專利名稱：將沖擊波引入活體的裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過至少一個(gè)沖擊脈沖作用的沖擊波傳輸元件將沖擊波引入活體的裝置，其中至少一個(gè)彈簧構(gòu)件用于產(chǎn)生所述沖擊脈沖。該裝置優(yōu)選設(shè)計(jì)為醫(yī)療手持器械，可以用于體內(nèi)沖擊波碎石鉗以及體外沖擊波整形術(shù)，消除身體結(jié)石或淺表性病變部位領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
這種裝置通常用于治療人類疾病，例如專利US 4，549, 535。由于其端頭柔軟，所以并不適用于碎石術(shù)。
通過利用沖擊波來破壞體內(nèi)結(jié)石(碎石術(shù)或碎石鉗)已經(jīng)成功應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)。 例如腎結(jié)石類結(jié)石可以在人體內(nèi)粉碎成小碎片，然后由尿道排出。
在目前情況下，沖擊波可以特別地理解為任何通過撞擊產(chǎn)生的壓縮波。
現(xiàn)有技術(shù)介紹了各種用于產(chǎn)生沖擊波的設(shè)備及方法，從而破壞活體內(nèi)的結(jié)石。由此，如美國(guó)專利5，868，756所述的用于體內(nèi)沖擊波碎石術(shù)的手持器械具有探針，該探針作為波導(dǎo)傳輸沖擊波并且其尺寸適合嵌入相應(yīng)的內(nèi)視鏡。
所述手持器械通過一個(gè)在導(dǎo)管中來回氣動(dòng)的撞擊件或發(fā)射體獲得用于產(chǎn)生沖擊波的沖擊能量，即，這些撞擊件或發(fā)射體周期性地撞擊相應(yīng)的塊體件，然后該塊體件將碰撞區(qū)域產(chǎn)生的沖擊力傳送至與該塊體件毗鄰的探針。
在這份美國(guó)文件中還說明了，也可以選擇液壓或電磁驅(qū)動(dòng)器來替代所述撞擊件的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。
此外，專利DE 197 25 477 C2中描述了一種處理生物組織(整形術(shù))的手持型醫(yī)療器械，通過該器械可以產(chǎn)生體外壓力波。同時(shí)借助傳輸元件將這些壓力波傳送入生物體內(nèi)。由此，該傳輸元件具有鈍頭探針，該探針帶有扁平輸出端面，從而使無聚焦機(jī)械生成的壓力波與生物組織接合。
所述壓力波本身是由這種器械的以大于5米/秒的速率氣動(dòng)加速并撞擊傳輸元件的撞擊件生成，其中探針的行程應(yīng)小于1毫米。此外，這種手持器械可以使壓力波在很大面積的作用區(qū)域內(nèi)均勻分布能量，例如在整個(gè)病灶區(qū)域。
然而，由于所有已知的手持器械的壓力波或沖擊波發(fā)生器需具備壓縮機(jī)、控制裝置和手持件，因而其設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù) 本發(fā)明的任務(wù)是獲取一種將沖擊波引入或施加在活體內(nèi)或活體上的裝置，其沖擊波發(fā)生器配置簡(jiǎn)單，而且還提供精確“強(qiáng)度”的沖擊力。此外，該裝置具有較低的維護(hù)成本并且同時(shí)適用于體內(nèi)和體外治療，特別是人體治療。
任務(wù)的解決方案 根據(jù)本發(fā)明，可以通過一種裝置用簡(jiǎn)單的方式將沖擊波引入活體來解決這個(gè)任務(wù)，所述彈簧構(gòu)件配有拉緊裝置，該拉緊裝置使彈簧構(gòu)件能夠突然釋放從而輸出沖擊脈沖。
通過這種結(jié)構(gòu)的沖擊波發(fā)生器，其優(yōu)勢(shì)在于，可以對(duì)傳輸沖擊波的探針周期性地施加相對(duì)更高(“更強(qiáng)”)的沖擊能量，而且射速與機(jī)關(guān)槍類似，由此，本發(fā)明的對(duì)象也可以被稱為碎石槍或整形槍。主要通過高沖擊速度的小質(zhì)量元件獲取“強(qiáng)”沖擊力。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選氣動(dòng)或柱形機(jī)械式壓縮彈簧作為彈簧構(gòu)件，該壓縮彈簧與一個(gè)撞擊件連接，從而該撞擊件通過突然釋放的壓縮應(yīng)力以沖擊脈沖的形式將壓縮彈簧的彈力輸出至傳輸元件。
這里，該撞擊件是在該裝置的外殼件內(nèi)活動(dòng)的活塞，具有輸出沖擊脈沖的頂件以及隨后連接的筒狀空心件。至少部分產(chǎn)生彈力的柱形壓縮彈簧在該空心件內(nèi)活動(dòng)，而適于這里的情況是，壓縮彈簧的一端支撐在活塞頂件的背面，另一端支撐在裝置的外殼件。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述裝置氣動(dòng)地將沖擊脈沖輸出至傳輸元件。此外，該裝置優(yōu)選包括一個(gè)發(fā)射體。
為了輸出沖擊脈沖，所述裝置優(yōu)選包括一個(gè)利用壓縮空氣撞擊發(fā)射體的裝置。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，該裝置包括活塞，該活塞在一個(gè)筒體中活動(dòng)。其優(yōu)勢(shì)在于，如果活塞的截面比發(fā)射體大，根據(jù)所選的截面面積比率，應(yīng)用在發(fā)射體上的壓力更大。
所述筒體最好通過軟管與一個(gè)管道連接，該管道中有發(fā)射體。發(fā)射體可以在這個(gè)管道中加速，直至擊中傳輸元件。
所述發(fā)射體活動(dòng)的管道可以設(shè)置在一個(gè)具有外殼的槍管內(nèi)。在外殼上可以構(gòu)建支架、支腳或者懸架工具。
所述活塞的加速最好借助于彈力。另外，該活塞還配有彈簧構(gòu)件。為了彈簧構(gòu)件的活動(dòng)，該活塞最好具有一個(gè)搭橋。
為了拉緊并啟動(dòng)撞擊件內(nèi)也就是活塞搭橋上活動(dòng)的彈簧從而通過壓縮空氣撞擊發(fā)射體，沿撞擊件的活塞的外套最好具有至少一個(gè)齒條，該齒條與一個(gè)小齒輪嚙合，該小齒輪僅在部分圓周上具有齒圈，例如在180度的圓周上，所述小齒輪也可以用螺桿代替。也可以直接在撞擊件的外套構(gòu)建鋸齒來替代單獨(dú)的齒條。
現(xiàn)在，如果小齒輪旋轉(zhuǎn)，部分齒圈與齒條嚙合，撞擊件遠(yuǎn)離探針，并且其活塞內(nèi)的彈簧被壓縮。一旦小齒輪的齒圈與齒條分開，也就是二者不再嚙合，壓縮的彈簧突然松弛， 由此釋放的彈力以所需的速率加速發(fā)射體。該發(fā)射體敲擊探針，在置入件中產(chǎn)生沖擊波，該置入件反過來將相應(yīng)的沖擊波傳送給治療對(duì)象。
相應(yīng)的小齒輪旋轉(zhuǎn)適于通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，這里是借助電池供電的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，最好應(yīng)用減速器，從而獲得影響相應(yīng)沖擊頻率所需的小齒輪轉(zhuǎn)速。
根據(jù)本發(fā)明，不僅是上述設(shè)置，還包括每一個(gè)可能拉緊然后觸發(fā)釋放其壓縮彈簧的拉緊裝置。
根據(jù)本發(fā)明的裝置應(yīng)用在體內(nèi)沖擊波碎石術(shù)時(shí)，沖擊波傳輸元件的結(jié)構(gòu)最好是探針形狀，使其可以嵌入內(nèi)視鏡，從而破壞活體內(nèi)的結(jié)石，如腎結(jié)石或膽結(jié)石。
反之，根據(jù)本發(fā)明的裝置應(yīng)用在體外擊波整形、皮膚治療以及纖體(消脂)時(shí)，沖擊波傳輸元件的機(jī)構(gòu)最好是可以覆在活體上的圓形球段。該裝置甚至還適用于從外部破壞結(jié)石，但主要是利用沖擊波治療人類或動(dòng)物患病的身體部位，特別是肌腱、韌帶、骨骼和皮膚(蜂窩織炎、創(chuàng)傷)。
為了很好地使用根據(jù)本發(fā)明的裝置，最好將其設(shè)計(jì)為醫(yī)療手持器械，也就是說，這個(gè)手持器械從其外觀尺寸上看，該器具只有適合成人手握的大小。
作為醫(yī)療手持器械，這種裝置的外殼除了可以容納沖擊波發(fā)生器，還可以選擇在該外殼上附加一個(gè)具有用于碎石術(shù)或者整形術(shù)的探針的附件。這種組合式系統(tǒng)有利于減少類型種類，多種類會(huì)大大增加這種手持器械的經(jīng)濟(jì)成本。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢(shì)將在隨后的優(yōu)選實(shí)施例的描述中參照附圖加以闡述； 圖1表示根據(jù)本發(fā)明的沖擊波發(fā)生器的原理， 圖2表示醫(yī)療手持器械的透視圖，該手持器械的沖擊波發(fā)生器根據(jù)圖1配置并適用于體內(nèi)沖擊波碎石術(shù)， 圖3表示如圖2所示器械可能替換的應(yīng)用于體外沖擊波整形術(shù)的附件按比例放大的透視圖， 圖4至圖6表示根據(jù)本發(fā)明的沖擊波發(fā)生器的另一實(shí)施例的原理。
圖1中，沖擊波發(fā)生器1的原理說明示意圖包括一個(gè)用于產(chǎn)生沖擊脈沖的柱形壓縮彈簧結(jié)構(gòu)的彈簧構(gòu)件2，該彈簧構(gòu)件與撞擊件3有效連接，該撞擊件再將產(chǎn)生的沖擊脈沖傳遞給沖擊波傳輸元件4。該壓縮彈簧2是由彈簧鋼制成，但也可以使用其它材料，例如塑料。
所述撞擊件3適于在如圖2所示裝置的外殼5內(nèi)使用，該撞擊件包括一種具有沖擊脈沖發(fā)射頂件3. 1以及隨后相連的筒狀空心件3. 2的活塞。
所述壓縮彈簧2的一部分在所述空心件3. 2中，該壓縮彈簧的右端支撐所述頂件 3. 1的背面，左端支撐外殼5并未詳細(xì)顯示出的部分。
所述撞擊件3本身與沖擊波傳輸元件4同軸。
此外，所述撞擊件3的空心件3. 2沿其外套具有整體式鋸齒或合適的齒條6，其可以周期性地與小齒輪7或螺桿(并未示出)鎖緊。該小齒輪7僅在其部分圓周上具有齒圈 8，該齒圈的形狀與齒條6的形狀相對(duì)應(yīng)。在本實(shí)施例中，部分齒圈8的圓周限定為180度； 這是優(yōu)選體現(xiàn)，但其圓周也可以更大或者更小。
所述小齒輪7本身是由位于外殼5內(nèi)的電池供電的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，如圖1中箭頭9所示，其中應(yīng)用合適的減速器。
圖2中，簡(jiǎn)要描繪的醫(yī)療手持器械(標(biāo)記為10)在本例中設(shè)計(jì)用于體內(nèi)沖擊波碎石術(shù)。此外還設(shè)置一個(gè)可拆卸的附件11，其沖擊波傳輸元件(標(biāo)記為1 為探針形狀。因此，該元件12可以嵌入內(nèi)視鏡，從而探針的遠(yuǎn)側(cè)末端可用于通過該探針上傳輸?shù)臎_擊波破壞結(jié)石。
倘若根據(jù)圖2的手持器械10應(yīng)用于體外沖擊波整形術(shù)，將所述附件11替換為附件13 (如圖幻，該附件13的沖擊波傳輸元件(標(biāo)記為14)在其接觸區(qū)域具有一種圓形球段 14. 1，適合于覆在人類或動(dòng)物身體部分的外表面。
這兩種附件11和13適用于破壞結(jié)石，如腎結(jié)石、泌尿結(jié)石或膽結(jié)石，特別地，附件 13更適合利用沖擊波擊射身體患病區(qū)域，如肌腱和韌帶區(qū)域、骨骼部分、皮膚和嚴(yán)重創(chuàng)傷。
所述醫(yī)療手持器械10的尺寸能夠讓成人使用者便于手握。
具體實(shí)施例方式設(shè)置在外殼5內(nèi)的沖擊波發(fā)生器1由電動(dòng)發(fā)電機(jī)通過減速器(由箭頭9表示)以大約5赫茲(300單位每英里)按逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)，由此齒圈8周期性地嚙合到齒條6，并且撞擊件3沿齒條6向左移動(dòng)，從而壓縮彈簧2基于這個(gè)量被壓縮。而后存儲(chǔ)在壓縮彈簧2中的沖擊能量突然釋放，確切地說就是當(dāng)齒圈8的最后齒離開齒條6的時(shí)候。由此通過壓縮彈簧的短暫松弛將可用彈力突然施加到元件4或12或14上，其中在這些元件的末端部分和頂件3. 1之間還可以設(shè)置一個(gè)塊體件來充當(dāng)緩沖器。
通過頂件3. 1對(duì)各個(gè)元件4或12或14的突然撞擊形成沖擊波，用于破壞結(jié)石或者去除諸如肩部等特定身體部位的鈣質(zhì)沉積。這種撞擊每秒鐘的頻率又取決于小齒輪7的轉(zhuǎn)速，而這又取決于每次治療所需的強(qiáng)度。
圖4至圖6表示根據(jù)本發(fā)明的沖擊波發(fā)生器1. 1的另一實(shí)施例。其具有與前述實(shí)施例相類似的彈簧構(gòu)件2。該彈簧構(gòu)件嵌在擋板15和活塞16之間。為了彈簧構(gòu)件2的活動(dòng)，在活塞16上設(shè)置搭橋17?；钊?6在筒體18中活動(dòng)。在這個(gè)筒體上連接有軟管19，為了更好地控制或關(guān)閉該軟管可能集成一個(gè)閥門。軟管19連接到槍管20。槍管20包括外殼 21和發(fā)射體23的導(dǎo)管22。在槍管20的一端設(shè)有傳輸元件4。
活塞16和搭橋17具有與前述實(shí)施例相類似的鋸齒6。該鋸齒與只有部分齒圈8 的小齒輪7有效連接。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如下 與前述實(shí)施例類似，沖擊波發(fā)生器1. 1由并未示出的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)通過減速器按逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)，通過箭頭9象征該驅(qū)動(dòng)器。由此小齒輪7的齒圈8嚙合到鋸齒6，活塞16向箭頭方向M移動(dòng)，從而將壓縮彈簧2壓向擋板15。由此彈簧元件2存儲(chǔ)動(dòng)能或沖擊能量。然后，當(dāng)小齒輪7的齒圈8的最后齒離開鋸齒6時(shí)，這些能量突然釋放。由此，如圖6所示，通過壓縮彈簧2的短暫松弛，可用彈力使活塞16突然向箭頭方向M反向移動(dòng)，將筒體18和軟管19中存在的空氣壓向槍管20的管道22中。從而使發(fā)射體23射至傳輸元件4上。與前述實(shí)施例類似，通過發(fā)射體23到傳輸元件4的突然碰撞產(chǎn)生沖擊波，該沖擊波可以用于前面已經(jīng)說明的應(yīng)用。
總之，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種經(jīng)濟(jì)的組合式醫(yī)療手持器械，通過機(jī)械操作，該器械穩(wěn)固耐用從而維修成本低廉，并且可以提供相對(duì)高精度的沖擊能量及其沖擊波，這對(duì)使用者和每個(gè)病人都具有巨大的優(yōu)勢(shì)。
參考符號(hào)列表
權(quán)利要求
1.一種通過至少一個(gè)沖擊脈沖作用的沖擊波傳輸元件G ；12 ； 14)將沖擊波引入活體的裝置，其中至少一個(gè)彈簧構(gòu)件(2)用于產(chǎn)生所述沖擊脈沖，其特征在于，該彈簧構(gòu)件配有拉緊裝置，該拉緊裝置使彈簧構(gòu)件能夠突然釋放從而輸出沖擊脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，氣動(dòng)或柱形機(jī)械式壓縮彈簧( 用作彈簧構(gòu)件，該壓縮彈簧與一個(gè)撞擊件C3)有效連接，從而該撞擊件通過突然釋放的壓縮應(yīng)力以沖擊脈沖的形式將壓縮彈簧O)的彈力輸出至傳輸元件G ；12 ；14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述撞擊件C3)是在外殼件內(nèi)活動(dòng)的活塞，該活塞具有輸出沖擊脈沖的頂件(3. 1)以及隨后連接的筒狀空心件(3.2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，壓縮彈簧(2)至少部分伸進(jìn)所述筒狀空心件(3.2)內(nèi)，其中該壓縮彈簧的一端支撐在活塞頂件(3. 1)的背面，另一端支撐在外殼件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述撞擊件C3)的空心件(3.2)沿其外套具有至少一個(gè)鋸齒或齒條(6)，該齒條與一個(gè)小齒輪(7)或螺桿嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述沖擊脈沖通過發(fā)射體傳送至所述傳輸元件(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，利用壓縮空氣撞擊所述發(fā)射體03)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，利用壓縮空氣撞擊發(fā)射體的裝置包括一個(gè)在筒體(18)中活動(dòng)的活塞(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述筒體(18)通過軟管(19)與一個(gè)具有發(fā)射體的管道0 連接，在該軟管中可能集成一個(gè)閥門。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)射體活動(dòng)的管道0 管道設(shè)置在一個(gè)具有外殼的槍管00)內(nèi)。
11.根據(jù)至少一個(gè)前述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述活塞(16)具有一個(gè)用于活動(dòng)所述彈簧構(gòu)件O)的搭橋(17)。
12.根據(jù)至少一個(gè)前述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述活塞(16)具有一個(gè)鋸齒(6)。
13.根據(jù)至少一個(gè)前述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述鋸齒(6)與一個(gè)小齒輪 (7)或一個(gè)螺桿有效連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求5至13之一所述的裝置，其特征在于，所述小齒輪(7)僅在一部分圓周上具有齒圈(8)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述部分齒圈(8)設(shè)置在小齒輪(7)的 180度圓周上；
16.根據(jù)至少權(quán)利要求5至15之一所述的裝置，其特征在于，所述小齒輪(7)是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，用于所述小齒輪(7)的驅(qū)動(dòng)裝置(9)是可能具有一個(gè)減速器的電池供電的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，設(shè)置一個(gè)可觸發(fā)的拉緊裝置用以釋放所述壓縮彈簧(2)。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述沖擊波傳輸元件G;12;14)與所述活塞的撞擊件(3)同軸。
20.根據(jù)至少權(quán)利要求1至19之一所述的裝置，其特征在于，在體內(nèi)沖擊波碎石術(shù)應(yīng)用中用作醫(yī)療器械。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的應(yīng)用，其特征在于，所述沖擊波傳輸元件(1 是探針形狀， 從而該元件可以嵌入內(nèi)視鏡。
22.根據(jù)至少權(quán)利要求1至19之一所述的裝置，其特征在于，在體外沖擊波整形術(shù)中用作醫(yī)療器械。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的應(yīng)用，其特征在于，所述沖擊波傳輸元件(14)包括用于覆在活體上的圓形球段(14. 1)。
24.根據(jù)至少一個(gè)前述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，應(yīng)用于破壞活體中的結(jié)石， 如腎結(jié)石、膽結(jié)石或類似結(jié)石。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，應(yīng)用于利用沖擊波擊射身體患病區(qū)域， 例如肌腱、韌帶、骨骼、皮膚或創(chuàng)傷。
26.具有根據(jù)至少權(quán)利要求1至19之一所述的裝置的醫(yī)療器械，其特征在于，從外觀尺寸上看，該器械的大小大約適合成人手握。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的醫(yī)療手持器械(10)具有容納沖擊波發(fā)生器(1)的外殼 (5)，特別地，根據(jù)至少權(quán)利要求1至19之一所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，在該外殼上可以選擇性地連接一個(gè)可拆卸的用于碎石術(shù)的附件(11)或者用于整形術(shù)的附件(13)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的醫(yī)療手持器械(10)，其特征在于，所述用于碎石術(shù)的附件 (11)的結(jié)構(gòu)與根據(jù)權(quán)利要求21所述的特征相對(duì)應(yīng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求18所述的醫(yī)療手持器械(10)，其特征在于，所述用于整形術(shù)的附件 (13)的結(jié)構(gòu)與根據(jù)權(quán)利要求23所述的特征相對(duì)應(yīng)。
全文摘要
一種通過至少一個(gè)沖擊脈沖作用的沖擊波傳輸元件(4；12；14)將沖擊波引入活體的裝置，其中至少一個(gè)彈簧構(gòu)件(2)用于產(chǎn)生所述沖擊波，所述彈簧構(gòu)件配有一個(gè)拉緊裝置，該拉緊裝置使彈簧構(gòu)件能夠突然釋放從而傳送沖擊脈沖。
文檔編號(hào)A61H23/00GK102186539SQ200980140964
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者瑪麗安·弗倫巴赫 申請(qǐng)人:費(fèi)爾東股份集團(tuán)