Stoßwellenlithotripsie: mit dem Piezoeffekt gegen Nierensteine

Stoßwellentherapie in medizinischen Anwendungen

Die extrakorporale Stoßwellenlithotripsie (ESWL) oder berührungsfreie Nierensteinzertrümmerung nutzt Stoßwellen, also kurzzeitige akustische Impulse von wenigen Millionstel Sekunden Dauer, um Nierensteine zu zertrümmern.

Die Wirkungsweise basiert zum einen auf einer mechanischen Kraftentfaltung an akustischen Grenzflächen (Änderung der akustischen Impedanz). Zum anderen wird im Gewebe Kavitation erzeugt, die sekundär zu nadelstichartigen Belastungen von Grenzflächen führt. Die Summe dieser Krafteinwirkungen führt zur Zerstörung von spröden Materialien wie z. B. von Nierensteinen.

Weitere Nutzung von Stoßwellen

Hochenergetische Stoßwellen (ESWT) können auch zerstörungsfrei genutzt werden, z. B. in der Orthopädie zur Therapie von Knochen- und Gelenkschäden oder Entzündungen. Die Stoßwellen haben hier stimulierende Effekte auf den Heilungsprozess.

Anwendung des Piezoeffekts

Die Stoßwellen werden mit piezoelektrischen Elementen erzeugt. Um eine gerichtete Welle zu erzeugen, werden viele Piezoelemente auf einer Kugelkalotte angeordnet und synchron angeregt. Dadurch fokussiert sich die Energie in der Stoßwelle.

Es entstehen Druckamplituden bis über 100 MPa auf präzise begrenztem Raum. Piezoelektrische Systeme besitzen eine hohe Wiederholgenauigkeit und eine gute Dosierbarkeit auch in niedrigen Energiebereichen.

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Katalog: Piezokeramische Materialien und Bauelemente

Grundlagen, Eigenschaften und Anwendungen
CAT125
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