Lithotripsievorrichtung, zum Zertrümmern von Körpersteinen,

Stoßkörper, Nachrüstsatz zum Nachrüsten einer bestehenden

Lithotripsievorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer

Lithotripsievorrichtung

[01]Die Erfindung betrifft eine Lithotripsievorrichtung, insbesondere intrakorporale Lithotripsievorrichtung, zum

Zertrümmern von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrichtung eine Trägereinheit, eine distalseitig an der Trägereinheit verbindbare Sonotrode mit einer Längsmittelachse und mindestens einen Stoßkörper zur mechanischen Stoßanregung der Sonotrode aufweist, wobei der mindestens eine Stoßkörper eine Längsrichtung, ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist und mit seinem proximalen Ende oder mit seinem distalen Ende mit einem eingespannten elastischen Element verbunden ist, sodass der mindestens eine Stoßkörper ein freies Ende aufweist, und die Lithotripsievorrichtung eine

Schwingungsanregungseinrichtung zur Schwingungsanregung der

Sonotrode und des mindestens einen Stoßkörpers aufweist, und das freie Ende des mindestens einen Stoßkörpers auf eine erste Anregungsfläche gerichtet und bei

Schwingungsanregung gegen die erste Anregungsfläche mittels des eingespannten elastischen Elementes drückbar ist, wobei die Anregungsfläche direkt oder indirekt mit der Sonotrode verbunden ist. [02]Die Lithotripsie ist ein bekanntes Verfahren zum

Zertrümmern von Körpersteinen, welche sich durch

Auskristallisation von Salzen als sogenanntes Konkrement in

Körperorganen, beispielsweise in der Blase oder Niere, bilden. Wenn die Körpersteine zu groß für einen natürlichen

Abgang sind und Beschwerden verursachen, müssen diese mittels Lithotripter zerkleinert werden, sodass die zerkleinerten Steine durch natürliche Ausscheidung und/oder mittels einer Saug-Spül-Pumpe entfernt werden können.

[03] Solche Körpersteine sind häufig nicht homogen aufgebaut, sondern weisen unterschiedliche Bestandteile,

Schichten und/oder Festigkeiten auf. Ein Körperstein, welcher außen ein weiches Konkrement und innen einen harten

Steinkern aufweist, erfordert somit mit zunehmender

Zertrümmerung eine höhere Zertrümmerungskraft der vom

Lithotripter abgegebenen Stoßwellen.

[04]Aus diesen Gründen wurden rein ultraschallbasierte

Lithotripter in den letzten Jahren weiterentwickelt, um die

Steinzertrümmerungsleistung zu verbessern. Dazu wird üblicherweise zusätzlich zur konstanten Ultraschallenergie eine intermittierende, ballistische Schockwellenenergie zugeführt. Beispielsweise kann mittels eines pneumatischen

Antriebs ein Projektil in einem Beschleunigungsrohr beschleunigt werden und auf ein Horn und/oder den

Sonotrodenkopf aufschlagen. Nachteilig hierbei ist, dass der Schlag nur aus axialer Richtung direkt oder indirekt auf den Sonotrodenkopf erfolgt und bei einem intrakorporalen Lithotripter das distale, dem Sonotrodenkopf gegenüberliegende Ende nur in diese eine

Richtung weiter in den Körperstein getrieben wird.

[05] In der US 9,421,023 B2 wird eine Vorrichtung zur Übertragung von Ultraschallschwingung offenbart, bei welcher der Ultraschallwellenleiter proximalseitig in einem Wellenleiterfitting aufgenommen ist und distalseitig von dem Wellenleiterfitting eine erste stoßpulsierende Masse, gefolgt von einer Druckfeder und einer zweiten stoßpulsierenden Masse koaxial um den

Ultraschallwellenleiter angeordnet sind. Die zweite stoßpulsierende Masse ist distalseitig von einer

Aufprallfläche begrenzt, auf welche die zweite stoßpulsierende Masse angeregt durch die

Ultraschallschwingung aufschlägt. Durch Formgebung der beiden stoßpulsierenden Massen kann ein ungleichförmiges

Aufschlagen erfolgen, in dem die zweite stoßpulsierende

Masse schräg auf eine Kante der Aufprallfläche aufschlägt.

Dieses stochastische, schräge Auftreffen der zweiten stoßpulsierenden Masse hat eine relativ geringe Wirkung auf die Schwingung der Sonotrode und ist nicht gezielt einstellbar. Des Weiteren ist die Schrägstellung der zweiten stoßpulsierenden Masse aufgrund der koaxialen

Anordnung um den Ultraschallwellenleiter konstruktiv limitiert und es kann nur eine einzige Schlagmasse auf die

Aufprallfläche einschlagen. Zudem kann aufgrund dieser

Einschränkung die Vorrichtung nicht nachträglich in bereits auf dem Markt befindliche Ultraschallwandler und Sonotroden integriert werden. [06]Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.

[07]Gelöst wird die Aufgabe durch eine

Lithotripsievorrichtung, insbesondere intrakorporale

Lithotripsievorrichtung, zum Zertrümmern von Körpersteinen, wobei die Lithotripsievorrichtung eine Trägereinheit, eine distalseitig an der Trägereinheit verbindbare Sonotrode mit einer Längsmittelachse und mindestens einen Stoßkörper zur mechanischen Stoßanregung der Sonotrode aufweist, wobei der mindestens eine Stoßkörper eine Längsrichtung, ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist und mit seinem proximalen Ende oder mit seinem distalen Ende mit einem eingespannten elastischen Element verbunden ist, sodass der mindestens eine Stoßkörper ein freies Ende aufweist, und die Lithotripsievorrichtung eine

Schwingungsanregungseinrichtung zur Schwingungsanregung der

Sonotrode und des mindestens einen Stoßkörpers aufweist, und das freie Ende des mindestens einen Stoßkörpers auf eine erste Anregungsfläche gerichtet und bei

Schwingungsanregung gegen die erste Anregungsfläche mittels des eingespannten elastischen Elementes drückbar ist, wobei die Anregungsfläche direkt oder indirekt mit der Sonotrode verbunden ist, und der mindestens eine Stoßkörper mit seiner Längsrichtung in einer Richtung abweichend von der

Längsmittelachse der Sonotrode und abweichend zu einer

Querachse der Sonotrode angeordnet ist, sodass durch ein schräges Aufschlagen des mindestens einen Stoßkörpers mit seinem freien Ende auf die erste Anregungsfläche eine radiale Schwingung der Sonotrode anregbar ist. [08] Somit wird eine Lithotripsievorrichtung mit einer nicht koaxial und nicht senkrecht zur Sonotrode wirkenden

Schlageinheit aus mindestens einem Stoßkörper als

Schlagmasse und dem verbundenen vorgespannten elastischen

Element bereitgestellt, wobei aufgrund der räumlichen

Anordnung des mindestens einen Stoßkörpers eine definierte schräg wirkende Schlaganregung aufgrund des im Betrieb oszillierenden Stoßkörpers realisiert ist.

[09]Durch das schräge Aufschlagen des mindestens einen

Stoßkörpers auf die erste Anregungsfläche wird eine reproduzierbare und intensive radiale Schwingung der

Sonotrode angeregt. Neben der üblicherweise longitudinalen

Schwingungsanregung der Sonotrode wird somit auch eine radiale Anregung der Sonotrode erzielt. Dadurch wird ein

Eingraben und/oder Festklemmen der distalen

Sonotrodenspitze bei intrakorporalen Lithotriptern in den

Körperstein in Richtung der Längsmittelachse der Sonotrode vermieden und durch die gezielt eingebrachte radiale

Schwingung tritt ein Bohreffekt beim Zertrümmern des

Körpersteins auf. Somit werden der Abtrag und die

Zertrümmerungsleistung erhöht.

[10] Zudem ist die Schlagfrequenz bei der mechanischen

Stoßanregung gezielt durch Wahl der Masse des Stoßkörpers und des elastischen Elementes als Feder einstellbar.

[11]Es ist besonders vorteilhaft, dass die Anregungsfläche nicht nur die Aufschlagsfläche für den oszillierenden

Stoßkörper darstellt, sondern selbst mittels der

Schwingungsanregungseinrichtung mit einer Schwingung, beispielsweise einer Ultraschallschwingung, anregbar ist und somit der mindestens eine Stoßkörper auf die schwingende Anregungsfläche auftreffbar ist. Die Schwingung der Anregungsfläche repulsiert die Schlagmasse des mindestens einen Stoßkörpers und spannt somit das mit dem

Stoßkörper verbundene elastische Element als Feder. Die

Feder speichert die aufgenommene Energie und gibt sie wieder an den Stoßkörper zurück, wodurch erneut ein Stoß auf die schwingende Anregungsfläche ausgeübt wird. Diese

Vorgänge wiederholen sich fortlaufend, solange eine

Schwingungsanregung vorliegt.

[12]Es ist besonders vorteilhaft, dass die räumliche

Ausrichtung des Stoßkörpers mit seiner Längsrichtung und somit seine Schrägstellung zwischen einer Richtung der

Querachse quer zur Längsmittelachse der Sonotrode und der

Längsmittelachse der Sonotrode frei wählbar und somit der

Grad der radialen Anregung der Sonotrode frei einstellbar ist.

[13]Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, sowohl den mindestens einen Stoßkörper als auch die

Anregungsfläche gerade nicht koaxial zur Längsmittelachse der Sonotrode fest einzubauen, sondern gerade räumlich frei und/oder schräg anzuordnen. Dadurch, dass der mindestens eine Stoßkörper mit seiner Längsrichtung unabhängig von der

Richtung der Längsmittelachse der Sonotrode angeordnet ist und die Anregungsfläche in Richtung der Stoßanregung gerade nicht direkt oder indirekt im Bereich des Querschnittes der

Sonotrode anliegend und somit in Richtung der

Längsmittelachse der Sonotrode angeordnet ist, ist das schräge Aufschlagen des mindestens einen Stoßkörpers gezielt in seiner Stärke und Ausrichtung auf die erste

Anregungsfläche einstellbar und somit eine definierte radiale Schwingung der Sonotrode zum Verbessern der

Zertrümmerungsleistung nutzbar.

[14]Folgendes Begriffliche sei erläutert:

[15]Bei einer „Lithotripsievorrichtung" (auch

„Lithotripter" genannt) handelt es sich insbesondere um eine Vorrichtung zum Zertrümmern von Körpersteinen durch

Stoßwellen. Unter einer Lithotripsievorrichtung werden insbesondere verschiedene Bestandteile, Bau- und/oder

Funktionskomponenten eines Lithotripters verstanden. Die

Lithotripsievorrichtung kann einen Lithotripter vollständig oder teilweise ausbilden. Bei einer Lithotripsievorrichtung kann es sich insbesondere um eine intrakorporale oder extrakorporale Lithotripsievorrichtung handeln. Im Falle einer intrakorporalen Lithotripsievorrichtung kann diese zusätzlich eine Spül-/Saugpumpe aufweisen. Die

Lithotripsievorrichtung kann als Handgerät ausgebildet sein und/oder ein Endoskop aufweisen oder in ein Endoskop eingeschoben werden. Die Lithotripsievorrichtung ist insbesondere autoklavierbar und weist beispielsweise

Instrumentenstahl und/oder Kunststoff auf. Die

Lithotripsievorrichtung kann weitere Komponenten, wie ein

Steuer- und/oder Versorgungsgerät aufweisen oder diese sind der Lithotripsievorrichtung zugeordnet.

[16]Unter „Körpersteinen" (auch „Konkrement" genannt) werden insbesondere alle Steine in einem menschlichen oder tierischen Körper verstanden, welche sich aus Salzen durch

Kristallisation bilden. Bei Körpersteinen kann es sich beispielsweise um Gallensteine, Harnsteine, Nierensteine und/oder Speichelsteine handeln.

[17]Eine „Trägereinheit" ist insbesondere ein Hand- und/oder Halteteil der Lithotripsievorrichtung. Bei der

Trägereinheit kann es sich insbesondere um eine Handhabe zur manuellen und/oder automatisierten Bedienung und/oder

Verbindung der Lithotripsievorrichtung handeln. Die

Trägereinheit kann auch an einem distalen Ende eines

Roboterarms angeordnet, verbunden und/oder automatisiert geführt sein. Die Trägereinheit weist insbesondere ein

Gehäuse auf.

[18]Eine „Sonotrode" ist insbesondere ein Bauteil, welches durch das Einwirken und/oder Einleiten von mechanischen

Schwingungen selbst in Schwingung und/oder

Resonanzschwingung versetzt wird. Die Sonotrode wird insbesondere mittels der Schwingungsanregungseinrichtung, beispielsweise mit einem Ultraschallschwingungsanregers, in einer Schwingung, insbesondere longitudinalen Schwingung, angeregt. Zudem wird die Sonotrode insbesondere in einer radialen Schwingung mittels des Stoßkörpers angeregt. Die

Sonotrode ist insbesondere als Wellenleiter für die

Schwingungswellen erzeugt von der

Schwingungsanregungseinrichtung und für die Stoßwellen

(Impulse) des Stoßkörpers ausgebildet. Die Sonotrode ist insbesondere mit dem Ultraschallschwingungsanreger, dem

Ultraschallwandler und/oder dem Horn verbunden.

Beispielsweise ist die Sonotrode in das distalseitige Ende des Horns eingeschraubt. Die Sonotrode weist insbesondere an ihrem proximalen Ende einen Sonotrodenkopf zum

Aufnehmen, Weiterleiten und/oder Fokussieren von

Ultraschallwellen und an ihrem distalen Ende eine

Sonotrodenspitze zum unmittelbaren und/oder mittelbaren

Beaufschlagen und/oder Kontaktieren von Körpersteinen auf.

Die Sonotrode ist insbesondere derart geformt, dass diese optimal die Schwingungswellen, Stoßwellen und/oder die

Ultraschallschwingung an ihrem distalen Ende in den Körper, die zu behandelnde Körperregion und/oder direkt auf den zu zertrümmernden Körperstein einleitet. Im Falle der

Ultraschallanregung arbeitet die Sonotrode insbesondere im

Ultraschallbereich mit einem Frequenzbereich von 20 kHz bis

90 kHz, bevorzugt von 20 kHz bis 34 kHz. Die Sonotrode weist insbesondere Stahl, Titan, Aluminium und/oder Carbon auf. Bei einer Sonotrode handelt es sich insbesondere um eine Sonde, welche beispielsweise stab-, röhren- und/oder schlauchförmige ausgebildet ist. Die Sonotrode kann einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Die Sonotrode weist insbesondere einen Durchmesser in einem Bereich von

0,5 mm bis 4,5 mm, insbesondere von 0,8 mm bis 3,8 mm, auf.

[19]Die „Längsmittelachse" ist insbesondere diejenige

Achse der Sonotrode, welche der Richtung ihrer größten

Ausdehnung entspricht. Eine „Querachse" ist insbesondere die Achse der Sonotrode, welche senkrecht auf der

Längsmittelachse der Sonotrode steht.

[20]Unter „distalseitig" und „distal" wird eine körpernahe und somit benutzerferne Anordnung und/oder ein entsprechendes Ende verstanden. Dementsprechend wird unter „proximalseitig" oder „proximal" eine benutzernahe und somit körperferne Anordnung oder ein entsprechendes Ende verstanden.

[21]Eine „Schwingungsanregungseinrichtung" ist insbesondere jegliche Einrichtung, welche eine

Schwingungsanregung der Sonotrode bewirkt. Die

Schwingungsanregungseinrichtung regt insbesondere eine regelmäßige und/oder konstante Schwingung an. Dazu können beispielsweise ein Laser oder eine pneumatische

Energiequelle verwendet werden. Bevorzugt weist die

Schwingungsanregungseinrichtung einen

Ultraschallschwingungsanreger auf.

[22]Ein „Ultraschallschwingungsanreger" (auch

„Schwingungsanreger" genannt) ist insbesondere ein Bauteil eines Ultraschallwandlers und/oder Handstückes einer Lithotripsievorrichtung, welcher eine zugeführte

Wechselspannung mit einer bestimmten Frequenz in eine mechanische Schwingungsfrequenz umsetzt. Der

Ultraschallschwingungsanreger ist insbesondere ein elektromechanischer Wandler unter Ausnutzung des piezoelektrischen Effekts. Durch Anlegen einer von einem

Ultraschallgenerator erzeugten elektrischen Wechselspannung wird insbesondere eine mechanische Schwingung aufgrund eines Verformens des Ultraschallschwingungsanregers erzeugt. Der Ultraschallschwingungsanreger weist insbesondere ein Piezoelement oder mehrere Piezoelemente auf. Bevorzugt weist der Ultraschallschwingungsanreger mindestens zwei Piezoelemente auf, wobei zwischen den

Piezoelementen ein elektrischer Leiter, beispielsweise eine Kupferscheibe, angeordnet sein kann. Der

Ultraschallschwingungsanreger und/oder der

Ultraschallwandler kann insbesondere ein Horn aufweisen.

[23]Ein „Horn" ist insbesondere ein Bauteil, welches zwischen Schwingungsanreger und/oder einem Piezoelement und der Sonotrode angeordnet ist. Das Horn dient insbesondere dazu, die vom Schwingungsanreger erzeugten

Ultraschallwellen zur Sonotrode zu übertragen, weiterzuleiten und/oder auszurichten. Dazu kann das Horn sich in einer Übertragungsrichtung verjüngen und direkt oder indirekt die Ultraschallwellen auf einen

Sonotrodenkopf übertragen. Das Horn kann auch zur

Befestigung der Sonotrode verwendet werden. Gleichzeitig dient das Horn insbesondere zusammen mit einem Gegenlager zur beidseitigen mechanischen Halterung des Piezoelementes oder der Piezoelemente.

[24]Unter einem „Stoßkörper" (auch Schlagkörper genannt) wird insbesondere ein Körper, ein Bauteil und/oder eine

Baugruppe verstanden, welche schräg auf eine

Anregungsfläche aufschlagbar ist. Der Stoßkörper ist insbesondere frei von einer koaxialen Anordnung zur

Längsmittelachse der Sonotrode. Der Stoßkörper weist insbesondere eine Masse auf, welche im Betrieb der Lithotripsievorrichtung oszilliert, wodurch sich der

Stoßkörper entlang seiner Längsrichtung und/oder einer

Aufschlagrichtung hin und herbewegt. Prinzipiell kann der

Stoßkörper jegliche Form aufweisen und muss nicht zwingend rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Bevorzugt weist der

Stoßkörper in der Aufschlagsrichtung seine größte Längsabmessung auf. Anstelle eines länglichen Körpers kann der Stoßkörper beispielsweise aber auch als Kugel in einem länglichen Käfig ausgebildet sein, sodass nur ein begrenzter Kontaktpunkt beim Aufschlagen auf die

Anregungsfläche wirksam ist. Ebenso kann der Stoßkörper beispielsweise in Aufschlagsrichtung konisch zulaufend sein, sodass aufgrund der geringeren Oberfläche der konischen Spitze des Stoßkörpers eine höhere

Flächenpressung beim Aufschlagen vorliegt.

[25]Neben der Form sind auch die Masse und die Größe des

Stoßkörpers frei wählbar. Diese Eigenschaften hängen auch von der Anordnung des Stoßkörpers innerhalb der Lithotripsievorrichtung ab. Ist der Stoßkörper beispielsweise am Horn angeordnet, so kann es vorteilhaft sein, dass der Stoßkörper kleiner als der Durchmesser des

Horns ist und insbesondere eine Masse von einem Zehntel der

Hornmasse aufweist. Ist dagegen der Stoßkörper sowohl an der Sonotrode und am Horn, beispielsweise an deren Übergangsbereich, angeordnet, so stellen die Sonotrode und das Horn eine große effektive Masse dar und die Schlagmasse des Stoßkörpers kann optimalerweise der Masse des Horns entsprechen. Allgemein ist hierbei zu berücksichtigen, dass die Masse des Stoßkörpers nicht zu groß gewählt werden sollte, da aufgrund des Zusammenwirkens der Masse des

Stoßkörpers und des elastischen Elementes als Feder die

Bewegung und somit das Aufschlagen des Stoßkörpers relativ träge wird.

[26]Ein „elastisches Element" ist ein Bauteil, welches sich bei Betrieb der Lithotripsievorrichtung elastisch verformen lässt. Die elastische Verformung des elastischen

Elementes ist insbesondere eine Biegung, Torsion, Dehnung und/oder Stauchung. Das elastische Element wird insbesondere in Aufschlagrichtung zusammengedrückt und/oder ausgedehnt. Bei einem elastischen Element kann sich insbesondere um eine Feder handeln. Ein elastisches Element ist beispielsweise eine Schraubenfeder, welche einen in

Schraubenform gewickelten Draht aus Metall und/oder

Kunststoff aufweist. Das elastische Element kann eine

Schraubenzug und -druckfeder sein. Bei einem elastischen

Element kann es sich jedoch auch um einen elastischen

Kunststoffkörper frei von einer Schraubenform handeln.

Beispielsweise ist das elastische Element als Zylinder aus federelastischem Kunststoff, beispielsweise einem

Elastomer, ausgebildet. Bevorzugt ist das elastische

Element derart stabil ausgebildet, dass dieses die Masse des Stoßkörpers führt. Die Feder kann mit einem Ende und/oder einer Fläche des Stoßkörpers in jeglicher Art verbunden sein, und somit durch eine formschlüssige, kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung.

Beispielsweise weist der Stoßkörper eine Vertiefung auf, in welche die Feder eingreift. Bei der Vertiefung kann es sich beispielsweise um eine spiralförmige Nut in dem Stoßkörper handeln, in welche die Windung der Feder eingreift.

[27]Die „Elastizitätsspannung" charakterisiert insbesondere eine Eigenschaft des elastischen Elementes, unter Krafteinwirkung seine Form zu verändern und beim

Wegfall der einwirkenden Kraft in seine Ursprungsform zurückzukehren. Bei der Elastizitätsspannung handelt es sich insbesondere um eine Federspannung (auch

Federsteifigkeit genannt), welche das Verhältnis der auf das elastische Element als Feder wirkenden Kraft zur dadurch bewirkten Auslenkung der Feder angibt.

[28]Das elastische Element ist an seinem Ende ausgerichtet in Aufschlagsrichtung mit dem Stoßkörper verbunden und an seinem gegenüberliegenden Ende insbesondere durch ein

Begrenzungselement eingespannt. Bei dem Begrenzungselement kann es sich beispielsweise um eine Wand einer Halterung oder des Horns handeln. Bei einem Begrenzungselement kann es sich auch um ein Aufnahmeelement handeln. Ein

Aufnahmeelement kann beispielsweise ein Hohlzylinder sein, in welchem das Ende eines stab- und/oder schraubenförmigen elastischen Elementes aufgenommen und dadurch sowohl geführt als auch eingespannt wird, wobei das Ende des elastischen Elementes entgegen der Aufschlagsrichtung gegen eine Stirnwand des Hohlzylinders oder eine Wand einer

Halterung oder des Horns stößt.

[29] Somit bildet der Stoßkörper mit dem verbundenen elastischen Element ein Masse-Feder-System aus, bei dem der federnd gelagerte Stoßkörper mechanische Schwingungen angeregt durch die Schwingungsanregungseinrichtung ausführen kann. Je nach einzustellenden Eigenschaften dieses Masse-Feder-Systems weist der Stoßkörper und das elastische Material unterschiedliche Materialien auf, wobei für einen richtungsgenauen Aufschlag des Stoßkörpers auf die Anregungsfläche sowohl eine relativ hohe Festigkeit als auch hohe Elastizität der Feder gefordert ist.

Beispielsweise kann der Stoßkörper und/oder das elastische Element Edelstahl, Titan und/oder amorphes metallisches

Glas aufweisen. Amorphes metallisches Glas und insbesondere massives metallisches Glas sind insbesondere härter als ihre kristallinen Metallverbindungen und weisen eine hohe

Festigkeit auf. Zudem sind geringe Verformungen im einstelligen Prozentbereich rein elastisch, sodass die aufgenommene Energie nicht als Verformungsenergie verloren geht, sondern beim Zurückfedern des metallischen Glases wieder vollständig abgegeben wird.

[30]Unter einer „mechanischen Stoßanregung" wird insbesondere verstanden, dass die Sonotrode durch

Aufschlagen des Stoßkörpers zu einer Schwingung angeregt wird. Bei der mechanischen Stoßanregung handelt es sich insbesondere um eine diskontinuierliche, intermittierende und/oder oszillierende Stoßwelle und/oder Schockwelle. Die

Schwingung angeregt durch die mechanische Stoßanregung weist insbesondere eine größere Intensität und/oder

Amplitude und/oder eine sich zeitlich verändernde

Wellenlänge gegenüber der Schwingungsanregung mittels der

Schwingungsanregungseinrichtung auf. Durch das schräge

Aufschlagen des mindestens einen Stoßkörpers auf die

Anregungsfläche und somit die mechanische Stoßanregung wird insbesondere eine radiale Schwingung der Sonotrode angeregt. Unter einer „radialen Schwingung" wird insbesondere eine Schwingung in Richtung des Radius der

Sonotrode verstanden. Eine radiale Schwingung kann auch strahlenförmig vom Mittelpunkt und somit der

Längsmittelachse der Sonotrode nach außen gerichtet sein. [31]Eine „Anregungsfläche" ist insbesondere eine Fläche und somit ein Gebiet oder ein Bereich, welcher sich über eine Länge und eine Breite erstreckt. Die Anregungsfläche ist insbesondere die Fläche eines Elementes, Bauteils und/oder Baugruppe der Lithotripsievorrichtung, auf welche ein Stoßkörper oder mehrere Stoßkörper aufschlagen. Die

Anregungsfläche liegt in der Richtung der Längsmittelachse der Sonotrode insbesondere nicht innerhalb eines

Querschnittes der Sonotrode. Die Anregungsfläche ist insbesondere nicht koaxial zur Sonotrode angeordnet. Die

Anregungsfläche kann insbesondere eine größere Fläche aufweisen als die Aufschlagsfläche und somit der

Kontaktpunkt und/oder bereich eines Stoßkörpers oder mehrerer Stoßkörper. Die Anregungsfläche ist insbesondere in Richtung der Längsmittelachse der Sonotrode nicht fest eingebaut. Bevorzugt liegt die Anregungsfläche und/oder ein

Element oder Bauteil mit der Anregungsfläche überwiegend mit einer freien Oberfläche vor und ist beispielsweise nur an einer Seite direkt oder indirekt mit der Sonotrode und/oder dem Horn verbunden. Die Anregungsfläche ist insbesondere selbst schwingungsanregbar. Die

Anregungsfläche weist insbesondere eine spezielle Form,

Materialverengungen und/oder Ausschnitte auf.

[32] In einer weiteren Ausführungsform weist die

Lithotripsievorrichtung einen zweiten Stoßkörper, einen dritten Stoßkörper, einen vierten Stoßkörper und/oder weitere Stoßkörper auf, wobei an einem Ende jedes

Stoßkörpers ein jeweiliges eingespanntes elastisches

Element angeordnet ist und der jeweilige Stoßkörper schräg mit seinem freien Ende auf die erste Anregungsfläche aufschlagbar ist.

[33]Dadurch, dass ein Stoßkörper nicht koaxial zur

Längsmittelachse der Sonotrode angeordnet ist, sondern schräg auf die Anregungsfläche aufschlägt, können in einfacher Weise mehrere Stoßkörper so angeordnet werden, dass diese schräg auf die erste Anregungsfläche aufschlagen. Somit können beispielsweise mehrere Stoßkörper schräg radial umlaufend und/oder gleichmäßig beabstandet frei um die Sonotrode angeordnet sein.

[34]Bei einem zweiten, dritten, vierten und/oder weiteren

Stoßkörpern handelt es sich in seiner Funktion um den oben definierten Stoßkörper, jedoch können die Stoßkörper jeweils gleiche oder unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Somit können unterschiedliche große

Schlagmassen, unterschiedliche Formen und/oder Materialien bei den einzelnen Stoßkörpern ausgebildet sein und dadurch die radiale Schwingung der Sonotrode spezifisch beeinflusst werden. Folglich können die Stoßkörper insbesondere unterschiedliche Anschlagsrichtungen, Aufschlagskräfte und/oder Schlagfrequenzen aufweisen.

[35]Um eine unterschiedliche Oszillation des jeweiligen

Feder-Masse-Systems, unterschiedliche Aufschlagsrichtungen und/oder eine gleichmäßige oder ungleichmäßige Verteilung der Aufschlagsflächen um die Längsmittelachse der Sonotrode und/oder des Horns zu nutzen, weist die Lithotripsievorrichtung eine zweite Anregungsfläche, eine dritten Anregungsfläche und/oder weitere Anregungsflächen auf, sodass der zweite Stoßkörper, der dritte Stoßkörper, der vierte Stoßkörper und/oder die weiteren Stoßkörper auf die zweite Anregungsfläche, die dritte Anregungsfläche und/oder die weiteren Anregungsflächen schräg auftreffbar ist oder sind.

[36]Prinzipiell ist herauszustellen, dass jeweils nur ein einziger Stoßkörper auf eine Anregungsfläche auftreffen kann oder eine beliebige Anzahl von Stoßkörpern auf eine

Anregungsfläche einwirkt. Somit kann sowohl die Anzahl der einwirkenden Stoßkörper auf jede Anregungsfläche als auch die Anzahl der Anregungsflächen frei gewählt werden. Auch können die mehreren Anregungsflächen unterschiedliche

Segmente einer gesamten Schlagfläche und/oder eines

Bauteils, beispielsweise an einem Aufschlagkörper, ausbilden. Ebenso können die einzelnen Anregungsflächen jeweils einstückig direkt oder indirekt mit der Sonotrode und/oder dem Horn verbunden sein. Vor allem können die mehreren Anregungsflächen unterschiedlich bei

Schwingungsanregung, insbesondere bei einer

Ultraschallschwingungsanregung, schwingen und somit in unterschiedlicher Weise und Stärke das Masse-Feder-System des Stoßkörpers verbunden mit dem elastischen Element repulsieren.

[37] In einer weiteren Ausführungsform der Lithotripsievorrichtung ist oder sind die erste

Anregungsfläche, die jeweilige Anregungsfläche und/oder die

Anregungsflächen schräg zur Längsmittelachse der Sonotrode und zu der Querachse der Sonotrode angeordnet oder gebogen ausgebildet. [38]Durch diese Schrägstellung der jeweiligen

Anregungsfläche zur Längsmittelachse der Sonotrode und/oder eine gebogene Ausführung der jeweiligen Anregungsfläche wird die radiale Schwingung der Sonotrode beim Auftreffen des jeweiligen Stoßkörpers vergrößert. Durch diese

Schrägstellung der jeweiligen Anregungsfläche trifft der

Stoßkörper mit seinem freien Ende aus der schrägen

Aufprallrichtung flächig und nicht nur mit einer seiner

Kanten auf die Anregungsfläche auf. Somit kann sowohl durch die schräge Aufprallrichtung des jeweiligen Stoßkörpers als auch durch die Schrägstellung der jeweiligen

Anregungsfläche der Grad der radialen Anregung der

Sonotrode spezifisch beeinflusst und definiert eingestellt werden.

[39]Bei einer gebogenen Ausführung der Anregungsfläche oder Anregungsflächen kann ebenso eine unterschiedlich stark ausgeprägt Biegung oder eine gleiche Biegung ausgebildet sein. Bevorzugt weist die Anregungsfläche oder weisen die Anregungsflächen eine konvexe Oberfläche entgegen der Aufschlagsrichtung auf. Somit ist die

Anregungsfläche oder sind die Anregungsflächen insbesondere in Richtung zum distalen Ende der Sonotrode nach innen gewölbt.

[40]Um eine definierte Ausrichtung der jeweiligen

Anregungsfläche und/oder gleiche oder unterschiedliche

Schrägstellungen der Anregungsflächen zu realisieren, weisen die erste Anregungsfläche, die jeweilige

Anregungsfläche und/oder die Anregungsflächen einen gleichen Winkel oder einen unterschiedlichen Winkel zur

Längsmittelachse der Sonotrode auf.

[41] In einer weiteren Ausführungsform weisen die erste

Anregungsfläche, die jeweilige Anregungsfläche und/oder die

Anregungsflächen eine gleiche Materialdicke und/oder eine unterschiedliche Materialdicke in Längsrichtung auf.

[42]Durch die Wahl der jeweiligen Materialdicke in

Längsrichtung der Sonotrode und/oder des jeweiligen

Stoßkörpers kann das Schwingungsverhalten jeder

Anregungsfläche gezielt beeinflusst werden und/oder unterschiedlich ausgestaltet sein. Somit kann jede

Anregungsfläche in mehrere Abschnitte unterteilt sein, die eine unterschiedliche und/oder in sich inhomogene Dicke aufweisen. Ebenso können die mehreren Anregungsflächen zueinander unterschiedliche Dicken und/oder inhomogene

Dickenverläufe über die jeweilige Fläche in Richtung der

Längsrichtung der Sonotrode und/oder der Längsrichtung des jeweiligen Stoßkörpers aufweisen.

[43]Um ein Schwingen der jeweiligen Anregungsfläche in einer vorgegebenen Frequenz beim Aufschlag des jeweiligen

Stoßkörpers zu erzielen, ist oder sind die Anregungsfläche, die jeweilige Anregungsfläche und/oder die Anregungsflächen als Biegeschwinger ausgebildet.

[44] Somit fungiert die jeweilige Anregungsfläche als

Stimmgabel. Dazu kann die jeweilige Anregungsfläche beispielsweise entsprechende Materialverengungen und/oder

Ausschnitte aufweisen. [45]Ein „Biegeschwinger" ist insbesondere ein zu einer harmonischen Schwingung fähiges Feder-Masse-System. Die jeweilige Anregungsfläche ist insbesondere in Form eines

Biegeschwingers ausgebildet. Bei einseitiger direkter oder indirekter Verbindung der jeweiligen Anregungsfläche um die

Sonotrode und/oder das Horn bestimmen insbesondere die längs der radialen Richtung der Anregungsfläche verteilten

Biegemomente und Massen die Eigenfrequenz der

Anregungsfläche als Biegeschwinger. Damit kann die jeweilige Anregungsfläche als Stimmgabel ausgebildet sein.

Insbesondere bei einem Aufschlagkörper mit mehreren als

Biegeschwinger ausgebildeten Anregungsflächen können hierbei die Anregungsflächen beim Aufschlagen des jeweiligen Stoßkörpers gegensinnig und/oder in unterschiedliche Richtungen schwingen. Somit sind die mehreren Anregungsflächen insbesondere jeweils derart geformt, dass diese wie eine Stimmgabel schwingen und dadurch eine bestimmte Frequenz induzieren können.

[46] In einer weiteren Ausführungsform der Lithotripsievorrichtung ist oder sind die Anregungsfläche, die jeweilige Anregungsfläche und/oder die Anregungsflächen an der Sonotrode angeordnet oder einstückig mit der

Sonotrode verbunden.

[47]Bei der Anordnung der jeweiligen Anregungsfläche an der Sonotrode und/oder auch dem Horn sind die

Anregungsflächen einzeln oder gemeinsam insbesondere lösbar mit der Sonotrode und/oder dem Horn verbunden. Unter

„einstückig" wird verstanden, dass die jeweilige

Anregungsfläche fest und somit nicht lösbar mit der Sonotrode und/oder dem Horn verbindbar ist. Vorteilhaft wird darunter verstanden, dass die jeweilige

Anregungsfläche und die Sonotrode und/oder das Horn aus einem Stück geformt sind und/oder zusammen verbunden hergestellt sind.

[48]Um die radiale Schwingung der Sonotrode gezielt entlang ihres Umfanges zu beeinflussen, weist oder weisen die jeweilige Längsrichtung des ersten Stoßkörpers, des jeweiligen Stoßkörpers und/oder der Stoßkörper einen gleichen Winkel und/oder einen unterschiedlichen Winkel zur

Längsmittelachse der Sonotrode auf.

[49]Durch die unterschiedlichen oder gleichen Winkel und somit Schrägstellungen der jeweiligen Stoßkörper kann somit ein gleichmäßiger Bohreffekt um die Sonotrodenspitze und/oder gezielt ein ungleichmäßiger Bohreffekt um den

Umfang der Sonotrodenspitze eingestellt werden.

[50] In einer weiteren Ausführungsform der Lithotripsievorrichtung weist oder weisen der erste

Stoßkörper, der jeweilige Stoßkörper und/oder die

Stoßkörper eine gleiche Masse und/oder eine unterschiedliche Masse auf.

[51]Dadurch kann sowohl eine unterschiedliche Trägheit des

Masse-Feder-Systems des Stoßkörpers mit dem jeweils verbundenen elastischen Element als auch eine Stärke des

Aufschlags auf die jeweilige Anregungsfläche eingestellt werden. [52]Um die Anregung der oszillierenden Hin- und

Herbewegung des jeweiligen Stoßkörpers in

Aufschlagsrichtung und entgegen der Aufschlagsrichtung gezielt einzustellen, weist oder weisen das eingespannte elastische Element, die jeweiligen eingespannten elastischen Elemente und/oder die eingespannten elastischen

Elemente eine gleiche Elastizitätsspannung und/oder eine unterschiedliche Elastizitätsspannung auf.

[53]Durch Variation der vorgenannten Parameter und

Eigenschaften der jeweiligen Stoßkörper, der jeweiligen

Anregungsflächen und/oder der jeweiligen eingespannten elastischen Elemente kann in vielfältiger Weise die mechanische Stoßanregung und somit die radiale Schwingung der Sonotrode beeinflusst werden. Da in der Lithotripsievorrichtung mehrere Schlagmassen und

Federkombinationen realisierbar sind, können diese vielfältig variiert werden, um ein bevorzugtes Schlagbild zu erreichen. Somit können beispielsweise gezielt die

Massen der Schlagkörper, die Federeigenschaften der elastischen Elemente und/oder deren Vorspannung sowie die

Schrägstellung und/oder das Schwingungsverhalten der

Anregungsflächen variiert werden. Somit kann insgesamt eine definierte, intensive radiale Schwingung der Sonotrode bewirkt werden.

[54] In einer weiteren Ausführungsform der Lithotripsievorrichtung weisen die

Schwingungsanregungseinrichtung einen

Ultraschallschwingungsanreger und/oder die Lithotripsievorrichtung ein Horn mit einem distalen Ende und einem proximalen Ende auf, wobei die Sonotrode an dem distalen Ende oder dem proximalen Ende des Horns verbindbar ist und der Ultraschallschwingungsanreger elektrisch mit einem zugeordneten Ultraschallgenerator verbindbar ist, sodass die Sonotrode mittels des

Ultraschallschwingungsanregers zu einer longitudinalen

Schwingung anregbar ist.

[55]Neben der üblicherweise kontinuierlichen, longitudinalen Schwingungsanregung der Sonotrode mittels

Ultraschall wird zudem mittels des

Ultraschallschwingungsanregers das jeweilige Masse-Feder

System aus Stoßkörper und elastischem Element und die jeweilige Anregungsfläche zum Schwingen angeregt. Dadurch, dass der Stoßkörper durch die Feder schräg auf die mit

Ultraschall schwingende Anregungsfläche gedrückt wird, wird mittels der Ultraschallschwingung der Anregungsfläche direkt der Stoßkörper repulsiert und die Feder gespannt.

[56]Folglich erfolgt aufgrund der beiden Anregungen der

Anregungsfläche und des Stoßkörpers durch die erzeugte

Ultraschallschwingung eine oszillierende Hin und

Herbewegung des Feder-Masse-Systems und eine verbesserte

Repulsation ermöglicht.

[57]Um eine Anregungsfläche oder mehrere Anregungsflächen gezielt an einer Sonotrode und/oder dem Horn anzuordnen, weist die Lithotripsievorrichtung mindestens einen

Aufschlagkörper auf, wobei der mindestens eine

Aufschlagkörper die Anregungsfläche, die jeweilige Anregungsfläche und/oder die Anregungsflächen aufweist und mit der Sonotrode und/oder dem Horn verbindbar ist.

[58]Damit kann der Aufschlagkörper an einer definierten

Position in Richtung der Längsmittelachse an der Sonotrode und/oder dem Horn angeordnet werden. Zudem kann mit dem

Aufschlagkörper auch eine bestehende Sonotrode und/oder ein

Horn nachgerüstet werden.

[59]Unter einem „Aufschlagkörper" wird insbesondere ein

Körper, ein Bauteil und/oder eine Bauteilgruppe verstanden, welcher oder welche mindestens eine Anregungsfläche oder mehrere Anregungsflächen aufweist. Der Aufschlagkörper weist insbesondere ein Verbindungselement zum direkten oder indirekten Verbinden mit der Sonotrode und/oder dem Horn auf. Selbstverständlich können auch mehrere Aufschlagkörper an der Sonotrode und/oder dem Horn angeordnet sein. Ein Aufschlagkörper kann auch am Übergang zwischen dem

Sonotrodenkopf und dem distalen Ende des Horns angeordnet sein und somit mit beiden verbunden sein.

[60]Um den Aufschlagkörper um die Außenoberfläche und somit entlang des Außendurchmessers der Sonotrode und/oder des Horns anzuordnen, weist der mindestens eine

Aufschlagkörper in einer Richtung der Längsmittelachse der

Sonotrode ein durchgehendes Loch zum Aufschieben auf die

Sonotrode und/oder das Horn auf.

[61]Damit kann der Aufschlagkörper mit dem durchgehenden

Loch in einfacher Weise bei einer bestehenden Sonotrode und/oder einem bestehenden Horn nachgerüstet werden. [62]Prinzipiell ist herauszustellen, dass das durchgehende

Loch mittig zum Querschnitt des Aufschlagkörpers angeordnet sein kann, jedoch auch außermittig durch den

Aufschlagkörper durchgeführt sein kann.

[63]Um die radiale Schwingung der Sonotrode lokal einzustellen und/oder zu verstärken und/oder zusätzlich einen Aufschlagkörper am Horn anzuordnen, weist die Lithotripsievorrichtung einen zweiten Aufschlagkörper und/oder weitere Aufschlagkörper mit jeweils einem zugeordneten Stoßkörper mit einem eingespannten elastischen

Element und/oder mit mehreren zugeordneten Stoßkörpern mit jeweils einem eingespannten elastischen Element auf.

[64]Hierbei können ein Aufschlagkörper an der Sonotrode und ein Aufschlagkörper an dem Horn unterschiedlich ausgestaltet sein. Bevorzugt kann der Aufschlagkörper auch an einem rückwärts ausgerichteten Horn angeordnet sein, welches sich entgegen der üblichen Ausgestaltungsweise in proximaler Richtung verjüngt, wobei die vom Horn übertragenen Schwingungen an einer proximalen

Anschlagsfläche reflektiert und auf das proximale Ende der

Sonotrode übertragen werden. In diesem Fall wird eine radiale Schwingung des proximalen Endes der Sonotrode induziert, welche entlang der Längsmittelachse der

Sonotrode bis zur distalen Spitze der Sonotrode weitergeleitet wird.

[65] In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die

Aufgabe gelöst durch einen Stoßkörper zur mechanischen

Stoßanregung einer Sonotrode, wobei der Stoßkörper eine Längsrichtung, ein proximales Ende und ein distales Ende aufweist und mit seinem proximalen Ende oder mit seinem distalen Ende mit einem einspannbaren elastischen Element verbunden ist, sodass der Stoßkörper ein freies Ende aufweist, wobei der Stoßkörper und das einspannbare elastische Element derart ausgebildet sind, dass der

Stoßkörper mittels einer Schwingungsanregungseinrichtung durch eine Ultraschallschwingung zum Schwingen anregbar ist, sodass das freie Ende des Stoßkörpers schräg gegen eine erste Anregungsfläche zur mechanischen Stoßanregung der Sonotrode schlagbar ist.

[66]Vorteilhaft kann der Stoßkörper als Masse derart ausgebildet sein, dass die Ultraschallschwingung eine

Harmonische des Masse-Feder-Systems ist. Auch kann der

Wirkungsgrad dadurch erhöht werden, dass das Masse-Feder-

System eine Eigenschwingung und/oder Eigenfrequenz aufweist, welche mit einer Eigenfrequenz, insbesondere einer niedrigen Eigenfrequenz, des Ultraschall-Systems übereinstimmt .

[67] In einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird die

Aufgabe gelöst durch einen Nachrüstsatz zum Nachrüsten einer bestehenden Lithotripsievorrichtung, wobei die bestehende Lithotripsievorrichtung eine Sonotrode und/oder ein Horn aufweist, wobei der Nachrüstsatz mindestens einen

Aufschlagkörper mit einer Anregungsfläche oder mehreren

Anregungsflächen und mindestens einen Stoßkörper verbunden mit einem einspannbaren elastischen Element an seinem einen

Ende oder mehrere Stoßkörper jeweils verbunden mit einem einspannbaren elastischen Element an einem Ende des jeweiligen Stoßkörpers aufweist, und der Aufschlagkörper mindestens einen Adapter zum mechanischen Verbinden mit der

Sonotrode und/oder dem Horn aufweist, sodass eine zuvor beschriebene Lithotripsievorrichtung ausbildbar ist.

[68]Es ist besonders vorteilhaft, dass mittels des

Nachrüstsatzes auch bereits im Markt befindliche Sonotroden und/oder Lithotripsievorrichtungen nachrüstbar sind, um gezielt eine radiale Schwingung der Sonotrode anzuregen.

Hierbei kann ebenso eine Aufnahme und/oder Halterung des elastischen Elementes am gegenüberliegenden Ende zum

Stoßkörper nachgerüstet werden. Bevorzugt weist der

Nachrüstsatz mehrere Adapter auf, damit der jeweilige

Aufschlagkörper mit unterschiedlichen Sonotroden und/oder

Hörnern, insbesondere mit deren unterschiedlichen

Außendurchmessern, verbunden werden kann.

[69] In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsievorrichtung, wobei die Lithotripsievorrichtung eine Sonotrode, mindestens einen Stoßkörper zur mechanischen Stoßanregung der Sonotrode, mindestens eine Anregungsfläche und eine

Schwingungsanregungseinrichtung zur Schwingungsanregung der

Sonotrode und des mindestens einen Stoßkörpers aufweist, wobei der mindestens eine Stoßkörper mit seinem einen Ende mit einem eingespannten elastischen Element verbunden und mit seinem freien Ende auf die erste Anregungsfläche gerichtet ist, und der mindestens eine Stoßkörper mit seiner Längsrichtung abweichend zu einer Längsmittelachse der Sonotrode und abweichend zu einer Querachse der

Sonotrode angeordnet ist, mit folgenden Schritten: - Anregen einer ersten Schwingung, insbesondere einer longitudinalen Schwingung, der Sonotrode mittels der

Schwingungsanregungseinrichtung, - Anregen einer Schwingung des mindestens einen

Stoßkörpers mittels der Schwingungsanregungseinrichtung und Bewegen des freien Endes des mindestens einen

Stoßkörpers gegen die erste Anregungsfläche mittels des elastischen Elementes, und - Anregen einer radialen Schwingung der Sonotrode durch

Aufschlagen des freien Endes des mindestens einen

Stoßkörpers auf die erste Anregungsfläche.

[70]Prinzipiell können diese Verfahrensschritte in beliebiger Reihenfolge gleichzeitig oder alternierend durchgeführt und/oder wiederholt werden. Bei gleichzeitiger

Durchführung der Verfahrensschritte liegt ein

Kombinationsbetrieb und eine duale Wirkung mittels der kontinuierlichen Schwingungsanregung mittels der

Schwingungsanregungseinrichtung und der radialen Schwingung der Sonotrode mittels der mechanischen Stoßanregung vor.

[71] Somit kann der Anwender mittels des Verfahrens sehr einfach und gezielt neben einer bevorzugt longitudinalen

Schwingung der Sonotrode eine radiale Schwingung induzieren und nutzen. Prinzipiell sei herausgestellt, dass die beanspruchten Verfahrensschritte das Betreiben und Erzeigen von zwei unterschiedlichen Schwingungsformen innerhalb einer Lithotripsievorrichtung betreffen und das Verfahren zum Betreiben der Lithotripsievorrichtung keinen

Behandlungsschritt aufweist und somit nicht ein Behandlungsverfahren darstellt. Das Verfahren kann insbesondere auch zum Probebetrieb verwendet werden.

[72]Optional findet als weiterer Verfahrensschritt gleichzeitig oder ergänzend ein Anregen einer Schwingung der Anregungsfläche statt. Dadurch wird nach Aufschlagen des freien Endes des mindestens einen Stoßkörpers der

Stoßkörper verstärkt repulsiert und die Feder besser gespannt.

[73] Im Weiteren wird die Erfindung anhand von

Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine stark schematische dreidimensionale

Darstellung eines konventionellen

Lithotripsiesystems mit einer Lithotripsievorrichtung und einem

Ultraschallgenerator und einem Versorgungs und Steuergerät,

Figur 2 eine stark schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen, nachgerüsteten Lithotripsievorrichtung mit einem Adapterstück und zwei Schlagmassen an einer Sonotrode,

Figur 3 eine stark schematische Darstellung einer Lithotripsievorrichtung mit einer Alternative des Adapterstückes ausgebildet als

Biegeschwingen, Figur 4 eine schematische Darstellung der Draufsicht auf das Adapterstück aus Figur 3 in einer Übertragungsrichtung,

Figur 5 eine stark schematische Darstellung einer

Alternative der Lithotripsievorrichtung mit einem rückwärts gerichteten Horn und einer

Alternative des Adapterstückes angeordnet um das Horn, und

Figur 6 eine schematische Darstellung von

Verfahrensschritten eines Verfahrens zum

Betreiben einer Lithotripsievorrichtung.

[74]Ein konventionelles Lithotripsiesystem 100 weist eine

Lithotripsievorrichtung 101, einen Ultraschallgenerator 121 und ein Versorgungs und Steuergerät 129 auf. Die

Lithotripsievorrichtung 101 weist einen Ultraschallwandler

103 zum Erzeugen einer Ultraschallschwingung und eine

Handhabe 119 auf. Distalseitig ist an dem

Ultraschallwandler 103 ein sich verjüngendes Horn 105 in einer Übertragungsrichtung 165 angeordnet. In das Horn 105 ist eine Sonotrode 107 an ihrem proximalen Ende 109 eingeschraubt. Die Lithotripsievorrichtung 101 ist als intrakorporaler Lithotripter ausgebildet, wobei ein distales Ende 111 der Sonotrode 107 zum direkten Einwirken auf und Zertrümmern von Körpersteinen dient. Der

Ultraschallwandler 103 dient zur Anregung der Sonotrode 107 mit einer kontinuierlichen Ultraschallschwingung, wobei die

Ultraschallwellen vom Ultraschallwandler 103 mittels des

Horns 105 auf den Sonotrodenkopf am proximalen Ende 109 der Sonotrode 107 übertragen und von der Sonotrode 107 weiter zu ihrem distalen Ende 111 geleitet werden. Der

Ultraschallwandler 103 ist mittels eines Verbindungskabels

123 elektrisch mit dem Ultraschallgenerator 121 verbunden.

Des Weiteren ist die Lithotripsievorrichtung 101 mit zwei

Schläuchen 127 zur Medienversorgung und/oder zum Spülen verbunden (Figur 1).

[75]Die in Figur 1 gezeigte konventionelle Lithotripsievorrichtung ist mittels eines Adapterstückes

133 und zweier Feder-Masse-Systemen bestehend jeweils aus einer ersten Schlagmasse 153 und einer ersten Feder 157 und einer zweiten Schlagmasse 155 und einer zweiten Feder 159 nachgerüstet worden. Dazu ist das Adapterstück 133 proximalseitig in das Horn 105 eingeschoben und eingeschraubt worden. Die Sonotrode 107 ist als langes Rohr ausgebildet und ein proximaler Abschnitt der Sonotrode 107 ist durchgängig entlang einer Längsmittelachse 117 der

Sonotrode 107 in dem Adapterstück 133 innenliegend aufgenommen, sodass das proximale Ende 109 der Sonotrode

107 am Horn 105 anliegt.

[76]Das Adapterstück 133 weist proximalseitig eine rotationssymmetrische, schräggestellte gebogene Fläche mit einer ersten Aufschlagsfläche 135 für die erste Schlagmasse

153 in einer ersten Aufschlagsrichtung 161 und eine zweite

Aufschlagsfläche 137 für die zweite Schlagmasse 155 in einer zweiten Aufschlagrichtung 163 auf. Die erste

Schlagmasse 153 und die zweite Schlagmasse 155 greifen proximalseitig jeweils in Windungen der ersten Feder 157 und der zweiten Feder 159 ein und bilden eine feste Verbindung aus. Das jeweilige proximalseitige Ende der ersten Feder 157 und der zweiten Feder 159 sind in entsprechende in Figur 2 nicht gezeigte Aufnahmen aufgenommen und in ihrer Ausdehnung begrenzt, wobei die nicht gezeigten Aufnahmen an einem Aufsatz 151 auf dem Horn

105 befestigt sind. Distalseitig ist das Horn 105 von einer

Halterung 131 umfasst, welche auch das anliegende

Adapterstück 133 umgibt, wodurch die Reinigbarkeit verbessert wird.

[77]Mit der in Figur 2 gezeigten erfindungsgemäßen, nachgerüsteten Lithotripsievorrichtung 101 werden folgende

Arbeitsgänge durchgeführt:

[78] In einem Verfahren 301 (Figur 6) zum Betreiben der Lithotripsievorrichtung 101 erfolgt ein Anregen 303 einer ersten longitudinalen Schwingung der Sonotrode 107 mittels eines Ultraschallwandlers 103 (wie zu Figur 1 beschrieben), in dem der Ultraschallgenerator 121 den Ultraschallwandler

103 mit einer Spannung beaufschlagt. Aufgrund einer

Verformung von Piezoelementen innerhalb des

Ultraschallwandlers 103 wird eine Ultraschallschwingung induziert, wodurch das Anregen 303 der ersten longitudinalen Schwingung der Sonotrode 107 erfolgt.

Gleichzeitig erfolgt durch die erzeugte

Ultraschallschwingung ein Anregen 305 einer Schwingung der ersten Schlagmasse 153 und der zweiten Schlagmasse 155 und ein Bewegen des jeweiligen distalen Endes der ersten

Schlagmasse 153 und der zweiten Schlagmasse 155 in der ersten Aufschlagsrichtung 161 und der zweiten

Aufschlagsrichtung 163 gegen die erste Aufschlagsfläche 135 und die zweite Aufschlagsfläche 137 (Figur 2 zeigt den

Zustand beim Aufschlagen). Durch das schräge Aufschlagen der ersten Schlagmasse 153 und der zweiten Schlagmasse 155 auf die gebogenen ersten und zweiten Aufschlagsflächen 135,

137 erfolgt ein Anregen 307 einer radialen Schwingung der

Sonotrode 107, wodurch an dem distalen Ende 111 der

Sonotrodenspitze ein Bohreffekt in radialer Richtung zusätzlich zu dem Eindringen der Sonotrodenspitze in axialer Richtung nutzbar ist.

[79]Aufgrund der Form des Adapterstückes 133 mit der ersten Aufschlagsfläche 135 und der zweiten

Aufschlagsfläche 137 mit deren Biegung werden ebenfalls diese Aufschlagsflächen 135 und 137 mittels der

Ultraschallschwingung des Ultraschallwandlers 103 selbst zur Schwingung angeregt und repulsieren dadurch die erste

Schlagmasse 153 und die zweite Schlagmasse 155 entgegen der ersten Aufschlagsrichtung 161 und der zweiten

Aufschlagsrichtung 163, wodurch die erste Feder 157 und die zweite Feder 159 wieder gespannt werden und die Vorgänge sich wiederholen.

[80] In einer Alternative der Lithotripsievorrichtung 101 ist ein alternatives Adapterstück 133 als Biegeschwinger ausgebildet und am Übergang zwischen einer Sonotrode 107 und einem Horn 105 angeordnet. Das Adapterstück 133 weist ein Loch 149 auf, welches mittig um die Längsmittelachse

117 der Sonotrode 107 außen um die Sonotrode 107 und anliegend an das Horn 107 angeordnet ist. Das Adapterstück

133 weist eine erste Aufschlagsfläche 135 mit einem ersten

Aufschlagspunkt 141, eine zweite Aufschlagsfläche 137 mit einem zweiten Aufschlagspunkt 143 und eine dritte

Aufschlagsfläche 139 mit einem dritten Aufschlagspunkt 145 auf. Radial nach außen weist jede Aufschlagsfläche 135, 137 und 139 eine Verengung 177 mit einer geringeren

Materialdicke in einer Übertragungsrichtung 165 auf und erweitert anschließend seine jeweilige Form. Dadurch ist jede der Aufschlagsflächen 135, 137 und 139 als

Biegeschwinger und somit als Stimmgabel mit einer spezifischen Frequenz ausgelegt. Drei zugehörige nicht in

Figur 3 gezeigte Schlagmassen mit jeweiligen Federn sind, wie zur Figur 2 beschrieben, an entsprechenden Aufnahmen am

Horn 105 gehalten, eingespannt und schlagen jeweils schräg in einer ersten Aufschlagrichtung 161 und einer zweiten

Aufschlagrichtung 163 (die dritte Aufschlagrichtung ist in der Figur 3 nicht sichtbar) auf die jeweiligen

Aufschlagspunkte 141, 143 und 145 auf. Aufgrund der ungleichmäßigen Anordnung der Aufschlagspunkte 141, 143 und

145 an dem Adapterstück 133 und aufgrund der ungleichmäßigen Formgebung und Verengungen 177 der drei

Aufschlagsflächen 135, 137 und 139 ist die induzierte radiale Schwingung der Sonotrode 107 radial umlaufend unterschiedlich ausgestaltet.

[81] In einer Alternative weist eine

Lithotripsievorrichtung 101 einen Ultraschallwandler 103 mit Piezoelementen 211 auf, welche zwischen einem

Gegenlager 213 und einem Horn 205 eingespannt sind. Der

Ultraschallwandler 103, das Horn 205 und eine proximalseitige Anschlagsfläche 209 sind von einer Handhabe

119 als Gehäuse umgeben. Die Lithotripsievorrichtung 101 weist im Gegensatz zu der in Figur 1 gezeigten

Ausgestaltung das rückwärts gerichtetes Horn 205 auf, wodurch eine Übertragungsrichtung 165 vom dem

Ultraschallwandler 103 auf das proximale Ende des Horns 205 gerichtet ist. Die Sonotrode 107 ist bei dieser Ausführung innenliegend durch die komplette Länge des rückwärtsgerichteten Horns 205 geführt und liegt mit ihrem proximalen Ende 109 an der Anschlagsfläche 209 an, wobei die Sonotrode 107 mittels eines Lagers 207 in ihrem proximalen Abschnitt im Horn 205 gelagert ist.

[82]Distalseitig von dem Lager 207 ist ein Adapterstück

133 mit einer ersten gebogenen Aufschlagsfläche 135 und einer zweiten gebogenen Aufschlagsfläche 137 ausgerichtet, welche entgegen der Übertragungsrichtung 165 gewölbt sind.

An dem rückwärts gerichteten Horn 205 sind, wie oben beschrieben, an einer nichtgezeigten Halterung Aufnahmen für zwei Masse-Feder-Systeme bestehend aus einer ersten

Schlagmasse 153 mit einer verbundenen ersten Feder 157 und einer zweiten Schlagmasse 155 verbunden mit einer zweiten

Feder 159 ausgebildet. Die beiden Feder-Masse-Systeme sind dadurch schräg in einer ersten Aufschlagsrichtung 161 und einer zweiten Aufschlagsrichtung 163 auf die beiden

Aufschlagsflächen 135 und 137 gerichtet. Die vom

Ultraschallwandler 103 mittels der Piezoelemente 211 erzeugte Ultraschallschwingung wird aufgrund des rückwärts gerichteten Horns 205 zum proximalen Ende 109 der Sonotrode

107 geleitet und fokussiert, gleichzeitig werden die erste

Schlagmasse 153 und die zweite Schlagmasse 155 sowie die erste Aufschlagsfläche 135 und die zweite Aufschlagsfläche 137 mittels der Ultraschallschwingung zur Schwingung angeregt und dadurch die erste Schlagmasse 153 und die zweite Schlagmasse 155 oszillierend mittels der jeweiligen

Feder 157 und 159 gegen die erste Aufschlagsfläche 135 und die zweite Aufschlagsfläche 137 gedrückt und aufgrund der

Schwingung dieser beiden Aufschlagsflächen 135 und 137 repulsiert, wodurch oszillierend eine radiale

Schwingungsanregung auf das proximale Ende der Sonotrode

107 übertragen und an der Anschlagsfläche 109 reflektiert und über die Sonotrode 107 bis zu deren distalen Ende 111 weitergeleitet wird, wodurch ein radialer Bohreffekt an dem distalen Ende der Sonotrode zum Zertrümmern von

Körpersteinen nutzbar ist.

[83]Somit werden verschiedene Varianten einer Lithotripsievorrichtung 101 bereitgestellt, mit welcher eine definierte, zuverlässige und intensive radiale

Schwingung der Sonotrode 107 mittels einer oder mehreren oszillierenden, schräg auftreffenden Schlagmassen 153, 155 erzeugbar ist.

Bezugszeichenliste

100 Lithotripsiesystem

101 Lithotripsievorrichtung

103 Ultraschallwandler

105 Horn

107 Sonotrode

109 proximales Ende der Sonotrode

111 distales Ende der Sonotrode

117 Längsmittelachse der Sonotrode

119 Handhabe

121 Ultraschallgenerator

123 Verbindungskabel

127 Schlauch

129 Versorgngsu- und Steuergerät

131 Halterung

133 Adapterstück

135 Erste Aufschlagsfläche

137 Zweite Aufschlagsfläche

139 Dritte Aufschlagsfläche

141 Erster Aufschlagspunkt

143 Zweiter Aufschlagspunkt

145 Dritter Aufschlagspunkt

149 Loch

151 Aufsatz

153 erste Schlagmasse

155 zweite Schlagmasse

157 erste Feder

159 zweite Feder 161 erste Aufschlagsrichtung

163 zweite Aufschlagsrichtung

165 Übertragungsrichtung

171 erstes Schwingungssegment

173 zweites Schwingungssegment

175 drittes Schwingungssegment

177 Verengung

205 rückwärtsgerichtetes Horn

207 Lager

209 Anschlagsfläche

211 Piezoelemente

213 Gegenlager

301 Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsievorrichtung

303 Anregen einer ersten Schwingung der Sonotrode

305 Anregen einer Schwingung eines Stoßkörpers und Bewegen des Stoßkörpers gegen eine Anregungsfläche

307 Anregen einer radialen Schwingung der Sonotrode