DE2351247A1 - Einrichtung zum beruehrungsfreien zertruemmern von im koerper von lebewesen befindlichen konkrementen - Google Patents

Description

DORNIER SYSTEM GMBH
Friedrichshafen

Einrichtung zum berührungsfreien Zertrümmern von im Körper von Lebewesen befindlichen Konkrementen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum berührungsfreien Zertrümmern von im Körper von Lebewesen befindlichen Konkrementen mittels eines Stoßwellenerregers und eines am Körper anliegenden, als Koppeleinrichtung gestalteten Wellenleiters.

Bekannt ist ein Instrument zum Einführen in natürliche Körperkanäle und zum Erfassen und Herausbringen darin befindlicher Fremdkörper (DAS 1 283 434), bei dem mittels flexibler Draht® ©in Fangkäfig gebildet wird, der beispielsweise zum Entfernen von Gallensteinen verwendet wird.

Bekannt ist ferner ein Gerät zur Zerkleinerung von Nierensteinen (DAS 1 259 503). Hierbei ist ein Fräskopf vorgesehen, der in den Körper des Lebewesens eingeführt wird. Ein antreibbarer Fräsnadelkopf bewirkt hierbei die mechanische Zerstörung des Nierensteins« Während der Zerkleinerung des Nierensteins oder seines Herausführens müssen die bekannten Einrichtungen die Nierensteine berühren, so daß das Einführen von Geräten in dea menschlichen Körpern unvermeidlich ist. Dies bedeutet eine langwierige und schwierige Operation; darüber hinaus können auch die Kanäle Beschädigungen erleiden, so daß ein operativer Eingriff notwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum berührungsfreien Zertrümmern von ira Körper von Lebewesen befindlichen Konkrementen mittels Stoßwellen zu ermöglichen.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stoßwellen mittels einer Funkenentladung in einem flussigen Medium innerhalb eines als Koppelgliedes ausgebildeten Wellenleiters erzeugbar sind. Anstelle der Funkenentladung kann auch eine Sprengladung verwendet werden. Hierdurch ergeben sich erhebliche Vorteile. Die Zerstörung von Nierensteinen ist ohne jeglichen operativen Eingriff oder die Einfuhrung von Sonden möglich. Der Nierenstein wird beispielsweise mittels eines Röntgenbildes in seiner Größe und seiner Lage im Körper des Patienten lokalisiert. Dann wird der Stein »ittels dosierbarer und fokussierter Stoßwellen beaufschlagt, so daß er zu einem feinen Grieß zerfällt, der leicht auf natürliche Weise aus dem Körper herausgeschwemmt wird. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Stoßwellen an Material mit geringer Zugfestigkeit immer dann einen Abplatz- oder Zerstörungseffekt verursachen, wenn ein Übergang von einen Medium mit hohem zu einem Medium mit niedrigem Schallwellenwiderstand vorliegt. Es ist nun herausgefunden worden, daß der Schallwellenwiderstand des menschlichen oder tierischen Gewebes ungefähr dem Schallwellenwiderstand des Wassers entspricht. Aus diesem Grund wird als Koppelglied zwischen dem Körper und dem Stoßwellenerreger ein mit einem flüssigen Medium (z. B. Wasser) gefülltes Koppelglied in Form eines Wellenleiters verwendet. Sorgt man nun dafUr, daß die Stoßwellen auf das Konkrement gerichtet sind, so werden andere Körperteile nicht in Mitleidenschaft gezogen. Versuche haben ergeben, daß die Knochen des menschlichen Körpers wegen ihrer hohen Zugfestigkeit und der Kurze des Impulses nicht beschädigt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Wellenleiter einen kreisförmigen Querschnitt auf und seine Wandungen sind im Längsschnitt ellipsenförmig gestaltet. Hierbei liegt der Ausgangspunkt der Stoßwelle in einem Brennpunkt der Ellipse und

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das zu zertrümmernde Konkrement im anderen Brennpunkt der Ellipse. Mittels dieser Einrichtung wird sichergestellt, daß lediglich im Bereich des Konkrements eine hohe Energiedichte vorliegt.

Die Zerstörung von Konkrementen ist wesentlich abhängig von der Flanken-Steilheit des Druckanstieges. Die Größe der abplatzenden Teile hingegen wird bestimmt- von der Dauer des Stoßwellenimpulses. Um ein großes Konkrement zu zerstören, kann es vorteilhaft sein, einen ersten Impuls längerer Dauer einzusetzen, um das Konkrement in größere Stücke zu zerbrechen. Anschließend muß mit sehr kurzzeitigen Impulsen die Zerkleinerung in Bruchstücke erfolgen, die auf natürlichem Weg durch die Harnleiter ausgespUlt werden können. Um Bruchstücke von etwa mm-Größe zu erhalten„ sind Stoßwellendauern von ca. 10" see erforderlich. Zur vollständigen Zerstörung eines Nierensteines von etwa 1 cm Durchmesser in abgangsfähige Bruchstücke sind ca. 5-10 Stoßwellen erforderlich.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung einer Einrichtung zum berührungsfreien Zertrümmern von im Körper von Lebewesen befindlichen Konkrementen in Draufsicht,

Fig. 2 eine Einrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen mittels Funkenentladung, die in einem Wellenleiter untergebracht ist, und Fig. 3 eine prinzipielle Darstellung einer Fokussiereinrichtung zur Bündelung der Stoßwellen im Bereich des Konkrements in Draufsicht.

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ORiGiNAL INSPECTED

Fig. 1 zeigt in Draufsicht einen menschlichen Körper 1, in dem sich ein Konkrement 2 befindet. Das Konkrement 2 kann ein Gallen-, Blasen- oder Nierenstein sein. Auf die Haut 3 des Körpers 1 ist ein Koppelgerät oder Wellenleiter 4 aufgesetzt. Im Innenraum 5 des Koppelgerateε 4 befindet sich ein Medium, das in seiner Dichte und damit auch in seinem Schallwellenwiderstand der Dichte des menschlichen Körpers entspricht. Es ist herausgefunden worden, daß hierfür Wasser verwendet werden kann. Im Innenraum 5 ist ferner ein Stoßwellenerreger angeordnet, der in den Figuren 2 und 3 genauer beschrieben ist. Vom Stoßwellenerreger gehen Leitungen 7, 8 zu einem Kondensator 9 und zu einer Steuereinrichtung 10. Eine Stromquelle ist bei 11 vorgesehen.

Au« Fig. 2 ist deutlich zu erkennen, daß der Stoßwellenerreger eine Funkenentladungsstrecke 12 ist, die sich hier in einem zylindrischen Rohr 13 befindet. Am Ende 14 des Rohres 13 befindet sich eine Membran 15, die möglichst ohne Luftspalt auf die Oberfläche 3 des Körpers aufsetzbar ist. Durch Betätigung der Steuereinheit 10 werden von der Funkenentladungsstrecke 12 Stoßwellen Über den mit Wasser gefüllten Innenraum 5 des Koppelgerätes 4 auf die Membran 15 und von dort auf das im Körper befindliche Konkrement 2 Übertragen. Mittels der Steuereinheit kann die Impulsdauer und die Impulsstürke des Stoßwellenerregers 12 variiert werden. Durchgeführte Versuche mit einer Spannung von 10 kV bei 70 Hz haben zur Zerstörung der Nierensteine zu Grieß geführt.

In Fig. 3 wurden die Bezugszeichen von Fig. 1 und 2 verwandt. Hier hat das Koppelgerät oder der Wellenleiter 4 in Seitenansicht eine ellipsenförmige Gestalt, so daß die von der Stoßwellenquelle 6 ausgehenden Stoßwellen an den Rändern reflektiert werden und im zweiten Brennpunkt der Ellipse, in dem sich das Konkrement 2 befindet, erneut gebündelt werden. Die Wandung des Wellenleiters 4 besteht beispielsweise aus einest Metall; sein Innenraun 5 ist mit Wasser gefüllt.

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Dem behandelnden Arzt stehen mehrere ellipsenförmige Koppelgeräte 4 unterschiedlicher Abmessungen zur Verfügung, so daß den anatomischen Gegebenheiten Rechnung getragen werden kann.

In gleicher Weise wie die Funkenentladungsstrecke 12 kann der Stoßwellenerreger 6 auch eine Sprengladung sein.

9.10.1973
PaL/ro

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ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

1. Potentansprüche;

   1.,Einrichtung zum berührungsfreien Zertrümmern von im Körper von Lebewesen befindlichen Konkrementen mittels eines Stoßwellenerregers und eines am Körper anliegenden Wellenleiters, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßwellen mittels einer Funkenentladung (12) in einem flüssigen Medium innerhalb des Wellenleiters oder Koppelgerätes (4) erzeugbar sind.

   2. Einrichtung zum Zertrümmern von im Körper von Lebewesen befindlichen Konkrementen mittels eines Stoßwellenerregers und eines am Körper anliegenden Wellenleiters, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßwellen mittels einer Sprengladung in einem flussigen Medium innerhalb eines Wellenleiters oder Koppelgeräts (4) erzeug bar sind.

   3. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter (4) kreisförmigen Querschnitt aufweist und seine Wandungen im Längsschnitt ellipsenförraig gestaltet sind, und daß der Ausgangspunkt der Stoßwelle in einem Brennpunkt der Ellipse und das zu zertrümmernde Konkrement im anderen Brennpunkt der Ellipse liegt.

   4. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Körper anliegende Stirnfläche des Wellenleiters mit einer Membran (15) verschlossen ist.

   9.10.1973
   PaL/ro

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   OR!G!MÄl !WSPECTED