Einflußgrößen auf das Druckpulsverhalten bei der endoureteralen elektrohydraulischen Lithotripsie

Zusammenfassung

Die theoretische Energie zur Funkenbzw. Stoßwellenerzeugung wird bei der elektrohydraulischen Lithotripsie durch die zugeführte Spannung und die Kapazität definiert. Im Versuchsaufbau ermöglichten ein regelbarer Trenntransformator und verschiedene, parallel geschaltete Kondensatoren die Nutzung variabler Spannungen (1,5 bis 6 kV) und Kapazitäten (50 bis 420 nF) zur Stoßwellenerzeugung. Energien zwischen 60 und 1300 mJ pro Entladung konnten appliziert werden. Mittels Strommeßspule und Spannungstastkopf sowie Polyvenyliden-Difluorid (PVDF)-Nadelhydrophon und hochauflösendem Oszilloskop wurden grundlegende Messungen über die tatsächliche elektrische Energie und das Druckpulsverhalten an 3,3-Ch.- Sonden zur endoureteralen Lithotripsie durchgeführt. Parasitäre Kapazitäten, Induktivitäten und Widerstände der Zuleitungen reduzieren die effektive Energie. Der maximale Druck und die Steilheit der Stoßwellenfront ist dabei ausschließlich von der zugeführten Spannung abhängig, während zusätzliche Energie in Form einer erhöhten Kapazität lediglich über die Pulsdauer das Pulsintegral beeinflußt. Verdünnung physiologischer Kochsalzlösung führt zu keiner Änderung der Stoßwelle. Die gezielte Modiflzierung der Stoßwelle durch Art und Umfang der zugeführten Energie ist in einem weiten Bereich möglich. Ein wesentlicher Einfluß auf die Steindesintegration und das Traumatisierungspotential im Harnleiter ist zu erwarten.

Abstract

The theoretical electrical energy in the spark discharge for electrohydraulic lithotripsy (EHL) depends on the voltage and the capacity applied. Using an insulating transformer and several capacitors, spark generation was provided by variable combinations of voltage (1,5 to 6 kV) and capacity (50 to 420 nF). Thus energies between 60 and 1300 mJ per discharge could be used. The electrical output was determinated by means of a high-voltage probe, a current coil and a digital oscilloscope. Peak pressures, rise times and pulse width of the shock waves were registered using a polyvinylidene difluoride (PVDF) needle-hydrophone. The effective electrical output is lower than calculated due to inductivities, capacities and resistances of the cables and plugs. The peak pressure and slope of the shock front depend solely on the voltage, while the pulse width is correlated to the capacity. The pulse intensity integral of the shock wave is the best equivalent to the applied energy. Dilution of normal salt solution has no impact on the shock wave. Energy and pattern of the single shock wave can be controlled systematically within a wide range. These features are presumed to have an important impact on the side effects and efficacy of EHL.

Key words

Endoureteral electrohydraulic lithotripsy - Ultrasonics - Shock wave energy - Endourology - Ureteroscopy