DE8809253U1

DE8809253U1 - Stoßwellengenerator zum berührungslosen Zertrümmern von Konkrementen im Körper eines Lebewesens

Info

Publication number: DE8809253U1
Application number: DE8809253U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1989-11-16

Description

• ■ &igr;·· t · · ·

Stoßwellengenerator zum berührungslosen Zertrümmern von Konkrementen im Körper eines Lebewesens

Die Erfindung betrifft einen Stoßwellengenerator zum berührungslosen Zertrümmern von Konkrementen im Körper eines Lebewesens, aufweisend eine Stoßwellenquelle, mittels derer in eine eis akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehene Flüssigkeit von einer Abstrahlflache der Stoßwellenquelle ausgehende, im wesentliche ebene Stoßwellen einleitbar sind, und eine mittels der Flüssigkeit mit der Abstrahlflache akustisch gekoppelte w akustische Sammellinse, welche die von der Abstrahlflache ausgehenden Stoßwellen auf einen auf der akustischen Achse des Stoßwellengenerators liegenden Fokus fokussiert.

Derartige Stoßwellengeneratoren werden in geeigneter Weise mit dem Körper des Lebewesens akustisch gekoppelt, so daß die erzeugten Stoßwaller in den Körper des Lebewesens eingeleitet werden können, Dabei wird der Stoßwellengenerator mittels eines Ortungssystems, z.B. unter Zuhilfenahme von Röntgenstrahlung oder Ultraschall, so in bezug auf den Körper des Lebewesens ausgerichtet, daß sich das zu zertrümmernde Konkrenieru im Fokus des Stoßwellengenerators befindet. Unter der Wirkung der Stoß-( ) wellen zerfällt das Konkrement dann in Bruchstücke, die auf natürlichem Wege abgehen können.

Ein Stoßwellengenerator der eingangs genannten Art ist in der DE-OS 33 28 051 beschrieben. Der bekannte Stoßwellengenerator weist als Stoßwellenquelle eine elektro-dynamisch antreibbare, ebene kreisscheibenförmige Membran auf, deren eine Seite an die Flüssigkeit grenzt und die Abstrahlfläche der Stoßwellenquelle bildet, von der ebene Stoßwellen ausgehen. Im Abstand von der Abstrahlfläche ist eine akustische Sammellinse angeordnet. Der bekannte Stoßwellengenerator arbeitet nur bei geringen Öffnungswinkeln zufriedenstellend, also dann, wenn der Durchmesser

MCk 2 Ler / 30.06.1988

88 6 3 2 S 9 0£ C

&idigr;\

der Abstrahlflache der Membran'kleiner ist als die Fokuslänge der verwendeten Sammellinse. Bei Öffnungswinkeln von mehr als etwa 55', also dann, wenn die Fokuslenge gleich oder kleiner ist als der Durchmesser der Abstrahlfläche der Membran, muß die akustische Sammellinse zum Rand hin relativ dick ausgebildet

% sein, was zu einer Verschlechterung der Fokussierung durch verstärkte Dämpfung und Abbildungsfehlern bei der Fokussierung der

Stoßwellen fuhrt. Damit ist der bekannte Stoßwellengenerator

zur Zertrümmerung von nahe bei der Körperoberfläche des Lebe- ^k 10 wesens liegenden Konkrementen, z.B. Gallenblasensteinen, ungeeignet, da hier verständlicherweise eine Stoßwellenquelle mit &dgr; großem öffnungswinkel erforderlich ist. Erschwerend kommt hinzu, daß sich Gallenblasensteine durch Röntgenstrahl ,-ng nicht ohne weiteres abbilden lassen, und es sich daher empfiehlt, zur Ortung von Gallenblasensteinen eine Ultraschall-Ortungseinrichtung vorzusehen. Die Ultraschall-Ortungseinrichtung wird gewöhnlich in einer sich mittig durch den gesamten Stoßwellengenerator einschließlich der Stoßwellenquelle hindurch erstreckenden öffnung angeordnet. Um dann Stoßwellen gleicher Intensität wie mit einem Stoßwellengenerator ohne Ultraschall-Ortungseinrichtung abstrahlen zu können, ist eine Vergrößerung des Durchmessers der Abstrahlfläche erforderlich, was bei gegebener Fokuslänge der Sammellinse zu einer weiteren Vergrößerung des öffnungswinkels des Stoßwellengenerators und damit zu verstärkten Abbildungsfehlern führt, da auch iar Durchmesser ) der Sammellinse entsprechend vergrößert werden muß und diese dann am Rand eine Dicke aufweist, die gegenüber einem Stoßweller»generator ohne Ultraschall-Ortungseinrichtung nochmals größer ist.

Es hat sich gezeigt, daß auch die Verwendung von Flübsigkeitslinsen, die eine Flüssigkeit mit von der des akustischen Ausbreitungsmediums stark abweichender akustischer Impedanz und Brechzahl enthalten, keine Abhilfe schaffen kann, da derartige Flüssigkeitslinsen erhöhte Verluste durch Reflexion und Mehrfachreflexionen nach sich ziehen.

88 G 3 2 9 9 OE

• < · · — I

• III I |}| ·

( Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,' einen Stoßwellengenerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei großen Öffnungswinkel^ insbesondere bei Öffnungswinkeln von mehr als 55', unzulässige Abbildungsfehler vermieden sind. 5

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der Abstrahlfliche der Stoßwellenquelle und der akustischen Sammellinse ein sich in Richtung auf die Abstrahlfläche kontinuierlich verjüngender rotationssymmetrischer Körperangeordnet ist, der wenigstens im Bereich seiner Mantelfläche aus einem Werkstoff, dessen akustische Impedanz wesentlich größer äis die der Flüssigkeit ist, gebildet ist und dessen Mittelachse der akustischen Achse des Stoßwellengenerators entspricht, ■ und daß die akustische Sammellinse als wenigstens einseitig konkave Linse ausgeführt ist, wobei die akustische Sammellinse nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als bikonkave Linse ausgeführt ist. BeV einseitig konkaven bzw. bikonkaven sphärischen Linsen liegt der Fokus derjenigen Anteile einer Stoßwelle, die von dem der akustischen Achse des Stoßwellengenerators benachbarten Bereich der Abstrahlflache ausgehen, näher bei der akustischen Sammellinse als der Fokus derjenigen Anteile der Stoßwelle, die von den Randbereichen der Abstrahlfläche ausgehen. Durch den gemäß der Erfindung zwischen der Abstrahlfläche und der akustischen Sammellinse angeordneten rotationssymmetrischen Körper, der auch als Hohlkörper ausge-( führt sein kann, werden jedoch diejenigen Anteile der Stoßwelle, die von dem der akustischen Achse des Stoßwellengenerators benachbarten Bereich der Abstrahlfläche ausgehen, derart abgelenkt, daß sie divergierend auf die akustische Sammellinse treffen und ihr Fokus somit mit dem Fokus derjenigen Anteile der Stoßwelle, die von dem Randbereich der Abstrahlfläche ausgehen, zusammenfällt. Mittels des rotationssymmetrischen Körpers erfolgt somit eine Korrektur der Abbildungsfehler der akustischen Sammellinse, so daß auch Öffnungswinkel von mehr als 55* realisiert werden können, ohne daß zu starke Dämpfung und unzulässige Abbildungsfehler auftreten. Bei sphärisch ausgebildeten Sammellinsen wird durch den rotationssymmetrischen

G 3 2 9 9 OE J

■•«&diams;A ' · »« · · i

&igr; 4 &igr; · · « &diams; &igr;

I I Il I · · < ·

Körper im wesentlichen eine Korrektur der sphärischen Aberration bezüglich der von dem der akustischen Achse des Stoßwellengenerators benachbarten Bereich der Abstrahlfläche ausgehenden Anteile der Stoßwelle erzielt. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei Verwendung einer bikonkaven sphärischen Sammellinse durch die Anwesenheit des rotationssymmetrischen Körpers praktisch keine verringerung der Druckamplitude im Fokus gegenüber einem Stoßwellengenerator ohne rotationssymmetrischen Körper auftritt. Es ist wesentlich, daß eine Korrektur der Abbildungsfehler mittels des rotationssymmetrischen Körpers nur in Verbindung mit einer wenigstens einseitig konkaven bzw. bikonkaven Linse möglich ist. In Verbindung mit konvexen Linssn würde der rotationssymmetrische Körper zusätzliche Abbildungsfehler verursachen. Infolge des Umstandes, daß der rotations- symmetrische Körper wenigstens im Bereich seiner Mantelfläche aus einem Werkstoff gebildet ist, dessen akustische Impedanz wesentlich größer als die der Flüssigkeit ist, tritt nur ein vernachlässigbar geringer Anteil einer auf den rotationssymmecrischen Körper auftreffenden Stoßwelle in diesen ein, so daß durch die Anwesenheit des rotationssymmetrischen Körpers keine nennenswerten Verluste verursacht werden. Die akustische Impedanz der Werkstoffes des rotationssymmetrischen Körpers sollte wenigstens etwa zehnmal größer sein als die der Flüssigkeit. Wenn als Flüssigkeit Wasser (akustische Impedanz 1,5 &khgr; 10 g/cm s) vorgesehen ist, kommen als Werkstoff für den rotationssymmerischen Körper z.B. Messing (akustischelmpedanz 37 &khgr; 15 g/cm¹ s) oder Stahl (akustische Impedanz 45 &khgr; 15⁵ g/cm* s) in Frage.

Aus der DE-OS 33 28 051 ist zwar die Verwendung von bikonkaven Linsen in Stoßwellengeneratoren oer eingangs genannten Art bekannt; der für die Erfindung wesentliche Gedanke, eine derartige Sammellinse in Verbindung mit einem zwischen der Sammellinse und der Abstrahlfläche der Stoßwellenquelle angeordneten, sich in Richtung auf die Abstrahlfläche der Stoßwellenquelle kontinuierlich verjungenden rotationssymmetrischen Korper zu verwenden, ergibt sich aus diesem Stand der Technik jedoch nicht.

6 3 2 9 9 OE

• J I t · · · I

( ) Besondere Vorteile sind mittels der Erfindung bei solchen Stoßwellengeneratoren erzielbar, die einen auf der akustischen Achse des Stoßwellengenerators angeordneten zu einer Ultraschall-Ortungseinrichtung gehörigen Ultraschall-Appllkator aufweisen. Bei solchen Stoßwellengeneratoren ist nach einer Variante der Erfindung vorgesehen, daß der rotationssymmetrische Körper an seinem der akustischen Sammellinse benachbarten Ende eine Öffnung aufweist, in der die Ultraschall-Ortungseinrichtung angeordnet ist. Es ist somit möglich, eine Ultraschall-Ortungseinrichtung auf der akustischen Achse des Stoßwellengenerators anzuordnen, ohne- daß dieser mit einer zentralen Bohrung zur Aufnahme der Ultraschall-Crtur.gssinrichtung versehen werden &pgr;>&ugr;&Bgr;; Eingriffe in den Aufbau der Stoßwellenquelle erübrigen sich somit. Insbesondere ist jedoch eine unerwünschte Vergrößerung des Durchmessers der Abstrahlfläche vermieden, die dann unvermeidlich ist, wenn die Ultraschall-Ortungseinrichtung in einer zentralen Bohrung des Stoßwellengenerators aufgenommen ist. Außerdem ist die Ultraschall-Ortungseinrichtung im Inneren des rotationssymmetrischen Körpers vor der Einwirkung der Stoßwellen geschützt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Halterungsteil für den rotationssymmetrischen Körper vorgesehen, das einen sich in Richtung auf die akustische Sammellinse erstreckenden rohrförmigen Abschnitt und mit diesem verbundene, sich in Rich-( ) tung auf die akustische Achse des Stoßwellengenerators erstrekkende Arme aufweist, an denen der rotationssymmetrische Körper befestigt ist, wobei die innere Kontur des rohrförmigen Abschnittes nach Gestalt und Größe der Abstrahlfläche entspricht, mit dieser fluchtend angeordnet ist und der rohrförmige Abschnitt wie der rotationssymmetrische Körper aus einem Werkstoff gebildet ist, dessen akustische Impedanz wesentlich grosser als die der Flüssigkeit ist. Abgesehen davon, daß durch ein derartiges Halterungsteil auf einfache Weise eine sichere HaI-terung des rotationssymmetrischen Körpers möglich ist, hat sich gezeigt, daß die Ummantelung des Raumes zwischen der Abstrahlfläche der Stoßwellenquelle und der akustischen Sammellinse

88 6 3 2 9 9 OE

&igr;** &igr; &igr; · · · &igr;

&igr;· &igr; &igr;· · ·

t ) ourch den aus einem Werkstoff mit von der der Flüssigkeit wesentlich abweichender akustischer Impedanz gebildeten rohrförmigen Abschnitt eine weitere Steigerung der Fokussierungsleistung bewirkt. \.\w, pipe Störung der Ausbreitung der Stoßwellen durch die Arme des Halterungsteiles zu vermeiden, ist nach einer Variante der Erfindung vorgesehen, daß diese aus einem Werkstoff gebildet sind, dsssen akustische Impedanz im wesentlichen der der Flüssigkeit entspricht.

Es hat sich gezeigt, daß insbesondere in Verbindung mit einer sphärischen akustischen Sammellinse in der Regel eine ausrei- #%&Kgr;&agr;&pgr;&ggr;4&agr; l/nrttol/f iir rlor> &Dgr;&EEgr;&EEgr; 1 lHnnnefoKler &ogr;&tgr;7^ olhof A c4* worin no &Pgr;) &Kgr; R

wt I w* tww t^WAA.wrt«»*^A w w«. r<ww«^*-w**w,w>w**.*.w*. «*«.*_■*._»*·,· _ «~ w y .._.... *j— ...__ eine* Variante der Erfindung als rotationssymmetrischer Körper ein Kegel vorgesehen ist. In Abhängigkeit von der Ausbildung der akustischen Sammellinse kann der rotationssymmetrische Körper jedoch auch von der Kegelform abweichend ausgeführt sein, sofern er sich in Richtung auf die Abstrahlfläche der Stoßwellenquelle in einer solchen Weise kontinuierlich verjüngt, daß die von dem der akustischen Achse der Stoßwellenquelle benachbarten Bereich der Abstrahlfläche ausgehenden Anteile einer Stoßwelle derart abgelenkt werden, daß eine Korrektur der Abbildungsfehler der akustischen Sammellinse bewirkt wird.

Sofern es sich bei der als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehenen Flüssigkeit um Wasser handelt, ist es zweckmäßig, den ) rotationssymmetrischen Körper wenigstens im Bereich seiner Mantelfläche aus Metall, z.B. Messing oder Stahl, und die akustische Sammellinse aus Polystyrol zu bilden.

Nach einer Variante uör Erfindung ist als Stoßwellenquelle eine stoßartig antreibbare, insbesondere ebene Membran vorgesehen, deren eine Seite an die Flüssigkeit grenzt und die Abstrahlfläche der Stoßwellenquelle bildet.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der rotetionssymmetrische Korper den Ultraschall-Apoplikator &idigr;*«^&igr; Art eines Gehäuses umgibt.

«8 329» OE _/t/,

AusfQhrungsbeispiele der Erfindung sind in der beigefügten Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einon erfindungsgemäßen Stoßwellengenerator im Längsschnitt, und

Fig. 2 eine Einzelheit eines er findungsgemäßen Stoßwellengenerators im Längsschnitt.

Der Stoßwellengenerator besitzt gemäß der Fig. 1 ein rohrförmiges Gehäuse 1, an dessen einem Ende die insgesamt mit 2 bezeichnete Stoßwellenquelle angeordnet ist. An seinem anderen Ende besitzt das Gehäuse 1 eine Austrittsöffnung 3 fur von der V Stoßwellenquelle Z ausgehend·; Stoßwellen, die mittels eines flexiblen Sacket, 4 verschlossen ist. Der von der Stoßwellenquelle 2, dem Gehäuse 1 und dem flexiblen Sack 4 umschlossene Raum enthält Wasser als akustisches Ausbreitungsmedium fur die von der Stoßwellenquelle 2 ausgehenden Stoßwellen.

Zur Fokussierung der von der Stoßwellenquelle *2 ausgehenden Stoßwellen ist eine akustische Sammellinse 5 vorgesehen, welche die Stoßwellen auf einen auf der akustischen Achse A des Stoßwellengenerators liegenden Fokus F fokussiert.

Mittels des flexiblen Sackes 4 ist der Stoßwellengenerator an ( einen nicht dargestellten Körper eines Lebewesens zur akustischen Koppelung anpreßbar. Dabei wird der Stoßwellengenerator so angeordnet, daß sich ein im Körper des Lebewesens befindliches, zu zertrümmerndes Konkrement im Fokus F befindet. Dies geschieht mit Hilfe eines auf der akustischen Achse A des Stoßwellengenerators angeordneten, zu einer Ultraschall-Ortungseinrichtung gehörigen Ultraschall-Appllkators 7, der nur schematisch angedeutet 1st. Es handelt sich dabei vorzugsweise um einen Ultraschall-Sektor-Applikator, der die Erzeugung von Ultraschall-B-Bildern gestattet und der derart angeordnet ist, daß der von ihm abgetastete Sektor die akustische Achse A des Stoßwellengenerators enthält.

632990E

) Als StoBwellenquelle 2 ist eine sogenannte elektro-dynanische StoBvellenquelle vorgesehen, wie sie in der DE-OS 33 28 051 nlher beschrieben ist. Die StoBwellenquelle 2 besitzt eine kreisscheibenfBrmige, ebene Meabran 8 aus eine* elektrisch leitenden Merkstoff, die Mit ihrer einen Seite unmittelbar an das in den Stoßwellengenerator eingeschlossene Nasser grenzt. Der anderen Seite der Menbran 8 gegenüberliegend ist unter Zwischenfügung einer Isolierfolie 9 eine ebene Flächenspule 10 angeordnet, die spiralförmig gewickelt ist und auf einen Spulenträger 11 aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff angebracht ist. Zwischen den spiralförmig verlaufenden Windungen der Flächenk?ule 10 befindet sich eine elektrisch nicht leitende Vergußmasse. , · Die genannten Bauteile der Stoßwellenquelle 2 sind in der Bohv rung eines Montageringes 12 axial unverschieblich aufgenommen, der seinerseits in der Bohrung des rohrförmigen Gehäuses 1 axial unverschieblich aufgenommen ist.

Die Flächenspule 10 weist zwei Anschlüsse 13 und 14 auf und ist mittels geeigneter Schaltmittel 15 an eine Hochspannungsversorcung 16 anschaltbar. Diese beaufschlagt die Flächenspule 10 mit Hochspannungsimpulsen. Wird die Flachenspule 10 mit einem Hochspannungsimpuls beaufschlagt, hat dies zur Folge, daß die Flächenspule 10 äußerst schnell ein magnetisches Feld aufbaut. Gleichzeitig wird in die Membran 8 ein Strom induziert, der dem in der Flächenspule 10 fließenden Strom entgegengesetzt ist und ( demzufolge ein magnetisches Gegenfeld erzeugt, unter dessen Wirkung die Membran 8 schlagartig von der Flächenspule 10 wegbewegt wird. Ausgehend von der als Abstrahlfläche 17 wirkenden, an das Wasser angrenzenden Seite der Membran 8 wird dann ein Druckimpuls in das Wasser eingeleitet, der sich auf seinem Weg durch das Wasser zu einer Stoßwelle aufstellt und mittels der akustischen Sammellinse 5 fokussiert wird. Im weiteren wird daher der Einfachheit halber stets der Begriff Stoßwelle verwendet.

Zwischen der Abstrahlfläche 17 und der akustischen Sammellinse 5 1st ein sich in Richtung auf die Abstrahlfläche 17 kontinu-

88 « 3 2 9 9 OE

ierlich verjüngender rotationssymnetrischer Körper angeordnet, der in Falle des dargestellten Ausführungsbeispieles als Kegel 18 ausgeführt ist. Die Mittelachse des Kegels 18, dessen Spitze der Abstrahlfläche 17 zugewandt ist, entspricht der akustischen Achse A des Stoßwellengenerators, die durch den Mittelpunkt der Abstrahlfläche 17 verläuft. Wie aus der Fig. 1 anhand der Schraffur erkennbar ist, ist der Kegel 18 in Bereich seiner Mantelfläche aus Metall, z.B. Messing oder Stahl, gebildet. Diese Werkstoffe weisen- eine erheblich größere akustische Inpedanz als Wasser auf. Die sphärisch gekrümmte akustische Sannellinse 5 ist aus einen Werkstoff, z.B. Polystyrol, gebildet, dessen Schallgeschwindigkeit größer als die von Wasser ist. Eine solche Linse muß, damit sie tatsächlich als Sammellinse - wirkt, auf wenigstens einer Seite konkav ausgeführt sein. Im Falle des dargestellten Ausführungsbeispieles ist die Sammellinse 5 bikonkav ausgebildet.

Die vom Randbereich der Abstrahlfläche 17 ausgehenden Anteile der Stoßwelle werden durch die bikonkave Sammellinse 5 auf den Fokus F fokussiert, wie dies in der Fig. 1 strlchliert angedeutet ist. In Abwesenheit des Kegels 18 wurden diejenigen Anteile der Stoßwelle, die von dem der akustischen Achse A des Stoßwellengenerators benachbarten Bereich der Abstrahlfläche 17 ausgehen, infolge der Abbildungsfehler der bikonkaven Sammellinse 5 auf den Fokus F¹, der näher bei der Sammellinse 5 liegt,

, fokussiert, was in der Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist. Im Falle des erfindungsgemäßen Stoßwellengenerators werden jedoch die von dem der akustischen Achse A des Stoßwellengenerators benachbarten Bereich der Abstrahlfläche 17 ausgehenden Anteile der Stoßwelle durch den Kegel 18 in der punktiert angedeuteten Welse derart abgelenkt, daß sie divergierend auf die bikonkave Sammellinse 5 treffen, was dazu führt, daß auch diese Anteile der Stoßwelle auf den Fokus F fokussiert werden. Im Falle des erfindungsgemäßen Stoßwellengenerators sind somit die Abbildungsfehler der bikonkaven Sammellinse 5 korrigiert, so daß euch bei Öffnungswinkeln ß von mehr als 55* keine unzulässigen Abbildungsfehler auftreten.

88 &thgr; 3 2 9 ä öt

• I» ······ «4 eft «· &igr; · ti » ···?

••••It t· C·

«•II· <! t I« < ·

( ) Wie aus der Flg. 1 ersichtlich ist, ist der Kegel 18 an seinem der akustischen Sammellinse 5 benachbarten Ende mit einer Öffnung 19 versehen, in der der Ultraschall-Applikator 7 angeordnet ist. Da der Hantel des Kegels 18 aus einem Metall besteht, dessen akustische Impedanz erheblich größer als die von Wasser ist, .ist der Ultraschall-Applikator 7 vor der Einwirkung der Stoßwellen weitestgehend geschützt. In seinem Inneren besteht der Kegel 18 aus einem Kunststoffschaum 20, in dem diejenigen Anteile der von dem Stoßwellengenerator abgegebenen Stoßwellen, die den Mantel des Kegels 18 durchdringen, absorbiert werden. Der Ultraschall-Applikator 7 steht über elektrische Leitungen, von denen der Einfachheit halber nur eine dargestellt und mit 21 bezeichnet ist, mit einer nicht dargestellten, an sich be-

^ kannten elektronischen Einrichtung in Verbindung, die zur Steuerung des Uitraschall-Applikators 7 und zur Darstellung der erzeugten Ultraschall-Bilder dient.

Auch wenn keine Ultraschall-Ortungseinrichtung vorhanden ist, kann der Kegel 18 die öffnung 19 aufweisen, die dann mit Wasser gefüllt ist. Wie Versuche gezeigt haben, ist auch dann eine ordnungsgemäße Funktion des Stoßwellengenerators gewährleistet.

In ihrem zentralen Bereich, der infolge des Kegels 18 ohnehin nicht mit Stoßwellen beaufschlagt wird, weist die akustische Sammellinse 5 eine Bohrung 22 au?, die den ungestörten Diirch-) tritt der von dem Ultraschall-Applikator 7 ausgesandten Ultraschallwellen ermöglicht.

Der Kegel 18 mit dem darin enthaltenen Ultraschall-Applikator ist mittels eines insgesamt mit 23 bezeichneten Halterungsteiles in dem Gehäuse 1 gehaltert. Das Halterungsteil 23 weist einen von dem in dem Stoßwellengenezator befindlichen Wasser umgebenen, sich in Richtung auf die akustische Sammellinse 5 erstreckenden rohrförmigen Abschnitt 24 auf, der an seinem von der akustischen Sammellinse 5 abgewandter» Ende mittels eines Montageringes 25 mit der inneren Wandung des Gehäuses 1 verbunden ist. An dem der akustischen Sammellinse 5 benachbarten Ende

88 6 3 2 9 9 OE

des rohrförmigen Abschnittes 24 weist das Halterungsteil 23 mehrere sich in Richtung auf die akustische Achse A des Stoßwellengönerators erstreckende Arme 26 auf, an denen der den Ultraschall-Applikator 7 enthaltende Kegel 18 befestigt ist. Die Arme 26 bestehen aus einem Werkstoff, z.B. Polyamid, dessen akustische Impedanz im wesentlichen der von Masser entspricht, so daß eine Störung der Ausbreitung der Stoßwellen durch die Arme 26 vermieden ist. Der rohrförmige Abschnitt 24 des Halterungsteiles 23 ist aus einem Werkstoff gebildet, dessen akustisehe Impedanz wesentlich größer als die von Wasser ist, z.B. aus einem Metall wie Stahl. Der rohrförmige Abschnitt 24 weist einen kreisringförmigen Querschnitt auf, der hinsichtlich seines inneren Durchmessers an den Durchmesser der Abstrahlfläche ^ 17 angepaßt ist. Außerdem ist der rohrförmige Abschnitt 24 fluchtend zu der Abstrahlfläche 17 angeordnet, d.h. seine Mittelachse entspricht der akustischen Achse A des Stoßwellengenerators, Infolge des rohrförmigen Abschnittes 24 des Halterungsteiles 23 wird eine Steigerung der Fokussierungsleistung erzielt.

In der Fig. 2 ist eine Einzelheit eines erfindungsgemäßen Stoßwellengenerators dargestellt, der sich von dem zuvor beschriebenen lediglich dadurch unterscheidet, daß der Kegel 18, der wieder an seinem der Sammellinse 5 zugewandten Ende die öffnung 19 aufweist, den wesentlichen mechanischen Teilen des Ultra-( schall-Applikators 7, es handelt sich hierbei um einen mechanischen Ultraschall-Sektor-Applikator, als Gehäuse dient.

Der Ultraschall-Applikator 7 weist einen Ultraschall-Schwinger 27, z.B. ein lineares Ultraschall-Array, auf, der an einem Tragkörper 28 angebracht ist. Dieser ist auf einer mit dem Kegel 18 verbundenen Achse 29 derart gelagert, daß er gemeinsam mit dem Ultraschall-Schwinger 27 eine oszillierende Schwenkbewegung ausführen kann, die durch den Doppelpfeil X angedeutet ist. Die beiden Endstellungen des Ultraschall-Schwingers 27 sind in Fig. 2 dargestellt, eine davon in strichlierten Linien. Zum Antrieb des Tragkörpers 28 und des Ultraschall-Schwingers

88 6 3 2 9 9 DE

• · · · lit««

• ' · . _ I Il t .

• ' · · &igr; X¹P &igr; t t &igr; « &igr;

• « ·*<^&Agr; · ti··

27 ist eine Koppelstange 30 vorgesehen, die gelenkig an dem Tragkörper 28 befestigt ist und mittels einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung angetrieben wird. Die Koppelstange 30 erstreckt sich durch in dem Kegel 18 und in dem rohrförmigen Abschnitt des Halterungsteiles vorgesehenen Durchbrüche 31 bzw. 32. Sie ist in nicht näher dargestellter Weise flüssigkeitsdicht durch das Gehäuse 1 nach außen geführt, wo sich die erwähnte Antriebseinrichtung befindet. Der Innenraum des Kegels 18 ist mit Wasser gefüllt, in dem sich die Bauteile des Ultraschall-Applikators 7 befinden.

Von der Koppelstange 30 angetrieben führt der an dem Tragkörper

28 angebrachte Ultraschall-Wandler die zur Erzeugung von Ultraschall-B-Bildern erforderliche, bereits beschriebene oszillierende Schwenkbewegung aus. Der Ultraschall-Schwinger 27 ist so angeordnet, daß die abgetastete Ebene die akustische Achse A des Stoßwellengenerators enthalt.

im Falle der Ausführungsbeispiele ist jeweils eine nach dem elektro-dynamischen Prinzip wirkende Stoßwellenquelle 2 vorgesehen. Im Rahmen der Erfindung können jedoch auch andere, z.B. piezoelektrische Stoßwellenquellen Verwendung finden.

10 Schutzansprüche
2 Figuren

Claims

6 32 9 9 OE { ) Schutzansprüche

1. Stoßwellengenerator zum berührungslosen Zertrümmern von Konkrementen im Körper eines Lebewesens, aufweisend eine StoßwellenqueUe (2), mitteis derer in eine als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehene Flüssigkeit von einer Abstrahlfliehe (17) der Stoßwellenquelle (2) ausgehende, im wesentlichen ebene Stoßwellen einleitbar sind, und eine mittels der Flüssigkeit mit der Abstrahlflache (17) akustisch gekoppelte akustische Sammellinse (5), welche die von der Abstrahlfläche (17) ausgehenden Stoßwellen auf einen auf der akustischen Achse (A) des Stoßwellengenerators liegenden Fokus (F) fokussiert, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der

* Abstrahlfläche (17) der Stoßwellenquelle (2) und der akustisehen Sammellinse (5) ein sich in Richtung auf die Abstrahlfläche (17) kontinuierlich verjüngender rotationssymmetrischer Körper (18) angeordnet ist, der wenigstens im Bereich seiner Mantelfläche aus einem Werkstoff, dessen akustische Impedanz wesentlich größer als die der Flüssigkeit ist, gebildet ist und dessen Mittelachse der akustischen Achse (A) des Stoßwellengenerators (2) entspricht, und daß die akustische Sammellinse (5) wenigstens als einseitig konkave Linse ausgeführt ist.

2. Stoßwellengenerator nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die akustische Sammellinsfe (5) ) als bikonkave Linse ausgeführt ist.

3. Stoßwellengenerator nach Anspruch 1 oder 2, welcher einen auf der akustischen Achse (A) des Stoßwellengenerators angeord-

3ü neten, zu einer Ultraschall-Ortungseinrichtung gehörigen Ultraschall-Applikator (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der rotationssymmetrische Körper (18) an seinem der akustischen Sammellinse (5) benachbarten Ende eine öffnung (19) aufweist, in der der Ultraschall-Applikator

(7) angeordnet ist.

&Ggr;* ob ü 3 2 9 9 OE

4. Stoßwellengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halterungsteil (23) für den rotntionssymmetrischen Körper (18) vorgesehen ist, das si-·<&bgr;&eegr; vun der Flüssigkeit umgebenen, sich in Richtung auf die akustische Sammellinse (5) erstreckenden rohrförmigen Abschnitt (24) und mit diesem verbundene, sich in Richtung auf die akustische Achse (A) des Stoßwellengenerators erstreckende Arme (26) aufweist, an denen der rotationssymmetrische Körper (18) befestigt ist, wobei die innere Kontur des rohrförmigen Abschnittes (2A) nach Gestalt und Größe der Abstrahlfläche (17) entspricht, mit dieser fluchtend angeordnet ist und der rohrförm.ige Abschnitt (24) aus einem Werkstoff gebildet ist, dessen akustische Impedanz wesentlich größer als ) die der Flüssigkeit ist.

5. Stoßwellengenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Arme (26) des Halterungsteiles (23) aus einem Werkstoff gebildet sind, dessen akustische Impedanz im wesentlichen der der Flüssigkeit entspricht.

6. Stoßwellengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als rotationssymmetrischer Körper (18) ein Kegel vorgesehen ist.

7. Stoßwellengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem als Flüssigkeit Wasser vorgesehen ist, d a d &ugr; r c i. gekennzeichnet , daß der rotationssymmetrische Körper (18) wenigstens im Bereich seiner Mantelflache aus Metall gebildet ist.

8. Stoßwellengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem als Flüssigkeit Wasser vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß die akustische Sammellinse (5) aus Polystyrol gebildet ist.

9. Stoßwellengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Stoß-

886329906 Y

( wellenquelle (2) eine stoßartig antreibbare Membran (8) vorgesehen ist, deren eine Seite an die Flüssigkeit grenzt und die AbstrahltJ ache (17) der Stoßwellenquelle (2) bildet.

10. Stoßwellengenerator nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der rotationssymmetrische Korper (18) den Ultraschall-Applikator (7) nach Art eines Gehäuses umgibt.

&iacgr;&ogr; I

ti 1 f t · (IfI