt. Der Prallkörper 2 trifft auf einen Hebel 4 auf, der um eine Achse 5 drehbar ist, und der in seiner Ruhestellung am proximalen Ende der Sonde 1 anliegt. Die Drehachse 5 ist beispielsweise an einer Außenwand 8 eines Handstücks durch eine Halterung 9 in einem gewissen Abstand gehalten.
Das durch die Stoßeinheit 3 beschleunigte Projektil 2 stößt gegen den Hebel 4, der das proximale Ende der Stoßsonde beaufschlagt und so die kinetische Energie des Projektils an die Sonde weiterleitet. Durch den als Transformationselement dienenden Hebel erhält man eine Tiefpaßwirkung, so daß keine Ultraschall-Kompressionswellen angeregt werden. Vielmehr führt die Sonde praktisch eine reine Translationsbewegung mit hoher kinetischer Energie aus, ohne daß therapeutisch wirksame Kompressionswellen in der Sonde angeregt werden. Insoweit ist die Vorrichtung aus der WO 96/33661 bekannt.
n bezeichnet den Abstand des Zentrums 6 der Auftrefffläche des Prallkörpers 2 auf den Hebel 4 von der Drehachse 5.
r2 bezeichnet den Abstand des Schwerpunkts 10 des Hebels 4 von der Drehachse 5. r3 bezeichnet den Abstand des Zentrums 7 der Anlagefläche des Hebels 4 in Ruhestellung an der proximalen Endfläche 11 von der Drehachse 5 der Sonde.
Erfindungsgemäß ist das Verhältnis der Abstände r-\ und r3 derart gewählt, daß die Sonde eine maximale translatorische Geschwindigkeit bei maximaler kinetischer Energie erreicht.
Hierzu ist nicht notwendigerweise der erste Stoßpunkt 6 - im Gegensatz zu der aus der vorgenannten Druckschrift bekannten Vorrichtung - nicht direkt am frei beweglichen - in Fig. 1 unteren - Ende des Hebels angeordnet; ferner kann der zweite Stoßpunkt 7 insbesondere asymmetrisch versetzt angeordnet sein.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Abstand r3 größer als der Abstand r2 des Schwerpunkts 10 des Hebels von der Drehachse 5 ist.
Die Fig. 2, 3 und 4 stellen mit bekannten und erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur intrakorporalen Lithotripsie erzielbare Eπergieübertra- gungsverhältnisse dar.
Fig. 2 zeigt die Energieübertragung, d.h. das Verhältnis der auf die Stoßsonde übertragenen kinetischen Energie relativ zu der des auf den Hebel auftreffenden Projektils, für Sondenmassen m2 zwischen der doppelten und der fünffachen Masse rriι des Projektils. Aufgrund des der zylindrischen Gehäuseform angepaßten Hebelmechanismus der herkömmlichen Vorrichtung wird die kinetische Energie des Projektils auch im günstigsten Fall eines Sondengewichts von etwa 67 % der Projektilmasse nur unvollständig auf die Sonde übertragen. Fig. 3 zeigt für gleiche Sondengrößen das Energieübertragungsverhältnis des erfindungsgemäßen Hebelmechanismus, bei dem der erste Stoßradius η auf das Massenverhältnis von Projektil und Hebel und der Stoßradius r3 auf eine im Vergleich zum Projektil doppelt so schwere Sonde optimiert ist; beispielsweise sind im Falle eines Hebels mit im Vergleich zum Projektil halb so großer Masse beide Stoßradien kleiner als die halbe Hebellänge; da die Sonde schwerer ist als das Projektil, ist der Stoßradius r3 kleiner als der Stoßradius π.
Fig. 4 zeigt die Energieübertragung in Abhängigkeit vom Verhältnis des Stoßradius r3 zum Stoßradius n bei einem auf die Hebelmasse abgestimmtem ersten Stoßradius und einer im Vergleich zum Projektil doppelt so schweren Sonde, die ebenso wie in Fig. 3 den Maximalwert 1 erreicht.
Aus den Fig. 2 bis 4 geht hervor, daß die erfindungsgemäß vorgeschlagene asymmetrische Anordnung der Stoßeinheit und der Stoßsonde relativ zum Hebel einen mit herkömmlichen mit einem Hebelmechanismus versehenen Lithotriptern nicht erzielbaren, praktisch vollständigen Energieübertrag auf die Stoßsonde ermöglicht und damit die Effizienz von Lithotriptern bei der Zertrümmerung von Konkrementen erhöht.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Vorrichtung zur Zerstörung bzw. Zertrümmerung von Konkrementen, mit einer länglichen, in den menschlichen Körper einführbaren Sonde
(D, einer Antriebseinheit, die einen Prallkörper (2) beschleunigt, und
- - einer Hebeleinheit (4), die wenigstens einen einarmigen Hebel aufweist, der um eine Drehachse (5) drehbar derart gelagert ist, daß er in seiner Ruhestellung insbesondere an der proximalen Endfläche (11 ) der Sonde (1 ) anliegt, und den der Prallkörper beim Auftreffen dreht, so daß der Hebel die an ihm vorteilhafterweise anliegende Sonde beschleunigt und diese eine Translationsbewegung ausführt, aufgrund derer das Konkrement durch das Auftreffen der distalen Endfläche (12) der Sonde zerstört bzw. zertrümmert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (r3) des Zentrums der Anlagefläche des Hebels in Ruhestellung an der proximalen Endfläche (11 ) von der Drehachse (5) der Sonde kleiner und insbesondere deutlich kleiner ist als der Abstand (π) des Zentrums der Auftrefffläche des Prallkörpers auf den Hebel von der Drehachse (5), und daß das Verhältnis der Abstände n und r3 derart gewählt ist, daß die Sonde eine maximale translatorische Geschwindigkeit bei maximalen Energieübertrag von dem Prallkörper auf die Sonde erreicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand r3 größer als der Abstand r2 des Schwerpunkts (10) des Hebels von der Drehachse (5) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (5) in Richtung der Längsachse des Hebels in Ruhestellung verschiebbar ist, so daß die Abstände nund r3 einstellbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das proximale Ende der Sonde und die Antriebseinheit in Richtung senkrecht zur Längsachse der Sonde gegeneinander verschiebbar sind, so daß die Hebelverhältnisse einstellbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebeleiement über seine Länge einen variierenden Querschnitt besitzt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (m2) des Hebels ca. die Hälfte der Masse (mι) des Prallkörpers oder weniger und die Masse (m3) der Sonde ca. das Doppelte der Masse des Prallkörpers oder mehr beträgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abstände rι und r3 zumindest angenähert gilt:
(r3/ n)2 = mι / m3 hierbei sind rτiι Masse des Prallkörpers m3 Masse der Sonde
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit eine Röhre (3) aufweist, in der der Prallkörper (2) beschleunigt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper (2) in der Röhre (3) mittels Druckluft beschleunigt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper (2) in der Röhre (3) elektromagnetisch beschleunigt wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit wenigstens einen weiteren Hebel aufweist.
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