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Diese
Erfindung bezieht sich auf die Vorbereitung eines zur Behandlung
des menschlichen oder tierischen Körpers durch mechanische
Druckwellen ausgelegten Geräts und auf ein entsprechendes
Gerät selbst sowie dessen Verwendung.
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Geräte
zur Behandlung mit mechanischen Druckwellen sind an sich bereits
bekannt, insbesondere aus dem Bereich der Lithotripsie. Dort werden mit
fokussierten mechanischen Druckwellen Körperkonkremente,
insbesondere Steine im Körpergewebe, zertrümmert.
Neben der Erzeugung durch elektrische Entladungen in Wasser sind
auch Geräte entwickelt worden, die mechanische Druckwellen
durch das Aufeinanderprallen eines beschleunigten Schlagteils und
eines Prallkörpers erzeugen und mit Hilfe des Prallkörpers
in Körpergewebe einkoppeln. Solche Geräte sind
sowohl in der Lithotripsie mit einem direkten Kontakt zwischen dem
Prallkörper bzw. einer mit dem Prallkörper verbundenen
Sonde und dem Stein als auch bei anderen Behandlungen von biologischen
Körpersubstanzen eingesetzt worden. Insbesondere sind hier
die Behandlung von Muskelerkrankungen und von Erkrankungen im Übergangsbereich
zwischen Muskeln und Knochen zu nennen.
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Ein
Beispiel für ein Gerät, das zu dem zuletzt genannten
Typ zu rechnen ist, ist die in der
EP
0 991 447 dargestellte Vorrichtung. Bei dieser sollen unfokussierte
Druckwellen in das Körpergewebe eingekoppelt werden, indem
das Gerät von außen auf die Körperoberfläche
aufgesetzt wird.
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Bei
solchen Geräten kann in vielen Fällen die Heftigkeit
der eingekoppelten Druckwelle durch Einstellung eines Druckwerts
einer pneumatischen Versorgungseinrichtung verändert werden.
Je höher der anstehende Pneumatikdruck, umso heftiger wird
das Schlagteil beschleunigt und umso größer ist
der Impuls- und Energieübertrag auf den Prallkörper.
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Überdies
erlauben viele Geräte die Einstellbarkeit der Wiederholfrequenzen
pneumatischer Pulse und damit der Wiederholfrequenz der Schläge
des Schlagteils auf den Prallkörper und der daraus resultierenden
eingekoppelten Druckwellen.
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Im Übrigen
erlauben viele Geräte den Austausch von Prallkörpern
gegen hinsichtlich Geometrie und/oder Masse abweichende andere.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein
hinsichtlich des Prallkörpers verbessertes Gerät,
eine vorteilhafte Verwendung desselben und insbesondere ein vorteilhaftes Verfahren
zur Vorbereitung des Geräts auf die Behandlung anzugeben.
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Die
Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur regelmäßigen
Vorbereitung eines Geräts zur Behandlung des menschlichen
oder tierischen Körpers durch mechanische Druckwellen auf
eine solche Behandlung, welches Gerät aufweist: ein bewegbares Schlagteil
und einen Prallkörper, der austauschbar ist, wobei die
Druckwellen durch Beschleunigen und Aufprallen des Schlagteils auf
den Prallkörper erzeugbar und durch extrakorporales Aufsetzen
auf die Körperoberfläche einkoppelbar sind, dadurch
gekennzeichnet, dass der Prallkörper vor jeder Behandlung
eines weiteren Patienten gegen einen unbenutzten Prallkörper
ausgetauscht wird,
sowie auf ein entsprechendes Gerät,
das mit einem Einmalprallkörper ausgestattet ist
und
die Verwendung eines Geräts zur Behandlung mit mechanischen
Druckwellen mit einem Einmalprallkörper.
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Der
erfindungsgemäße Einsatz von Einmalprallkörpern
bedeutet den Austausch des Prallkörpers mindestens mit
der Behandlung jedes neuen Patienten. Er bedeutet nicht zwingend
den Austausch des Prallkörpers zwischen unmittelbar aufeinander
folgenden Behandlungen desselben Patienten, also ohne dazwischenliegende
Behandlung eines anderen Patienten.
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Durch
diesen Austausch erübrigt sich eine gründliche
Reinigung und ggf. Desinfektion oder Sterilisierung eines bereits
für einen anderen Patienten verwendeten Prallkörpers
zwischen den Behandlungen. Dies spart nicht nur Zeit und Reinigungs-
und Sterilisiermittel; es müssen auch keine entsprechenden
Arbeitsplätze und Sterilisiergeräte vorgehalten werden.
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Zudem
werden die Prallkörper in der Praxis häufig mit
pastösen Mitteln bestrichen, um den Kontakt zur Haut und
den Druckwellenübergang zu verbessern. Solche Pasten können
nicht nur in Kontakt mit dem Prallkörper selbst sondern
auch beispielsweise mit einer zu seiner Montage dienenden Abdeckkappe
oder anderen Geräteteilen kommen. Auf die Dauer besteht
die Gefahr, dass das Gerät stellenweise verklebt oder zugesetzt
wird. Aus diesem Grund ist es von Vorteil, den Prallkörper
möglichst häufig auszubauen. Wenn dieser Aufwand
einmal betrieben wird, ist damit schon ein wesentlicher Teil des
durch die Verwendung von Einmalprallkörpern verursachten
Mehraufwandes betrieben.
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Überdies
zeigen auch für einen längeren Betrieb ausgelegte
Prallkörper Ermüdungserscheinungen und sind Ausfälle,
insbesondere durch Materialbrüche oder Risse, wegen der
damit verbundenen Verletzungsgefahr unbedingt zu vermeiden. Die
Verwendung von neuen Einmalprallkörpern garantiert in besonders
einfacher Weise, dass keine unzulässig große Belastung
von Prallkörpern auftritt. Sie erübrigt damit
eine vergleichsweise komplexere Lebensdauerüberwachung.
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Zudem
können bei der Herstellung der Prallkörper, insbesondere
was das Material betrifft, deutliche Einsparungen vorgenommen werden,
eben weil die geforderten Lebensdauern vergleichsweise sehr kurz
sind. Dies betrifft insbesondere verschiedene bevorzugte Materialien,
auf die im Folgenden noch näher eingegangen wird, aber
auch die Herstellverfahren.
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Schließlich
sind durch Verwendung von Einmalprallkörpern besonders
hohe Reinheits- und Hygienestandards möglich. Die Prallkörper
können örtlich unabhängig von Ihrem Einsatzort
sterilisiert und verpackt werden und am Einsatzort muss diesbezüglich
keinerlei Aufwand mehr betrieben werden.
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Benutzte
Prallkörper können weggeworfen werden oder, abhängig
vom Materialwert, auch recycelt werden.
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Die
Erfindung richtet sich also sowohl auf (durchaus bevorzugte) Varianten,
bei denen die Prallkörper nach Gebrauch weggeworfen werden,
also keiner weiteren Verwendung als Prallkörper zugeführt
werden. Andererseits richtet sich die Erfindung auch auf andere
Varianten, bei denen die Prallkörper gesammelt und zur
Rohstoffwiedergewinnung genutzt werden (insbesondere bei Metallen),
aber nicht als Prallkörper erhalten bleiben. Schließlich
richtet sich die Erfindung auch auf solche Ausführungen,
bei denen die Prallkörper als solche erhalten bleiben, aber
(außerhalb der Klinik oder Praxis der Anwendung oder auch
innerhalb) vollständig gereinigt und ggf. sterilisiert
werden, um dann wieder als Prallkörper eingesetzt zu werden.
Im letztgenannten Fall fallen die oben erwähnten Vorteile
hinsichtlich des Wegfalls der Notwendigkeit einer Lebensdauerüberwachung
natürlich nicht ins Gewicht. Hier ist durch Austausch des
Prallkörpers vor jeder Patientenbehandlung aber dennoch
ein Hygienegewinn möglich und wird eine hartnäckige
Verschmutzung anderer Geräteteile besser verhindert als
bei dauerhaftem Gebrauch desselben Prallkörpers.
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Bevorzugte
Materialien sind zum einen Kunststoffe, zum zweiten Metalle und
zum dritten gesinterte Keramiken. Günstige Kunststoffe
können beispielsweise Polykarbonat oder PEEK (Polyetheretherketon)
sein. Kunststoffe, insbesondere Thermoplaste, lassen sich vor allem
durch Spritzgussverfahren besonders kostengünstig und trotzdem
formtreu herstellen. Bevorzugte Metalle sind insbesondere Aluminium
oder Edelstahl. Sie können nicht nur als Drehteile hergestellt
werden, sondern auch durch Sinterverfahren oder Gussverfahren, insbesondere Hochdruckgussverfahren.
Als Metalle sind hier auch Werkstoffe gemeint, die sich durch Formen
eines Gemischs aus Metallpulvern und eines Kunststoff als Matrix
(oder eines Bindermaterials) und nachfolgendes Ausbacken herstellen
lassen. Diese sinterähnlichen Materialien sind letztlich
feste Metallpulvergefüge.
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Im Übrigen
sind gesinterte Keramiken günstig, insbesondere und beispielsweise
Zirkonoxid, Siliziumoxid und Siliciumnitrid.
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Kunststoffe
und Keramiken haben in vielen Fällen eine gute Biokompatibilität.
Daneben zeigen sie im Vergleich zu Metallen in der Regel eine deutlich
geringere Wärmeleitfähigkeit. Der Patient fühlt
jedenfalls bei direkter Berührung der Haut subjektiv ein wärmeres
und damit angenehmeres, weniger fremd wirkendes Teil.
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Zudem
sind viele Keramiken und Kunststoffe deutlich leichter als übliche
Metalle, insbesondere rostfreier Stahl. Dies hat den Vorteil, dass
das aus baulichen Gründen üblicherweise kleinere
Schlagteil bei einer üblichen metallischen Ausführung
einen kleineren Masseunterschied zu dem Prallkörper aufweist
und damit die Stoßbedingungen im Sinne eines möglichst
großen Impuls- und Energieübergangs verbessert
werden. Zudem können auch etwas größere
Auslenkungen des Prallkörpers erzielt werden, was von Interesse
sein kann.
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Schließlich
zeigen viele Keramiken auch günstige akustische Impedanzen,
die sich von den typischen akustischen Impedanzen von Körpergewebe weniger
unterscheiden als Metalle, etwa rostfreier Stahl. Dies ist im Wesentlichen
Ergebnis der geringeren Dichte, aber auch von der Schallgeschwindigkeit abhängig.
Auch Kunststoffe haben in der Regel günstigere akustische
Impedanzen für die vorliegenden Anwendungen als Metalle,
sodass das Argument hier analog gilt.
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Unter
Keramik wird hier ein aus anorganischen feinkörnigen Rohstoffen
gewonnenes Material verstanden, das gesintert ist, also einen Temperschritt
erfahren hat. Besonders bevorzugt sind Oxide, insbesondere Metalloxide,
Carbide, insbesondere Metallcarbide und Nitride, sowie Mischungen
daraus. In Betracht kommen beispielsweise Zirkonoxid, Siliziumoxid
oder Siliziumnitrid. Bevorzugt liegt der relative Anteil dieser
Materialien bei mindestens 80 Gew.-%, besser 85 Gew.-%, 90 Gew.-%
bzw. 95 Gew.-%.
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Andere
Bestandteile können aber ebenfalls enthalten sein. Insbesondere
können in einem gewissen Anteil von maximal 20 Gew.-%,
besser maximal 15 Gew.-% bzw. 10 Gew.-% bzw. 5 Gew.-% metallische
Anteile vorhanden sein, also metallische Partikel oder Pulver. Aus
dem Bereich der Pulvermetallurgie sind für Metalle auch ähnliche
Verarbeitungstechniken wie die Keramiksinterung bekannt. Bei den
genannten Werten werden die positiven Eigenschaften der Keramik
durch diese metallischen Zusätze nicht wesentlich verschlechtert.
Im günstigsten Fall sind allerdings keine metallischen
Anteile vorhanden.
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Schließlich
sind bestimmte Parameter der verwendeten Keramik bevorzugt, insbesondere
eine relativ geringe Dichte von vorzugsweise unter 6 g/cm3, besonders bevorzugter Weise unter 5 g/cm3 und noch bevorzugter Weise unter 4 g/cm3. Eine niedrige Dichte verringert die Masse
des Prallkörpers und damit die (günstigerweise
mit der Hand zu handhabende) Masse des mobilen Teils der Vorrichtung. Sie
reduziert auch die bereits erwähnte akustische Impedanz
in günstiger Weise. Schließlich ermöglicht sie
eine gewisse Baugröße des Prallkörpers
ohne zu große Massenunterschiede zwischen Prallkörper und
Schlagteil.
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Bevorzugt
ist ferner eine sog. Schlagzähigkeit des Keramikmaterials
von mindestens 3 MPam, besser 4 MPam und noch günstiger
5 MPam oder mehr. Diese Größe bestimmt, mit welcher
Heftigkeit das Schlagteil auf den Prallkörper auftreffen
kann, ohne den Prallkörper selbst zu gefährden.
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Schließlich
sind relativ harte Materialien bevorzugt, insbesondere solche mit
einer größeren Druckfestigkeit von über
2000 MPa.
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Keramik
bietet schließlich die Möglichkeit, das Material
unproblematisch und weitgehend beliebig zu färben. Neben
dekorativen Gesichtspunkten kann dies in vorteilhafterweise dazu
genutzt werden, unterschiedliche Prallkörpertypen leicht
von einander unterscheidbar zu machen. Bei vielen Anwendungsfällen
stehen dem Nutzer hinsichtlich Masse, Form oder Material unterschiedliche
Prallkörper zur Verfügung. Beispielsweise können
auch fokussierende Formen Verwendung finden, etwa mit gewölbter
Austrittsfläche oder als Rotationsellipsoid, vgl.
DE 102 2007 013 288 .
Bei einer farblichen Kodierung sind Fehler unwahrscheinlicher als
bei einer alphanumerischen Bezeichnung (die natürlich zusätzlich
vorhanden sein kann).
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Hinsichtlich
der Herstellung des Keramikprallkörpers sind solche Sinterverfahren
bevorzugt, bei denen auf den Rohling bzw. werdenden Prallkörper
Druck ausgeübt wird. Dies kann vor und/oder während
des Temperschritts erfolgen. Insbesondere kann eine isostatische
Nachverdichtung unter Hitzeeinwirkung erfolgen.
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Abhängig
von der Belastbarkeit des Materials und von den Leistungsdaten des
Gerätes, in dem ein Prallkörper verwendet wird,
sind für Prallkörper sinnvoller Weise maximale
Pulszahlen vorgegeben. Durch die Erfindung kann sichergestellt werden,
dass der Benutzer nicht durch Vergessen oder Vermeidung des rechtzeitigen
Einsetzens eines neuen Prallkörpers die zugelassene Nutzungsdauer
eines Prallkörpers überschreitet, einfach indem
grundsätzlich vor jeder Neubehandlung ein Austausch erfolgt.
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Typische
Pulszahlen für Behandlungen in der Schmerztherapie liegen
in der Größenordnung von einigen 1.000, etwa um
die 2.000 Pulsen bei kleineren und bis zu größenordnungsmäßig
8.000 Pulsen bei großen Muskeln. In anderen Anwendungsbereichen,
insbesondere in der ästhetischen Dermatologie, etwa bei
der Cellulitisbehandlung, tauchen deutlich größere
Pulszahlen auf, die über 10.000 und bis zu 20.000 pro Patient
betragen können, wobei mehrere Behandlungen bei einem Patienten
zusammengefasst sein können, etwa an beiden Oberschenkeln.
Insbesondere ist die Erfindung somit bei Verwendungen bevorzugt,
bei denen recht hohe Pulszahlen pro Patient auftreten, insbesondere
bei Pulszahlen pro Patient von über 5.000, vorzugsweise über
8.000, besonders bevorzugterweise über 12.000. Hier werden
möglicherweise schon nach wenigen Patienten Lebensdauergrenzen
erreicht wenn kein Austausch erfolgt. Im Übrigen kann es
günstig und bevorzugt sein, bei einem erfindungsgemäßen Austausch
des Prallkörpers die zugehörige Applikatorkappe,
also die zu seiner Montage dienende Kappe (im Ausführungsbeispiel
ein Ring mit Gewinde) mit auszutauschen. Oft ist diese Applikatorkappe
von Verschmutzungen mit betroffen und verursacht keinen wesentlichen
zusätzlichen Kostenaufwand.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung soll der verwendete Prallkörper
von dem Gerät erkannt werden. Dies kann seinen Typ oder
bestimmte technische Eigenschaften, also in irgendeiner Weise eine
Prallkörpergattung, aber auch eine Seriennummer oder eine ähnliche
individuelle Kennzeichnung betreffen. Bei der Erkennung der Prallkörpergattung
kann es beispielsweise um die Unterscheidung von Applikatoren hinsichtlich
ihrer geometrischen Form, insbesondere ihrer Austrittsgrenzflächenwölbung
(flach, konvex oder konkav und in welchem Maße gewölbt),
oder hinsichtlich ihrer Materialien (Härte, Schallleitungseigenschaften)
oder auch ihrer Massen gehen.
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Bei
der Erkennung eines individuellen Prallkörpers, der also
hinsichtlich seiner Individualität von einem bautypgleichen
unterschieden werden kann, geht es im Rahmen dieser Erfindung primär
um die Sicherstellung der Verwendung eines wirklich neuen Prallkörpers,
also die Sicherstellung des erfolgten Austauschs vor der Behandlung
des nächsten Patienten.
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Schließlich
kann das Gerät anhand einer Prallkörpererkennung
auch prüfen, ob der eingesetzte Prallkörper überhaupt
für das Gerät geeignet ist, und ggf. den Betrieb
verweigern oder eine Warnung abgeben.
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Grundsätzlich
kann die Erfindung ausgeführt werden, ohne den Prallkörper
hierzu in besonderer Weise auszustatten. Beispielsweise könnte
die Erkennungseinrichtung unterschiedliche magnetische Eigenschaften
metallischer Prallkörper mit ausreichend unterschiedlichen
Formen und/oder Metallmaterialien ermitteln und unterscheiden, etwa über
eine Induktivitätsmessung, also durch Einsatz einer in dem übrigen
Behandlungsgerät angebrachten elektromagnetischen Spule.
Allgemeiner gesprochen können elektromagnetische Eigenschaften
wie die elektrische Leitfähigkeit des Prallkörpers
zur Erkennung dienen. Dies gilt natürlich auch für
andere Eigenschaften, die der Prallkörper ohnehin hat,
etwa für die Masse.
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Bevorzugt
ist allerdings eine Markierung des Prallkörpers, also eine
zu dem Zweck der Erkennung vorgesehene Gestaltung oder Einrichtung.
Dabei soll im Folgenden eine Befestigungseinrichtung für
den Prallkörper, etwa die Applikatorkappe der Ausführungsbeispiele,
im Sinne der Markierung dann als Prallkörperteil betrachtet
werden, wenn sie beim Austauschen des Prallkörpers mit
diesem gemeinsam ausgetauscht wird, ihm also zugeordnet ist. Hinsichtlich
der Funktion der Erkennung läuft dann eine Erkennung einer
dem Prallkörper zugeordneten Befestigungseinrichtung und
eine Markierung des Prallkörpers selbst auf das Gleiche
hinaus. In diesem Sinn kann der Begriff des Prallkörpers
im Folgenden also auch eine Einheit aus Prallkörper und
Befestigungseinrichtung meinen, wobei die Markierung in der Befestigungseinrichtung
liegen kann.
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Eine
erfindungsgemäße Gruppe von Markierungen verfügt über
zumindest einen elektrischen Kontakt, etwa um einen elektrischen
Widerstand des Prallkörpers oder an dem Prallkörper
messen zu können. Dieser Widerstand kann beispielsweise
ein zusätzlicher Leiter sein, der außen an dem
Prallkörper angebracht ist, etwa ein über einen
Abschnitt gelegter Leiterstreifen. Im Ausführungsbeispiel
wird ein ringförmiger Leiterstreifen dargestellt, der über
einen Umfangsabschnitt des Prallkörpers verläuft.
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Eine
andere Gruppe von Markierungen wird über Licht im weitesten
Sinn ausgelesen, also einschließlich Infrarotstrahlung.
Beispielsweise kann über Licht ein Code ausgelesen werden,
der aus einer bestimmten Folge von mehr oder weniger reflektierenden
Flächen besteht, im Falle von sichtbarem Licht etwa ein
aus hellen und dunklen Flächen bestehender Streifen, insbesondere
ein sog. Barcode.
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Insbesondere
bei der Erkennung von Markierungen über Licht, aber auch
unabhängig davon, kann es notwendig oder gewünscht
sein, den Prallkörper in einer bestimmten Orientierung
hinsichtlich seiner Längsachse einzubauen. Zur Vorgabe
einer solchen Orientierung können Formschlusselemente dienen,
also beispielsweise vorspringende Teile, die in an dem Prallkörper
eingebrachte Nuten eingreifen. Dann kann der Prallkörper
nur in einer bestimmten gewünschten Orientierungen (oder
in einer Mehrzahl jeweils geeigneter Orientierungen) angebracht
werden.
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Eine
andere Möglichkeit besteht darin, einen Magneten, etwa
in dem Prallkörper, und einen dazu passenden Magnetsensor
im übrigen Gerät vorzusehen, oder auch umgekehrt.
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Zur
Auslesung über Licht, also zur optischen Auslesung, kann
ein optischer Leiter vorgesehen sein, der vorzugsweise zwischen
einer Außenhülse des Gerätes und einem
Innenrohr, das zum Führen des Schlagteils dient, verlaufen
kann. Zur Veranschaulichung wird auf die Ausführungsbeispiele
verwiesen.
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Eine
weitere Möglichkeit zur Erkennung von Markierungen besteht
in der Verwendung von elektromagnetischen Wellen, etwa Radiofrequenzwellen. Hierzu
kann die Markierung einen Transponder aufweisen und die Erkennungseinrichtung
eine Empfangs/Sendespule, die den Typ des Transponders feststellen
kann. Die Emp fangs/Sendespule kann beispielsweise zwischen dem bereits
erwähnten Innenrohr und der bereits erwähnten
Außenhülse angeordnet sein, wozu wieder auf die
Ausführungsbeispiele verwiesen wird. Die Empfangs/Sendespule kann
aber auch in einem Basisgerät untergebracht sein, das zur
Versorgung eines mobilen Handgerätes dient und mit dem
Handgerät über eine Leitung verbunden ist. In
diesem Fall kann es notwendig sein, den Prallkörper vor
der Montage oder das Handgerät mit dem bereits darin montierten
Prallkörper in die Nähe des Basisgerätes
zu bringen, um die Erkennung der Markierung zu ermöglichen,
also das Auslesen des Transponders.
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Die
Prallkörpererkennung kann insbesondere dazu führen,
dass ein erkannter Typ des Prallkörpers angezeigt wird.
Damit hat ein Nutzer die Möglichkeit, den Pralikörpertyp
zu kontrollieren und/oder bestimmte Bedienungsparameter, Geräteparameter oder
andere Umstände der Nutzung darauf abzustimmen.
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Überdies
kann das Gerät vorzugsweise selbstständig zur
Einstellung geeigneter Betriebsparameter für den erkannten
Prallkörpertyp ausgelegt sein bzw. dazu, eingestellte Betriebsparameter
in dieser Hinsicht zu kontrollieren (und bei Widersprüchen
ein Signal abzugeben oder den Betrieb zu verweigern).
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Schließlich
ist die Verwendung der Vorrichtung gerade bei der Behandlung von
Körperweichgewebe, beispielsweise Muskeln oder Sehnen,
bevorzugt. Dies schließt die Behandlung knochennaher Bereiche
und eine Stoßwellenakupunktur ein. Typische Indikationen
sind Ansatztendinosen und andere Anwendungen in Orthopädie
und Chirurgie wie Kalkschultern, Fersenschmerzen, Pseudarthrosen,
aber auch Muskelzerrungen. Weitere Indikationen gibt es in der Neurologie,
etwa die Verbesserung der Motorik nach Schlaganfällen,
die Behandlung von Spasmen nach Traumen sowie Poly-Neuropathien.
In der Urologie können etwa chronische Beckenbodenschmerzen
behandelt werden; in der Angiologie/Dermatologie und Chirurgie außerdem
Narben oder Hautverbrennungen behandelt sowie eine Verbesserung
der Wundheilung erzielt werden.
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Die
Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele näher
erläutert, wobei die einzelnen Merkmale für alle
genannten Anspruchskategorien und auch in anderen als den dargestellten
Kombinationen erfindungswesentlich sein können.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Gerät im Längsschnitt,
wobei Einzelheiten der Erfindung in 1 nicht
dargestellt sind.
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2–9 zeigen
jeweils einen Ausschnitt aus 1 mit zusätzlich
dargestellten Erkennungseinrichtungen und/oder Markierungen.
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In 1 ist
in einem Schnitt entlang einer Längsachse eine erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Einkopplung von fokussierten mechanischen Druckwellen
in beispielsweise den menschlichen Körper dargestellt.
Ein Rohrstück bildet eine Außenhülse 1, die
von einer in der Anwendung körperfernen Zuluftkappe 2 und
einer in der Anwendung körperzugewandten Applikatorkappe 3 jeweils
endseitig abgeschlossen ist.
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Die
Zuluftkappe 2 enthält einen Druckluftanschluss 4 für
eine pneumatische Versorgung. In an sich bekannter Weise ist an
diesen Druckluftanschluss 4 über eine pneumatische
Versorgungsleitung ein von einer Ansteuereinheit 19 gesteuertes Ventil 20,
insbesondere Magnetventil, angeschlossen, das in einem gleich bleibenden
iterativen Takt zwischen etwa 1 Hz und 50 Hz Druckluftpulse über den
Druckluftanschluss einkoppelt.
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Die
Vorrichtung ist als mit der Hand einer Bedienungsperson zu haltendes
Gerät ausgebildet, das über die erwähnte
Pneumatikleitung 18 an eine Basisstation mit der Ansteuereinheit 19 und
dem Kompressor 21 angeschlossen ist und auf den Patienten manuell
aufgesetzt werden kann. Es dient zur Behandlung von Weichgewebe,
insbesondere Muskeln.
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Die
Einzelheiten der Pneumatikversorgung sind nicht Gegenstand dieser
Erfindung und dem Fachmann aus dem Stand der Technik geläufig.
Vorzugsweise ist die Frequenz einstellbar. Der iterative Betrieb
kann komplizierter als mit einer einfachen gleich bleibenden Wiederholung
von Pulsen einer bestimmten Frequenz erfolgen, insbesondere auch mit
einer Mehrzahl in relativ kurzem Zeitabstand, also mit einer relativ
hohen Frequenz, aufeinander folgenden Schlägen, wobei Gruppen
von Schlägen in diesem kürzeren Zeitabstand durch
etwas größere Zeitabstände voneinander
getrennt sind. Die Einzelheiten hierzu sind nicht Gegenstand der
vorliegenden Erfindung, können aber damit kombiniert sein.
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In
der Außenhülse 1 ist über einen
Einsatz 5 ein Führungsrohr 6 gehalten,
dessen bei der Anwendung körperfernes Ende in der Zuluftkappe 2 endet und
dort mit dem Druckluftanschluss 4 kommuniziert. Das in
der Anwendung körperseitige Ende des Führungsrohres 6 endet
in einem Teil des Einsatzes 5, der in die Applikatorkappe 3 hineinragt,
und zwar kurz vor dem dortigen Ende des Einsatzes 5 und
einem Innenraum 7 in der Applikatorkappe 3.
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In
dem Innenraum 7, der mit zwei radialen Schultern in eine
in der Anwendung körperseitige Applikatoröffnung 8 übergeht,
ist ein Prallkörper 9 aufgenommen. Dieser stützt
sich über einen O-Ring 10 aus einem Elastomer
an einer der radialen Schultern ab und weist hierzu einen Flansch 11 auf.
Ein zur körperfernen Seite gerichtetes Ende 15 des
Prallkörpers 9 stützt sich über
einen weiteren O-Ring 12 an dem Einsatz 5 ab,
und zwar an einer das bereits erwähnte Ende des Einsatzes 5 umgebenden
Stirnfläche. Dabei hegt der O-Ring 12 zwischen
dieser Stirnfläche und einem Flansch 17 bzw. einer
Schulter des Prallkörpers 9. Die Applikatoröffnung 8 dient
dabei zu einer in der Längsrichtung verschiebbaren Führung des
Prallkörpers 9 und fixiert diesen quer zur Längsrichtung.
Die Axialverschiebbarkeit ist durch die Nachgiebigkeit der Elastomerringe 10 und 12 begrenzt
und liegt bei in Luft betriebener Vorrichtung relativ zur Restvorrichtung
deutlich über 0,6 mm.
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Auf
die Merkmale des Prallkörpers 9, der hier gleichzeitig
den auf die Haut aufzusetzenden Applikator bildet, wird im Folgenden
noch näher eingegangen. Er ist durch Abschrauben der Applikatorkappe 3 austauschbar.
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In
dem angrenzenden Bereich des Führungsrohres 6 ist
ein in 1 mit dem Prallkörper 9 in Kontakt
stehendes Schlagteil 13 eingesetzt. Dieses passt (in Bezug
auf das Führungsrohr und die im Wesentlichen zylindrische
Geometrie des Schlagteils 13) radial mit geringem Spiel.
Das Schlagteil 13 kann durch Druckunterschiede der Luftsäule
in dem Führungsrohr 6 vor und hinter ihm (d. h.
in 1 rechts und links des Schlagteils 13)
in dem Führungsrohr hin- und herbewegt werden und insbesondere
auf den Prallkörper 9 zu beschleunigt werden.
Hierzu wird es aus einer Ausgangsposition (nicht gezeigt) in 1 links
durch einen Druckluftstoß durch den Druckluftanschluss 4 beschleunigt
und trifft mit seiner dem Prallkörper 9 zugewand ten
Frontfläche (in 1 der Übersichtlichkeit
halber nicht bezeichnet) auf den Prallkörper 9 auf.
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Die
Rückbewegung des Schlagteils 13 erfolgt zusätzlich
zu einem Zurückprallen nach der Kollision durch ein Rückströmen
der Luft aus einer das Führungsrohr 6 innerhalb
des Einsatzes 5 umgebenden Staukammer 14. In diese
wird die Luft bei der Beschleunigung des Schlagteils 13 in
Richtung zu dem Prallkörper 9 verdrängt
und damit dort komprimiert. Wenn das Magnetventil 20 in
der Pneumatikzuleitung 18 des Druckluftanschlusses 4 den
Druck wegschaltet, wird das Schlagteil 13 damit in die
Ausgangsstellung zurückbewegt. Dies kann natürlich
auch durch eine zusätzliche oder alternative Druckbeaufschlagung
der Staukammer 14 oder eines anderen Luftvolumens körperseitig
von dem Schlagteil 13 erfolgen. Das in der Anwendung körperferne
Ende des Führungsrohres 6 endet in einem Magnethalter 17 für das
Schlagteil 13.
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Der
Prallkörper 9 hat eine rotationssymmetrische Zylinderform
und ist in axialer Richtung durch die Eintrittsfläche 15 und
die etwas konvexe Austrittsfläche 16 begrenzt.
Der Außenmantel weist die bereits beschriebenen flanschartigen
Strukturen 11 und 17 auf, die Anlageschultern
für die O-Ringe 10 und 12 bilden. Im Übrigen
ist ein austrittsseitiger Teil der Zylindergeometrie mit konstantem
Radius gestaltet und damit in der Öffnung 8 axial
verschiebbar.
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Prallkörper
wie der hier gezeichnete Prallkörper
9 können
sich hinsichtlich Form, Material und Lagerung erheblich unterschieden.
So gibt es unterschiedliche fokussierende und nicht fokussierende Formen,
vergleiche etwa auch die Rotationsellipsoidform in der
DE 10 2007 013 288 , und verschiedene gewölbte
Austrittsflächen im Stand der Technik. Ferner kommen verschiedene
Materialien in Betracht, etwa Edelstahl, Titan, und verschiedene
Keramiken wie Siliziumnitrid sowie Kunststoffe. Schließlich
können verschiedene Prallkörper unterschiedlich
hart gelagert sein und dabei unterschiedliche Hübe ausführen,
also eine unterschiedlich lange makroskopische Bewegung bei der
Einkopplung der Druckwelle durchführen.
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Verschiedene
Ausgestaltungen in diesem Sinn sind jeweils für bestimmte
Anwendungen besonders gut geeignet, etwa für Akupunktur,
Sehnenansatzbehandlungen, Muskelbehandlungen, Triggerpunktbehandlungen
etc.. Hierbei werden verschiedene Parameter für beispielsweise
den Antriebsdruck oder die Pulsfrequenz eingesetzt, die von dem
verwendeten Prallkörper und der Indikation abhängen. Im
Sinne einer sinnvollen Systemsteuerung ergibt sich daher ein erheblicher
Vorteil, wenn eine automatische Erkennung des Prallkörpertyps
durchgeführt wird.
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Bei
einer Variante besteht der Prallkörper 9 aus gesinterter
Keramik, und zwar einem verdichtetem Siliciumnitrid-Material (Si3N4). Es handelt
sich um polykristallines Material mit tetragonaler Kristallstruktur,
das sich als erstaunlich schlagzäh und fest erwiesen hat.
Quantitativ kann die Schlagzähigkeit angegeben werden mit
6,5–7 MPam bei einer Druckfestigkeit von etwa 3000 Mpa.
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Das
Material ist relativ leicht, verfügt nämlich über
eine Dichte von 3,2 g/cm3. Da die Schallgeschwindigkeit
für longitudinale Druckwellen zwar höher als in
rostfreiem Stahl liegt, aber nicht zu hoch, ergibt sich eine um
etwa 20%–25% reduzierte akustische Impedanz, die dementsprechend
näher an der akustischen Impedanz vom Körpergewebe
liegt. Die Einkopplung der Druckwellen in das Körpergewebe erfolgt
damit noch etwas günstiger als bei konventionellen Prallkörpern.
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Das
Material hat ferner eine Wärmeleitfähigkeit in
der Größenordnung von 20 W/mK und wirkt damit
sensorisch weniger kalt als Stahl. Es ist auf Biokompatibilität
getestet.
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Hier
kann beispielhaft verwiesen werden auf biologische Versuche, über
die berichtet wird in "Biokompatibilität
von Siliziumnitrit-Keramik in der Zellkultur. Eine vergleichende
fluoreszenzmikroskopische und rasterelektronenmikroskopische Untersuchung",
Laryngo-Rhino-Otol 2004, 83: 845–851, auch in Thieme-connect
des Georg Thieme Verlags und Thieme Medical Publishers, Inc.
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Schließlich
kann der Prallkörper 9 unproblematisch gefärbt
werden (etwa durch Zusatz von farbigen Metallionen wie Co), sodass
unterschiedlich geformte und/oder unterschiedlich schwere Prallkörper zur
Variation verschiedener Behandlungsparameter, insbesondere des Hubes,
der Größe der Austrittsfläche 16 oder
ihrer Form usw. durch verschiedene Farben gekennzeichnet und verwechslungssicher
montiert werden können. Dazu ist die Applikatorkappe einfach
abschraubbar.
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Alternativ
können PEEK-, Polykarbonat- oder auch Aluminiumprallkörper 9 verwendet
werden, wie weiter oben schon erläutert. Auch konventioneller
Edelstahl ist geeignet.
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2 zeigte
ein erste Variante mit Prallkörpererkennung als (seitenverkehrten)
Ausschnitt aus 1 mit zusätzlich eingezeichneten
Einzelheiten zur Erfindung. 2 zeigt
einen sogenannten RFID-Transponder 51, der auf dem Prallkörper 9 angebracht
ist. Mit 52 ist eine nur symbolisch angedeutete Empfangs/Sendespule
in dem Handteil aus 1 dargestellt. Diese ist zwischen
der Außenhülse 1 und dem Einsatz 5 und
dabei möglichst nah an dem Prallkörper 9 und
dem daran montierten RFID-Transponder 51, also möglichst
weit links in 2, montiert. Man erkennt in
der Figur, dass beim Abnehmen der Applikatorkappe 3 der
Bereich, in dem die Empfangs/Sendespule 52 angebracht ist,
dennoch nicht geöffnet wird und diese insoweit nicht gefährdet
ist. Durch die Nähe erleichtert sich die Erkennung des RFID-Transponders 51 Insbesondere
werden Kopplungen zu anderen Prallkörpern, die beispielsweise auf
einem Tisch im Behandlungszimmer in der Nähe des Handstücks
liegen könnten, in dieser Weise möglichst schwach
relativ zu der Kopplung an den dargestellten RFID-Transponder 51 gehalten.
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RFID-Erkennungssysteme
sind an sich bekannt. Über ein elektromagnetisches Hochfrequenzfeld
mit typischerweise 13,56 MHz wird der RFID-Transponder 51 mit
Energie versorgt und ausgelesen. Da hier nur kurze Reichweiten erforderlich sind,
benötigt das System nur geringe Leistungen. Ferner kann
der RFID-Transponder 51 sehr klein sein und beeinträchtigt
die Eigenschaften des Prallkörpers 9 nicht.
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In 3 ist
in analoger Weise eine zweite Variante zur Erkennung dargestellt.
Auch hier ist ein RFID-Transponder 51 vorgesehen, wobei
jedoch die Empfangs/Sendespule in dem nicht dargestellten Basisgerät,
vgl. 1, enthalten ist. Bei solchen Ausgestaltungen
der Erfindung muss der Nutzer also grundsätzlich mit dem
noch nicht eingebauten einzusetzenden Prallkörper 9 oder
auch dem eingebauten Prallkörper 9, also dem körperseitigen
Ende des Handstücks, in die Nähe des Basisge räts
kommen, um eine Erkennung zu ermöglichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist allerdings eine zusätzliche Verbesserung insoweit vorgesehen,
als die Gefahr ausgeschlossen werden soll, dass versehentlich ein
in der Nähe des Basisgerätes befindlicher Prallkörper, der
aber gar nicht zum Einsatz vorgesehen ist, erkannt wird. Dazu verfügt
dieses Ausführungsbeispiel über einen Permanentmagneten 53 in
der Applikatorkappe 3, die den Prallkörper 9 an
dem Handstück hält. Der RFID-Transponders 51 kann
die Anwesenheit des Permanentmagneten 53 erkennen und damit den
eingebauten Zustand des Prallkörpers 9 von einem
nicht eingebauten Zustand unterscheiden. Der RFID-Transponder wird
gewissermaßen durch die Detektion des Permanentmagneten 53 freigeschaltet.
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In
diesem Zusammenhang kann es von Vorteil sein, den RFID-Transponder 51 nicht,
wie gezeigt, von dem Permanentmagneten unabhängig an dem
Prallkörper 9 zu montieren, sondern an dem Randbereich,
der eine möglichst große räumliche Nähe
zwischen dem Permanentmagneten 53 und dem RFID-Transponder 51 gewährleistet.
Dazu kann ein nicht dargestellter Formschluss dargestellt sein, etwa
eine Nut in dem Prallkörper 9 und eine passende
Nase in der Applikatorkappe 3, um bei der Montage des Prallkörpers 9 die
drehsinnrichtige Position zu gewährleisten und eine versehentliche
Anordnung des RFID-Transponders 51 in einer anderen als
der dem Permanentmagneten 53 angenäherten Winkelposition
zu verhindern.
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4 zeigt
wieder den RFID-Transponder 51 aus den 2 und 3.
Dieser ist hier allerdings über Leitungen an zwei Ringelektroden 54 und 55 angeschlossen,
die über einen in 4 im unteren
Bereich dargestellten Federkontakt 56 in der Applikatorkappe 3 kontaktiert
werden können. Der Federkontakt 56 kann die beiden
Ringelektroden 54 und 55 kurzschließen
und damit in einer ähnlichen Weise wie in 3 den
RFID-Transponder 51 des montierten Prallkörpers 9 von
anderen unterscheidbar machen. Im Übrigen gelten die Erläuterungen
zu 3.
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Das
nächste Ausführungsbeispiel in 5 verwendet
eine optisch erkennbare Markierung des Prallkörpers 9,
nämlich einen zweidimensionalen Barcode 57. Dieser
ist an einer körperabgewandten Stirnfläche des
Prallkörpers 9 exzentrisch angebracht, wie der
kleine Ausschnitt rechts neben 5 zeigt,
und über ein Glasfaserbündel 58, dass
an seinem markierungszugewandten Ende gewissermaßen einen
Lesekopf bildet, erkennbar. Dazu kann das Glasfaserbündel 58 über
eine nicht dargestellte Lichtquelle, etwa eine LED oder Laserdiode
beleuchtet sein. Insbesondere kann der Barcode, statt in einem Zug,
quasi parallel, als Bild erfasst und dann elektronisch ausgewertet
zu werden, auch quasi seriell durch Abscannen unter Verwendung der
Mehrzahl Glasfasern (also der Glasfasern der Reihe nach) ausgelesen
werden.
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6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Prallkörper 9 einen
auf seiner Mantelfläche angebrachten Barcode 59 aufweist.
Dieser Barcode ist in 6 nur symbolisch als schwarzer Streifen 59 dargestellt.
Er ist dazu vorgesehen, vor Montage des Prallkörpers 9 durch
ein Lesegerät erkannt zu werden, das in dem bereits mehrfach
erwähnten Basisgerät eingebaut ist. Hier kommt
es also darauf an, dass der Benutzer sicherstellt, tatsächlich
den erkannten Prallkörper 9 und keinen anderen
zu montieren und, bereits als Voraussetzung hierfür, beim
Wechseln eines Prallkörpers 9 tatsächlich
auf eine neue Erkennung zu achten.
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Das
Ausführungsbeispiel in 7 ist nicht auf
eine optische Erkennung sondern eine elektrische gerichtet. Hierzu
ist ein auf derselben Umfangsfläche des Prallkörpers 9 wie
im vorherigen Ausführungsbeispiel umlaufender Widerstandsstreifen 60 vorgesehen,
der über Kontaktfedern 61 und 62 kontaktiert
werden kann. Durch unterschiedliche elektrische Widerstandswerte
des Widerstandsstreifen 60 zwischen den Abgriffsstellen
der Federkontakte 61 und 62 lassen sich unterschiedliche
Prallkörpertypen erkennen und unterscheiden.
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Bei
einer nicht dargestellten Ausführungsform könnten
in dieser Weise auch Speicher wie beispielsweise ein EEPROM eingesetzt
werden, die durch entsprechende Kontakte ausgelesen werden können.
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8 zeigt
wieder eine Spule, hier allerdings eine Detektorspule 63.
Sie dient zur induktiven Bestimmung des Prallkörpertyps
durch Ermittlung seiner magnetischen Impedanz. Dies setzt ausreichend deutliche
Unterschiede zwischen den in Frage kommenden Prallkörpertypen
hinsichtlich Material und/oder Größe und/oder
Form voraus. Für die Montage der Detektorspule 63 gelten
die Erläuterungen zur Empfangs/Sendespule 53 in 2.
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Das
letzte Ausführungsbeispiel in 9 bezieht
sich wieder auf eine optische Erkennung wie in 5.
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Hier
sind zwei Lichtleiter 64 und 65 vorgesehen, ähnlich
wie in 5. Beide sind lichtwellenleitende Glasfaserbündel.
Der Lichtleiter 64 läuft in seinem letzten Stück
durch die Applikatorkappe 3 und weist also eine nicht näher
dargestellte optische Koppelstelle zwischen Applikatorkappe 3 und
Einsatz 5 auf.
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Der
zweite Lichtleiter 65 läuft weiter innen und ähnlich
wie der Lichtleiter 58 aus 5. Hier werden
Punktfolgen als Markierung abgetastet, die beispielhaft bei der
Markierung 66 dargestellt sind, und bei der dem anderen
Lichtleiter 65 zugeordneten Markierung 67 in entsprechender
Weise an der Fase des Prallkörpers 9 vorhanden
sind. Dabei bilden die beiden Markierungen und die beiden Lichtleiter
Alternativen, die aber auch in Kombination vorgesehen sein können,
und verdeutlichen die unterschiedlichen geometrischen Möglichkeiten,
insbesondere die Anbringung auf einer Mantelfläche wie
bei der Markierung 66, die Anbringung auf einer schrägen
Fläche wie bei der Markierung 67 (und natürlich
die Anbringung an einer Stirnfläche wie 57 in 5).
Beispielsweise können die dargestellten vier schwarzen
Punkte zusammen mit der Lücke ein Startbit und weitere vier
Informationsbits darstellen. Auf das Startbit kann auch verzichtet
werden, wenn die drehsinngenaue Montage des Prallkörpers 9 ausreichend
präzise funktioniert. Dazu können die bereits
erläuterten Formschlüsse dienen, auch in Form
von Schrägen an dem Prallkörper 9, die
nur eine bestimmte drehsinnrichtige Montage ermöglichen,
weil sie Vorsprüngen an der Applikatorkappe 3 oder
dem Einsatz 5 entsprechen.
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Allen
bisher gezeigten Ausführungsformen ist gemeinsam, dass
die dargestellten Prallkörper 9 und bei bestimmten
Ausführungen auch die Applikatorkappen 3 nach
der Behandlung eines bestimmten Patienten und vor der Behandlung
des nächsten entnommen und gegen einen fabrikneuen Prallkörper 9 ausgetauscht
werden. Dabei können behandlungsabhängig verschiedene
Prallkörpertypen eingesetzt werden, insbesondere aus verschiedenen
Materialien und solchen mit oder ohne fokussierende Wirkung. Insbesondere
bei den Ausführungsformen mit geringem technischen Aufwand
und Wert der Markierung des Prallkörpers 9 (und
solchen ohne Markierung) können gebrauchte Prallkörper 9 weggeworfen werden
oder beispielsweise zum Aluminiumrecycling gebracht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0991447 [0003]
- - DE 1022007013288 [0027]
- - DE 102007013288 [0058]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - ”Biokompatibilität
von Siliziumnitrit-Keramik in der Zellkultur. Eine vergleichende
fluoreszenzmikroskopische und rasterelektronenmikroskopische Untersuchung”,
Laryngo-Rhino-Otol 2004, 83: 845–851, auch in Thieme-connect
des Georg Thieme Verlags und Thieme Medical Publishers, Inc. [0063]