Stosskreis für einen Lithotripter

Abstract

 Stosskreis für eine Vorrichtung zum berührungsfreien Ein­leiten von Stosswellen in einen Patientenkörper, insbeson­dere für einen Lithotripter, mit einem Kondensator (C) einer Hochspannungsquelle, einem Hochstromschalter (HS) und einer Nutzfunkenstrecke (F), wobei erfindungsgemäss ein Impulstransformator (IT) zwischen Generator und Last zwischengeschaltet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Stosskreis für eine Vorrich­tung zur berührungsfreien Einleitung von Stosswellen in einen Patientenkörper, insbesondere für einen Lithotripter, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bei der berührungsfreien Lithotripsie, bei der Stosswellen mit einer Unterwasser-Funkenstrecke erzeugt werden, ist folgender Stosskreis bekannt: Ein Ladeteil oder ein An­schluss an ein Ladeteil (Hochspannungsquelle) lädt einen Kondensator. Dieser wird über einen Hochstromschalter, wie zum Beispiel ein Thyratron oder eine Schaltfunkenstrecke an der Nutzfunkenstrecke - die unter Wasser liegt - entladen. Der dabei entstehende Funke erzeugt eine Stosswelle, die in den Patientenkörper geleitet werden kann.

[0003] Die Leistung der Stossquelle wird bisher über die Höhe der Ladespannung geregelt. Die minimale Arbeitsspannung zum sicheren Durchzünden der Unterwasser-Funkenstrecke liegt beim jetzigen System bei ca. 14 kV und ist nach unten be­grenzt durch die Parameter: Elektrodenabstand, Elektroden-­Geometrie und Wasserleitfähigkeit. Des weiteren hat die Generatorkapazität einen Einfluß auf das Durchzünden, denn über den elektrolytischen Ladungsverlust während der Zünd­verzugsphase fällt die effektive Zündspannung um so schnel­ ler ab, je kleiner die Generatorkapazität ist.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stosskreis vorzu­schlagen, mit dem niedrigere Leistungen an der Funken­strecke eingestellt werden können, bei dem aber trotzdem ein sicheres Durchzünden der Funkenstrecke erfolgt.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Stoss­kreis mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.

[0006] Erfindungsgemäß wird die geschilderte Problematik der unteren Spannungsbegrenzung so gelöst, dass die Generator­spannung durch einen zugeschalteten Impulstransformator hochtransformiert wird. So steht bei verringerter Primär­energie (U < 14 kV; E =

· U²) eine genügend hohe Zünd­spannung zur Verfügung, um selbst bei grossem Elektroden­abstand, was gleichbedeutend mit hoher Elektrodenlebens­dauer ist, ein sicheres Durchzünden zu gewährleisten.

[0007] In einer bevorzugten Ausführung ist der Impulstransformator zu- und abschaltbar, so dass auch wie bisher gearbeitet werden kann.

[0008] Ein Vorteil der erfindungsgemässen Lösung gegenüber dem Beibehalten des bisherigen Stosskreises und einer Span­nungserhöhung bei gleichzeitiger Kapazitätsverringerung liegt darin, dass zum einen bei der kompakten Bauweise der Stossgeneratoren (nötig wegen der Forderung nach geringst­möglicher Induktivität) ein Umschalter für die Kapazitäten sehr schwierig integrierbar wäre und zum anderen das Hand­ling von Spannungen grösser 30 kV deutlich höhere Isola­tionsprobleme aufwirft als bei moderaten Hochspannungen.

[0009] Erreicht wird mit dem erfindungsgemäßen Impulstransformator, dass
- die Elektrodeneinsatzdauer deutlich erhöht werden kann und
- die Stosswellen-Variabilität zu geringeren Intensi­täten hin deutlich erweitert wird.

[0010] Eine bevorzugte Ausführungsform des Impulstransformators ist ein "air-core auto transformer" in Bandleiter-Technik. Wegen der grossen Pulsleistungen (50 - 100 MW) kommt die Verwendung ferromagnetischer Kerne kaum mehr in Frage (Magnetisierung H in Sättigung). Die beim kernfreien Trans­formator (air core) wichtige Forderung nach minimaler Streuinduktivität wird technisch am besten erfüllt, bei Verwendung von dünnen, breiten Bandleitern. Die nicht not­wendige galvanische Trennung von Primär- zu Sekundärseite und die fertigungstechnischen Vorteile legen die Verwendung eines Spartrafos (Autotransformer) nahe. Ein erfindungs­gemäss anwendbarer Transformator wird zum Beispiel in der Zeitschrift IEEE CH 2662-5/88/0000-0331, Seiten 331 bis 335, beschrieben. Für die hier beanspruchte Anwendung kann er kleiner dimensioniert sein. Der prinzipielle Aufbau und die Art des Transformators können aber übernommen werden.

[0011] Die Erfindung wird anhand zweier Figuren näher beschrieben:

Figur 1 zeigt einen Stosskreis des Standes der Technik. An der variabel einstellbaren Hochspannungsquelle ist ein Kondensator C angebracht. Dieser Kondensator C kann über den Hochstromschalter HS an der Nutzfunkenstrecke (Unter­wasser-Funkenstrecke) F entladen werden.

Figur 2 zeigt einen erfindungsgemässen Stosskreis.

[0012] Dieser unterscheidet sich vom Stand der Technik durch den Impulstransformator IT, der zwischen Generator und der Last zwischengeschaltet wurde. Für niedrigere Leistungen kann jetzt der Kondensator C niedriger geladen werden (hier zum Beispiel ca. 8 kV); an der Nutzfunkenstrecke F steht trotz­dem eine hohe Spannung zur Verfügung. Das Windungsverhält­nis kann relativ gering gewählt sein, es liegt zum Beispiel zwischen 1:1,5 und 1:5, bevorzugt bei ca. 1:3.

Ansprüche

1. Stosskreis für eine Vorrichtung zum berührungsfreien Einleiten von Stosswellen in einen Patientenkörper, insbesondere für einen Lithotripter mit
- Kondensator (C)
- Ladeteil oder Anschluss an ein Ladeteil (Hochspannungsquelle)
- Hochstromschalter (HS)
- (Nutz-) Funkenstrecke (F)
gekennzeichnet durch einen Impuls­transformator (IT), an dessen Sekundärseite die (Nutz-) Funkenstrecke (F) angeschlossen ist.

2. Stosskreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulstransformator zu- oder abschaltbar ist.

3. Stosskreis nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulstransformator ein air core auto transformer in Bandleitertechnik ist.

Zeichnung