DE2256127A1 - DEVICE FOR CRUSHING HARNSTONE - Google Patents

Description

Translated fromGerman

Vorrichtung zur Zertrümmerung von HarnsteinenDevice for breaking up urinary stones

Die Erfindung verfolgt den Zweck, Harnsteine unblutig zu entfernen,indem sie durch Ultraschall zertrümmert und die Trümmer durch die ultraschallerregte Sonde hindurch abgesaugt werden.The invention pursues the purpose of removing urinary stones bloodlessly,by ultrasonically shattering them and sucking the debris through the ultrasonically energized probe.

Als Harnsteine bezeichnet man feste kompakte Ausscheidungen in Niere, Harnleiter, Harnblase und Harnröhre. Harnsteinekönnen operativ entfernt oder durch mechanische Maßnahmen unblutig beseitigt werden. In seltenen Fällen gelingt diechemische Auflösung.Urinary stones are solid, compact excretions in the kidneys, ureters, bladder and urethra. Urinary stonescan be surgically removed or removed bloodlessly by mechanical measures. In rare cases this succeedschemical dissolution.

Zur unblutigen mechanischen Steinentfernung sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, bei denen die Steine entweder imbetreffenden Organ (z.B. Harnblase) zerkleinert und anschließend entfernt oder aber lediglich mit Hilfe von Schlingen herausgezogenwerden (z-.B. Harnleiter, Harnröhre). Die Zertrümmerung derSteine in der Blase geschieht z.B. durch Zangen. Die Steinreste müssen anschließend durch Blasenspülungen entfernt werden. Seiteiniger Zeit wird ferner ein sog. elektrohydraulisches Verfahren angewandt, bei dem der Stein durch eine mittels eines in derBlasenflüssigkeit überschlagenden Funkens erzeugte Stoßwelle zertrümmert wird. Auch Ultraschallschwingungen sind bereits zurHarnsteinZertrümmerung eingesetzt worden.Various methods have been developed for the bloodless mechanical stone removal in which the stones are either imThe organ concerned (e.g. urinary bladder) is crushed and then removed or simply pulled out with the help of loops(e.g. ureter, urethra). The shattering of theStones in the bladder are done e.g. by forceps. The stone remnants must then be removed by bladder irrigation. SinceFor some time, a so-called. Electrohydraulic method is also used, in which the stone by means of an in theBubble liquid flashing spark generated shock wave is shattered. Ultrasonic vibrations are also already usedUrinary stone disintegration has been used.

Die genannten Verfahren bzw. die bisher entwickelten Geräte besitzenjedoch die im Folgenden beschriebenen Nachteile:Have the methods mentioned or the devices developed so farhowever, the disadvantages described below:

1) Mit Hilfe von Zangen können nur.kleinere Steine in der. Blasezertrümmert werden; eine gleichzeitige Absaugung unter Sichtkontrolle ist nicht möglich. Es besteht die Gefahr, daßdie Blasenwand erfaßt und perforiert wird. Steine aus dem Harnleiter können nicht entfernt werden.1) With the help of pliers, only small stones can be found in the. bladderto be smashed; simultaneous suction under visual inspection is not possible. There is a risk thatthe bladder wall is grasped and perforated. Stones from the ureter cannot be removed.

2) Bei der elektrohydraulisehen Methode ist eine Perforationder Blasenwand ebenfalls möglich, besonders wenn der Funke in einem Div.ertikel (Ausstülpung) gezünde't wird. Kleine2) In the electrohydraulic method there is a perforationThe bladder wall is also possible, especially if the spark is ignited in a diverticulum (protuberance). Small

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harte Steine werden nicht zertrümmert. Eine gleichzeitige Absaugungder Steine unter Sichtkontrolle ist night möglich.hard stones are not smashed. A simultaneous suctionthe stones under visual inspection is not possible.

3) Die bisher entwickelten Geräte, die Harnsteine mittels Ultraschallschwingungen zertrümmern, besitzen für dieHarnblase eine starre metallische Sonde und für den Harnleiter eine flexible Sonde zur Schallübertragung, die auseinem mit einem Draht durchzogenen Kunststoffschlauch besteht. Die für die Blase geeigneten Sonden sind bei diesenInstrumenten stets fest mit dem Zystoskop verbunden. Die Harnsteine können daher in der Blase schlecht erreicht undfixiert werden. Eine gleichzeitige Absaugung der Steinreste unter Sicht ist nicht möglich.3) The devices developed so far, which smash urinary stones by means of ultrasonic vibrations, have for theThe urinary bladder is a rigid metallic probe and a flexible probe for the ureter to transmit sound fromconsists of a plastic tube through which a wire is drawn. The probes suitable for the bladder are with theseInstruments always firmly attached to the cystoscope. The urinary stones can therefore be reached in the bladder and poorlybe fixed. A simultaneous suction of stone residues under sight is not possible.

Alle diese Nachteile beseitigt die Vorrichtung zur Zertrümmerung von Harnsteinen, bei welcher ein mit einem Prallkörper stirnseitigabgeschlossenes durch einen Ultraschallwandler zu Schwingungen erregtes Saugrohr oder ein in einem flüssigkeitsdichtenmetallischen Spiralrohr trocken gelagerter Schalleiter verschiebbar mit einem Zystoskop verbunden ist.All of these disadvantages are eliminated by the device for breaking up urinary stones, in which an impact body has an end faceclosed suction tube excited to vibrations by an ultrasonic transducer or a liquid-tight onemetallic spiral tube of dry stored sound conductor is slidably connected to a cystoscope.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen die genannte Vorrichtung und zwar:Figures 1 to 3 show the device mentioned, namely:

Fig. 1 Die gesamte Anordnung mit ZystoskopFig. 1 The entire arrangement with cystoscope

Fig. 2 Das mit einem Prallkörper stirnseitig abgeschlosseneultraschallerregte SaugrohrFig. 2 The front side closed with an impact bodyultrasonically excited suction tube

Fig. 3 Den in einem flüssigkeitsdichten Spiralrohr trocken gelagerten Schalleiter.Fig. 3 The sound conductor stored dry in a liquid-tight spiral tube.

Insbesondere besteht die Ultraschallbohrsonde für Blasensteine gemäß Fig. 1 aus einem geraden Rohr (2), das zur Erhöhung derBewegungsamplitude in der Nähe eines Bewegungsknotens am Ausgang eines längsdurchbohrten, beispielsweise piezoelektrischenSchallwandlers (3) befestigt ist. Zur weiteren Amplitudentransformation ist der Schallwandler selbst in sich gestuft. Durchdiese beiden Maßnahmen können vergleichsweise kurze und damit handliche Ultraschallwandler eingesetzt werden.In particular, the ultrasonic drilling probe for bladder stones according to FIG. 1 consists of a straight tube (2), which is used to increase theMovement amplitude in the vicinity of a movement node at the output of a longitudinally pierced, for example piezoelectricSound transducer (3) is attached. For further amplitude transformation, the sound transducer itself is stepped. Bythese two measures can be used comparatively short and thus handy ultrasonic transducers.

Die Sonde (2) kann in ihrer Längsrichtung im Instrumentenkörper(1)verschoben werden, so daß in Ruhestellung die Sondenspitze ganz im Zystoskopschaft (5) verschwindet und in Arbeitsstellungmaximal ca. 3 cm herausragt; auf diese Weise kann die SondeThe probe (2) can in its longitudinal direction in the instrument body (1)be moved so that in the rest position the probe tip disappears completely in the cystoscope shaft (5) and in the working positionprotrudes a maximum of approx. 3 cm; this way the probe can

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leicht an die zu zertrümmernden Blasensteine, auch an solchein Divertikeln, herangeführt werden. Die Sonde wird durch eineGegendruckfeder (10) zurückgezogen, so daß ein unbeabsichtigtesHerausragen der Sondeuspitze nicht möglich ist.easily to the bladder stones to be smashed, including thosein diverticula. The probe is through aCounter-pressure spring (10) withdrawn so that an unintentionalThe probe tip cannot protrude.

Der Schallwandler (3) ist über die Anschlüsse (12) mit einemHochfrequenzgenerator mit automatischer Frequenznachführung und Amplitudenbegrenzung verbunden, so daß einerseits dasSystem Wandler-Sonde stets mit der optimalen Frequenz schwingt und andererseits eine Zerstörung der Sonde im unbelastetenZustand vermieden wird.The sound transducer (3) is via the connections (12) with aHigh-frequency generator with automatic frequency tracking and amplitude limitation connected, so that on the one hand theSystem transducer-probe always oscillates with the optimal frequency and on the other hand a destruction of the probe in the unloadedCondition is avoided.

Zur Erhöhung der Bohrleistung ist an der Spitze der Sonde (2) ein in Fig. 2 vergrößert gezeichneter beweglicher rohrförmigerPrallkörper (14) eingebaut, der durch die Schwingungen des Rohres, angestoßen wird und hohe Stoßkräfte auf den ihn berührendenHarnstein überträgt. Der Prallkörper (14) ist mit einem Überwurfrohr (13) oder auch mit einer hochfesten Spiral-'feder am Rohrende befestigt, so daß der Innendurchmesser desSaugrohres (2) nicht, verkleinert und der Außendurchmesser höchstens um 10 % vergrößert wird. Zur Selbstzentrierung desPrallkörpers (14) ist die Prallfläche (15) konisch ausgeführt. Der Prallkörper besitzt an seiner Krone verschränkte konischeZähne, so daß insbesondere bei größeren Steinen ein Bohrloch entsteht, dessen Durchmesser größer ist als derjenige desSaugrohres (2) und Trümmerstücke entstehen, die kleiner sind als der Innendurchmesser des Saugrohres. Die Steinreste werdenunmittelbar während des Zertrümmerungsvorganges durch das Saugrohr (2) und den Schallwandler (3) hindurch mit Hilfe einesam Ende des Wandlers angeschlossenen,Saugstutzens (11) abgesaugt. Die Ergänzung der Blasenflüssigkeit erfolgt über einenAnschluß (9) durch den Zystoskopschaft (5). Parallel zur Bohrsonde (2) verläuft im Schaft (5) die Optik (4) eines Endoskops(6),das auf Grund der gerade ausgeführten Sonde (2)^geknickt seinmuß. Die Lichtsuführung (Kaltlicht) erfolgt in der üblichenWeise über einen Lichtleitkabelanschluß (7),To increase the drilling capacity, a movable tubular tube, shown enlarged in FIG. 2, is at the tip of the probe (2)Impact body (14) installed, which is hit by the vibrations of the pipe and high impact forces on those in contact with itUrinary stone transfers. The impact body (14) is equipped with a union tube (13) or with a high-strength spiral 'spring attached to the end of the pipe so that the inner diameter of theSuction pipe (2) is not reduced and the outer diameter is increased by a maximum of 10%. For self-centering theImpact body (14), the impact surface (15) has a conical design. The impact body has entangled conicals on its crownTeeth, so that a drill hole is created, especially with larger stones, the diameter of which is larger than that of theSuction pipe (2) and debris are created that are smaller than the inside diameter of the suction pipe. The stone remains areimmediately during the smashing process through the suction pipe (2) and the sound transducer (3) with the help of asuction nozzle (11) connected to the end of the converter. The bladder fluid is replenished via aConnection (9) through the cystoscope shaft (5). The optics (4) of an endoscope (6) run parallel to the drilling probe (2) in the shaft (5),be kinked due to the probe (2) ^ that has just been carried outgot to. The light supply (cold light) takes place in the usual wayWay via a fiber optic cable connection (7),

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Vor der Entfernung von Blasensteinen wird üblicherweise der vom Instrumentenkörper (1) mittels eines Bajonettverschlusses(8) trennbare Schaft (5) mittels eines Mandrins in die Harnröhre des Patienten eingeführt. Danach wird derInstrumentenkörper (1) eingeschoben. Die Beobachtung des Zertrümmerungs- und Absaugvorgangs erfolgt über das Endoskop{6).Before the removal of bladder stones, it is usually the case that the instrument body (1) is attached by means of a bayonet lock(8) separable shaft (5) inserted into the patient's urethra by means of a stylet. After that, theInstrument body (1) pushed in. The destruction and suction process is observed via the endoscope {6).

Die Zertrümmerung von Harnsteinen im Harnleiter kann aus anatomischen Gründen nur über dünne sehr biegsame Sonden erfolgen.Der Schalleiter besteht gemäß Fig. 3 aus einem dünnen Draht von max. 1 mm Durchmesser oder einem Kapillarrohr (17)/das erfindungsgemäß in einem flüssigkeitsdichten metallischen Spiralrohr (20) locker geführt ist. Hierdurch kann der SchallleiterBiegeschwingungen ausführen, die auch bei stärkerer Krümmung des Spiralrohres nur wenig gedämpft werden, da dermetallische Schalleiter nur mit der metallischen Wand des Spiralrohres in Berührung kommt. Das Spiralrohr muß jedochflüssigkeitsdicht verschlossen sein, da sonst eine starke Dämpfung der Schwingungen eintritt. Das Spiralrohr ist dahervon einem dünnen PTFE-Schrumpfschlauch (16) fest umgeben. DieSpitze des Rohres wird von einem kurzen Prallkörper (18) abgeschlossen, der sich in einer weichen Dichtungsmasse (19) befindetund Längs- und Querbewegungen ausführen kann. Das Arbeitsende dieses Prallkörpers (18) ist kelchförmig ausgebildet,um eine bessere Fixierung des Steines zu bewirken und um eine Perforation des Harnleiters zu vermeiden.For anatomical reasons, urinary stones can only be broken up in the ureter using thin, flexible probes.According to Fig. 3, the sound conductor consists of a thin wire with a maximum diameter of 1 mm or a capillary tube (17) /which according to the invention is loosely guided in a liquid-tight metallic spiral tube (20). This allows the sound conductorExecute bending vibrations that are only slightly dampened even with a greater curvature of the spiral tube, since themetallic sound conductor only comes into contact with the metallic wall of the spiral tube. However, the spiral tube mustbe sealed liquid-tight, otherwise the vibrations will be strongly damped. The spiral pipe is thereforetightly surrounded by a thin PTFE shrink tube (16). theThe tip of the tube is closed off by a short impact body (18) which is located in a soft sealing compound (19)and can perform longitudinal and transverse movements. The working end of this impact body (18) is cup-shaped,to achieve a better fixation of the stone and to avoid perforation of the ureter.

Das sehr flexible Sondenrohr (16, 20) wird wie ein Ureter-Kathetermit gewöhnlichen urologischen Instrumenten zunächst ohne den Schalleiter (17) durch die Harnblase in den Harnleitereingeführt. Der Prallkörper (18) schiebt sich hierbei in die Sondenspitze zurück und kann keine Verletzungen des Harnleitershervorrufen. Erst wenn im Harnleiter die Sondenspitze an den Stein herangebracht wurde (P.öntgenkontrolle) , wird derSchalleiter (17) eingeführt. Durch den Schalleiter (17) wird der Prallkörper (18) etwas nach vorn geschoben, so daß er denzu zertrümmernden Stein berührt und die erforderlichen Stoß-The very flexible probe tube (16, 20) acts like a ureter catheterwith ordinary urological instruments, initially without the sound conductor (17) through the bladder into the ureterintroduced. The impact body (18) is pushed back into the probe tip and cannot injure the uretercause. TheSound conductor (17) introduced. Through the sound conductor (17), the impact body (18) is pushed forward slightly so that it is thetouches the stone to be smashed and the required impact

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kräfte übertragen kann. Durch die Einfügung eines Prallkörperswird der Vorteil erreicht, daß nicht nur besonders hohe Stoßkräfte erzielt werden können sondern die Organwände selbstbei unmittelbarer und längerer Berührung mit der Sondenspitze, keine Verbrennungen erleiden können, da die Energie sichim Prallkörper in niederfrequente mechanische Stöße umwandelt und kein anhaltender konzentrierter Energiefluß eintretenkann, der zu Lokalverbrennungen und eventuellen Kavitationsschäden führen könnte.can transfer forces. By inserting an impact bodythe advantage is achieved that not only particularly high impact forces can be achieved but the organ walls themselvesdirect and prolonged contact with the probe tip cannot cause burns because the energy is dissipatedconverted into low-frequency mechanical impacts in the impact body and no sustained concentrated energy flow occurswhich could lead to local burns and possible cavitation damage.

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Claims (10)

Translated fromGerman

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMSVorrichtung zur Zertrümmerung von Harnsteinen dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Prallkörper stirnseitig
abgeschlossenes durch einen Ultraschallwandler zu Schwingungen erregtes Saugrohr oder ein in einen flüssigkeitsdichten metallischenSpiralrohr trocken gelagerter Schalleiter verschiebbar mit einem Zystoskop verbunden ist. .Device for breaking up urinary stones, characterized in that one with an impact body on the face
closed suction tube excited to vibrations by an ultrasonic transducer or a sound conductor stored dry in a liquid-tight metallic spiral tube is slidably connected to a cystoscope. .2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Prallkörper aus einem stirnseitig verzahnten Rohrstück besteht,wobei die Verzahnung so angeordnet ist, daß ein Bohrloch entsteht, dessen Durchmesser größer ist als derjenige
des Saugrohres und Trümmerstücke entstehen, die kleiner sindals der Innendurchmesser des Saugrohres.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the impact body consists of a frontally toothed pipe section, the toothing being arranged so that a borehole is formed, the diameter of which is larger than that
the suction pipe and debris that are smaller than the inside diameter of the suction pipe.3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet,daß das Saugrohr gerade ausgebildet ist und das Zystoskop eine geknickte Optik besitzt.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in thatthat the suction tube is straight and the cystoscope has kinked optics.4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralrohr mit einem dünnen Schrumpfschlauch, vorzugsweise
aus PTFE, überzogen ist.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the spiral tube with a thin shrink tube, preferably
made of PTFE.5. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der im Spiralrohr locker gelagerte Schalleiter aus einem leichtbiegsamen Draht oder Kapillarrohr besteht.5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the loosely mounted sound conductor in the spiral tube from a slightlyflexible wire or capillary tube.6. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr bzw. der Schalleiter zur Transformation der Bewegungsamplitudein der Nähe eines Bewegungsknotens am Ultraschallwandlerangeschlossen sind.6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the suction pipe or the sound conductor for transforming the amplitude of movementnear a movement node on the ultrasonic transducerare connected.7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Prallkörperrohrstück durch ein Uberwurfrohr oder durcheine Spiralfeder am Saugrohr befestigt ist, derart, daß die lichte Weite des Saugrohrs nicht verkleinert und der Außendurchmesserhöchstens um 10 % vergrößert wird.7. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the impact body pipe piece by a union tube or througha spiral spring is attached to the suction pipe in such a way that the inside diameter of the suction pipe and the outside diameter are not reducedis increased by a maximum of 10%.40982 1/059740982 1/05978. Vorrichtung nach Ansprüchen 1, 2 und 7 dadurch gekennzeichnet,daß die Prallfläche nach innen konisch ausgebildet ist, so daß sich der Prallkörper selbst zentriert.8. Device according to claims 1, 2 and 7, characterized in thatthat the impact surface is conical inward, so that the impact body centers itself.9. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der ültraschallwandler ein piezoelektrischer Verbundschwinger ist,der zur Erhöhung der Ausgangsamplitude in sich gestuft ist und zum Absaugen eine Längsbohrung besitzt.9. The device according to claim 1, characterized in that the ultrasonic transducer is a piezoelectric composite transducer,which is stepped in itself to increase the output amplitude and has a longitudinal bore for suction.10. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralrohr an seinem* Arbeitsende flüssigkeitsdicht mit einembeweglichen Prallkörper abgeschlossen ist, dessen aus dem Spiralrohrherausragendes Ende zur besserenFixierungdesHarnleitereteine kelchförmig erweitert ist.10. The device according to claim 1, characterized in that the spiral tube is completed liquid-tight at its * working end with a movable impact body, the end protrudingfrom the spiral tube heis extended goblet-shapedfor better fixation of the ureter.40982 1/059740982 1/0597