DE9109025U1

DE9109025U1 - Generator zur Erzeugung akustischer Zugimpulse

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Publication number: DE9109025U1
Application number: DE9109025U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-08-02
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1991-12-05
Anticipated expiration: 2001-07-23
Also published as: US5309897A

Description

Siemens Aktiengesellschaft GR 90 G 3298 DE

Generator zur Erzeugung akustischer Zugimpulse 5

Die Erfindung betrifft einen Generator zur Erzeugung akustischer Zugimpulse mit einer Druckimpulsquelle, einem einen negativen Reflexionsfaktor aufweisenden Reflektor und einem wenigstens den Raum zwischen der Druckimpulsquelle und dem Refektor ausfüllenden akustischen Ausbreitungsmedium.

Derartige Generatoren erzeugen deshalb einen negativen Druckimpuls, dieser wird im folgenden als Zugimpuls bezeichnet, da bei Reflexion an einem Reflektor mit negativen Reflexionsfaktor eine Vorzeichenumkehr des in den Reflektor einfallenden, von der Druckimpulsquelle ausgehenden positiven Druckimpulses auftritt. Der Begriff "Druckimpuls" wird im folgenden ausschließlich für Druckimpulse positiven Vorzeichens verwendet. Generatoren, welche in der Lage sind, Zugimpulse zu erzeugen, werden zur Behandlung von pathologischen Gewebeveränderungen, z.B.

Tumoren, verwendet. Es bestehen Hinweise darauf, daß die durch Beschallung mit Zugimpulsen auftretenden Kavitationserscheinungen in dem pathologischen Gewebe zu Zellschädigungen führen, die zumindest der weiteren Ausdehnung der pathologischen Gewebeveränderungen entgegenwirken.

Ein Generator der eingangs genannten Art ist in der DE-OS 38 06 532 beschrieben, wobei jedoch über den Aufbau des einen negativen Reflexionsfaktor aufweisenden Reflektors nichts Näheres ausgesagt ist. Es wurden bereits Generatoren der eingangs genannten Art mit Reflektoren erprobt, welche aus einem Schaumstoff mit geschlossenen Poren gebildet sind. Wegen des in den Poren eingeschlossenen Gases sind derartige Schäume akustisch weicher als die meist flüssigen gebräuchlichen Ausbreitungsmedien. Infolge des Umstandes, daß das Material des Reflektors akustisch weicher als das akustische Ausbreitungsmedium ist, also einen akustischen Wellenwiderstand aufweist,

Mck/Ler / 18.09.1991

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der geringer als der des akustischen Ausbreitungsmediums ist, liegt zwischen dem akustischen Ausbreitungsmedium und dem Reflektor ein negativer Reflexionsfaktor vor. In den Reflektor einfallende Druckimpulse werden also als Zugimpulse reflektiert. Die erprobten Generatoren waren zwar grundsätzlich funktionsfähig, jedoch zeigte sich, daß die Gefahr besteht, daß die Porenwände des Schaumstoffes unter längerer Einwirkung von Druckimpulsen perforiert werden, mit der Folge, daß das flüssige akustische Ausbreitungsmedium in den Schaumstoff eindringt und der Reflektor - und somit der Generator - seine Funktion nicht mehr erfüllen kann. Außerdem besteht die Gefahr, daß in den Schaumstoff nach und nach das flüssige akustische Ausbreitungsmedium hineindiffundiert, was ebenfalls zur Funktionsunfähigkeit des Generators führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Generator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß dieser eine hohe Lebensdauer aufweist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Reflektor eine der Druckimpulsquelle zugewandte, von dem akustischen Ausbreitungsmedium durch eine Wand getrennte Grenzfläche eines im Vergleich zu dem akustischen Ausbreitungsmedium akustisch weichen Mediums aufweist. Es ist also sichergestellt, daß selbst dann, wenn die Druckimpulseinwirkung mechanische Veränderungen an dem akustisch weichen Medium hervorruft, ein Vordringen des akustischen Ausbreitungsmediums hinter die Wand, ausgeschlossen ist. Ein durch Versagen des Reflektors bedingter Ausfall des Generators ist also vermieden. Außerdem ist durch das Vorhandensein der Wand die Möglichkeit geschaffen, nicht nur Schaumstoffe, sondern nahezu beliebige akustisch weiche Medien vorzusehen. So sieht eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß als akustisch weiches Medium ein gasförmiges Medium vorgesehen ist, welches beispielsweise in einem Raum eingeschlossen ist, der an seiner der Druckimpulsquelle zugewandten Fläche durch die Wand verschlossen ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, als akustisch weiches

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Medium einen aufgeschäumten polymeren Werkstoff (Schaumstoff) vorzusehen. Dieser braucht nicht einmal geschlossenporig ausgeführt zu sein, da er von dem akustischen Ausbreitungsmedium durch die Wand getrennt ist. Im Interesse geometrisch einwandfreier Reflexionseigenschaften muß grundsätzlich gewährleistet sein, daß Oberflächenrauhigkeiten und sonstige Formabweichungen der Grenzfläche von ihrer jeweiligen Idealgestalt deutlich kleiner (etwa lOfach kleiner) als die Wellenlänge der in den Reflektor einfallenden Druckimpulse sind. Eine entsprechend ausgebildete Grenzfläche wird im folgenden als glatt bezeichnet.

Um zu vermeiden, daß sich das Vorhandensein einer Wand nachteilig auf das Reflexionsverhalten des Reflektors auswirkt, ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Wand aus einem Material gebildet ist, dessen akustische Impedanz im wesentlichen der des akustischen Ausbreitungsmediums entspricht. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß Reflexionen nicht bereits an der Grenzfläche zwischen dem akustisehen Ausbreitungsmedium und der Wand, sondern erst an der Grenzfläche des akustisch weichen Mediums auftreten. Störende Einflüsse infolge der Wand können auch vermieden werden, wenn diese aus einem Material gebildet ist, das im Vergleich zu dem akustischen Ausbreitungsmedium akustisch hart ist, also eine höhere akustische Impedanz aufweist, wobei die Wand eine Dicke aufweist, die klein (beispielsweise lOfach kleiner) im Vergleich zu der Wellenlänge der Druckimpulse in dem Material der Wand ist. Da die Wand dünn im Vergleich zur Wellenlänge ist, wird der an sich höhere Wellenwiderstand des Wandmaterials von den Druckimpulsen nicht "registriert" und die Grenzschicht zu dem akustisch weichen Medium bestimmt des Reflexionsverhalten.

Falls als akustisch weiches Medium aufgeschäumte polymerer Werkstoff vorgesehen ist, ist gemäß einer Variante der Erfindung vorgesehen, daß die Wand derart mit der die Grenzfläche bildenden Fläche des aufgeschäumten polymeren Werkstoffes verbunden ist, daß dieser im Hinblick auf die Verwendung flüssiger

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akustischer Ausbreitungsmedien wenigstens flüssigkeitsdicht, vorzugsweise gas- und flüssigkeitsdicht, versiegelt ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Grenzfläche mit einer dünnen Metall- oder Kunststofffolie beklebt ist oder der aufgeschäumte polymere Werkstoff im Bereich der Grenzfläche durch Wärmeanwendung zu einer dichten Wand verschmolzen wird.

Ebenfalls im Falle der Verwendung eines aufgeschäumten polymeren Werkstoffes als akustisch weiches Medium ist nach einer Variante der Erfindung vorgesehen, daß die Wand durch eine nicht aufgeschäumte Schicht des polymeren Werkstoffes gebildet ist, wobei die Dicke der Schicht klein im Vergleich zu der Wellenlänge der Druckimpulse in dem nicht aufgeschäumten polymeren Werkstoff ist. Dabei kann vorgesehen sein, daß die nicht aufgeschäumte Schicht einstückig mit dem aufgeschäumten polymeren Werkstoff verbunden ist, was durch geeignete, an sich bekannte Herstellungsverfahren ohne weiteres zu erreichen ist.

Falls Fokussierungsmittel vorgesehen sind, können diese gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zweckmäßigerweise zwischen der Druckimpulsquelle und dem Reflektor angeordnet sein. Es kann dann ein einfach und kostengünstig herstellbarer ebener Reflektor verwendet werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht aber auch die Möglichkeit, die Fokussierungsmittel durch die entsprechend geformte Grenzfläche des akustisch weichen Mediums zu bilden, mit dem Vorteil, daß der Aufwand für besondere Fokussierungsmittel, z.B. akustische Linsen etc., entfällt. Es ist auch möglich, unfokussierte Druckimpulse mittels eines ebenen Reflektors als Zugimpulse derart zu reflektieren, daß letztere zu Fokussierungsmitteln gelangen, die dann fokussierte Zugimpulse liefern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen akustischen Generator,

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Fig. 2 und 3 in schematischer Darstellung Längsschnitte durch

Varianten des Reflektors des Generators nach Fig. 1, und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Generators.

Der in der Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße akustische Generator dient dazu, eine in einem schematisch im Querschnitt angedeuteten Körper eines Patienten 1 befindliche pathologische Gewebeveränderungen 2 zu beschallen.

Der Generator besitzt ein topfförmiges Gehäuse 4, welches einen zylinderrohrförmigen Wandabschnitt 5 und einen Boden 6 aufweist. An seinem dem Boden 6 gegenüberliegenden Ende ist das Gehäuse A mittels eines flexiblen Balges 7 verschlossen, der dazu dient, den Generator wie dargestellt zur akustischen Kopplung an den Körper des Patienten 1 anzupressen. Der durch den Balg 7 verschlossene Innenraum des Gehäuses A enthält ein flüssiges akustisches Ausbreitungsmedium, beispielsweise Wasser.

Im Inneren des Gehäuses sind eine insgesamt mit 8 bezeichnete Druckimpulsquelle, ein Reflektor 9 und ein Ultraschall-Transducer 10 angeordnet. Die Druckimpulsquelle 8 und der Reflektor 9 dienen dazu, fokussierte Zugimpulse in dem Ausbreitungsmedium zu erzeugen, die in einer Fokuszone F zusammenlaufen. Der Ultraschall-Transducer 10 ist Bestandteil eines Ultraschall-Ortungssystems, das dazu dient, den Generator relativ zu dem Körper des Patienten 1 so auszurichten, daß sich die zu behandelnde Gewebeveränderung 2 in der Fokuszone F der Zugimpulse befindet. Vorzugsweise ist der Ultraschall-Transducer 10 so ausgebildet und über das Kabel 11 mit einer entsprechenden nicht dargestellten Steuerungs- und Bilderzeugungselektronik verbunden, daß in an sich bekannter Weise Ultraschall-B-Bilder erzeugbar sind, die eine die Mittelachse M des Generators enthaltende Körperschicht des Patienten 1 darstellen, die die auf der Mittelachse M liegenden Fokuszone F enthält.

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Die Druckimpulsquelle 8 besitzt eine im wesentlichen hohlzylindrische Membran 12 aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff, z.B. Kupfer, die rohrförmig ausgebildet ist. Innerhalb der Membran 12 befindet sich eine Spulenanordnung 13, die eine zylinderschraubenförmig auf einen etwa zylindrischen, aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gebildeten Spulenträger 14 gewickelte Spule 15 aufweist. Um Spannungsüberschläge zwischen der Spule 15 und der Membran 12 zu vermeiden, ist die Spule an ihrer äußeren Mantelfläche vollständig von einer Isolierfolie 16 umgeben, deren Dicke in Fig. 1 wie auch die Dicken der Membran 12 und der Spule 15 übertrieben dargestellt ist.

Die Spule 15 und die Isolierfolie 16 sind in einer ringförmigen Eindrehung des Spulenträgers IA aufgenommen. Die Membran 12 besitzt eine größere Länge als die Spule 15 und ist radial spielfrei derart auf den Spulenträger IA aufgesetzt, daß sie die Spule 15 beiderseits überragt. Die Membran 12 ist zwischen einem Sprengring 17 und einem Absatz des Spulenträgers IA axial unverschieblich fixiert. Der zwischen der Membran 12 und der Spule 15 bzw. der Isolierfolie 16 befindliche Raum kann in nicht dargestellter Weise mit Unterdruck beaufschlagt werden, so wie dies für eine ebene Membran aus der US-PS A 697 588 an sich bekannt ist.

Der Spulenträger IA ist mit seinem dem Boden 6 des Gehäuses A benachbarten Ende in einer entsprechenden Bohrung des Bodens des Gehäuses A fixiert. Im Inneren des Gehäuses A ist der etwa rohrförmig ausgebildete, rotationssymmetrische Reflektor 9 angeordnet, der die Druckimpulsquelle 8 umgibt und eine dieser zugewandte konkave Reflektorfläche 21 aufweist. Die Reflektorfläche 21 wird durch die Rotation eines Abschnittes einer in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten Parabel P um die Mittelachse M des Generators erhalten, wobei der Brennpunkt FP der Parabel P, der dem Mittelpunkt der Fokuszone F entspricht, auf der Mittelachse M des Generators und der Scheitelpunkt S der Parabel P auf einer die Mittelachse M des Generators rechtwinklig schneidenden Geraden liegt. Die Mittelachse M des Gene-

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rators entspricht zugleich der Mittelachse der Reflektorfläche 21. Der Reflektor 9 und die Druckimpulsquelle 8 sind relativ zueinander derart angeordnet, daß die Mittelachsen der Reflektorfläche 21 und der Membran 12 zusammenfallen. 5

Im Falle des erfindungsgemäßen Generators ist die Reflektorfläche 21 durch die der Membran 12 zugewandte glatte Grenzfläche eines Volumens 22 eines im Vergleich zu dem als akustisches Ausbreitungsmediums vorgesehenen Wasser akustisch weichen gasförmigen Mediums, z.B. Luft, gebildet. Das Luftvolumen 22 ist von dem als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehenen Wasser durch eine Wand 23 getrennt, die aus einem gegen Druckimpulse beständigen Material, beispielsweise Messingblech, z.B. durch Tiefziehen gebildet ist. Die Stärke der Wand 22 ist so gewählt, daß sie klein (beispielsweise 5 bis 10 mal kleiner) im Vergleich zu der Wellenlänge der Druckimpulse in dem Material der Wand 21 ist. Die Wand 23 ist gas- und flüssigkeitsdicht mit einem Ring 24 etwa L-förmigem Querschnitts verlötet, der mit seinen Schenkeln an dem Wandabschnitt 5 bzw. dem Boden 6 des Gehäuses anliegt.

Die nur schematisch angedeuteten Anschlüsse 29 und 30 der Spule 15 sind in nicht näher dargestellter Weise durch in Richtung der Mittelachse M in dem Spulenträger 14 verlaufende Bohrungen an dessen dem Boden 6 des Gehäuses 4 benachbartes Ende geführt. Die Anschlüsse 29 und 30 sind ebenso wie das Kabel 11 flüssigkeitsdicht in nicht näher dargestellter Weise durch den Boden 6 des Gehäuses 4 nach außen geführt und mit einem schematisch angedeuteten Hochspannungs-Impulsgenerator 34 verbunden.

Die Funktionsweise des beschriebenen Generators ist folgende:

Wird die Spulenanordnung 13 mittels des Hochspannungs-Impulsgenerators 34 mit einem Hochspannungsimpuls beaufschlagt, hat dies zur Folge, daß die Spulenanordnung 13 äußerst schnell ein magnetisches Feld aufbaut. Hierdurch wird gleichzeitig in die Membran 12 ein Strom induziert, der dem in der Spulenanordnung

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13 fließenden Strom entgegengerichtet ist und demzufolge ein magnetisches Gegenfeld erzeugt. Unter dessen Wirkung expandiert die Membran 12 schlagartig radial. Hierdurch wird von der Membran 12 in dem an die Außenseite der Membran 12 angrenzenden akustischen Ausbreitungsmedium ein sich radial auswärts ausbreitender Druckimpuls in der Gestalt einer Zylinderwelle erzeugt .

Der von der Membran 12 ausgehend zylinderwellenförmige Druckimpuls, dessen Randstrahlen 40a, AOb in Fig. 1 strichliert angedeutet sind, trifft auf die Reflektorfläche 21 des Reflektors 9 auf und wird von dort, so wie dies durch die strichliert Randstrahlen AIa, Alb angedeutet ist, derart reflektiert, daß er in der Fokuszone F zusammenläuft, deren Mittelpunkt dem Brennpunkt FP der Parabel P entspricht. Da es sich bei der Reflektorfläche

21 um die Grenzfläche eines im Vergleich zu dem als akustisches Ausbreitungsmediums vorgesehenen Wasser akustisch weichen Mediums, nämlich Luft, handelt, wird der Druckimpuls an der Grenzbzw. Reflektorfläche 21 als Zugimpuls reflektiert. Dabei liegt ungeachtet der Tatsache, daß die Grenzfläche des Luftvolumens

22 von dem als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehenen Wasser durch die im Vergleich zu beiden genannten Medien eine hohe akustische Impedanz aufweisende, also akustisch harte Wand

23 getrennt ist, für die in den Reflektor 9 einfallenden Druckimpulse ein negativer Reflexionsfaktor vor. Da die Dicke der Wand 23 wie bereits erwähnt wurde, klein im Vergleich zur Wellenlänge der Druckimpulse in dem Material der Wand 23 ist, wird nämlich die Wand 23 von den Druckimpulsen sozusagen nicht wahrgenommen. Bei elektromagnetischen Druckimpulsquellen wie beispielsweise der vorstehend beschriebenen sind die in den Reflektor 9 einfallenden Druckimpulse in der Regel trotz der nichtlinearen Kompressionseigenschaften von Wasser nur unwesentlich aufgestellt und weisen eine Wellenlänge von in der Größenordnung von 15 mm auf, so daß es ohne weiteres möglich ist, die Wand 23 mit einer ausreichend geringen Dicke auszuführen. Selbst wenn die zwischen der Druckimpulsquelle 8 und der Reflektorfläche 21 vorliegende Laufstrecke der Druckimpulse

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ausreicht, damit sich diese zu Stoßwellen aufsteilen, ist es in der Regel in der Praxis ohne weiteres möglich, eine ausreichend dünne Wand 26 vorzusehen.

Bei der Behandlung eines Patienten 1 wird so vorgegangen, daß zunächst mittels des Ultraschall-Ortungssystems der Generator relativ zu dem Körper des Patienten 1 so ausgerichtet wird, daß die zu beschallende Gewebeveränderung 2 auf der Mittelachse M des Generators liegt. Es ist nun erkennbar, in welcher Tiefe das Konkrement 2 im Körper des Patienten 1 liegt. Entsprechend der jeweiligen Tiefe wird nun der Generator in Richtung seiner Mittelachse M verschoben, bis sich die zu behandelnde Gewebezone 2 in der Fokuszone F befindet. Die Gewebezone 2 wird nun mit Serie von Zugimpulsen beaufschlagt.

In Fig. 2 ist ein Reflektor 25 dargestellt, der anstelle des Reflektors 9 in dem Generator gemäß Fig. 1 eingesetzt werden kann. Der Reflektor 25 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen dadurch, daß die das Luftvolumen 22 an der Grenzfläche 21 von dem akustischen Ausbreitungsmedium trennende Wand 26 aus einem Werkstoff besteht, dessen akustische Impedanz im wesentlichen gleich der das akustischen Ausbreitungsmediums ist. Falls als akustisches Ausbreitungsmedium Wasser Verwendung findet, eignet sich als Material für die Wand 26 Polymethylpentene (TPX). Infolge des Umstandes, daß die akustischen Impedanzen des Materials der Wand 26 und des akustischen Ausbreitungsmediums im wesentlichen gleich sind, treten an der Grenzfläche zwischen der Wand 26 und dem akustischen Ausbreitungsmedium keine nennenswerten Reflexionen auf, da hier der Refle- xionsfaktor verschwindend gering ist. Reflexionen treten erst an der Grenzfläche 21 auf, wobei hier wieder ein negativer Reflexionsfaktor vorliegt. Da die akustischen Impedanzen des Materials der Wand 26 und des akustischen Ausbreitungsmediums im wesentlichen gleich sind, besteht nicht unbedingt die Notwendigkeit, die Wand 26 besonders dünn auszuführen. Die Wand ist wieder mit einem Ring 27 von etwa L-förmigem Querschnitt gas- und flüssigkeitsdicht verbunden. Aufgrund der unterschied-

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lichen Schallausbreitungsgeschwindigkeiten in Wasser (ca.

1500 m/s) und in TPX (ca. 2000 m/s) treten an der Grenzfläche der Wand 26 zu dem akustischen Ausbreitungsmedium Brechungserscheinungen auf, die je nach Wandstärke unter Umständen in der Weise zu berücksichtigen sind, daß die Reflektorfläche 21 eine geringfügig von der Parabelform abweichende Form aufweist.

Eine weitere Ausführungsform eines für den Generator gemäß Fig. 1 geeigneten Reflektors 42 ist in der Fig. 3 dargestellt. Im Falle dieses Reflektors ist als akustisch weiches Medium aufgeschäumter polymerer Werkstoff A3 vorgesehen, der zugleich den Grundkörper des Reflektors 42 bildet. Bei dem aufgeschäumten polymeren Werkstoff kann es sich beispielsweise um Styropor (eingetragenes Warenzeichen) oder Polyurethanschaum handeln. Um den aufgeschäumten polymeren Werkstoff vor schädlichen Einflüssen zu schützen, ist der Reflektor 42 mit Ausnahme seiner der Mittelachse M bzw. der Druckimpulsquelle zugewandten Fläche mittels einer Kunststoffolie 44 versiegelt, die mit dem aufgeschäumten polymeren Werkstoff 43 beispielsweise durch Kleben verbunden ist. Die glatte Grenzschicht 21 des als akustisch weiches Medium vorgesehenen aufgeschäumten polymeren Werkstoff 43 ist von dem akustischen Ausbreitungsmedium durch eine geschlossene, porenfreie Wand 45 getrennt, die durch einen Bereich des polymeren Werkstoffes gebildet ist, in dem dieser nicht aufgeschäumt ist. Dabei soll der Begriff "nicht aufgeschäumt" im Rahmen der vorliegenden Anmeldung so verstanden werden, daß der polymere Werkstoff in nicht schaumförmiger Struktur vorliegt, und zwar unabhängig davon, ob der polymere Werkstoff auch in dem nicht aufgeschäumten Bereich zunächst in aufgeschäumter Struktur vorlag, die dann durch geeignete Maßnahmen in eine nicht schaumförmige Struktur überführt wurde, oder ob beim Aufschäumen des polymeren Werkstoffes durch an sich bekannte Maßnahmen das Entstehen einer Schaumstruktur im nicht aufgeschäumten Bereich von Anfang an vermieden wurde. In beiden Fällen ist der die Wand 45 bildende nicht aufgeschäumte Bereich des polymeren Werkstoffes mit dem als akustisch weiches Medium vorgesehenen aufgeschäumten polymeren Werkstoff 43 ein-

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stückig verbunden, was in Fig. 3 dadurch angedeutet ist, daß der aufgeschäumte polymere Werkstoff von dem nicht aufgeschäumten polymeren Werkstoff durch die nur strichliert dargestellte Grenzfläche 21 getrennt ist. Da die Wand A5 nicht aufgeschäumt ist, besitzt sie eine akustische Impedanz, die infolge des Fehlens von in Poren eingeschlossenem Gas deutlich größer als die des aufgeschäumten polymeren Werkstoffes A3 ist. Da die Dicke der Wand A5 außerdem klein im Vergleich zu der Wellenlänge der Druckimpulse in dem nicht aufgeschäumten polymeren Werkstoff ist, liegt an der Grenzfläche 21 ein negativer Reflexionsfaktor vor. In den Reflektor A2 einfallende Druckimpulse werden also als Zugimpulse reflektiert.

Die aus dem nicht aufgeschäumten polymeren Werkstoff bestehende Wand A5 kann z.B. dadurch hergestellt werden, daß zunächst ein vollständig aus aufgeschäumten polymeren Werkstoff bestehender Reflektorrohling hergestellt wird, der die in Fig. 3 punktiert angedeutete konische Innenkontur aufweist. Ausgehend von diesem Rohling wird der Reflektor A2 hergestellt, indem ein erhitzter, rotationsparabolischer Stempel in den Reflektor A2 gepreßt wird, der diesem seine endgültige Innenkontur gibt. Dabei wird durch Wärmeeinwirkung der aufgeschäumte polymere Werkstoff A2 geschmolzen und durch Druckeinwirkung zu der vorzugsweise gas- und flüssigkeitsdichten Wand A5 unter Verlußt seiner Schaumstruktur verdichtet. An seiner verbleibenden Oberfläche wird der Reflektor A2 anschließend mit der Kunststoffolie AA versehen.

Wird der Reflektor A2 in solcher Weise hergestellt, daß im Bereich der Wand A5 das Entstehen einer Schaumstruktur von Anfang an verhindert wird, bietet es sich an, ein Entstehen der Schaumstruktur auch an den verbleibenden Teilen der Oberfläche des Reflektors 42 zu unterbinden, mit dem Vorteil, daß dann einer Beschichtung des Reflektors mit der Kunststoffolie AA unterbleiben kann.

In der Fig. A ist ein erfindungsgemäßer Generator dargestellt,

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der ein um 90* abgewinkeltes rohrförmiges Gehäuse 50 aufweist, das an seinem einen Ende durch einen zur Applikation des Generators an den Körper 1 eines Patienten dienenden flexiblen Balg 52 verschlossen ist. In das andere Ende des Gehäuses 50 ist eine Druckimpulsquelle 5A eingesetzt. Hierbei handelt es sich um eine Druckimpulsquelle, wie sie in der US-PS A 697 588, deren Inhalt Teil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung sein soll, beschrieben ist. Die Druckimpulsquelle 5A erzeugt ebene Druckimpulse, die der Fokussierung bedürfen, um beispielsweise eine pathologische Gewebeveränderung 2 beschallen zu können. Zu diesem Zweck ist in den an die Druckimpulsquelle 5A anschließenden Abschnitt des Gehäuses 50 eine akustische Sammellinse 56 eingesetzt. Die aus der Sammellinse 56 austretenden fokussierten Druckimpulse treffen auf einen im Knickbereich des Gehäuses 50 angeordneten ebenen Reflektor 58 mit negativem Reflexionsfaktor, der die einfallenden Druckimpulse als Zugimpulse reflektiert und um einen Winkel von etwa 90* ablenkt, so daß die fokussierten Zugimpulse durch den Balg A2 in den Körper des Patienten 1 eingeleitet werden können. Dieser ist relativ zu dem Generator so angeordnet, daß sich die zu behandelnde pathologische Gewebeveränderung in der Fokuszone F der Zugimpulse befindet.

Der Reflektor 58 weist als akustisch weiches Medium aufgeschäumten polymeren Werkstoff 60 auf, der eine ebene, der akustischen Sammellinse 56 zugewandte glatte Grenzfläche 62 aufweist. Von dem in dem Gehäuse 50 als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehenen Wasser ist die Grenzfläche 62 durch eine mit dem aufgeschäumten polymeren Werkstoff 60 verklebte Metallfolie 6A getrennt. An seiner verbleibenden Oberfläche ist der aufgeschäumte polymere Werkstoff 60 von einer Kapsel 66 aus Kunststoff derart umgeben, daß die Metallfolie 6A und die Kapsel 66 den aufgeschäumten polymeren Werkstoff flüssigkeitsdicht umschließen. Die Dicke der Metallfolie 6A ist klein im Vergleich zur Wellenlänge der auf den Reflektor 58 auftreffenden Druckimpulse, so daß diese im wesentlichen ausschließlich an der Grenzfläche 62 reflektiert werden.

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Im Falle sämtlicher Ausführungsbeispiele ist durch eine die Grenzfläche 21 bzw. 62 des jeweiligen akustisch weichen Mediums 22, A3 bzw. 60 von dem flüssigen akustischen Ausbreitungsmedium trennende Wand 23, 26, A5 bzw. 64 sowie eventuell erforderliche ergänzende Maßnahmen (Ringe 2A, 25 Kunststoffolie AA, Gehäuse 50) gewährleistet, daß ein Vordringen des akustischen Ausbreitungsmedium in das akustisch weiche Medium 22, A3 bzw. 60 und damit ein vorzeitiger Ausfall des Generators ausgeschlossen ist.

Im Falle der Ausführungsbeispiele sind eine Druckimpulsquelle mit zylinderförmiger Abstrahlfläche für die Druckimpulse und ein Reflektor mit fokussierender parabelförmiger Reflektorfläche bzw. eine Druckimpulsquelle mit ebener Abstrahlfläche, besonderen Fokussierungsmitteln (akustische Sammellinse) und ebener Reflektorfläche vorgesehen. Die Erfindung kann jedoch auch bei Generatoren zur Anwendung kommen, die abweichend ausgebildete Abstrahlflächen, Reflektorflächen bzw. Fokussierungsmittel aufweisen.

Im Falle der beschriebenen Ausführungsbeispiele wird der erfindungsgemäße Generator ausschließlich zur Behandlung von pathologischen Gewebeveränderungen verwendet. Er ist jedoch auch für andere Zwecke einsetzbar.

Claims

14 GR 9X) G 3298 Dt Schutzansprüche

1. Generator zur Erzeugung akustischer Zugimpulse, aufweisend eine Druckimpulsquelle (8; 50), einen einen negativen Reflexionsfaktor aufweisenden Reflektor (9; 25; 42; 58) und ein wenigstens den Raum zwischen der Druckimpulsquelle (8; 54) und der Reflektor (9; 25; 42; 58) ausfüllendes akustisches Ausbreitungsmedium, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (8; 25; 42; 58) eine der Druckimpulsquelle (8; 54) zugewandte, von dem akustischen Ausbreitungsmedium durch eine Wand (23; 26; 45; 64) getrennte Grenzfläche (21; 62) eines im Vergleich zu dem akustischen Ausbreitungsmedium akustisch weichen Mediums (22; 43; 60) aufweist.

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als akustisch weiches Medium ein gasförmiges Medium (22) vorgesehen ist.

3. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als akustisch weiches Medium aufgeschäumter polymerer Werkstoff (43; 60) vorgesehen ist.

4. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (26) aus einem Material gebildet ist, dessen akustische Impedanz im wesentlichen der des akustischen Ausbreitungsmediums entspricht.

5. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -

durch gekennzeichnet, daß die Wand (23; 45; 64) aus einem Material gebildet ist, das im Vergleich zu dem akustischen Ausbreitungsmedium akustisch hart ist, und daß die Wand (23; 45; 64) eine Dicke aufweist, die klein im Vergleich zu der Wellenlänge der Druckimpulse in dem Material der Wand (23; 45; 64) ist.

6. Generator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da-

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durch gekennzeichnet, daß die Wand (6A) derart mit der die Grenzfläche (62) bildenden Fläche des aufgeschäumten polymeren Werkstoffes (60) verbunden ist, daß dieser wenigstens flüssigkeitsdicht versiegelt ist. 5

7. Generator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Wand (45) durch eine nicht aufgeschäumte Schicht des polymeren Werkstoffes gebildet ist, wobei die Dicke der Schicht klein im Vergleich zu der Wellenlänge der Druckimpulse in dem nicht aufgeschäumten polymeren Werkstoff ist.

8. Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennze ichnet , daß die nicht aufgeschäumte Schicht (45) einstückig mit dem aufgeschäumten polymeren Werkstoff (43) verbunden ist.

9. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Fokussierungs- mittel (56) vorgesehen sind, welche zwischen der Druckimpulsquelle (54) und dem Reflektor (58) angeordnet sind.

10. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Fokussierungs- mittel (9; 25; 42) vorgesehen sind, welche durch die entsprechend geformte Grenzfläche (21) des akustisch weichen Mediums (22; 43) gebildet sind.