DE4120259A1 - Generator zur erzeugung akustischer wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Generator zur Erzeugung akusti­ scher Wellen, aufweisend eine Quelle akustischer Wellen und ein entlüftbares Volumen einer als akustisches Ausbreitungs­ medium für die Wellen vorgesehenen Flüssigkeit.

Bei derartigen Generatoren kann es sich um Druckimpulsgenera­ toren für medizinische Zwecke, z. B. die Behandlung von Stein- und Knochenleiden mittels positiver Druckimpulse (z. B. Stoß­ wellen) oder die Behandlung pathologischer Gewebeveränderungen mittels negativer (Unterdruck) Druckimpulse handeln. Außerdem kann es sich bei derartigen Generatoren um in der Werkstoff­ prüfung eingesetzte Druckimpulsgeneratoren handeln, mittels derer Materialproben mit Druckimpulsen beaufschlagt werden. Weiter kann es sich bei derartigen Generatoren um diagnosti­ sche (z. B. Ultraschall-Bildgebung) oder therapeutische (z. B. Hyperthermie) Ultraschallgeneratoren, zu Zwecken der Werk­ stoffprüfung oder sonstigen Zwecken dienende Ultraschallgene­ ratoren handeln. In jedem Fall dient das akustische Ausbrei­ tungsmedium dazu, die erzeugten akustischen Wellen in das je­ weils zu beschallende Objekt einzuleiten. Der Generator und das zu beschallende Objekt müssen dabei relativ zueinander so ausgerichtet sein, daß sich der zu beschallende Bereich des Objektes im Ausbreitungsweg der akustischen Wellen befindet. Falls fokussierte akustische Wellen erzeugt werden, muß außer­ dem sichergestellt sein, daß sich der zu beschallende Bereich des Objektes in dem Fokusbereich der akustischen Wellen be­ findet.

Ein als Druckimpulsgenerator ausgebildeter Generator der ein­ gangs genannten Art ist in der US-PS 46 74 505 beschrieben. Dieser weist zwei durch eine akustische Sammellinse vonein­ ander getrennte Volumina auf, die Wasser als akustisches Aus­ breitungsmedium enthalten. Dabei befindet sich das eine Volu­ men zwischen der akustischen Sammellinse und einer elektro­ magnetischen Druckimpulsquelle. Das andere Volumen befindet sich zwischen der akustischen Sammellinse und einem elasti­ schen Koppelkissen, das dazu dient, den Druckimpulsgenerator, der medizinischen Zwecken dient, bei der Behandlung an die Körperoberfläche des Patienten anzupressen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß es selbst dann, wenn die beiden Volumina miteinander verbunden sind, äußerst schwierig ist, den Gene­ rator mit Wasser zu befüllen, ohne daß Luftblasen in einem oder beiden Volumen zurückbleiben. Ebenso ist es äußerst schwierig, Luftblasen zu entfernen, die sich während des Be­ triebes des Generators beispielsweise deshalb bilden, weil in dem Wasser gelöste Gase freiwerden. Die Anwesenheit von Gas­ blasen in dem akustischen Ausbreitungsmedium ist äußerst uner­ wünscht, da diese die Ausbreitung der Druckimpulse beeinträch­ tigen und somit den Therapieerfolg in Frage stellen. Wie das DE-GM 87 16 493 für Generatoren mit elektromagnetischen Stoß­ wellenquellen und die DE-OS 32 10 919 für Generatoren mit elektrohydraulischen Stoßwellenquellen zeigen, muß ein ganz erheblicher Aufwand getrieben werden, um Gasblasen aus der als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehenen Flüssigkeit zu entfernen. Im Falle beider Dokumente sind übrigens außerdem Maßnahmen getroffen, um der Entstehung von Gasblasen entgegen­ zuwirken.

Ähnliche Probleme, wie im Falle der US-PS 46 74 505 treten auch im Falle von Ultraschallquellen auf. So ist es beispiels­ weise im Falle eines in der US-PS 46 58 828 beschriebenen medizinischen Ultraschallgenerators für die Hypertermie mit Schwierigkeiten verbunden, Gasblasen aus einem durch ein elastisches Koppelkissen und eine kugelkalottenförmige Ultra­ schallquelle begrenzten Volumen eines flüssigen Ausbreitungs­ mediums zu entfernen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Generator zur Erzeugung von akustischen Wellen der eingangs genannten Art bei geringem technischem Aufwand so auszubilden, daß Gasblasen aus einem Volumen einer als akustisches Ausbreitungsmedium für die akustischen Wellen vorgesehenen Flüssigkeit leicht ent­ fernt werden können.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen Gene­ rator zur Erzeugung akustischer Wellen, aufweisend eine Quelle akustischer Wellen, wenigstens ein Volumen einer als akusti­ sches Ausbreitungsmedium für die Wellen vorgesehenen Flüssig­ keit, welches wenigstens zur Entlüftung des Volumens mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck beaufschlagbar ist, wobei wenigstens ein Volumen mit einer in das Volumen mündende Entlüftungsöffnung versehen ist, welche durch eine mikroporöse Membran verschlossen ist, deren Porengröße derart gewählt ist, daß bei dem erhöhten Druck die Membran für die Flüssigkeit undurchlässig ist, während in dem Volumen enthal­ tenes Gas durch die Poren entweicht. Da häufig aus anderen Gründen ohnehin Maßnahmen getroffen sind, die es erlauben, das Volumen mit einem erhöhten Druck zu beaufschlagen, muß in vie­ len Fällen lediglich die mit der mikroporösen Membran ver­ schlossene Entlüftungsöffnung vorgesehen werden, um Gasblasen aus dem Volumen entfernen zu können. Der Entlüftungsvorgang gestaltet sich sehr einfach, da es genügt, das Volumen mit dem erhöhten Druck zu beaufschlagen und den Generator so auszu­ richten, daß sich in dem Volumen etwa vorhandene Gasblasen vor der Entlüftungsöffnung sammeln. Das Gas entweicht dann ohne daß es weiterer Maßnahmen bedürfte. Lediglich die Beaufschla­ gung des Volumens mit dem erhöhten Druck muß beendet werden, falls der erhöhte Druck nicht ohnehin ständig vorhanden ist. Der Begriff Gas soll übrigens im vorliegenden Fall in dem Sinn umfassend verstanden werden, daß er auch Gasgemische, wie bei­ spielsweise Luft, umfaßt. Es versteht sich, daß die erfin­ dungsgemäße Maßnahme eine evtl. erforderliche Entgasung der Flüssigkeit nicht überflüssig machen. Sie unterstützt aller­ dings die Entgasung der Flüssigkeit, da zunächst in der Flüs­ sigkeit gelöste Gase, die freiwerden, leicht entweichen bzw. entfernt werden können. Die Zeit die verstreicht, bis ein bestimmtes Gasvolumen durch die mikroporöse Membran entweicht, wird mit zunehmender Porengröße, Membranfläche (größere Anzahl von Poren) und zunehmend gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck kürzer. Falls der Generator mehrere mit Flüssigkeit ge­ füllte Volumina aufweist ist es selbstverständlich möglich, und unter Umständen sogar zweckmäßig, mehrere oder sogar sämt­ liche Volumina mit einer mittels einer mikroporösen Membran verschlossenen Entlüftungsöffnung zu versehen. Wenn mehrere Volumina durch Kanäle oder dergleichen miteinander verbunden sind, kann es unter Umständen ausreichen, nur eines der Volu­ mina mit einer mikroporösen Membran verschlossenen Ent­ lüftungsöffnung zu versehen.

Gemäß einer wegen des Umstandes, daß die akustische Impedanz von Wasser in etwa der von menschlichem Körpergewebe ent­ spricht, insbesondere für medizinische Generatoren besonders bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß als Flüssigkeit Wasser in dem Volumen vorgesehen ist, welches mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck um 25 bis 100 mbar, vor­ zugsweise 40 bis 65 mbar, erhöhten Druck beaufschlagbar ist, und daß die Porengröße der Membran 6 µm, vorzugsweise 3 µm, im wesentlichen nicht übersteigt. Praktische Versuche haben ge­ zeigt, daß das Gas dann hinreichend schnell entweicht und der sogenannte Durchbruchspunkt, dies ist für eine bestimmte Mem­ bran und eine bestimmte Flüssigkeit derjenige Druck, ab dem Flüssigkeit durch die Poren tritt, mit Sicherheit noch nicht erreicht ist. Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Porengröße wenigstens 0,2 µm, vorzugsweise wenigstens 1 µm, beträgt. In diesem Falle ist gewährleistet, daß bei einem um nicht wesentlich mehr als 100 mbar gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck in dem Volumen das Gas noch ausreichend schnell entweicht. Gemäß praktischen Versuchen ergibt sich ein besonders günstiges Betriebsverhalten, wenn die Porengröße 3 µm nicht übersteigt und wenigstens 0,2 µm be­ trägt.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Membran aus einem flüssigkeitsabstoßenden Mate­ rial, insbesondere Polytetrafluoräthylen (PTFE) gebildet ist. Dies bietet den Vorteil, daß die Anwesenheit der Membran die Oberflächenspannung der Flüssigkeit nicht nennenswert redu­ ziert, so daß für eine gegebene Flüssigkeit und eine gegebene Porengröße der Durchbruchspunkt im Vergleich zu einer ent­ sprechenden Membran aus einem nicht flüssigkeitsabstoßenden Material vorteilhafterweise erst bei höheren Drücken erreicht wird. Die Membran kann auf einem zerreißfesten Träger ange­ bracht sein, der eine höhere Gasdurchlässigkeit als die Membran aufweist. Ein solcher "Sandwich-Aufbau" verhindert, daß die Membran bei mechanischer Beanspruchung verletzt wird und ihre Funktion verliert.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß ein mit einer als akustisches Ausbreitungs­ medium vorgesehenen Flüssigkeit gefülltes Volumen durch eine elastische Abdeckung begrenzt ist, mittels derer der Generator an die Körperoberfläche eines zu beschallenden Objektes zur akustischen Ankoppelung anpreßbar ist, und daß die Abdeckung mit der zu dem an sie angrenzenden Volumen gehörigen, mit einer mikroporösen Membran verschlossenen Entlüftungsöffnung versehen ist. Es wird dann in vielen Fällen der sich bei der Anpressung der flexiblen Abdeckung an die Körperoberfläche des zu beschallenden Objektes in dem Volumen aufbauende Druck aus­ reichen, um das in dem Volumen befindliche Gas durch die Mem­ bran entweichen zu lassen. Im Falle einer mit einer Entlüf­ tungsöffnung versehenen flexiblen Abdeckung besteht die Mög­ lichkeit, die Membran, gegebenenfalls zusammen mit dem Träger, als Aufkleber auszubilden. Es ist dann leicht möglich, die Membran über eine Entlüftungsöffnung zu kleben. Diese Möglich­ keit ist insbesondere in der medizinischen Technik von Vor­ teil, da hier in flexiblen Ankoppelkissen zur Einleitung von Stoßwellen oder Ultraschall in Körpergewebe vorgesehene Ent­ lüftungsöffnungen mittels eines solchen Aufklebers leicht in der erforderlichen Weise mit der mikroporösen Membran ver­ schlossen werden können. Eine aufgeklebte Membran kann nämlich den Verformungen des Koppelkissens folgen und beeinträchtigt nicht den innigen Kontakt zwischen Körperoberfläche des Pati­ enten und Koppelkissen. Gemäß einer Variante der Erfindung kann jedoch auch ein die Quelle akustischer Wellen und wenig­ stens ein Volumen einer als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehenen Flüssigkeit aufnehmendes Gehäuse vorgesehen sein, dessen Wandung mit wenigstens einer in eines der Volumen mün­ denden, mit einer mikroporösen Membran verschlossenen Ent­ lüftungsöffnung versehen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, die akustische Stoßwellen­ generatoren zur berührungslosen Zertrümmerung von Konkrementen betreffen, sind in der beigefügten Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Stoßwellengenerator im Längsschnitt,

Fig. 2 die Einzelheit A gemäß Fig. 1 in vergrößerter Dar­ stellung,

Fig. 3 eine Variante der Einzelheit A gemäß Fig. 1 in ver­ größerter Darstellung,

Fig. 4 in schematischer Darstellung einen weiteren erfin­ dungsgemäßen Stoßwellengenerator im Längsschnitt, und

Fig. 5 die Einzelheit B gemäß Fig. 3 in vergrößerter Dar­ stellung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Generator zur Erzeugung akustischer Wellen handelt es sich um einen Stoßwellengenerator, der ein etwa rohrförmiges Gehäuse 1 auf­ weist, an dessen einem Ende als Quelle der akustischen Wellen eine Druckimpulsquelle, und zwar eine insgesamt mit 2 bezeich­ nete Stoßwellenquelle vorgesehen ist. An seinem anderen Ende ist das Gehäuse 1 mittels eines elastischen Koppelkissens 3 verschlossen, das dazu dient, den Stoßwellengenerator zur aku­ stischen Koppelung an dem im Querschnitt angedeuteten Körper 4 eines zu behandelnden Lebewesens anzupressen. Der Innenraum des Gehäuses 1 ist mit Wasser gefüllt, das als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehen ist.

Bei der Stoßwellenquelle 2 handelt es sich um eine elektro­ magnetische Stoßwellenquelle, wie sie in der US-PS 46 74 505 näher beschrieben ist. Die Stoßwellenquelle 2 weist eine ebene kreisringförmige Membran 5 auf, die mit ihrer einen Seite an das an dem Gehäuse befindliche Wasser grenzt. Der anderen Sei­ te der aus einem elektrisch leitenden Werkstoff gebildeten Membran 5 gegenüberliegend, ist eine Flächenspule 6 mit spi­ ralförmig angeordneten Windungen vorgesehen, die über An­ schlüsse 7, 8 mit einer schematisch angedeuteten Generatorein­ richtung 9 verbunden ist, mittels derer sie mit Hochspannungs­ impulsen beaufschlagbar ist. Wird die Flächenspule 6 mit einem Hochspannungsimpuls beaufschlagt, bewegt sich die Membran 5 von der Spule 6 schlagartig weg. Infolge dieser Bewegung wird in das Wasser ein im wesentlicher ebener Druckimpuls eingelei­ tet, der sich auf seinem Ausbreitungsweg zu einer Stoßwelle aufstellt. Im folgenden wird der Einfachheit halber stets der Begriff Stoßwelle verwendet. Die Ausbreitungsrichtung der Stoßwellen entspricht der Richtung der Mittelachse M des Stoß­ wellengenerators. Um sicherzustellen, daß die Membran 5 nach der Erzeugung einer Stoßwelle wieder in ihre Ausgangslage zu­ rückkehrt, wird sie in nicht dargestellter, in der EP-A-01 88 750 näher beschriebenen Weise an ihrer Rückseite mit Unterdruck beaufschlagt.

Um die erzeugten ebenen Stoßwellen in der z. B. zur Zertrümme­ rung von Konkrementen erforderlichen Weise fokussieren zu kön­ nen, ist im Wasser innerhalb des Gehäuses 1 eine mit 10 be­ zeichnete akustische Sammellinse zwischen der Stoßwellenquelle 2 und dem Koppelkissen 3 angeordnet. Wenn wie im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels die Sammellinse 10 aus einem Material, beispielsweise Polystyrol, gebildet ist, in dem die Schallausbreitungsgeschwindigkeit größer als in Wasser ist, muß die Sammellinse 10 bikonkav oder wie dargestellt plankonkav ausgebildet sein.

Um den Stoßwellengenerator an den Körper 4 des zu behandelnden Lebewesens relativ zueinander so ausrichten zu können, daß ein im Körper 4 des zu behandelnden Lebewesens befindliches Kon­ krement K sich, wie in Fig. 1 dargestellt, im Bereich der Fokuszone der Stoßwellen befindet, ist in an sich bekannter Weise ein Ultraschall-Sektor-Applikator 11 vorgesehen, der es im Zusammenwirken mit einer an sich bekannten elektronischen Einrichtung 12 gestattet, Ultraschall-B-Bilder zu erzeugen, die auf einem Monitor 13 dargestellt werden. In den Ultra­ schall-B-Bildern wird eine durch mit S bezeichnete Linie ange­ deutete kreissektorförmige Schicht des Körpers 4 dargestellt, die die Mittelachse M des Stoßwellengenerators und damit das in dem Bild durch eine Marke T markierte Zentrum F der Fokus­ zone der Stoßwellen enthält. Der Ultraschall-Sektor-Applikator 11 ist in einer zentralen Bohrung 14 der Stoßwellenquelle 2 aufgenommen und erstreckt sich durch eine zentrale Bohrung 15 der Sammellinse 10.

Unter anderem um die beim Betrieb der Stoßwellenquelle 2 an­ fallende Verlustwärme abführen zu können, ist der Stoßwellen­ generator über eine Zulaufleitung 16 und eine Ablaufleitung 17 an einen Flüssigkeitskreislauf angeschlossen, der wie schema­ tisch dargestellt eine Umwälzpumpe 18, eine Entgasungsvorrich­ tung 19 und ein Kühlaggregat 20 aufweist. An die Zulaufleitung 16 ist ein Vorratsbehälter 21 angeschlossen. Der über dem Was­ serspiegel in dem Vorratsbehälter 21 befindliche Raum ist unter Zwischenschaltung eines geeigneten Regelventils 22 an einen Druckluftspeicher 23 angeschlossen, so daß die Möglich­ keit besteht, mittels des Regelventils 22 den im Inneren des Gehäuses 1 des Stoßwellengenerators herrschenden Druck auf gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhte Werte einzustellen.

Um aus dem im Inneren des Gehäuses 1 befindlichen Wasser etwa vorhandene Gasblasen entfernen zu können, ist das Koppelkissen 3 im Bereich seines Randes mit einer Entlüftungsöffnung 24 versehen, die durch eine mikroporöse Membran 25 verschlossen ist. Wird der Stoßwellengenerator, der in nicht dargestellter, an sich bekannter Weise mittels einer geeigneten Tragvorrich­ tung räumlich verstellbar ist, in eine solche Position ge­ bracht, daß sich die Gasblasen in der in Fig. 2 angedeuteten Weise im Bereich der Entlüftungsöffnung sammeln, und wird dann der Innenraum des Gehäuses 1 durch entsprechendes Betätigen des Regelventils 22 mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck beaufschlagt, entweicht das Gas G, das sich vor der Entlüftungsöffnung 24 gesammelt hat, durch die Poren der Membran 25. Dies geschieht bei geeigneter Wahl der Porengröße der Membran 25 und des mittels des Regelventils 22 eingestell­ ten Druckes, ohne daß Wasser durch die Membran 25 entweicht.

Die Membran 25 besteht vorzugsweise aus einem hydrophoben Material, insbesondere PTFE. Geeignete Membranen sind unter der Bezeichnung GORE-TEX (eingetragenes Warenzeichen) erhält­ lich. Bei einem um 25 bis 100 mbar, vorzugsweise 40 bis 65 mbar, gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck im Inne­ ren des Gehäuses 1 sollte die Porengröße der Membran 25 4 µm, vorzugsweise 3 µm, nicht wesentlich übersteigen und 0,2 µm, vorzugsweise 1 µm, nicht wesentlich unterschreiten. Zum Zwecke der mechanischen Verstärkung weist die Membran einen zerreiß­ festen Träger 42 auf, der eine höhere Gasdurchlässigkeit als die Membran 25 aufweist und vorzugsweise als Gewebe, bei­ spielsweise aus Polyamid-Fasern, ausgeführt ist. Die Membran 25 und der Träger 42 können bei geeigneter Befestigung lose aneinanderliegen. Die Membran 25 kann jedoch auch durch eine Klebung mit dem Träger 42 verbunden sein, wobei sich die Kle­ bung auf den Randbereich 25 der Membran beschränkt, um deren Gasdurchlässigkeit nicht zu beeinträchtigen. Der Träger 42 ist auf der der Flüssigkeit abgewandten Seite der Membran 25 ange­ ordnet und stützt somit die Membran 25 wirksam ab, die auf die Membran 25 ausgeübt wird, wenn das im Inneren des Gehäuses 1 befindliche Wasser unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck steht.

Im Falle des erfindungsgemäßen Stoßwellengenerators ist es also jederzeit leicht möglich, in dem im Inneren des Gehäuses 1 befindlichen Wasser vorhandene Gasblasen zu entfernen. Be­ einträchtigungen der Wirksamkeit der Stoßwellentherapie und/oder der Bildqualität der mittels der Ultraschall-Sektor-Scan­ ners 11 erzeugten Ultraschall-B-Bilder durch Gasblasen sind somit ausgeschlossen.

Um zwischen der Stoßwellenquelle 2 und der Sammellinse 10 be­ findlichen Gasblasen den Weg zu der Entlüftungsöffnung 24 zu erleichtern, sind am Umfang der Sammellinse 10 mehrere Nuten 26 vorgesehen.

Die Befestigung der Membran 25 und des Trägers 42 in der Ent­ lüftungsöffnung 24 erfolgt gemäß Fig. 2 mittels eines Befesti­ gungsringes 27 aus einem geeigneten polymeren Werkstoff, der an seinem inneren Umfang mit einer Nut 28 versehen ist, in die die Membran 25 und der Träger 42 flüssigkeitsdicht eingesetzt ist. Dabei kann durch einen Preßvorgang unter Wärmeanwendung oder einen Ultraschall-Schweißvorgang eine zusätzliche Verbin­ dung der Membran 25 und/oder des Trägers 42 mit dem Befesti­ gungsring 27 bewirkt werden. An seinem äußeren Umfang ist der Befestigungsring 27 mit einem Absatz 29 versehen, mit dem er an dem Koppelkissen 3 anliegt, wobei auf geeignete Weise, z. B. durch Kleben, Pressen unter Temperaturanwendung oder Ultra­ schallschweißen, eine feste Verbindung zwischen dem Befesti­ gungsring 27 und dem Koppelkissen 3 hergestellt ist.

Alternativ zu der Befestigung der Membran 25 in der Entlüf­ tungsöffnung 24 mittels des Befestigungsringes 27 besteht auch die Möglichkeit, die Membran und den längs deren Rand mit die­ ser verklebten Träger 42 als Aufkleber 43 auszuführen, der in der in Fig. 3 dargestellten Weise über die Entlüftungsöffnung 24 des Koppelkissens 3 geklebt wird. Dabei ist es zweckmäßig, den Randbereich der Membran 25 mit einem solchen Klebstoff 44 zu präparieren, daß der Aufkleber 43 selbstklebende Eigen­ schaften besitzt. Falls der Randbereich des Trägers 42, anders als dies in der Fig. 3 dargestellt ist, den Rand der Membran 25 überragt, ist selbstverständlich auch der die Membran 25 überragende Randbereich des Trägers 42 mit Klebstoff versehen. Die Anordnung gemäß Fig. 3 bietet den Vorteil, daß die Flexi­ bilität des Koppelkissens 3 durch den Aufkleber 43 praktisch nicht beeinträchtigt wird. Die Gasdurchlässigkeit des Trägers 42 ist übrigens ebenso wie im Falle der Fig. 2 wesentlich, beispielsweise 10fach, größer als die Gasdurchlässigkeit der Membran 25, so daß das Vorhandensein des Trägers 42 ohne Aus­ wirkung auf die Gasdurchlässigkeit der Membran 25 bleibt. Der Träger 42 kann übrigens sowohl im Falle der Fig. 2 als auch der Fig. 3 entfallen, sofern die Membran 25 eine ausreichende Festigkeit aufweist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Es stimmt mit dem zuvor beschriebenen in bestimmten Punkten überein, weshalb gleiche oder ähnliche Teile die gleichen Bezugszeichen tragen.

Abgesehen davon, daß der Stoßwellengenerator nach den Fig. 4 und 5 keinen Ultraschall-Sektor-Scanner enthält, die Ortung eines zu zertrümmernden Konkrementes muß daher unter Zuhilfe­ nahme einer an sich bekannten Röntgen-Ortungseinrichtung er­ folgen, unterscheidet er sich von dem zuvor beschriebenen da­ durch, daß die Sammellinse 10 den Innenraum des Gehäuses 1 zwei mit Wasser gefüllte Volumina unterteilt. Um Gasblasen aus dem zwischen der Sammellinse 10 und der Stoßwellenquelle 2 be­ findlichen Volumen entfernen zu können, ist im Bereich eines an der Bohrung des Gehäuses 1 vorgesehenen ringförmigen Vor­ sprunges 45, an dem die mittels eines Halteringes 30 fixierte Sammellinse 10 anliegt, eine zusätzliche Entlüftungsöffnung 31 vorgesehen. Auch diese ist mittels einer mikroporösen Membran 32 verschlossen. Die Membran 32 ist in der als abgesetzte Boh­ rung ausgeführten Entlüftungsöffnung 31 mittels eines in diese eingepreßten Halteringes 33 fixiert (siehe Fig. 5). Dem zwi­ schen dem Koppelkissen 3 und der Sammellinse 10 befindlichen Volumen ist ein zweiter Wasserkreislauf zugeordnet, der eine Umwälzpumpe 34 eine Entgasungsvorrichtung 35 sowie ein Kühl­ aggregat 36 enthält. Außerdem sind ein Vorratsbehälter 37, ein Regelventil 38 und ein Druckluftspeicher 39 vorgesehen. Diese sind über eine Zulaufleitung 40 und eine Ablaufleitung 41 mit dem zwischen dem Koppelkissen 3 und der Sammellinse 10 befind­ lichen Volumen verbunden.

Um Gasblasen aus dem zwischen der Sammellinse 10 und der Stoß­ wellenquelle 2 befindlichen Raum zu entfernen, wird der Stoß­ wellengenerator, wie in Fig. 5 dargestellt, in eine solche Lage gebracht, daß sich die Gasblasen im Bereich der Entlüf­ tungsöffnung 31 sammeln. Sobald ein gegenüber dem Umgebungs­ druck ausreichend erhöhter Druck durch entsprechendes Betäti­ gen des Regelventils 22 in dem zwischen der Sammellinse 10 und der Stoßwellenquelle 2 befindlichen Raum eingestellt ist, ent­ weicht das an die Membran 32 angrenzende Gas G aus dem ge­ nannten Volumen.

Sollen aus dem zwischen dem Koppelkissen 3 und der Sammellinse 10 befindlichen Volumen Gasblasen entfernt werden, wird der Stoßwellengenerator in eine Position gebracht, in der sich das Gas G in der Fig. 2 gezeigten Weise im Bereich der Entlüf­ tungsöffnung 24 sammelt. Anschließend wird mittels des Regel­ ventiles 38 ein derart gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhter Druck in dem zwischen dem Koppelkissen 3 und der Sammellinse 10 befindlichen Volumen eingestellt, daß das Gas G durch die Membran 25 entweicht.

Wenn beide Volumina zur Entfernung von Gasblasen mit dem glei­ chen Druck beaufschlagt werden, ist unter der Voraussetzung, daß in beiden Volumina Wasser als akustisches Ausbreitungs­ medium vorhanden ist, vorgesehen, daß die Membran 25 und die Membran 32 hinsichtlich ihrer Porengröße übereinstimmen. Wer­ den in den beiden Volumina unterschiedliche Flüssigkeiten als akustisches Ausbreitungsmedium verwendet, kann es erforderlich sein, Membranen 25 bzw. 32 unterschiedlicher Porengröße zu ver­ wenden und/oder die beiden Volumina zur Entfernung von Gas­ blasen mit unterschiedlichen Drücken zu beaufschlagen.

Im Falle des Stoßwellengenerators nach den Fig. 4 und 5 kann übrigens die Beaufschlagung der Rückseite der Membran 5 mit Unterdruck entfallen, wenn in dem zwischen der Sammellinse 10 und der Stoßwellenquelle 2 befindlichen Volumen ständig ein gegenüber dem Umgebungsdruck soweit erhöhter Druck herrscht, daß die Membran 5 jeweils nach Erzeugung einer Stoßwelle in ihre Ausgangslage zurückgeführt wird. Je nach Dicke und Nach­ giebigkeit der Membran 5 reicht hierfür ein gegenüber dem Um­ gebungsdruck in der Größenordnung von 100 bis 1000 mbar er­ höhter Druck aus. Die Porengröße der Membran 32 ist entspre­ chend zu wählen.

In der Regel ist es im Interesse einer guten akustischen Kop­ pelung wünschenswert, wenn das Koppelkissen mit einem gewissen Druck an der Oberfläche des Körpers 4 des zu behandelnden Lebewesens anliegt. Im Falle des Stoßwellengenerators nach den Fig. 1 und 2 bzw. 3 wird daher der im Inneren des Gehäuses 1 vorliegende Druck mittels des Regelventiles 22 und im Falle des Stoßwellengenerators gemäß den Fig. 4 und 5 der in dem Volumen zwischen dem Koppelkissen 3 und der Sammellinse 10 befindlichen Volumen vorliegende Druck mittels des Regelven­ tiles 38 derart eingestellt, daß das Koppelkissen 3 mit dem erforderlichen Druck an der Oberfläche des Körpers 4 anliegt. Bei diesem Druck, der je nach Anwendungsfall zwischen etwa 25 bis 200 mbar betragen kann, handelt es sich vorzugsweise auch um denjenigen Druck, bei dem die Entfernung von Gas erfolgt. Jedenfalls muß sichergestellt sein, daß dann, wenn der zur Anpressung des Koppelkissens 3 erforderliche Druck vorliegt, noch kein Wasser durch die Membran 25 austritt.

Im Falle der beschriebenen erfindungsgemäßen Stoßwellengene­ ratoren können unter Umständen die beschriebenen Maßnahmen zur Beaufschlagung des Innenraums des Gehäuses 1 bzw. des zwischen dem Koppelkissen 3 und der Sammellinse 10 befindlichen Volu­ mens mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck entfallen, wenn der Stoßwellengenerator bei der Behandlung mechanisch mit einem Druck an die Oberfläche des Körpers 4 angepreßt wird, der ausreicht, um eventuell vorhandenes Gas durch die Membran 25 entweichen zu lassen.

Die Membran 32 kann übrigens analog zur Membran 25 in nicht dargestellter Weise mit einem Träger versehen sein, der dann zwischen der Membran 32 und dem Absatz der Entlüftungsöffnung 31 angeordnet ist.

Es versteht sich, daß in den Figuren die Dicken der Membranen 25 und 32 sowie des Trägers 42 übertrieben dargestellt sind. Der Flächeninhalt der Membran 25 bzw. 32, der bei gegebener Porengröße und Porenanzahl pro Flächeneinheit für die Zeit­ dauer maßgebend ist, die erforderlich ist, um ein bestimmtes Gasvolumen entweichen zu lassen, sollte in der Größenordnung von wenigstens etwa einem halben bis zu einigen, beispiels­ weise vier, Quadratzentimetern liegen.

Die Erfindung wurde vorstehend ausschließlich am Beispiel von der Zertrümmerung von Konkrementen dienenden Stoßwellengene­ ratoren beschrieben. Sie kann jedoch bei beliebigen anderen, insbesondere medizinischen Zwecken dienenden Generatoren zur Erzeugung akustische Wellen eingesetzt werden.

Claims (12)

1. Generator zur Erzeugung akustischer Wellen, aufweisend eine Quelle (2) akustischer Wellen, wenigstens ein Volumen einer als akustisches Ausbreitungsmedium für die Quellen vorgesehe­ nen Flüssigkeit, welches wenigstens zur Entlüftung des Volu­ mens mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck be­ aufschlagbar ist, wobei wenigstens ein Volumen mit einer in das Volumen mündenden Entlüftungsöffnung (24, 31) versehen ist, welche durch eine mikroporöse Membran (25, 32) verschlossen ist, deren Porengröße derart gewählt ist, daß bei dem erhöhten Druck die Membran (25, 32) für die Flüssigkeit undurchlässig ist, während in dem Volumen enthaltenes Gas (G) durch die Poren entweicht.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Flüssigkeit Wasser in dem Volumen vorgesehen ist, welches mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck um 25 bis 100 mbar, vorzugsweise 40 bis 65 mbar, erhöhten Druck beaufschlagbar ist, und daß die Porengröße der Membran (25, 32) 6 µm, im wesentlichen nicht übersteigt.

3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Porengröße 3 µm nicht über­ steigt.

4. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Porengröße wenigstens 0,2 µm beträgt.

5. Generator nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ kennzeichnet, daß die Porengröße wenigstens 1 µm beträgt.

6. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25, 32) aus einem Flüssigkeit abstoßenden Material gebildet ist.

7. Generator nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Membran (25, 32) aus Polytetra­ fluoräthylen (PTFE) gebildet ist.

8. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25) einen zerreißfesten Träger (42) aufweist, der eine höhere Gasdurch­ lässigkeit als die Membran (25) aufweist.

9. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer als akusti­ sches Ausbreitungsmedium vorgesehenen Flüssigkeit gefülltes Volumen durch eine elastische Abdeckung (3) begrenzt ist, mit­ tels derer der Generator an die Körperoberfläche eines zu be­ schallenden Objektes (4) zur akustischen Ankoppelung anpreßbar ist, und daß die Abdeckung (3) mit der zu dem an sie angren­ zenden Volumen gehörigen, mit der mikroporösen Membran (25) verschlossenen Entlüftungsöffnung (24) versehen ist.

10. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Membran (25) als Aufkleber (43) ausgebildet ist.

11. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Generator eine Ultraschall-Quelle (11) enthält.

12. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Generator eine Druckimpulsquelle (2) enthält.