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EP1467349A1 - Device for controlling shock wave sources - Google Patents

Device for controlling shock wave sources Download PDF

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Publication number
EP1467349A1
EP1467349A1 EP03008163A EP03008163A EP1467349A1 EP 1467349 A1 EP1467349 A1 EP 1467349A1 EP 03008163 A EP03008163 A EP 03008163A EP 03008163 A EP03008163 A EP 03008163A EP 1467349 A1 EP1467349 A1 EP 1467349A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
capacitor
pressure pulse
pulse source
cavity
voltage switch
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03008163A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Regenscheit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanuwave Inc
Original Assignee
HMT High Medical Technologies AG
Sanuwave Inc
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 HMT High Medical Technologies AG, Sanuwave Inc filed Critical HMT High Medical Technologies AG
Priority to EP03008163A priority Critical patent/EP1467349A1/en
Publication of EP1467349A1 publication Critical patent/EP1467349A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/04—Sound-producing devices
    • G10K15/043—Sound-producing devices producing shock waves
    • 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
    • G10K15/00—Acoustics not otherwise provided for
    • G10K15/04—Sound-producing devices
    • G10K15/06—Sound-producing devices using electric discharge

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling Pressure pulse sources for generating shock waves according to the Preamble of claim 1.
  • Shock waves are used in human and veterinary medicine different purposes.
  • a medical application of these devices in human medicine lies in the Lithotripsy, in which the shock waves generated are to be destroyed inner objects, such as kidney stones are focused.
  • Other applications include induction of bone growth, the treatment of orthopedic painful Diseases (epicondylitis, calcareous shoulder) and treatment of nerves, muscles and other soft tissue structures.
  • Shock wave generating devices basically consist of one Pressure pulse source, one controlling the pressure pulse source Circuit and a supply unit for generating the high voltage.
  • pressure pulse sources with an electrical spark gap and those on the electromagnetic or piezoelectric Principle, known.
  • Devices for controlling pressure pulse sources for generation shock waves are generally known, for example from DE 26 35 635.
  • the steepness of the current increase depends on the inductance and the capacity of the device.
  • a geometrical conditional self-inductance of the device and the capacitance a high-voltage capacitor for storing the for generation electrical energy necessary for a pressure pulse form a resonant circuit.
  • a high-frequency resonant circuit ensures you steep current rise at the pressure pulse source.
  • a resonant circuit with a low natural frequency creates one flat current rise. With a low-frequency resonant circuit a pressure pulse with a longer rise time becomes in the pressure pulse source, a longer pulse duration and a lower one Pressure maximum generated.
  • DE 31 50 430 describes a device for controlling Pressure pulse sources based on the electro-hydraulic Principle.
  • the total inductance of the device to control the shock wave generation unit limits the Slope of the pressure flank. To keep the inductance low and thus to achieve a steep increase in electricity additional capacitor parallel to the electrical spark gap and in terms of current flow behind the high-voltage switch in the integrated coaxial supply of the electrical spark gap.
  • the invention lies the task is based on a device of the beginning to realize the mentioned genus, which has a steep current rise and thus guarantees a high shock wave pressure a long service life and a low loss Conversion of electrical energy into shock wave energy.
  • the essential idea of the invention is one Capacitor for the provision of the for the generation of the To form pressure pulses required energy tubular in its cavity at least one high-voltage element To arrange device of the type mentioned.
  • a high voltage switch is in the cavity of the Capacitor arranged.
  • it can only a connecting element for electrical connection of the High voltage switch with the pressure pulse source in the cavity of the capacitor.
  • At least one element is arranged as compactly as possible.
  • at least one element arranged coaxially to the capacitor i.e. it forms a common axis with the longitudinal axis of the Capacitor. This will reduce the overall inductance reached the device.
  • Such a low inductor Overall structure enables a steeper current rise at the pressure pulse source, which has a steep pressure edge generated. This will result in more effective treatment.
  • two elements can together form a shell form that envelops the capacitor.
  • a first element forms a lower shell part and a second element one upper shell part.
  • the elements are preferably coaxial with the Capacitor arranged.
  • the pressure pulse source is on attached to one end of the capacitor.
  • a focusing device is provided be on the front of the Capacitor is located.
  • FIG 1 is a basic circuit for controlling a Pressure pulse source 14 shown.
  • a pressure pulse source 14 becomes an electrical in the following embodiments Spark gap used. But it is also conceivable others Pressure pulse sources 14, for example a piezoelectric or use electromagnetic pressure pulse source 14.
  • a high-voltage-resistant capacitor 6 saved and when a high-voltage switch is activated 8 passed to the electrical spark gap 14.
  • the capacitor 6 is from a supply unit 18 via a charging resistor 4 previously charged.
  • high voltage switch 8 come for electrical spark gaps prefer spark gaps to use.
  • the high-voltage switch 8 is activated via a control element 12, for example a trigger transformer.
  • the impulsive Excitation of the pressure pulse source 14 takes place in accordance with the control the high voltage switch 8.
  • Figure 2 shows a sectional view of a side view of the Device according to the invention in a first embodiment.
  • a tubular capacitor 6 In a tubular capacitor 6 are a lower part of a pressure pulse source 14, a high voltage switch 8 and a control element 12 for controlling the High-voltage switch 8 arranged such that its longitudinal axes coincides with the longitudinal axis of the capacitor 6.
  • the pressure pulse source 14 can also outside of Capacitor 6 may be arranged. In this version it is like shown below in Figure 3, the high voltage switch 8 directly on an upper, facing the pressure pulse source 14 Arranged end of the capacitor 6, executed.
  • a charging resistor 4 of the capacitor 6 in terms of current upstream circuit part is tubular and encloses the capacitor 6.
  • the charging resistor 4 is preferably arranged and forms coaxially to the capacitor together with an insulation layer an outer shell of the Contraption.
  • FIG Discharge resistor 16 may be provided. Both the charging resistance 4 and the discharge resistor 16 form in one preferred embodiment a common shell that the Capacitor 6 envelops.
  • the charging resistor 4 forms for example a lower shell part and the discharge resistance 16 an upper shell part. Both shell parts are preferably arranged coaxially to the capacitor 6.
  • Both the elements or parts of the elements 8, 12, 14 in Inside the capacitor 6, as well as the capacitor enveloping elements 4, 16 are stuck together or screwed. But you can also put and be screwed.
  • the plug and / or screw connections are preferably made electrically conductive. This can reduce cable connections and create inductance Conductor loops can be minimized.
  • the upper side in the direction of the pressure pulse source 14 the device is made up of two interconnected parts formed, an inner and an outer part 20,22.
  • the inner part 20 is an electrical connection element formed with the pressure pulse source 14.
  • the outer part 22 is used in addition to electrical insulation compared to the inner part 20 as the upper outside of the Contraption. Both parts 20, 22 have a recess in which the lower part of the pressure pulse source 14 is introduced.
  • the inner part 20 with both the end face 26 of the Capacitor 6 connected as well as with a connection for Supply unit 18 executed.
  • the inner part 20 serves preferably the electrically negative supply of the pressure pulse source 14.
  • An electrically positive supply to the Pressure pulse source 14 is connected to the pressure pulse source 14 guaranteed with the high voltage switch 8.
  • the high voltage switch 8 is preferably on a first one cylindrical metallic carrier 30 attached, which in less distance to the insulation required Inner wall of the capacitor 6 is arranged spaced apart.
  • the cylindrical carrier 30 takes on one of the high voltage switches 8 opposite open side the element 12 driving the high-voltage switch 8, which by a recess in the cylindrical carrier 30th preferably screwable through with the high-voltage switch 8 connected is.
  • the cylindrical carrier 30 is an electrical connecting element between the high voltage switch 8 and the Capacitor 6 executed.
  • the carrier 30 is still electrically with a lower end face 28 of the capacitor 6 connected.
  • a second cylindrical metal carrier 32 between the outer wall of the capacitor 6 and the inner wall the charging resistor 4 is provided, serves both for attachment the charging resistor 4 as well as the electrical Connection of the capacitor 6 with the charging resistor 4.
  • the Charging resistor 4 has a connection 2 for an electrical positive connection to the supply unit 18.
  • the lower end face is 28 of the capacitor 6 as an electrical connection with the charging resistor 4 and the high voltage switch 8 and the upper one End face 26 of the capacitor 6 as an electrical connection with the pressure pulse source 14 and the supply unit 18 executed.
  • the supply unit 18 forms one Base of the device.
  • the comparatively shorter ones Connections 2, the supply unit 18 with the pressure pulse source 14 or the charging resistor 4, ensure a lower electromagnetic radiation of the inventive Contraption.
  • the connection of the supply unit 18 with the end face 26 of the capacitor 6 and the pressure pulse source 14 is in the form of a third cylindrical metallic carrier 34, which is arranged coaxially to the capacitor 6 is trained.
  • security elements in the device according to the invention according to the currently valid standard EN60601-1 can be, for example, a monitoring element for monitoring a securely connected pressure pulse source 14 his.
  • Focusing device 36 for focusing the shock waves to a treatment area.
  • the focusing device 36 can also in a further embodiment partially or completely in the cavity of the capacitor 6 be arranged.
  • a focusing device 36 in a known manner implemented reflector used. But it can also be one optical lens or another type of focusing device be used.
  • this version of the Device together with a the top opening of the focusing device 36 delimiting membrane 38, for coupling to the area to be treated, one for shock wave propagation suitable medium 40 and the corresponding electrical Connections that are not in the version shown are explicitly shown, this version of the Device according to the invention an independent shock wave generating device.

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Abstract

Vorrichtung zur Ansteuerung von Druckimpulsquellen (14) zur Erzeugung von Stosswellen für die Behandlung eines menschlichen oder tierischen Körpers mit einem Kondensator (6) für die Bereitstellung der für die Erzeugung der Druckimpulse erforderliche Energie, der rohrförmig ausgeführt und in seinem Hohlraum wenigstens ein Hochspannungselement (8,12,14,24) der Vorrichtung der eingangs genannten Gattung angeordnet ist.

Figure 00000001
Device for controlling pressure pulse sources (14) for generating shock waves for the treatment of a human or animal body with a capacitor (6) for providing the energy required for generating the pressure pulses, which is tubular and has at least one high-voltage element (8 , 12, 14, 24) of the device of the type mentioned at the outset.
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung von Druckimpulsquellen zur Erzeugung von Stosswellen gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for controlling Pressure pulse sources for generating shock waves according to the Preamble of claim 1.

Stosswellen werden in der Human- und Veterinärmedizin für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Eine medizinische Anwendung dieser Vorrichtungen in der Humanmedizin liegt in der Lithotripsie, bei der die erzeugten Stosswellen auf zu zerstörende innere Objekte, wie Nierensteine fokussiert werden. Weitere Anwendungen bestehen beispielsweise in der Induzierung von Knochenwachstum, der Behandlung von orthopädisch schmerzhaften Erkrankungen (Epicondylitis, Kalkschulter) und der Behandlung von Nerven, Muskeln und anderen Weichteilstrukturen.Shock waves are used in human and veterinary medicine different purposes. A medical application of these devices in human medicine lies in the Lithotripsy, in which the shock waves generated are to be destroyed inner objects, such as kidney stones are focused. Other applications include induction of bone growth, the treatment of orthopedic painful Diseases (epicondylitis, calcareous shoulder) and treatment of nerves, muscles and other soft tissue structures.

Stosswellenerzeugungsgeräte bestehen grundlegend aus einer Druckimpulsquelle, einer die Druckimpulsquelle ansteuernde Schaltung und einer Versorgungseinheit zur Erzeugung der Hochspannung.Shock wave generating devices basically consist of one Pressure pulse source, one controlling the pressure pulse source Circuit and a supply unit for generating the high voltage.

Allgemein sind Druckimpulsquellen mit elektrischer Funkenstrecke und solche die auf dem elektromagnetischen oder piezoelektrischen Prinzip beruhen, bekannt.In general, pressure pulse sources with an electrical spark gap and those on the electromagnetic or piezoelectric Principle, known.

In der die Druckimpulsquelle ansteuernde Schaltung wird ein Hochspannungspuls generiert, durch den der Druckpuls der jeweiligen Druckimpulsquelle realisiert wird. Für eine effiziente und erfolgreiche Behandlung ist neben dem Hochspannungspuls ein steiler Stromanstieg an der Druckimpulsquelle erforderlich.In the circuit driving the pressure pulse source, a High voltage pulse generated by the pressure pulse respective pressure pulse source is realized. For one efficient and successful treatment is next to that High voltage pulse a steep rise in current at the pressure pulse source required.

Vorrichtungen zur Ansteuerung von Druckimpulsquellen zur Erzeugung von Stosswellen sind grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus DE 26 35 635.Devices for controlling pressure pulse sources for generation shock waves are generally known, for example from DE 26 35 635.

Die Steilheit des Stromanstieges ist abhängig von der Induktivität und der Kapazität der Vorrichtung. Eine geometrisch bedingte Eigeninduktivität der Vorrichtung und die Kapazität eines Hochspannungskondensator zur Speicherung der zur Erzeugung eines Druckimpulses notwendigen elektrischen Energie bilden einen Schwingkreis. The steepness of the current increase depends on the inductance and the capacity of the device. A geometrical conditional self-inductance of the device and the capacitance a high-voltage capacitor for storing the for generation electrical energy necessary for a pressure pulse form a resonant circuit.

Ein hochfrequent ausgelegter Schwingkreis gewährleistet einen steilen Stromanstieg an der Druckimpulsquelle. Ein Schwingkreis mit einer niedrigen Eigenfrequenz hingegen erzeugt einen flachen Stromanstieg. Mit einem niederfrequenten Schwingkreis wird in der Druckimpulsquelle ein Druckimpuls mit längerer Anstiegszeit, einer grösseren Pulsdauer und einem niedrigen Druckmaximum erzeugt.A high-frequency resonant circuit ensures you steep current rise at the pressure pulse source. A resonant circuit with a low natural frequency, on the other hand, creates one flat current rise. With a low-frequency resonant circuit a pressure pulse with a longer rise time becomes in the pressure pulse source, a longer pulse duration and a lower one Pressure maximum generated.

Bei der Stosswellenerzeugung soll möglichst viel elektrische Energie in kurzer Zeit freigesetzt werden. Dies wird in optimaler Weise bei einer hohen Eigenfrequenz des Schwingkreises erreicht.When generating shock waves, as much electrical as possible should be used Energy can be released in a short time. This is in optimally with a high natural frequency of the resonant circuit reached.

In DE 31 50 430 wird eine Vorrichtung zur Ansteuerung von Druckimpulsquellen, basierend auf dem elektrohydraulische Prinzip, beschrieben. Die Gesamtinduktivität der Vorrichtung zur Ansteuerung der Stosswellenerzeugungseinheit begrenzt die Steilheit der Druckflanke. Zur Niedrighaltung der Induktivität und damit zur Erzielung eines steilen Stromanstieges wird ein weiterer Kondensator parallel zur elektrischen Funkenstrecke und stromlaufmässig hinter dem Hochspannungsschalter in die koaxiale Zuleitung der elektrischen Funkenstrecke integriert.DE 31 50 430 describes a device for controlling Pressure pulse sources based on the electro-hydraulic Principle. The total inductance of the device to control the shock wave generation unit limits the Slope of the pressure flank. To keep the inductance low and thus to achieve a steep increase in electricity additional capacitor parallel to the electrical spark gap and in terms of current flow behind the high-voltage switch in the integrated coaxial supply of the electrical spark gap.

Mit dieser Massnahme wird zwar die Induktivität des stromlaufmässig hinter dem Hochspannungsschalter befindlichen Schaltungsteiles (Spannungszuführung an die Elektroden) reduziert, jedoch die geometrisch bedingte Eigeninduktivität des Schaltungsteiles, welches stromlaufmässig vor dem Hochspannungsschalter angeordnet ist, nicht berücksichtigt.With this measure, the inductance of the current is true circuit part located behind the high-voltage switch (Voltage supply to the electrodes) reduced, however, the geometrically determined self-inductance of the circuit part, which is upstream of the high-voltage switch is not taken into account.

Mit den bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung lässt sich die Gesamtinduktivität der Vorrichtung nicht wesentlich verringern.With the known devices of the type mentioned the total inductance of the device cannot be reduce significantly.

Zudem ist festzustellen, dass bei bekannter Bauweise der Vorrichtungen zum Erreichen einer bestimmten Ausgangsleistung immer noch ein erheblicher Verlust der aufzuwendenden Energie vorhanden ist.In addition, it should be noted that with a known construction of the devices to achieve a certain output power still a significant loss of the energy to be used is available.

Vor dem Hintergrund der vorstehenden Ausführung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu realisieren, die einen steilen Stromanstieg und damit einen hohen Stosswellendruck gewährleistet mit einer gleichzeitig hohen Lebensdauer und einer verlustarmen Umwandlung der elektrische Energie in Stosswellenenergie. Against the background of the foregoing, the invention lies the task is based on a device of the beginning to realize the mentioned genus, which has a steep current rise and thus guarantees a high shock wave pressure a long service life and a low loss Conversion of electrical energy into shock wave energy.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.According to the invention, this object is achieved by a device with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, einen Kondensator für die Bereitstellung der für die Erzeugung der Druckimpulse erforderliche Energie rohrförmig auszubilden und in seinem Hohlraum wenigstens ein Hochspannungselement der Vorrichtung der eingangs genannten Gattung anzuordnen.The essential idea of the invention is one Capacitor for the provision of the for the generation of the To form pressure pulses required energy tubular in its cavity at least one high-voltage element To arrange device of the type mentioned.

Vorzugsweise ist ein Hochspannungsschalter im Hohlraum des Kondensators angeordnet. Es kann aber beispielsweise auch nur ein Verbindungselement zur elektrischen Verbindung des Hochspannungsschalters mit der Druckimpulsquelle im Hohlraum des Kondensators angeordnet sein. Das wenigstens eine Elemente wird dabei so kompakt wie möglich angeordnet. Vorzugsweise ist wenigstens ein Element koaxial zum Kondensator angeordnet, d.h. es bildet eine gemeinsame Achse mit der Längsachse des Kondensators. Hierdurch wird eine Reduzierung der Gesamtinduktivität der Vorrichtung erreicht. Ein derart niederinduktiver Gesamtaufbau ermöglicht einen steileren Stromanstieg an der Druckimpulsquelle, welche eine steile Druckflanke erzeugt. Damit wird eine effektivere Behandlung erreicht.Preferably, a high voltage switch is in the cavity of the Capacitor arranged. For example, it can only a connecting element for electrical connection of the High voltage switch with the pressure pulse source in the cavity of the capacitor. At least one element is arranged as compactly as possible. Preferably at least one element arranged coaxially to the capacitor, i.e. it forms a common axis with the longitudinal axis of the Capacitor. This will reduce the overall inductance reached the device. Such a low inductor Overall structure enables a steeper current rise at the pressure pulse source, which has a steep pressure edge generated. This will result in more effective treatment.

Durch diese kompakte Anordnung der einzelnen Elemente werden einerseits Leitungsverluste aufgrund von kurzen elektrischen Verbindungen reduziert und andererseits die Eigeninduktivität minimiert. Dies resultiert in einem verbesserten Wirkungsgrad der Vorrichtung. Die Strombelastung der Druckimpulsquelle kann reduziert werden, woraus sich in vorteilhafter Weise eine höhere Lebensdauer der Vorrichtungselemente ergibt. Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wird zusätzlich ein besseres Verhalten hinsichtlich elektromagnetischer Abstrahlung erreicht.This compact arrangement of the individual elements on the one hand line losses due to short electrical Connections reduced and on the other hand the self-inductance minimized. This results in an improved efficiency the device. The current load of the pressure pulse source can can be reduced, which advantageously results in a longer life of the device elements results. With the The device according to the invention also becomes a better one Behavior with regard to electromagnetic radiation achieved.

In einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung sind die Elemente durch Steck- oder Schraubverbindungen oder beiden miteinander verbunden, wodurch zusätzlich nochmals eine Reduzierung von Leitungsverlusten und eine geringere elektromagnetische Abstrahlung der Vorrichtung zu verzeichnen ist. In an advantageous embodiment of the device Elements by plug or screw connections or both connected to each other, which means another Reduction of line losses and a lower electromagnetic Radiation of the device is recorded.

Zudem kann eine kompakte platzsparende Anordnung der Vorrichtung realisiert werden. Dies wird in einer bevorzugten Ausführung mit einer schalenförmigen Anordnung von wenigstens einem Element des dem Kondensator stromlaufmässig vorgelagerten Schaltungsteils realisiert.In addition, a compact space-saving arrangement of the device will be realized. This is preferred Version with a bowl-shaped arrangement of at least an element of the current upstream of the capacitor Circuit part realized.

Es können aber auch zwei Elemente gemeinsam eine Schale bilden, die den Kondensator umhüllt. Ein erstes Element bildet einen unteren Schalenteil und ein zweites Element einen oberen Schalenteil. Die Elemente sind vorzugsweise koaxial zum Kondensator angeordnet.However, two elements can together form a shell form that envelops the capacitor. A first element forms a lower shell part and a second element one upper shell part. The elements are preferably coaxial with the Capacitor arranged.

In einer weiteren Ausführung ist die Druckimpulsquelle an einer Stirnseite des Kondensators angebracht. Zudem kann noch in vorteilhafter Ausführung eine Fokussierungseinrichtung vorgesehen sein, die sich ebenfalls an der Stirnseite des Kondensators befindet.In a further embodiment, the pressure pulse source is on attached to one end of the capacitor. In addition, can In an advantageous embodiment, a focusing device is provided be on the front of the Capacitor is located.

In einer noch kompakteren Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist an dem der Druckimpulsquelle gegenüberliegenden Ende des Kondensators eine Hochspannungsversorgung angebracht.In an even more compact version of the invention Device is on the opposite of the pressure pulse source A high voltage supply at the end of the capacitor appropriate.

Mit einer derartigen Ausführung wird es möglich, die bekannten Stosswellenerzeugungsgerät zu verkleinern und damit neue Einsatzmöglichkeiten im Human- und Veterinärbereich zu schaffen.With such an embodiment, it becomes possible to use the known ones To reduce the size of the shock wave generating device and thus new ones Possible uses in the human and veterinary area create.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1
Grundschaltung zur Ansteuerung einer Druckimpulsquelle,
Figur 2
Schnittbild einer Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer ersten Ausführung und
Figur 3
Schnittbild einer Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer zweiten Ausführung.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the drawing. Show it:
Figure 1
Basic circuit for controlling a pressure pulse source,
Figure 2
Sectional view of a side view of the device according to the invention in a first embodiment and
Figure 3
Sectional view of a side view of the device according to the invention in a second embodiment.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch und vereinfacht dargestellt. In the drawings, two embodiments of the Device according to the invention schematically and simplified shown.

In Figur 1 ist eine Grundschaltung zur Ansteuerung einer Druckimpulsquelle 14 dargestellt. Als Druckimpulsquelle 14 wird in den folgenden Ausführungsbeispielen eine elektrische Funkenstrecke verwendet. Es ist aber auch denkbar andere Druckimpulsquellen 14, beispielsweise eine piezoelektrische oder elektromagnetische Druckimpulsquelle 14 einzusetzen.In Figure 1 is a basic circuit for controlling a Pressure pulse source 14 shown. As a pressure pulse source 14 becomes an electrical in the following embodiments Spark gap used. But it is also conceivable others Pressure pulse sources 14, for example a piezoelectric or use electromagnetic pressure pulse source 14.

Zur Erzeugung des elektrischen Funkenüberschlages wird elektrische Energie in einem hochspannungsfesten Kondensator 6 gespeichert und bei Ansteuerung eines Hochspannungsschalters 8 zur elektrischen Funkenstrecke 14 geleitet. Der Kondensator 6 wird von einer Versorgungseinheit 18 über einen Ladewiderstand 4 zuvor aufgeladen. Als Hochspannungsschalter 8 kommen für elektrische Funkenstrecken bevorzugt Spark Gaps zum Einsatz. Der Hochspannungsschalter 8 wird über ein Ansteuerelement 12, beispielsweise einen Triggertrafo, gesteuert. Die impulsartige Anregung der Druckimpulsquelle 14 erfolgt entsprechend der Ansteuerung des Hochspannungsschalters 8.To generate the electrical sparkover electrical energy in a high-voltage-resistant capacitor 6 saved and when a high-voltage switch is activated 8 passed to the electrical spark gap 14. The capacitor 6 is from a supply unit 18 via a charging resistor 4 previously charged. As high voltage switch 8 come for electrical spark gaps prefer spark gaps to use. The high-voltage switch 8 is activated via a control element 12, for example a trigger transformer. The impulsive Excitation of the pressure pulse source 14 takes place in accordance with the control the high voltage switch 8.

Figur 2 zeigt ein Schnittbild einer Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer ersten Ausführung. In einem rohrförmig ausgeführten Kondensator 6 sind ein unterer Teil einer Druckimpulsquelle 14, ein Hochspannungsschalter 8 und ein Ansteuerelement 12 zur Ansteuerung des Hochspannungsschalters 8 derart angeordnet, dass ihre Längsachsen mit der Längsachse des Kondensators 6 zusammenfällt.Figure 2 shows a sectional view of a side view of the Device according to the invention in a first embodiment. In a tubular capacitor 6 are a lower part of a pressure pulse source 14, a high voltage switch 8 and a control element 12 for controlling the High-voltage switch 8 arranged such that its longitudinal axes coincides with the longitudinal axis of the capacitor 6.

Die Druckimpulsquelle 14 kann aber auch ausserhalb des Kondensators 6 angeordnet sein. In dieser Ausführung ist wie nachfolgend in Figur 3 dargestellt, der Hochspannungsschalter 8 direkt an einem oberen, zur Druckimpulsquelle 14 weisenden Ende des Kondensators 6 angeordnet, ausgeführt.The pressure pulse source 14 can also outside of Capacitor 6 may be arranged. In this version it is like shown below in Figure 3, the high voltage switch 8 directly on an upper, facing the pressure pulse source 14 Arranged end of the capacitor 6, executed.

Als rohrförmig ausgeführter Kondensator 6 wird vorzugsweise ein Wickelkondensator verwendet, dessen Radius derart gewählt wird, dass die im Inneren des Kondensators 6 befindlichen Elemente 8, 12, 14 in vorteilhafter Weise gerade umschlossen werden. Es sind wenige Wicklungen zur Erreichung der erforderlichen Kondensatorkapazität notwendig, was wiederum eine Reduzierung der Induktivität bewirkt.As a tubular capacitor 6 is preferred used a wound capacitor, the radius of which was chosen in this way will that located inside the capacitor 6 Elements 8, 12, 14 just advantageously enclosed become. There are few windings to achieve the required Capacitor capacity necessary, which in turn is a Reduces inductance.

Ein Ladewiderstand 4 des dem Kondensator 6 stromlaufmässig vorgelagerten Schaltungsteils ist rohrförmig ausgebildet und umschliesst den Kondensator 6. Der Ladewiderstand 4 ist vorzugsweise koaxial zum Kondensator angeordnet und bildet zusammen mit einer Isolationsschicht eine äussere Hülle der Vorrichtung.A charging resistor 4 of the capacitor 6 in terms of current upstream circuit part is tubular and encloses the capacitor 6. The charging resistor 4 is preferably arranged and forms coaxially to the capacitor together with an insulation layer an outer shell of the Contraption.

In einer weiteren Ausführung, die nicht explizit dargestellt ist, kann zur sicheren schnellen Entladung des Kondensators 6 im Fall eines Fehlers ein in Figur 1 gezeigter Entladewiderstand 16 vorgesehen sein. Sowohl der Ladewiderstand 4 als auch der Entladewiderstand 16 bilden in einer bevorzugten Ausführung eine gemeinsame Schale, die den Kondensator 6 umhüllt. Der Ladewiderstand 4 bildet dabei beispielsweise einen unteren Schalenteil und der Entladewiderstand 16 einen oberen Schalenteil. Beide Schalenteile sind vorzugsweise koaxial zum Kondensator 6 angeordnet.In another version, which is not explicitly shown can safely discharge the capacitor 6 in the event of an error, one shown in FIG Discharge resistor 16 may be provided. Both the charging resistance 4 and the discharge resistor 16 form in one preferred embodiment a common shell that the Capacitor 6 envelops. The charging resistor 4 forms for example a lower shell part and the discharge resistance 16 an upper shell part. Both shell parts are preferably arranged coaxially to the capacitor 6.

Sowohl die Elemente bzw. Teile der Elemente 8, 12, 14 im Inneren des Kondensators 6, als auch die den Kondensator umhüllenden Elemente 4, 16 sind miteinander gesteckt oder verschraubt ausgeführt. Sie können aber auch gesteckt und verschraubt ausgeführt sein. Die Steck- und/oder Schraubverbindungen sind vorzugsweise elektrisch leitend ausgeführt. Damit können Kabelverbindungen reduziert und induktivitätserzeugenden Leiterschleifen minimiert werden.Both the elements or parts of the elements 8, 12, 14 in Inside the capacitor 6, as well as the capacitor enveloping elements 4, 16 are stuck together or screwed. But you can also put and be screwed. The plug and / or screw connections are preferably made electrically conductive. This can reduce cable connections and create inductance Conductor loops can be minimized.

Die obere, in Richtung Druckimpulsquelle 14 befindliche Seite der Vorrichtung wird aus zwei miteinander verbunden Teilen gebildet, einem inneren und einem äusseren Teil 20,22. Das innerer Teil 20 ist als elektrisches Verbindungselement mit der Druckimpulsquelle 14 ausgebildet.The upper side in the direction of the pressure pulse source 14 the device is made up of two interconnected parts formed, an inner and an outer part 20,22. The inner part 20 is an electrical connection element formed with the pressure pulse source 14.

Das äussere Teil 22 dient neben einer elektrischen Isolation gegenüber dem inneren Teil 20 als obere Aussenseite der Vorrichtung. Beide Teile 20,22 weisen eine Aussparung auf, in die der untere Teil der Druckimpulsquelle 14 eingebracht ist.The outer part 22 is used in addition to electrical insulation compared to the inner part 20 as the upper outside of the Contraption. Both parts 20, 22 have a recess in which the lower part of the pressure pulse source 14 is introduced.

In den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungen ist das innere Teil 20 sowohl mit der Stirnfläche 26 des Kondensators 6 verbunden als auch mit einem Anschluss zur Versorgungseinheit 18 ausgeführt. Das innere Teil 20 dient vorzugsweise der elektrisch negativen Versorgung der Druckimpulsquelle 14. Eine elektrisch positive Versorgung der Druckimpulsquelle 14 wird über einen Anschluss der Druckimpulsquelle 14 mit dem Hochspannungsschalter 8 gewährleistet.In the versions shown in Figures 2 and 3 the inner part 20 with both the end face 26 of the Capacitor 6 connected as well as with a connection for Supply unit 18 executed. The inner part 20 serves preferably the electrically negative supply of the pressure pulse source 14. An electrically positive supply to the Pressure pulse source 14 is connected to the pressure pulse source 14 guaranteed with the high voltage switch 8.

Der Hochspannungsschalter 8 ist vorzugsweise auf einem ersten zylinderförmigen metallischen Träger 30 angebracht, der in geringer, einer der Isolation erforderlichen Distanz zur Innenwand des Kondensators 6 beabstandet angeordnet ist.The high voltage switch 8 is preferably on a first one cylindrical metallic carrier 30 attached, which in less distance to the insulation required Inner wall of the capacitor 6 is arranged spaced apart.

Der zylinderförmige Träger 30 nimmt an einer dem Hochspannungsschalter 8 gegenüberliegenden offenen Seite ein den Hochspannungsschalter 8 ansteuerndes Element 12 auf, welches durch eine Aussparung im zylinderförmigen Träger 30 hindurch mit dem Hochspannungsschalter 8 vorzugsweise schraubbar verbunden ist.The cylindrical carrier 30 takes on one of the high voltage switches 8 opposite open side the element 12 driving the high-voltage switch 8, which by a recess in the cylindrical carrier 30th preferably screwable through with the high-voltage switch 8 connected is.

Der zylinderförmige Träger 30 ist als elektrisches Verbindungselement zwischen dem Hochspannungsschalter 8 und dem Kondensator 6 ausgeführt. Der Träger 30 ist weiterhin elektrisch mit einer unteren Stirnfläche 28 des Kondensators 6 verbunden.The cylindrical carrier 30 is an electrical connecting element between the high voltage switch 8 and the Capacitor 6 executed. The carrier 30 is still electrically with a lower end face 28 of the capacitor 6 connected.

Ein zweiter zylinderförmig ausgeführter metallischer Träger 32, der zwischen Aussenwand des Kondensators 6 und Innenwand des Ladewiderstandes 4 vorgesehen ist, dient sowohl zur Befestigung des Ladewiderstandes 4 als auch zur elektrischen Verbindung des Kondensators 6 mit dem Ladewiderstand 4. Der Ladewiderstand 4 weist eine Verbindung 2 für einen elektrisch positiven Anschluss zur Versorgungseinheit 18 auf.A second cylindrical metal carrier 32, between the outer wall of the capacitor 6 and the inner wall the charging resistor 4 is provided, serves both for attachment the charging resistor 4 as well as the electrical Connection of the capacitor 6 with the charging resistor 4. The Charging resistor 4 has a connection 2 for an electrical positive connection to the supply unit 18.

In den vorliegenden Ausführungen ist die untere Stirnfläche 28 des Kondensators 6 als elektrische Verbindung mit dem Ladewiderstand 4 und dem Hochspannungsschalter 8 und die obere Stirnfläche 26 des Kondensators 6 als elektrische Verbindung mit der Druckimpulsquelle 14 und der Versorgungseinheit 18 ausgeführt.In the present embodiments, the lower end face is 28 of the capacitor 6 as an electrical connection with the charging resistor 4 and the high voltage switch 8 and the upper one End face 26 of the capacitor 6 as an electrical connection with the pressure pulse source 14 and the supply unit 18 executed.

Die Elemente 4, 16 bzw. 8, 12, 14, des dem Kondensator stromlaufmässig vorgelagerten bzw. nachgelagerten Schaltungsteils und die Druckimpulsquelle 14 sind gegenüber dem Kondensator 6 isoliert ausgeführt. Auf die Isolation wird hier nicht im einzelnen eingegangen.The elements 4, 16 and 8, 12, 14, of the capacitor upstream or downstream circuit part in terms of current flow and the pressure pulse source 14 are opposite Condenser 6 is isolated. On the isolation not detailed here.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, die in Figur 3 dargestellt ist, ist der Hochspannungsschalter 8 direkt an der oberen Stirnseite 26 des Kondensators 6 angeordnet. In dieser Ausführungsvariante kann die Induktivität nochmals in vorteilhafter Weise reduziert werden.In a further advantageous embodiment of the invention, which is shown in Figure 3 is the high voltage switch 8 directly on the upper end face 26 of the capacitor 6 arranged. In this variant, the Inductance can be reduced again in an advantageous manner.

Darüber hinausgehend bildet die Versorgungseinheit 18 einen Sockel der Vorrichtung. Die damit vergleichsweise kürzeren Verbindungen 2, der Versorgungseinheit 18 mit der Druckimpulsquelle 14 bzw. dem Ladewiderstand 4, gewährleisten eine geringere elektromagnetische Abstrahlung der erfindungsgemässen Vorrichtung. Die Verbindung der Versorgungseinheit 18 mit der Stirnseite 26 des Kondensators 6 und der Druckimpulsquelle 14 ist in Form eines dritten zylinderförmigen metallischen Träger 34, der koaxial zum Kondensator 6 angeordnet ist, ausgebildet.In addition, the supply unit 18 forms one Base of the device. The comparatively shorter ones Connections 2, the supply unit 18 with the pressure pulse source 14 or the charging resistor 4, ensure a lower electromagnetic radiation of the inventive Contraption. The connection of the supply unit 18 with the end face 26 of the capacitor 6 and the pressure pulse source 14 is in the form of a third cylindrical metallic carrier 34, which is arranged coaxially to the capacitor 6 is trained.

In einer weiteren hier nicht explizit dargestellten Ausführung sind in der erfindungsgemässen Vorrichtung Sicherheitselemente entsprechend der derzeit gültigen Norm EN60601-1 vorgesehen. Dies kann beispielsweise ein Überwachungselement zur Überwachung einer sicher angeschlossenen Druckimpulsquelle 14 sein.In another embodiment not explicitly shown here are security elements in the device according to the invention according to the currently valid standard EN60601-1. This can be, for example, a monitoring element for monitoring a securely connected pressure pulse source 14 his.

Zusätzlich zu einer an der unteren Stirnseite 28 des Kondensators 6 angebrachten Versorgungseinheit 18 ist eine an der oberen Stirnseite 26 des Kondensators 6 befindliche Fokussierungseinrichtung 36, zur Fokussierung der Stosswellen auf einen Behandlungsbereich, vorgesehen. Die Fokussierungseinrichtung 36 kann in einer weiteren Ausführung auch teilweise oder vollständig im Hohlraum des Kondensators 6 angeordnet sein.In addition to one on the lower end face 28 of the Capacitor 6 attached supply unit 18 is on the upper end face 26 of the capacitor 6 located Focusing device 36, for focusing the shock waves to a treatment area. The focusing device 36 can also in a further embodiment partially or completely in the cavity of the capacitor 6 be arranged.

Als Fokussierungseinrichtung 36 wird ein in bekannter Weise ausgeführter Reflektor eingesetzt. Es kann aber auch eine optische Linse oder eine anders geartete Fokussierungseinrichtung verwendet werden.As a focusing device 36 in a known manner implemented reflector used. But it can also be one optical lens or another type of focusing device be used.

Zusammen mit einer die obere Öffnung der Fokussierungseinrichtung 36 begrenzenden Membran 38, zur Ankopplung an den zu behandelnden Bereich, einem für die Stosswellenausbreitung geeigneten Medium 40 und den entsprechenden elektrischen Anschlüssen, die in der dargestellten Ausführung nicht explizit gezeigt sind, bildet diese Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung ein eigenständiges Stosswellenerzeugungsgerät. Together with a the top opening of the focusing device 36 delimiting membrane 38, for coupling to the area to be treated, one for shock wave propagation suitable medium 40 and the corresponding electrical Connections that are not in the version shown are explicitly shown, this version of the Device according to the invention an independent shock wave generating device.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Verbindung mit VersorgungseinheitConnection with supply unit
44
Ladewiderstandload resistance
66
Kondensatorcapacitor
88th
HochspannungsschalterHigh-voltage switches
1212
Ansteuerelement für HochspannungsschalterControl element for high voltage switches
1414
DruckimpulsquellePressure pulse source
1616
Entladewiderstanddischarge
1818
Versorgungseinheitsupply unit
2020
Äusserer Teil - Obere Aussenseite der VorrichtungOuter part - upper outside of the device
2222
Innerer Teil - Kontaktierung mit DruckimpulsquelleInner part - contact with pressure pulse source
2424
Elektrisches VebindungselementElectrical connection element
2626
Obere Stirnseite des KondensatorsUpper end of the capacitor
2828
Untere Stirnseite des KondensatorsLower end of the capacitor
3030
Erster zylinderförmiger metallischer TrägerFirst cylindrical metallic support
3232
Zweiter zylinderförmiger metallischer TrägerSecond cylindrical metallic support
3434
Dritter zylinderförmiger metallischer TrägerThird cylindrical metallic support
3636
Fokussierungseinrichtungfocusing device
3838
Membranmembrane
4040
Medium, für die Stosswellenausbreitung geeignetMedium, suitable for shock wave propagation

Claims (12)

Vorrichtung zur Ansteuerung von Druckimpulsquellen (14), bestehend aus einem Kondensator (6) für die Bereitstellung der für die Erzeugung der Druckimpulse erforderlichen Energie und einen dem Kondensator (6) nachgeschalteten Schaltungsteil, der wenigstens ein Hochspannungselement(8, 12,14,24) enthält,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (6) rohrförmig ausgebildet ist und in seinem Hohlraum wenigstens das Hochspannungselement (8,12,14,24) angeordnet ist.Device for controlling pressure pulse sources (14), comprising a capacitor (6) for providing the energy required for generating the pressure pulses and a circuit part connected downstream of the capacitor (6), which has at least one high-voltage element (8, 12, 14, 24) contains
characterized in that the capacitor (6) is tubular and at least the high-voltage element (8, 12, 14, 24) is arranged in its cavity. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise ein Hochspannungsschalter (8) im Hohlraum des Kondensators (6) angeordnet ist.Device according to claim 1,
characterized in that a high-voltage switch (8) is preferably arranged in the cavity of the capacitor (6). Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ansteuerelement (12) des Hochspannungsschalters (8) im Hohlraum des Kondensators (6) angeordnet ist.Device according to claim 2,
characterized in that at least one control element (12) of the high-voltage switch (8) is arranged in the cavity of the capacitor (6). Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Verbindungselemente (24) der Druckimpulsquelle (14) im Hohlraum des Kondensators (6) angeordnet sind.Device according to one or more of the preceding claims,
characterized in that the electrical connecting elements (24) of the pressure pulse source (14) are arranged in the cavity of the capacitor (6). Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Element der im Hohlraum des Kondensators angeordneten Elemente koaxial zum Kondensator (6) angeordnet ist.Device according to one or more of the preceding claims,
characterized in that at least one element of the elements arranged in the cavity of the capacitor is arranged coaxially with the capacitor (6). Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element (2,4,16) eines dem Kondensator vorgeschalteten Schaltungsteiles den Kondensator (6) schalenförmig umgibt. Device according to one or more of the preceding claims,
characterized in that at least one element (2, 4, 16) of a circuit part connected upstream of the capacitor surrounds the capacitor (6) in a shell-like manner. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Element (2,4,16) koaxial zum Kondensator (6) angeordnet ist.Apparatus according to claim 6,
characterized in that the at least one element (2, 4, 16) is arranged coaxially with the capacitor (6). Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element (2,4,8,14,16,24) des dem Kondensator vor- und/oder nachgeschalteten Schaltungsteils und/oder der Kondensator (6) und/oder das Ansteuerelement (12) des Hochspannungsschalters (8) steckbar und/oder schraubbar ausgeführt ist.Device according to one or more of the preceding claims,
characterized in that at least one element (2, 4, 8, 14, 16, 24) of the circuit part connected upstream and / or downstream of the capacitor and / or the capacitor (6) and / or the control element (12) of the high-voltage switch (8 ) is designed to be pluggable and / or screwable. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Stirnseite (26, 28) des Kondensators (6) elektrisch leitend ausgeführt ist und vorzugsweise elektrische Verbindungsanschlüsse besitzt.Device according to one or more of the preceding claims,
characterized in that at least one end face (26, 28) of the capacitor (6) is designed to be electrically conductive and preferably has electrical connection connections. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Druckimpulsquelle (14) an einer Stirnseite (26,28) des Kondensators (6) angebracht ist.Device according to one or more of the preceding claims,
characterized in that the pressure pulse source (14) is attached to an end face (26, 28) of the capacitor (6). Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Fokussierungseinrichtung (36) teilweise oder vollständig im Hohlraum oder an einer Stirnseite (26,28) des Kondensators (6) vorgesehen ist.Device according to one or more of the preceding claims,
characterized in that a focusing device (36) is provided partially or completely in the cavity or on an end face (26, 28) of the capacitor (6). Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Versorgungseinheit (18) an einer Stirnseite (26, 28) des Kondensators (6) vorgesehen ist.Device according to one or more of the preceding claims,
characterized in that a supply unit (18) is provided on an end face (26, 28) of the capacitor (6).
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FR2656743A1 (en) * 1990-01-04 1991-07-05 Technomed Int Sa PRECISE GUIDANCE DEVICE FOR ELECTRIC ARC GENERATORS, ELECTRIC SHOCK DEVICE, AND SHOCK WAVE GENERATOR APPARATUS PROVIDED WITH SUCH A GUIDANCE DEVICE.

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