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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Stoßwellenapparatur
zur Erzeugung von mechanischen Stoßwellen und ein Stoßwellengerät.
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Obwohl
auf beliebige Vorrichtungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung
sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend mit Bezug
auf eine Stoßwellenapparatur für medizinische Anwendungen
näher erläutert.
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Mechanische
Stoßwellen werden in der Human- und Veterinärmedizin
für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Eine Anwendung
von mechanischen Stoßwellen in der Medizin ist die extrakorporale
Stoßwellenlithotripsie, bei der die von einer Stoßwellenapparatur
erzeugten Stoßwellen auf störende Objekte innerhalb
des Körpers eines Patienten, wie etwa Nieren- oder Harnsteine,
fokussiert werden. Treffen diese Stoßwellen auf die Nieren-
bzw. Harnsteine, werden diese zerstört und können
anschließend über die Körperflüssigkeiten
ausgeschieden werden. Weitere Anwendungen von Stoßwellen
in der Medizin bestehen beispielsweise in der Anregung von Knochenwachstum
bei Knochenbrüchen und der Therapie von orthopädisch
schmerzhaften Erkrankungen, wie z. B. Kalkschulter, Fersensporn,
Epicondylitis radialis/ulnaris, Fasciitis Plantaris, sowie der Behandlung von
Nerven, Muskeln und anderen Körperweichteilen.
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In
der
DE 43 13 768 C2 ist
eine Vorrichtung zur Steinzertrümmerung im medizinischen
Bereich beschrieben. Diese Vorrichtung weist einen kinetischen Stoßimpuls
leitenden Impulsleitungsdraht auf, dessen erstes Ende zu einem zu
zerstörenden Stein weist. Ferner weist diese Vorrichtung
eine Impulserzeugereinrichtung auf, in der das zweite Ende des Impulsleitungsdrahtes
gehalten ist, wobei die Impulserzeugereinrichtung einen längs
einer Führung beweglich angeordneten Massekörper
und eine Antriebsordnung aufweist, durch die der Massekörper gegen
das zweite Ende des Impulsleitungsdrahtes hin und von diesem wieder
weg antreibbar ist. Der Massekörper dient der Einkopplung
des kinetischen Stoßimpulses in den Impulsleitungsdraht.
Die Antriebsanordnung umfasst einen Wandler zur Umwandlung eines elektrischen
Energieimpulses in Bewegungsenergie um den Massekörpers
in Richtung zum zweiten Ende des Impulsleitungsdrahtes zu bewegen.
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Bei
dieser Vorrichtung erfolgt das Rückholen des Massenkörpers
in seine Ausgangsposition mit Hilfe einer Rückstellfeder,
welche mit dem Massekörper starr verbunden ist. Diese Rückstellfeder
ist im Betrieb der Vorrichtung großen Belastungen ausgesetzt,
da der Massekörper die Stoßwellen bisweilen mit
sehr hoher Frequenz und einer hohen Energie erzeugt. Mitunter kommt
es unter diesen hohen Belastungen dazu, dass die Rückstellfeder
bricht oder sich dauerhaft plastisch verformt. Die Rückstellfeder
wird damit unbrauchbar und muss ausgetauscht werden. Dies kann zu
länger andauernden Behandlungspausen für den Patienten
führen. Außerdem sind die zusätzlichen
Kosten für den Austausch und die Reparatur beträchtlich.
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Generell
ist man daher bestrebt, die Lebensdauer und die Betriebssicherheit
einer Stoßwellenapparaturen zu erhöhen. Ein weiteres
Ziel besteht darin, einerseits die Behandlung für den Patienten
möglichst sicher zu gestalten und andererseits die Kosten für
eine Behandlung möglichst gering zu halten.
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Vor
diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Stoßwellenapparatur und ein Verfahren zur Erzeugung
von mechanischen Stoßwellen sowie ein Stoßwellengerät
zur Verfügung zu stellen, welche besonders betriebssicher sind.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe gelöst durch eine Stoßwellenapparatur
mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 und ein Stoßwellengerät
mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 15.
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Demgemäß ist
vorgesehen:
Eine Stoßwellenapparatur zur Erzeugung
von mechanischen Stoßwellen, insbesondere für
medizinische Anwendungen, mit einer stationären Antriebsanordnung,
welche zumindest einen Beschleunigungsmagneten und zumindest einen
Rückholmagneten aufweist, mit einem bezüglich
der Antriebsanordnung beweglich vorgesehenen magnetischen Stoßelement
zur Erzeugung der Stoßwellen, welches von dem Beschleunigungsmagneten
in eine erste Richtung hin zu einem Applikator antreibar ist, in
welchen das Stoßelement die Stoßwelle einleitet,
und von dem Rückholmagneten in eine zweite Richtung weg
von dem Applikator bewegbar ist.
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Ferner
ist ein Stoßwellengerät vorgesehen, mit einer
erfindungsgemäßen Stoßwellenapparatur und
mit einem Applikator, der über eine formschlüssige
und/oder kraftschlüssige Verbindung mit der Stoßwellenapparatur
gekoppelt ist und der dazu ausgelegt ist, über die Stoßwellenapparatur
eingekoppelte Stoßwellen auf den Körper eines
Patienten zu übertragen.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Vorrichtung
zur mechanischen Erzeugung von Stoßwellen bereitzustellen,
welche ähnlich wie ein Lautsprecher aufgebaut ist. Im Unterschied
zu einem Lautsprecher ist hier allerdings nicht das Membran, sondern
der Magnet beweglich angeordnet. Insbesondere ist hier ein linear
beweglicher Magnet vorgesehen, der innerhalb zweier getrennt steuerbarer
Magnete, die jeweils die Antriebsanordnung bilden, verschiebbar
angeordnet ist. Dieser bewegliche Magnet bildet damit eine Masse,
die zur Erzeugung einer mechanisch erzeugten Stoßwelle
vorgesehen ist, sofern dieser Magnet auf einen Applikator geleitet
wird. Dieser Applikator kann beispielsweise eine Membran sein, die
in unmittelbaren Kontakt mit der Haut eines Patienten gebracht wird.
Beim Aufprall des beschleunigten Magneten auf diesen Applikator
bzw. dessen Membran, wird die dort erzeugte Stoßwelle auf
die Oberfläche der Haut eines Patienten übertragen.
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Durch
den Beschleunigungsmagneten wird das Stoßelement, d. h.
der beweglich gelagerte Magnet, auf eine Geschwindigkeit beschleunigt,
die zur Erzeugung einer Stoßwelle für medizinische
Anwendung erforderlich ist und die vor allem im Körper
des Patienten keinen Schaden verursacht. Durch den Rückholmagneten
wird das Stoßelement auf einfache Weise in seine Ausgangsposition
zurück bewegt.
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Zur
Erzeugung einer Stoßwelle wird zuerst der Rückholmagnet
aktiviert, um das Stoßelement in seine Ausgangsposition
zu bewegen. Sobald das Stoßelement sich in seiner Ausgangsposition
befindet, wird der Beschleunigungsmagnet aktiviert, um das Stoßelement
hin zu dem Applikator zu beschleunigen. Bei dem Aufprall des Stoßelements
auf den Applikator wird die kinetische Energie des Straßenelements
umgewandelt, wodurch eine mechanische Stoßwelle erzeugt
wird. Von dem Applikator wird diese Stoßwelle auf die zu
behandelnde Stelle auf der Körperoberfläche eines
Patienten übertragen.
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Durch
die Bewegung des Stoßelementes ausschließlich
auf der Basis einer magnetischen Kraft hin zu dem Applikator und
auch wieder weg von dem Applikator werden keine mechanischen Bauteile beansprucht,
verformt oder bewegt, sodass die Gefahr eines Ausfalls eines mechanischen
Bauteils minimiert ist. Dadurch kann die Lebensdauer der gesamten
Stoßwellenapparatur und des Stoßwellengerätes
signifikant erhöht werden.
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Ferner
wird durch das Antreiben des Stoßelementes ausschließlich
auf der Basis magnetischer Kräfte das Stoßelement
besonders effektiv angetrieben. Insbesondere kann durch häufige
Schaltwechsel eine entsprechend hohe Anzahl an Stoßwellen
innerhalb einer vorgegebenen Zeit erzeugt werden. Des Weiteren ist
es mit dieser Stoßwellenapparatur möglich, die
Frequenz, mit der die Stoßwellen erzeugt werden, im Vergleich
zu bisher bekannten Stoßwellenapparaturen zu erhöhen
und vor allem auch gezielt an die jeweiligen Bedürfnisse,
insbesondere an die Anwendung und an den Patienten, anzupassen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren
Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme
auf die Figuren der Zeichnung.
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In
einer bevorzugten und typischen Ausführungsform ist eine
Steuereinrichtung vorgesehen, die die Funktion der Antriebsanordnung
und damit die Bewegung des Stoßelementes steuert. Dabei
wird sowohl der Beschleunigungsmagnet als auch der Rückholmagnet
aktiviert, um das Stoßelement in die erste bzw. zweite
Richtung zu bewegen. Über diese Steuereinrichtung kann
sowohl die Energie, mit welcher das Stoßelement beschleunigt
wird, als auch die Häufigkeit, mit welcher die Stoßwellen
erzeugt werden, je nach Art der Behandlung und abhängig
von dem zu behandelnden Körperbereich gezielt eingestellt
werden. Als Steuereinrichtung kommt beispielsweise eine programmgesteuerte
Einrichtung und hier insbesondere ein Mikroprozessor oder ein Mikrokontroller
in Betracht. Denkbar wären hier natürlich auch eine
programmierbare Logikschaltung, wie etwa ein FPGA oder PLD.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung
dazu ausgelegt, Puls-Weitenmodulierte-(PWM)Steuersignale zu erzeugen.
Diese PWM-Steuersignale werden zur Ansteuerung des Beschleunigungsmagneten
und des Rückholmagneten verwendet. Durch die PWM-Steuersignale
lässt sich die Energie, mit welcher das Stoßelement
beschleunigt wird, sehr exakt einstellen und verändern. Hierzu
weist die Steuereinrichtung ein eigens dafür vorgesehenes
PWM-Modul auf, welches zur Ansteuerung eines entsprechenden steuerbaren
Schalters oder Treibers die PWM-Steuersignale erzeugt. Denkbar wäre
natürlich auch, andere Steuersignale, die nicht notwendigerweise
pulsweiten-moduliert sind, zu verwenden, wenn gleich die Ansteuerung
der Beschleunigungsmagneten oder Rückholmagneten aus Stabilitätsgründen
besonders bevorzugt durch pulsweiten-modulierte Signale erfolgt.
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In
einer weiteren Ausführungsform weist die Steuereinrichtung
eine Zeitsteuereinrichtung auf, welche die PWM-Steuersignale zeitgesteuert
bereitstellt. Über die Zeitsteuereinrichtung lassen sich
jeweils zwei PWM-Steuersignale erzeugen, wobei ein erstes PWM-Steuersignal
zur Ansteuerung des Beschleunigungsmagneten und ein zweites PWM-Steuersignal
zur Ansteuerung eines Rückholmagneten ausgelegt sind. Diese
beiden PWM-Steuersignale weisen entsprechende Signalpausen auf,
in denen keine Pulsweitenmodulierung vorliegt. Dabei kann vorgesehen
sein, dass die Signalpausen des ersten und zweiten PWM-Steuersignals
komplementär zueinander vorliegen, so dass das erste PWM-Steuersignal
zur Aktivierung des Beschleunigungsmagneten dient, wobei hier über
eine Pause des zweiten Steuersignals der Rückholmagnet
deaktiviert ist. Anschließend wird durch eine Pause des
ersten PWM-Steuersignals der Beschleunigungsmagnet wieder deaktiviert
und der Rückholmagnet über die PWM-Modulierung
des zweiten PWM-Steuersignals in die zweite Richtung zurück
bewegt. Die Zeitsteuereinrichtung kann z. B. in Form einer Programmschleife
innerhalb der Steuereinrichtung implementiert sein. Darüber
hinaus wäre auch denkbar, hierfür einen einfachen
Zähler vorzusehen.
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In
einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung weist die Steuereinrichtung
auch eine Frequenzeinstelleinrichtung auf. Mittels dieser Frequenzeinstelleinrichtung
lässt sich die Frequenz bzw. das Tastverhältnis
der PWM-Steuersignale und damit auch die Beschleunigung der Beschleunigungsmagneten
und Rückholmagneten gezielt verändern. Mittels
der Zeitsteuereinrichtung und der Frequenzeinstelleinrichtung ist
es möglich, zusätzliche Betriebsarten für
die Stoßwellentherapie zur Verfügung zu stellen,
wie z. B. eine Intervallbehandlung mit unterschiedlichen Frequenzen.
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In
einer weiteren Ausführungsform weist die Steuereinrichtung
eine zweistufige Treiberschaltung auf, wobei jeweils eine Stufe
der Treiberschaltung einen steuerbaren Leistungsschalter aufweist,
der über ein jeweiliges PWM-Steuersignal der Steuereinrichtung
ansteuerbar ist und der lastseitig mit dem Beschleunigungsmagneten
und/oder dem Rückholmagneten gekoppelt ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist der steuerbare Leistungsschalter
als Low-Side Schalter, insbesondere als Low-Side MOSFET, ausgebildet. MOSFETs
weisen einen sehr geringen Durchgangswiderstand (RDSON)
auf, wodurch die Schaltverluste des Transistors minimiert werden.
Dies führt zu einer besonders energieeffizienten Ausbildung
der Stoßwellenapparatur. Ferner können MOSFETs
auch mit sehr geringen Schaltzeiten betrieben werden. Darüber
hinaus wäre auch denkbar, Bipolar-Transistoren, JFETs,
IGBTs oder dergleichen als steuerbare Schalter zu verwenden oder
alternativ hierfür auch Relais heranzuziehen.
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In
einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung sind zumindest
zwei Beschleunigungsmagnete vorgesehen. Diese zumindest zwei Beschleunigungsmagnete
sind typischerweise in Reihe zueinander angeordnet und lassen sich über die
Steuereinrichtung getrennt ansteuern. Vorzugsweise lassen sich die
zumindest zwei Beschleunigungsmagnete kaskadiert ansteuern, was
im Hinblick auf eine Beschleunigung des Stoßelementes besonders
vorteilhaft ist, da auf diese Weise das Stoßelement eine
sehr hohe Beschleunigung erfahren kann. Zusätzlich oder
alternativ kann dadurch der Beschleunigungsweg für das
Stoßelement auch verringert werden, wodurch die gesamte
Stoßwellenapparatur außerordentlich klein und
kompakt realisiert werden kann. Dieses getrennte bzw. kaskadierte
Ansteuern der verschiedenen Beschleunigungsmagnete lässt
sich durch eine entsprechende Anzahl an Treiberstufen, die parallel
zueinander angeordnet sind und die jeweils über eigene
Steuersignale von der Steuereinrichtung angesteuert werden, realisieren.
In gleicher Weise wäre auch denkbar, dass die zumindest
zwei Rückholmagnete ebenfalls in Serie zueinander angeordnet
sind und getrennt und vorzugsweise auch kaskadiert über
die Steuereinrichtung ansteuerbar sind. Allerdings ist es vorteilhafter, wenn
für die Beschleunigung mehr als zwei Beschleunigungsmagnete
bereitgestellt werden, da es für die Erzeugung der Stoßwellen
wesentlich ist, eine hohe kinetische Energie zu erzeugen, was bei
einem Rückholen des Stoßelementes weniger relevant
ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist das Stoßelement
als ein Permanentmagnet ausgebildet, welcher vorzugsweise Eisen
und Neodym aufweist. Ein Permanentmagnet mit Eisen und Neodym weist hervorragende
magnetische Eigenschaften auf. Ferner weist ein derart ausgebildeter
Permanentmagnet eine hohe Beständigkeit gegenüber
Temperaturschwankungen auf und ist zudem gegenüber mechanischen
Beschädigungen unempfindlich. Als Material für
den Neodym-Permanent-Magneten wird vorzugsweise die Qualität
N50 oder besser verwendet.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist das Stoßelement
innerhalb der Antriebsanordnung in einem Gleitlager gelagert. Durch
die Lagerung des Stoßelementes in einem Gleitlager ist
die Reibung zwischen dem Stoßelement und der Stoßwellenapparatur
minimiert. Dadurch wird die Lebensdauer der gesamten Stoßwellenapparatur
signifikant erhöht. Das Gleitlager kann beispielsweise
als ein so genanntes IGUS-Lager ausgebildet sein, jedoch sind auch
andere Materialen, wie z. B. Teflon, Keramik, faserverstärkter
Kunststoffe, etc., zur Ausbildung des Gleitlagers verwendbar.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist eine Puffervorrichtung
vorgesehen, die die Bewegungsenergie des Stoßelements im
Falle einer Bewegung in die zweite Richtung vor Erreichen einer
in der zweiten Richtung vorgesehenen Endposition verringert. Diese
Puffervorrichtung kann beispielsweise aus einem federelastischen
Material ausgebildet sein, welches die Bewegungsenergie durch ein
federelastisches Verformen des Materials absorbiert. Beispielsweise
könnte das Material für die Puffervorrichtung ein
elastomerer Kunststoff sein. Thermoplastische- und/oder duroplastische
Kunststoffe können jedoch auch zur Ausbildung der Puffervorrichtung
verwendet werden. Durch die Puffervorrichtung werden vor allem das
Stoßelement, aber auch die Stoßwellenapparatur,
vor einer Beschädigung geschützt, was zu einer
erhöhten Lebensdauer und Betriebssicherheit der gesamten
Stoßwellenapparatur führt.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist die Puffervorrichtung
als ein zum Rückholmagneten gegenpolig ausgebildeter Magnet
ausgebildet. Durch die Ausbildung der Puffervorrichtung als Magnet kann
die Puffervorrichtung besonders kompakt ausgebildet werden. Dadurch
wird vor allem das Gesamtgewicht der Stoßwellenapparatur
verringert und dessen Bedienbarkeit wird vereinfacht. Die als Magnet
ausgebildete Puffervorrichtung kann ebenfalls als ein Neodym und
Eisen aufweisender Magnet ausgebildet sein.
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In
einer weiteren Ausführungsform sind der Beschleunigungsmagnet
und der Rückholmagnet jeweils als elektrische Spulen ausgebildet.
Vorzugsweise verwendet man zur Ausbildung der Spulen einen Kupferdraht
mit einer einfachen Lackisolierung, wobei auch andere Materialen
für die Spulen verwendet werden können.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist die Spule auf einem
Spulenkörper aufgewickelt, welcher aus demselben Material
wie das Gleitlager ausgebildet ist. Durch die Ausbildung des Gleitlagers
aus demselben Material wie der Spulenkörper kann die Antriebsanordnung
beson ders kompakt ausgebildet sein. Dies führt zu einer
Verringerung des Gesamtgewichts der Stoßwellenapparatur
und dadurch zu einer Vereinfachung der Bedienbarkeit der Stoßwellenapparatur.
Ferner kann durch diese integrale Ausbildung des Gleitlagers mit
dem Spulenkörper der Abstand zwischen den Spulen und dem
Stoßelement besonders gering gehalten werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist der Applikator mittels
einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen
Verbindung mit der Stoßwellenapparatur koppelbar. Beispielsweise
kann der Applikator mittels einer lösbaren Schnappverbindung
mit der Stoßwellenapparatur gekoppelt werden. Auch eine Schraubverbindung
oder dergleichen ist möglich. Dadurch ist es möglich,
dass der Applikator besonders schnell und einfach gewechselt werden
kann, was zu einer vereinfachten Handhabung der Stoßwellenapparatur
und des Stoßwellengerätes führt Des Weiteren
ist ein Verfahren zur direkten Applikation von Stoßwellen
auf einem Bereich der Körperoberfläche des Patienten
zu medizinischen Zwecken vorgesehen, insbesondere mittels einer
erfindungsgemäßen Stoßwellenapparatur,
mit den Schritten: (a) Positionieren eines Applikators auf den zu
behandelnden Bereich der Körperoberfläche eines
Patienten; (b) Antreiben eines in einer Ausgangsposition befindlichen
Stoßelementes in eine erste Richtung, solange hin zu dem
Applikator, bis das Stoßelement auf den Applikator aufprallt;
(c) Rückholen des Stoßelementes in eine zweite
Richtung solange weg von dem Applikator, bis die Ausgangsposition
erreicht ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die
Verfahrensschritte (b) bis (c) iterativ ausgeführt. Vorzugweise
kann die Iterationsgeschwindigkeit, mit welcher die Verfahrensschritte
(b) bis (c) ausgeführt werden, von der Steuereinrichtung eingestellt
und verändert werden. Beispielsweise kann die Iterationsgeschwindigkeit
in einem Bereich von 1 Hz bis 200 Hz von Steuereinrichtung gesteuert werden.
Typischerweise liegt die Iterationsgeschwindigkeit aber in einem
sehr niederfrequentem Bereich, beispielsweise im Bereich zwischen
10–50 Hz und vorzugsweise im Bereich von etwa 25 Hz. Hier
ist zu berücksichtigen, dass die Masse des Stoßelementes typischerweise
die die Iterationsgeschwindigkeit bestimmende Größe
darstellt. Allgemein gilt daher, je größer diese
Masse des Stoßelements ist, desto geringer ist die Iterationsgeschwindigkeit.
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Die
obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll,
beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen,
Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch
nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden
bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen
Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte
als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform
der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen
Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen dabei:
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1 eine
Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Stoßwellenapparatur;
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2 ein
Blockschaltbild zur Darstellung eines erfindungsgemäßen
Stoßwellengerätes, welches eine Stoßwellenwellenapparatur
entsprechend 1 aufweist;
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3 ein
Schaltbild für eine Treiberstufe einer erfindungsgemäßen
Stoßwellenapparatur;
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4 ein
Signal-/Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktion der in 3 dargestellten
Treiberschaltung;
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5 ein
Signal-/Zeitdiagramm der magnetischen Flussdichte für den
Beschleunigungsmagneten und Rückholmagneten im Falle des
Beispiels aus 4.
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In
den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente
und Merkmale – sofern nichts Anderes ausgeführt
ist – mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In
der 1 ist ein schematisches Schnittbild einer erfindungsgemäßen
Stoßwellenapparatur 1 zum Erzeugen von mechanischen
Stoßwellen dargestellt. Die Stoßwellenapparatur 1 weist
eine im Wesentlichen zylindrische Form auf. Die Stoßwellenapparatur 1 umfasst
einen Beschleunigungsmagneten 4, einen Rückholmagneten 5 und
ein Stoßelement 3. Der Beschleunigungsmagnet 4 weist
eine Länge L2 auf, welche vorzugweise im Bereich von 25–50
mm liegt. Die Länge L2 kann jedoch auch länger
oder kürzer sein, je nach dem wie der Beschleunigungsmagnet 4 und
der Rückholmagnet 5 ausgelegt sein sollen. Über
den Beschleuni gungsmagneten lässt sich die Stärke
der zu erzeugenden Stoßwellen einstellen. Der Beschleunigungsmagnet 4 und
der Rückholmagnet 5 sind ist in diesem Ausführungsbeispiel
als eine zylindrische Spule 16 ausgebildet, welche auf
einem Spulenkörper 17 aufgewickelt ist. Der Rückholmagnet 5 weist
eine Länge L1 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel
z. B. ebenfalls im Bereich von 25–50 mm liegt und damit
der Länge L2 entspricht. Insbesondere können die
beiden Längen L1, L2 aber auch voneinander verschieden
sein. Beispielsweise wäre denkbar, dass die Länge
L2 des Beschleunigungsmagneten sehr viel größer
als die Länge L1 ist, um eine sehr hohe Beschleunigung
des Stoßelementes 3 zu realisieren, was bei dem
Rückholen weniger wichtig ist.
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Die
Windungszahl der Spulen des Beschleunigungs- und des Rückholmagneten 4, 5 ist
vorzugsweise 1000. Der Widerstand einer solchen Spule ist ca. 1,8
Ohm. Eine derart ausgebildete Spule weist ein Gewicht von circa
400 Gramm auf. Diese Maße für die Spulen sind
nur beispielhaft zu verstehen und können je nach Anwendungsgebiet
der Stoßwellenapparatur entsprechend verändert
und modifiziert werden.
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Durch
den Beschleunigungsmagneten 4 wird das Stoßelement 3 in
die erste Richtung 6 hin zu einem in 1 nicht
gezeigten Applikator beschleunigt, auf welchen das Stoßelement 3 auftrifft,
um dort eine Stoßwelle zu erzeugen. Diese Stoßwelle
wird mittels des Applikators dann auf den zu behandelnden Bereich
der Körperoberfläche des Patienten übertragen.
Für eine gute Impedanzanpassung zwischen dem Applikator
und der Haut des Patienten und damit für eine optimale
Erzeugung der Stoßwellen auf der Hautoberfläche
des Patienten ist es vorteilhaft, ein entsprechendes Kontaktgel
zu verwenden.
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Das
Stoßelement 3 ist in einer kreisförmigen Ausnehmung 21,
welche sich durch den Beschleunigungsmagneten 4 und den
Rückholmagneten 5 erstreckt, gelagert und weist
vorzugsweise ebenfalls eine zylindrische Form auf. Der Durchmesser
D1 des Stoßelementes 3 beträgt im gezeigten
Ausführungsbeispiel ca. 8 mm. Der Durchmesser D2 der Ausnehmung 21 ist
vorzugsweise geringfügig größer als der Durchmesser
D1 des Stoßelementes 3. Dadurch wird das Stoßelement 3 sicher
und weitestgehend reibungsfrei in der Ausnehmung 21 geführt,
ohne dass sich das Stoßelement 3 in der Ausnehmung 21 verkanten
kann.
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Ferner
ist in 1 zu erkennen, dass das Stoßelement 3 in
einem zylindrischen Gleitlager 12 in der Ausnehmung 21 gelagert
ist. Dadurch wird die Reibung zwischen dem Stoßelement 3 und
der Stoßwellenapparatur 1 verringert. Das Gleitlager 12 kann beispielsweise
aus Kunststoff, Keramik und/oder einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet
sein.
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An
dem linken Ende der Stoßwellenapparatur 1 in eine
Puffervorrichtung 13 vorgesehen. Die Puffervorrichtung 13 kann
beispielsweise aus einem schlagabsorbierenden Kunststoff ausgebildet
sein. Durch die Puffervorrichtung 13 wird die kinetische Energie
des Stoßelements 3 bei einer Rückholbewegung
in die zweite Richtung 7, also bei einer Bewegung weg von
dem Applikator 8, abgebaut. Die Bewegung des zurückgeholten
Stoßelementes 3 wird über die Puffervorrichtung 3 solange
abgebremst, bis das Stoßelement 3 zum Stehen kommt.
Das Stoßelement 3 prallt damit nicht gegen eine
Endposition der Stoßwellenapparatur 1. Dadurch
wird einerseits eine unerwünschte Geräuschentwicklung
beim Rückholen des Stoßelementes 3 verhindert,
was von den Patienten mitunter als störend empfunden werden
könnte. Andererseits wird auch eine Beschädigung
des Stoßelementes 3 sowie der Stoßwellenapparatur 1,
die durch einen Aufprall des Stoßelementes 3 auf
die Stoßwellenapparatur 1 mit der Zeit entstehen
könnte, effektiv verhindert.
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Das
Abbauen der kinetischen Energie mittels der Puffereinrichtung 13 kann
dabei durch plastische und/oder elastische Verformung erfolgen.
Besonders elegant ist es allerdings, wenn bei dem Abbau der kinetischen
Energie kein mechanischer Kontakt zwischen zurückgeholten
Stoßelement 3 und der Puffervorrichtung 13 zustande
kommt. Dies kann auf effektive Weise ebenfalls in Form eines Permanentmagneten
oder eines Elektromagneten erfolgen, der zu der Magnetisierung des
Stoßelementes gegenpolig ausgebildet ist. Auf dieses Weise
würde das über den Rückholmagneten 5 zurückgeholte
Stoßelement 3 von der gegenpoligen Puffereinrichtung 13 abgefedert
werden, ohne dass es zu einem direkten Kontakt oder einem Aufprall
des Stoßelementes 3 auf das Gehäuse der
Stoßwellenapparatur kommt. Diese Puffereinrichtung 13 kann
beispielsweise als Feder ausgebildet sein.
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Am
rechten Ende der Stoßwellenapparatur 1 ist ferner
eine Schnittstelle 22 vorgesehen. Über diese Schnittstelle 22 ist
der Applikator mit der Stoßwellenapparatur 1 koppelbar.
Diese Schnittstelle 22 kann beispielsweise als lösbare
Schraubverbindung, Flanschverbindung, Steckverbindung oder Schnappverbindung
oder dergleichen ausgebildet sein. Über diese Schnittstelle 22 kann
der Applikator schnell und einfach mit der Stoßwellenapparatur 1 gekoppelt werden.
Besonders vorteilhaft ist diese lösbare Verbindung, wenn
für eine Stoßwellen-Behandlung unterschiedliche
Applikatoren benötigt werden.
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2 zeigt
ein erfindungsgemäßes Stoßwellengerät,
das eine Stoßwellenapparatur entsprechend 1 aufweist.
Das Stoßwellengerät 20 weist eine Stoßwellenapparatur 1,
wie sie in 1 dargestellt ist, und eine
Steuereinrichtung 2 auf, die miteinander über
eine Verbindungsleitung 18 gekoppelt sind.
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Die
Steuereinrichtung 2 weist eine Treiberschaltung 10,
eine PWM-Einheit 23 und eine Zeitsteuereinrichtung 9 auf.
Mittels der Steuereinrichtung 2 kann sowohl die Energie,
mit welcher das Stoßelement 3 auf den Applikator 8 auftrifft,
als auch die Frequenz, mit der die Stoßwellen erzeugt werden,
exakt eingestellt und gesteuert werden. Die Steuereinrichtung 2 kann
beispielsweise als eine externe Einrichtung ausgebildet sein, welche
räumlich getrennt von der Stoßwellenapparatur 1 ausgebildet
ist. Alternativ und bevorzugterweise ist die Steuereinrichtung 2 aber
in der Stoßwellenapparatur 1 integriert und damit
Bestandteil des Stoßwellengeräts 20.
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Die
Stoßwellenapparatur 1 weist ferner einen Applikator 8 auf,
der über eine hier nicht dargestellte Schnittstelle 22 an
der Stoßwellenapparatur 1 befestigt ist. Dieser
Applikator 8 kann beispielsweise eine Membran aufweisen,
auf die z. B. das Stoßelement 3 auftrifft um dort
die entsprechenden Stoßwellen zu erzeugen. Denkbar wäre
allerdings auch jedes andere Element, welches geeignet ist, die
von dem Stoßelement 3 erzeugten und eingekoppelten
Stoßwellen aufzunehmen und an die Oberfläche der
Haut eines Patienten zu übertragen. Typischerweise ist diese
Membran in einem eigens dafür vorgesehenen Gehäuse
des Applikators 8 fixiert. Der besondere Vorteil dieser
Ausgestaltung, also der lösbaren Verbindung von Applikator 8 und
Stoßwellenapparatur 1, besteht darin, dass abhängig
von den zu erzeugenden Stoßwellen unterschiedliche Applikatoren 8 auf die
Stoßwellenapparatur 1 aufgesetzt werden können.
Zudem kann der Applikator 8 bei Bedarf auch wieder von
der Stoßwellenapparatur entfernt werden, um beispielsweise
gereinigt zu werden, was insbesondere im therapeutischen Bereich
aus hygienetechnischen Gründen meist gefordert ist. Im
Falle einer Beschädigung des Applikators 8 lässt
er sich durch die lösbare Verbindung von der Stoßwellenapparatur 1 auch
auf einfache Weise austauschen und gegebenenfalls reparieren. Für
eine gute Impedanzanpassung zwischen Applikator und der Haut des Patienten
und damit für eine optimale Erzeugung und Übertragung
der Stoßwellen auf die Hautoberfläche eines Patienten
ist es vorteilhaft, ein Kontaktgel auf die die Stoßwelle übertragende
Membran des Applikators 8 oder etwa auf die Hautoberfläche
aufzutragen.
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3 zeigt
ein Schaltbild für eine Treiberschaltung zur Ansteuerung
der Beschleunigungs- und Rückholmagnete. Die Treiberschaltung
ist hier mit Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Treiberschaltung 10 ist
hier ferner als zweistufige Treiberschaltung 20 ausgebildet,
wobei eine erste Treiberstufe 10a zur Ansteuerung des Rückholmagneten 5 und eine
zweite Treiberstufe 10b zur Ansteuerung des Beschleunigungsmagneten 4 vorgesehen
ist. Die beiden Treiberstufen 10a, 10b sind bezüglich
ihrer Lastpfade zueinander parallel angeordnet.
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Die
Treiberschaltung 10 ist zwischen einem ersten Versorgungsanschluss 19a und
einem zweiten Versorgungsanschluss 19b angeordnet. Der
erste Versorgungsanschluss 19a weist ein erstes Versorgungspotential
VDD, beispielsweise ein positives Versorgungspotential, auf, während
der zweite Versorgungsanschluss 19b ein zweites Versorgungspotential,
beispielsweise das Potential der Bezugsmasse GND, aufweist. Die
beiden Treiberstufen 10a, 10b sind zwischen den
beiden Versorgungsanschlüssen 19a, 19b parallel
zueinander angeordnet.
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Die
erste Treiberstufe 10a weist einen ersten steuerbaren Schalter 11a auf,
der als Low-Side-Schalter ausgebildet ist. Zwischen dem Lastausgang
des ersten steuerbaren Schalters 11a und dem ersten Versorgungsanschluss 19a ist
der Rückholmagnet 5 angeordnet, der somit über
den Schalter 11a mit Energie versorgt werden kann. Parallel
zu dem Rückholmagneten 5 ist ferner eine Sperrdiode 14a zum
Schutz des Rückholmagneten 5 geschaltet.
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In
gleicher Weise weist die zweite Treiberstufe 10b einen
zweiten steuerbaren Schalter 11b auf, der ebenfalls als
Low-Side-Schalter ausgebildet ist. Zwischen dem Lastausgang des
zweiten steuerbaren Schalters 11b und dem ersten Versorgungsanschluss 19a ist
der Beschleunigungsmagnet 4, dem ebenfalls eine Sperrdiode 14b parallel
geschaltet ist, geschaltet.
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Parallel
zu der ersten und zweiten Treiberstufe 11a, 11b ist
ferner ein Pufferkondensator 15 vorgesehen. Grundsätzlich
kann auf diesen Pufferkondensator 15 auch verzichtet werden.
Allerdings ist das Vorhandensein eines parallel zu den beiden Treiberstufen 10a, 10b vorgesehenen
Pufferkondensators vorteilhaft, um dadurch die Energieaufnahme und
damit den Leistungsbedarf zu optimieren. Denkbar wäre auch,
mehr als einen Pufferkondensator vorzusehen. Vorzugsweise werden
diese Pufferkondensatoren möglichst nahe an den Treiberstufen 10a, 10b und
insbesondere an den steuerbaren Schaltern 11a, 11b platziert.
Für die Dimensio nierung dieser Pufferkondensatoren ist
es vorteilhaft, Kondensatoren im Mikrofaradbereich, typischerweise
im Bereich von 1–20 mF, zu verwenden.
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Zur
Ansteuerung der beiden steuerbaren Schalter 11a, 11b ist
die Steuereinrichtung 2 und hier insbesondere die PWM-Einheit 23 vorgesehen.
Die PWM-Einheit 23 erzeugt, wie nachfolgend mit Bezug auf 4 noch
detailliert dargelegt wird, zwei Steuersignale S1, S2. Diese Steuersignale
S1, S2 sind jeweils pulsweiten-modulierte (PWM-)Steuersignale. Zur
Ansteuerung des ersten steuerbaren Schalters 11a erzeugt
die PWM-Einheit 23 ein erstes Steuersignal S1 und zur Ansteuerung
des zweiten steuerbaren Schalters 11b erzeugt die PWM-Einheit 23 ein zweites
Steuersignal S2. Abhängig von diesen Steuersignalen S1,
S2 fließt im Lastpfad der ersten bzw. zweiten Treiberstufe 11a, 11b ein
Laststrom I1 bzw. I2, über welche der Rückholmagnet 5 bzw.
Beschleunigungsmagnet 4 aktiviert und damit angeregt werden.
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Im
gezeigten Beispiel sind die beiden steuerbaren Schalter 11a, 11b als
Leistungsschalter und insbesondere als Leistungs-MOSFETs ausgebildet. Denkbar
wäre natürlich auch, diese Leistungsschalter 11a, 11b als
Bipolar-Transistoren, JFETs, IGBTs oder als mechanische Schalter,
wie etwa Relais, auszubilden. Allerdings eignen sich Leistungs-MOSFETs aufgrund
ihrer hohen Schaltgeschwindigkeit und ihrer Robustheit auch bei
hohen Leistungen am besten zum schnellen Schalten hoher Ströme
und Spannungen. MOSTFETs weisen darüber hinaus den Vorteil eines
geringen Einschaltwiderstandes RDSON auf. Auch
erfüllen MOSFETs das Kriterium einer möglichst
hohen Strombelastbarkeit, die zur Ansteuerung der Magnete 4, 5 erforderlich
ist. Typischerweise sollen hier Ströme im Bereich von mehreren
Ampere und insbesondere von 20–30 A geschalten werden, was
mittels MOSFETs sehr einfach realisierbar ist. Darüber
hinaus weisen MOSFETs aufgrund ihrer geringen Gate-Source-Kapazitäten
auch sehr geringe Schaltzeiten auf, sodass hohe Schaltgeschwindigkeiten
realisierbar sind. Vorzugsweise werden zwei identische Treiberstufen 10a, 10b eingesetzt,
die jeweils identisch dimensionierte MOSFETs als steuerbare Schalter 11a, 11b aufweisen.
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4 zeigt
ein Signalzeitdiagramm zur Erläuterung der Funktion der
in 3 dargestellten Treiberschaltung. In 4 sind
die beiden PWM-Steuersignale S1, S2 bezogen auf die in horizontaler
Richtung dargestellte Zeitachse t aufgezeigt. Wie bereits oben mit
Bezug auf 3 dargelegt, wird über
das Steuersignal S1 der erste steuerbare Schalter 11a angesteuert,
um dadurch die Funktion des Rückholmagneten 5 zu
steuern. In gleicher Weise wird das Steuersignal S2 zur Ansteuerung
des zweiten steuerbaren Schalters 11b und damit zur Steuerung
des Beschleunigungsmagneten 4 verwendet. Im gezeigten Beispiel
sind die PWM-Steuersingale S1, S2 als Rechteckimpulse bzw. als Rechteckspannungen
ausgebildet. Das Pulsweitenverhältnis T der Steuersignale
S1 und S2 sei hier identisch, könnte jedoch auch unterschiedlich
gewählt werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Pulsweitenverhältnis T über
die Steuereinrichtung 2 entsprechend den Bedürfnissen
und entsprechend der jeweiligen Betriebsart gezielt verändert
und eingestellt wird.
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Die
beiden Magneten 4, 5 sind nicht permanent aktiv.
Vielmehr werden die beiden Magneten 4, 5 jeweils
komplementär zueinander betrieben, d. h. wenn der Rückholmagnet 5 aktiviert
ist, muss sichergestellt sein, dass der Beschleunigungsmagnet 4 daktiviert
ist. In gleicher Weise muss der Rückholmagnet 5 deaktiviert
sein, wenn gerade der Beschleunigungsmagnet 4 aktiviert
ist. Dies wird durch eine abwechselnde pulsweitenmodulierte Ansteuerung
der entsprechenden steuerbaren Schalter 11a, 11b mittels
entsprechender Steuersignale S1, S2 realisiert.
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Zum
Beispiel weist das erste Steuersignal S1 in einem ersten Zeitraum
A zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 eine Pulsweitenmodulierung
mit dem Tastverhältnis T auf, während das zweite
Steuersignal S2 in diesem Zeitraum A keine Pulsweitenmodulierung
aufweist. Insbesondere weist das Steuersignal S2 einen solchen Pegel
auf, der zur Deaktivierung des zweiten steuerbaren Schalters 11b geeignet
ist, beispielsweise einen Pegel von 0 Volt. Dadurch wird das Stoßelement 3 aufgrund
des aktivierten Rückholmagneten 5 in die zweite
Richtung 7 bewegt. Anschließend, also nach dem
Zeitpunkt t1 wird das zweite Steuersignal S2 für einen
zweiten Zeitraum B bis zum Zeitpunkt t2 pulsweitenmoduliert angesteuert,
um dadurch den zweiten steuerbaren Schalter 11b pulsweitenmoduliert
aufzusteuern und damit den Beschleunigungsmagneten 4 zu
aktivieren. In diesem zweiten Zeitraum B ist der Rückholmagnet 5 deaktiviert,
was durch das Steuersignal S1 mit einem Pegel von 0 Volt realisiert
ist. Dadurch wird das Stoßelement 3 über
den aktivierten Beschleunigungsmagneten 4 in die Beschleunigungsrichtung 6 bewegt.
In einem dritten Abschnitt C, d. h. zwischen einem Zeitraum t2 und
t3 weisen beide Steuersignale S1, S2 einen Spannungspegel von 0
Volt auf. In diesem dritten Zeitraum C sind beide Magneten 4, 5 deaktiviert.
Auf diesen dritten Abschnitt C kann u. U. auch verzichtet werden
oder dieser Abschnitt C kann im Vergleich zu den Abschnitten A,
B beliebig kleiner oder auch größer gewählt
sein. Anschließend kann das Verfahren zur Ansteuerung der
beiden Magneten 4, 5 iterativ mit dem Abschnitt
A und dann mit dem Abschnitt B fortgeführt werden. Die
Zeitdauer der Abschnitte A, B, C wird typischerweise über
die Steuereinrichtung 2 und hier insbesondere über
die Zeitsteuereinrichtung 9 eingestellt werden.
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Auch
das Pulsweitenverhältnis lässt sich über
die Steuereinrichtung 2 entsprechend einstellen. Insbesondere
lässt sich über das Pulsweitenverhältnis
die Energie einstellen, mit der das Stoßelement 3 beschleunigt
werden soll, d. h. mit welcher Energie das Stoßelement 3 auf
den Applikator 8 auftreffen soll, um die Stoßwelle
zu erzeugen.
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Die
Zeitdauer A und die Zeitdauer B bezeichnen eine so genannte Anzugszeit.
In dieser Anzugszeit A, B sind die jeweiligen Magnete 4, 5 aktiviert
und ziehen damit, je nachdem welcher dieser Magnete 4, 5 gerade
aktiviert ist, das Stoßelement 3 in die erste Richtung 6 bzw.
in die zweite Richtung 7. Diese Anzugszeiten 4, 5 sind
vorzugsweise einstellbar und betragen üblicherweise im
Bereich von wenigen Millisekunden, vorzugsweise etwa 20 ms. Die
Summe der beiden Anzugszeiten A, B bezeichnet die Gesamtschlagdauer
D, die beispielsweise 40 ms betragen kann. Die Zeiten A, B und C
sind je nach Therapieform von der Steuereinrichtung 2 frei
und separat einstellbar.
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Diese
Summe sämtlicher Zeitabschnitte A, B, C bezeichnet die
Periodendauer E oder einen Schlagzyklus. Die Dauer eines Schlagzyklus
liegt z. B. im Bereich von 50 mscc. Aus leistungs- und energietechnischen
Gründen beginnt ein Schlagzyklus vorzugsweise mit dem Zurückholen
des Stoßelementes 3. Im Falle einer Schlagfrequenz
von 25 Hz, d. h. bei 25 Schlägen pro Sekunde, beträgt
damit die maximale Rückholzeit A = 20 ms und die maximale
Beschleunigungszeit ebenfalls B = 20 ms.
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5 zeigt
ein Signal-Zeit-Diagramm der magnetischen Flussdichte H im Beschleunigungsmagneten 4 und
Rückholmagneten 5 im Falle des Beispiels aus 4.
Die horizontale Achse stellt wieder die Zeitachse t dar. Die vertikal
ausgerichtete Achse stellt die magnetische Flussdichte H dar. Mann
erkennt, aus 5 dass bei einem Schlagzyklus
der Rückholmagnet 5 zuerst erregt wird und ein
konstantes magnetisches Feld ausbildet. Die Einschaltzeit t10 sowie
die Ausschaltzeit t20 des Rückholmagneten 5 kann
z. B. von der Zeitsteuereinrichtung 9 verändert
und gesteuert werden. Durch das magnetische Feld H des Rückholmagneten 5 wird
das Stoßelement 3 in seine Ausgangsposition gebracht.
Sobald das Stoßelement 3 seine Ausgangsposition
erreicht hat, vorzugsweise unmittelbar danach, wird der Beschleunigungsmagnet 4 aktiviert. Über
das vom Beschleunigungsmagneten 4 erzeugte magnetische Feld
wird das Stoßelement 3 hin zu dem Applikator 8 beschleunigt.
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Auch
die Einschaltzeit t30 und die Ausschaltzeit t40 können
von der Zeitsteuereinrichtung 9 verändert und
gesteuert werden. Auch ist es möglich, dass die magnetische
Feldstärke H des Rückholmagneten 5 und
des Beschleunigungsmagneten von der Steuereinrichtung 2 unterschiedlich
stark eingestellt werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf
nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art
und Weise modifizierbar.
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Beispielsweise
kann das Stoßelement auch mit einer Kunststoff-Ummantelung
versehen sein, sodass die Reibung zwischen dem Stoßelement
und der Stoßwellenapparatur weiter reduziert ist und das Stoßelement
vor einer mechanischen Beschädigung geschützt
ist.
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Ferner
ist es auch möglich, dass ein Schlagzyklus alternativ auch
mit einem Beschleunigen des Stoßelementes hin zu dem Applikator
beginnt.
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Es
ist auch denkbar, dass die Stoßwellenapparatur mit zusätzlichen
elektromechanischen Bauteilen, wie z. B. Hall-Sensoren und/oder
Temperatursensoren, etc., versehen ist, um die Funktion des Beschleunigungsmagneten 4 sowie
des Rückholmagneten 5 zu überwachen und
gegebenenfalls zu regeln.
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Außerdem
ist es möglich, die Stoßwellenapparatur nicht
ausschließlich für medizinische Zwecke einzusetzen,
sondern auch für andere Anwendungen.
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Ebenso
sollte beachtet werden, dass die hier aufgeführten Materialien
und Dimensionen nur beispielhaft zu verstehen sind und natürlich
an neue Randbedingungen und Anwendungsbereiche angepasst werden
können.
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Insbesondere
sind die vorstehend angegebenen Zahlenangabe rein beispielhaft zur
verstehen und können natürlich in beliebiger Art
und Weise variiert werden. Auch wurde in den vorstehenden Ausführungsbeispielen
für die Zeitdauer für die Aktivierung des Rückholmagneten
und die Zeitdauer für die Aktivierung des Beschleunigungsmagneten
im Wesentlichen als gleich angenommen, was allerdings lediglich
beispielhaft ist. Typischerweise unterscheiden sich diese Zeitdauern
A, B voneinander. Auch muss nicht notwendigerweise eine so genannte Ruhezeit
C zwischen dem Beschleunigen und wieder Zurückholen verwendet
werden. Daneben wäre allerdings auch denkbar, dass zwischen
dem Rückholen und dem Beschleunigen ebenfalls eine entsprechende Ruhezeit
oder Wartezeit vorgesehen ist.
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Auch
die schaltungstechnische Ausgestaltung der Treiberstufe und der
Steuereinrichtung ist lediglich beispielhaft zu verstehen und kann
natürlich auf beliebige Art und Weise variiert werden.
Beispielsweise wäre auch denkbar, eine mehr als zweistufige
Treiberstufe zu verwenden, beispielsweise eine vierstufige Treiberstufe,
bei der zwei oder mehr Treiberstufen jeweils zur Beschleunigung
und zwei oder mehr Treiberstufen zum Rückholen vorgesehen sind.
Denkbar wäre auch, lediglich eine Treiberstufe zum Rückholen
des Rückholmagneten zu verwenden und für eine
höhere Beschleunigung mehr als zwei Treiberstufen zu verwenden.
Denkbar wäre auch, je nach Art und Anwendung der Behandlung eine
verschiedene Anzahl von Treiberstufen zu verwenden, über
die die Geschwindigkeit der Beschleunigung des Stoßelementes
entsprechend variiert werden kann.
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- 1
- Stoßwellenapparatur
- 2
- Steuereinrichtung
- 3
- Stoßelement
- 4
- Beschleunigungsmagnet
- 5
- Rückholmagnet
- 6
- erste
Richtung, Beschleunigungsrichtung
- 7
- zweite
Richtung, Rückholrichtung
- 8
- Applikator
- 9
- Zeitsteuereinrichtung
- 10
- Treiberschaltung
- 10a,
10b
- Treiberstufen
- 11a,
11b
- steuerbare
Schalter, MOSFET
- 12
- Gleitlager
- 13
- Puffervorrichtung
- 14a,
14b
- Sperrdiode
- 15
- Kondensator
- 16
- Spulen
- 17
- Spulenkörper
- 18
- Verbindungsleitung
- 19a,
19b
- Versorgungsanschlüsse
- 20
- Stoßwellengerät
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Schnittstelle
- 23
- PWM-Einheit,
PWM-Modul
- A
- Zeitabschnitt,
Rückholdauer
- B
- Zeitabschnitt,
Beschleunigungsdauer
- C
- Zeitabschnitt,
Ruhezeitraum
- D
- Gesamtschlagdauer
- D1
- Durchmesser
Stoßelement
- D2
- Durchmesser
Gleitlager
- E
- Periodendauer
- GND
- zweites
Versorgungspotenzial, Bezugspotenzial
- H
- Magnetfeld
- I1,
I2
- Lastströme
- L1
- Länge
des Rückholmagneten
- L2
- Länge
des Beschleunigungsmagneten
- t
- Zeitachse
- t0–t3
- Zeitpunkte
- t10–t40
- Zeitpunkte
- T
- Pulsweitenverhältnis
- V
- Spannung
- Vdd
- erstes
Versorgungspotenzial, positives Versorgungspotenzial
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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