DE4110102A1 - Elektromagnetische druckimpulsquelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Druckimpuls­ quelle zur Erzeugung fokussierter Druckimpulse, welche elek­ trisch leitenden Membranmittel und diese antreibende Spulen­ mittel aufweist.

Derartige Druckimpulsquellen, bezüglich deren Aufbau und Funk­ tionsweise auf die US-PS 46 74 505 verwiesen wird, werden bei­ spielsweise in der Medizin eingesetzt und dienen hier zur nichtinvasiven Behandlung von Steinleiden, Knochenleiden und pathologischen Gewebeveränderungen. Dabei wird die Druckim­ pulsquelle normalerweise mittels eines flexiblen mit einem flüssigen Medium gefüllten Koppelkissens zur akustischen Kop­ pelung an die Körperoberfläche des Patienten appliziert. Dabei besteht infolge der Flexibilität des Koppelkissens die Mög­ lichkeit, unter Aufrechterhaltung des Kontaktes zwischen dem Koppelkissen und der Körperoberfläche den Abstand der Druck­ impulsquelle von der Körperoberfläche so einzustellen, daß der Fokus der Druckimpulse in der zu behandelnden Zone liegt, die je nach Behandlungsfall unterschiedlich tief unterhalb der Körperoberfläche liegen kann. Da auf diese Weise der Abstand des Fokus von der Körperoberfläche nur geringfügig variiert werden kann, hat es nicht an Vorschlägen gefehlt, hier Abhilfe zu schaffen. So wurde beispielsweise für ebene Druckimpuls­ quellen, deren Druckimpulse mit Hilfe akustischer Linsen fokussiert werden, vorgeschlagen, eine Fokusverlagerung da­ durch zu ermöglichen, daß zwei Linsen vorgesehen sind, deren Abstand voneinander variabel ist (DE-OS 37 35 993), bzw. daß eine als Flüssigkeitslinse ausgebildete Linse variabler Brenn­ weite (Variolinse) vorgesehen ist (DE-OS 37 39 393).

Die beschriebenen Lösungen zur Verlagerung des Fokus sind alle mit wesentlichen Nachteilen behaftet. So wird im Falle der Fokusverlagerung durch Verstellen des Abstands der Druckim­ pulsquelle der von der Körperoberfläche des Patienten bei dicht unterhalb der Körperoberfläche liegenden zu behandelnden Zonen die Belastung der schmerzempfindlichen Haut mit akusti­ scher Energie infolge der dann nur geringen zur Verfügung stehenden Eintrittsfläche für die Druckimpulse sehr hoch, mit der Folge, daß Schmerzempfindungen und sogar Hämatome auf­ treten können. Außerdem muß im Falle von Druckimpulsquellen, die zu Ortungszwecken einen in einer zentralen Bohrung der Druckimpulsquelle angeordneten Ultraschall-B-Scan-Applikator aufweisen, bei dicht bei der Körperoberfläche liegender zu behandelnder Zone der B-Scan-Applikator zurückgezogen werden, da er sich andernfalls im Ausbreitungsweg der Druckimpulse befinden würde. Dies hat zur Folge, daß während der Beauf­ schlagung des Patienten mit Druckimpulsen keine oder nur man­ gelhafte Ultraschall-Bilder erzeugt werden können. Es kommt hinzu, daß mit der Mechanik zur Verstellung der Druckimpuls­ quelle sowie gegebenenfalls des B-Scan-Applikators ein ganz erheblicher Aufwand verbunden ist.

Die vorstehenden Nachteile weist auch die Druckimpulsquelle nach der DE-OS 37 35 993 auf, wobei jedoch die Mechanik für die Verstellung der Druckimpulsquelle entfallen kann, dafür jedoch eine Mechanik zur Verstellung einer der Linsen erfor­ derlich ist. Durch Verwendung einer Variolinse gemäß der DE-OS 37 39 393 zur Fokusverlagerung lassen sich zwar die vorstehenden Nachteile vermeiden, jedoch gestattet eine Variolinse nur relativ geringfügige Fokusverlagerungen und zieht außerdem einen nicht unbeträchtlichen konstruktiven Aufwand und Platzbedarf nach sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elekromagneti­ sche Druckimpulsquelle der eingangs genannten Art so auszu­ bilden, daß auf einfache und kostengünstige Weise, insbeson­ dere unter Vermeidung aufwendiger Mechanik, der Fokus über einen weiten Bereich verlagerbar ist. Außerdem soll die Vor­ aussetzung dafür geschaffen werden, daß ein eventuell vor­ handener Ultraschall-Applikator auch während der Beschallung eines Objektes mit dessen Oberfläche in Kontakt bleiben kann. Weiter soll die im Bereich der Oberfläche des zu beschallenden Objektes auftretende Belastung mit akustischer Energie von der eingestellten Fokuslage im wesentlichen unabhängig sein.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine elek­ tromagnetische Druckimpulsquelle fokussierter Druckimpulse, welche elektrisch leitende Membranmittel und diese antreibende Spulenmittel aufweist und als annular array mit mehreren ring­ förmigen Zonen ausgebildet ist, die in veränderlicher zeit­ licher Zuordnung zueinander zur Druckimpulsabgabe aktivierbar sind. Wegen technischer Einzelheiten der insbesondere aus der Ultraschall-Diagnostik bekannten annular array-Technik wird auf den Artikel "Expanding-Aperture Annular Array", D.R. Dietz et al., Ultrasonic Imaging, Vol, 1, No. 1, 1979, Seiten 56 ff. verwiesen. Diese Veröffentlichung soll Bestandteil der Offen­ barung der vorliegenden Anmeldung sein. Infolge der Ausbildung der Druckimpulsquelle als annular array besteht die Möglich­ keit, durch geeignete Wahl der Zeitpunkte, zu denen die ein­ zelnen ringförmigen Zonen zur Druckimpulsabgabe aktivierbar sind, Druckimpulse mit unterschiedlich gekrümmten Wellenfron­ ten zu erzeugen und so unterschiedliche Lagen des Fokus der Druckimpulse einzustellen. Dies geschieht auf rein elektroni­ chem Wege, so daß jegliche Mechanik im Zusammenhang mit der Fokusverlagerung entfällt. Die Zeitpunkte, zu denen die ring­ förmigen Zonen zur Erzielung einer bestimmten Fokuslage zur Druckimpulsabgabe zu aktivieren sind, lassen sich leicht aus den mittleren Laufzeiten errechnen, die zwischen den einzelnen ringförmigen Zonen und dem eingestellten Fokus auftreten. Wer­ den alle ringförmigen Zonen gleichzeitig zur Druckimpulsabgabe aktiviert, entspricht die Krümmung der erzeugten Wellenfront der der ringförmigen Zonen. In allen anderen Fällen weicht die Krümmung der erzeugten Wellenfront von der der ringförmigen Zonen ab. Zur Verlagerung des Fokus ist eine Änderung des Ab­ standes der Druckimpulsquelle von der Oberfläche eines zu be­ schallenden Objektes nicht erforderlich, so daß die Größe des mit akustischer Energie beaufschlagten Bereiches der Ober­ fläche des zu beschallenden Objektes und damit die hier auf­ tretende Belastung mit akustischer Energie von der eingestell­ ten Lage des Fokus im wesentlichen unabhängig ist, was ins­ besondere im Hinblick auf medizinische Anwendungen wesentlich ist. Es kommt hinzu, daß auch dann, wenn die zu beschallende Zone und damit der Fokus der Druckimpulse dicht unter der Oberfläche des zu behandelnden Objektes liegt, ein etwa vor­ handener zentral angeordneter Ultraschall-B-Scan-Applikator nicht zurückgezogen werden muß, mit der Folge, daß stets eine gute Bildqualität gewährleistet ist und die zur Verstellung des B-Scan-Applikators erforderliche Mechanik entfallen kann. Normalerweise werden für eine bestimmte Lage des Fokus die Zeitpunkte, zu denen die einzelnen ringförmigen Zonen zur Druckimpulsabgabe aktiviert werden, unter dem Gesichtspunkt gewählt, daß die von den einzelnen ringförmigen Zonen aus­ gehenden Druckimpulse gleichzeitig in dem jeweils eingestell­ ten Fokus eintreffen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, durch geringfügige Abweichungen von diesen Zeitpunkten eine Vergrößerung des Fokusdurchmessers und damit eine Absenkung des im Fokus auftretenden Druckes zu erreichen, so daß die Charakteristik des Fokus, d. h. dessen Durchmesser und der im Fokus auftretende Druck, dem jeweiligen Anwendungsfall ange­ paßt werden kann. Außerdem können etwaige Abhängigkeiten des Druckes im Fokus und des Durchmessers des Fokus von der je­ weils eingestellten Lage des Fokus ausgeglichen werden. Des­ gleichen können die Apertur und/oder der Fokusdurchmesser so­ wie der im Fokus auftretende Druck beeinflußt werden, indem die Aktivierung der äußersten oder innersten ringförmigen Zone zur Druckimpulsabgabe völlig unterbleibt.

Die annular array-Technik ist aus der DE-OS 31 19 295 für piezoelektrische Druckimpulsquellen zur Erzeugung fokussierter Druckimpulse an sich bekannt. Allerdings wurde ein derartiges annular array wegen schwerwiegender Nachteile bisher nicht realisiert. So muß beispielsweise die bekannte piezoelektri­ sche Druckimpulsquelle zur Erzielung eines bestimmten Druckes im Fokus eine im Vergleich zu anderen Lösungsprinzipien sehr großen Durchmesser aufweisen. Dies macht eine sehr hohe Anzahl von ringförmigen Zonen erforderlich, was einen entsprechenden technischen Aufwand nach sich zieht. Außerdem müssen die äußersten ringförmigen Zonen sehr schmal ausgebildet sein, was technologische Probleme nach sich zieht, da ausreichend schma­ le Ringe der erforderlichen elektrischen Spannungsfestigkeit kaum realisierbar sind. Die Fachwelt ging daher davon aus, daß Druckimpulsquellen zur Erzeugung fokussierter Druckimpulse in annular array-Technik mit vertretbarem Aufwand nicht reali­ sierbar sind. Dies zeigt auch die EP-A-03 27 917, in der ver­ sucht wird, die Vorteile der annular array-Technik unter Ver­ meidung von deren Nachteilen beizubehalten. Dort ist nämlich eine Druckimpulsquelle mit einer Vielzahl von mosaikartig an­ geordneten Einzelwandlern beschrieben, bei der zur Fokusver­ lagerung die Einzelwandler mechanisch verstellt und außerdem zeitlich versetzt angesteuert werden. Hätte der Durchschnitts­ fachmann Überlegungen bezüglich einer elektromagnetischen Druckimpulsquelle in annular array-Technik angestellt, hätte er eine solche Druckimpulsquelle als äußerst problematisch angesehen, da er angenommen hätte, daß insbesondere die den äußeren ringförmigen Zonen zugeordneten Spulenanordnungen der Spulenmittel eine so hohe Induktivität aufweisen würden, daß ein nur geringer Strom fließen würde, wenn die jeweilige Spu­ lenanordnung in der üblichen Weise zur Erzeugung eines Druck­ impulses mit einem Hochspannungsimpuls beaufschlagt wird. Da der erzielbare Druck dem Quadrat der quer zur Windungsrichtung gemessenen Liniendichte des Stromes, der durch die Spulenan­ ordnung fließt, näherungsweise proportional ist, hätte der Fachmann somit annehmen müssen, daß zur Erzielung eines be­ stimmten Druckes elektromagnetische Druckimpulsquellen in annular array-Technik sehr große Abmessungen aufweisen müßten. Dies hätte bedeutet, daß einer der wesentlichen Vorteile der elektromagnetischen Druckimpulsquellen, nämlich ihre kompakte Bauform, der annular array-Technik zum Opfer fallen würde. Der Durchschnittsfachmann hätte daher den Gedanken an eine elek­ tromagnetische Druckimpulsquelle in annular array-Technik nicht weiter verfolgt. Außerdem hätte er diesen Gedanken des­ halb nicht weiter verfolgt, weil er davon ausgegangen wäre, daß die Membranmittel für jede der ringförmigen Zonen eine separate Membran aufweisen müßten, was einen enormen tech­ nischen Aufwand bedeuten würde.

Es hat sich aber in überraschender Weise gezeigt, daß die Mem­ branmittel gemäß bevorzugten Varianten der Erfindung eine ge­ meinsame Membran für mehrere ringförmige Zonen, insbesondere eine gemeinsame Membran für alle ringförmigen Zonen aufweisen können, wobei die Spulenmittel für jede der ringförmigen Zonen eine separate Spulenanordnung aufweisen. Wird eine bestimmte ringförmige Zone zur Druckimpulsabgabe aktiviert, indem die entsprechende Spulenanordnung mit einem Hochspannungsimpuls beaufschlagt wird, wird nämlich die entsprechende Membran der Membranmittel nicht in ihrer Gesamtheit angetrieben, wie dies an sich zu erwarten wäre. Vielmehr wird nur in denjenigen Be­ reich der Membran, der sich in unmittelbarer Nähe der Spulen­ anordnung befindet, eine die Membran antreibende Druckwelle eingeleitet. Die zu nicht zur Druckimpulsabgabe aktivierten ringförmigen Zonen gehörigen Bereiche der Membran bleiben im wesentlichen inaktiv. Falls auch geringfügige gegenseitige Beeinflussungen der ringförmigen Zonen ausgeschaltet werden sollen, kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorge­ sehen sein, daß die gemeinsame Membran zwischen einander be­ nachbarten ringförmigen Zonen mit ringförmigen Dehnsicken versehen ist.

Wenn gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, daß die ringförmigen Zonen und einer zur Be­ aufschlagung der den ringförmigen Zonen zugeordneten Spulen­ anordnungen mit Hochspannungsimpulsen vorgesehene Generator­ einrichtung derart dimensioniert sind, daß der Druck der von den ringförmigen Zonen jeweils ausgehenden Druckimpulse wenig­ stens im wesentlichen gleich groß ist, wirkt sich dies auf den zeitlichen Verlauf des im Fokus resultierenden Druckimpulses positiv aus, da die von den einzelnen ringförmigen Zonen aus­ gehenden Druckimpulsen auf ihrem Weg zu dem Fokus durch nicht lineare Kompressionseigenschaften der von den Druckimpulsen durchlaufenen Medien hinsichtlich ihrer Impulsform im wesent­ lichen gleichartig verändert werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist außerdem vorgesehen, daß die Spulenanordnungen der ringförmigen Zonen mittels der Genera­ toreinrichtung mit Hochspannungsimpulsen der gleichen Ampli­ tude beaufschlagt werden. Hierdurch wird zusätzlich eine wesentliche Vereinfachung der Generatoreinrichtung erreicht, da für alle ringförmigen Zonen Hochspannungsimpulse der glei­ chen Amplitude benötigt werden.

Eine Verringerung der Anzahl der ringförmigen Zonen und zu­ gleich eine Verringerung der Abmessungen, insbesondere des Durchmessers, der Druckimpulsquelle lassen sich erreichen, wenn gemäß vorteilhaften Varianten der Erfindung im Bereich jeder ringförmigen Zone die Membranmittel und die Spulenmittel um einen geometrischen Fokus gekrümmt sind, wobei die Membran­ mittel und die Spulenmittel vorzugsweise im Bereich einer ringförmigen Zone um einen gemeinsamen geometrischen Fokus gekrümmt sind. Infolge dieser Maßnahme weisen die Spulenanord­ nungen auch der äußeren ringförmigen Zonen eine nur geringe Induktivität auf, so daß für Hochspannungsimpulse gegebener Amplitude hohe Ströme in den Spulenanordnungen fließen und Druckimpulse entsprechend hohen Druckes erzeugt werden können. Ganz besonders kommen diese Vorteile zum Tragen, wenn die Mem­ branmittel und die Spulenmittel gemäß bevorzugten Varianten der Erfindung im Bereich jeder ringförmigen Zone sphärisch konkav gekrümmt sind und insbesondere im Bereich aller ring­ förmigen Zonen den gleichen Krümmungsradius aufweisen. In diesem Falle sind sowohl die Spulenmittel als auch die Mem­ branmittel kugelkalottenförmig ausgebildet, wobei sich gezeigt hat, daß für eine derartige Druckimpulsquelle mit einem Durch­ messer von etwa 160 mm und einem Krümmungsradius der kugel­ kalottenförmigen Membranmittel ebenfalls von etwa 160 mm vier ringförmige Zonen ausreichen, um eine Fokusverlagerung von insgesamt 100 mm zu erreichen. Dabei ist bei gegebener Ampli­ tude eines den Spulenmitteln zugeführten Hochspannungsimpulses der im Fokus erzielte Druck unabhängig von der Lage des Fokus nicht wesentlich geringer als bei einer gewöhnlichen kugel­ kalottenförmigen elektromagnetischen Druckimpulsquelle, wie sie beispielsweise in der DE-OS 33 12 014 beschrieben ist.

Ebenfalls eine geringe Anzahl von ringförmigen Zonen reicht aus, wenn gemäß weiteren Varianten der Erfindung der Druck­ impulsquelle eine insbesondere als Sammellinse ausgebildete akustische Linse vorgelagert ist, wobei diese Lösung im Hin­ blick auf den erforderlichen Fertigungsaufwand zusätzlich den Vorteil bietet, daß die Membranmittel und die Spulenmittel eben ausgebildet sein können. Die akustische Linse ist zweck­ mäßigerweise als Flüssigkeitslinse ausgebildet, da sich diese bei gleicher Fokussierungswirkung mit einer geringeren Dicke als Feststofflinsen aufbauen lassen.

Varianten der Erfindung sehen vor, daß der Druckimpulsquelle ein Reflektor zugeordnet ist, auf welchen die erzeugten Druck­ impulse auftreffen, wobei der Reflektor vorzugsweise um einen geometrischen Fokus gekrümmt ist. Auch in letzterem Falle ist infolge des Umstandes, daß der Reflektor bereits eine gewisse Fokussierungswirkung aufweist, nur eine relativ geringe Anzahl von ringförmigen Zonen erforderlich. Ein kompakter Aufbau der Druckimpulsquelle läßt sich realisieren, wenn die ringförmigen Zonen die Druckimpulse wenigstens im wesentlichen in radialer Richtung abstrahlen und der Reflektor die Druckimpulse wenig­ stens im wesentlichen in axialer Richtung reflektiert, wobei der Reflektor die Druckimpulsquelle vorzugsweise ringförmig umgibt, da sich auf diese Weise eine große Apertur realisieren läßt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die äußerste ringförmige Zone einen Außendurchmesser von 80 bis 200 mm aufweist und drei bis fünf ringförmige Zonen vorge­ sehen sind, wobei im Falle einer sphärischen Krümmung der Mem­ branmittel und der Spulenmittel die Membranmittel einen Krüm­ mungsradius zwischen ebenfalls 80 und 200 mm aufweisen, wobei der Krümmungsradius vorzugsweise dem Außendurchmesser der äußersten ringförmigen Zone entspricht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, die jeweils einen erfindungsgemäßen Druckimpulsgenerator im Längsschnitt zeigen.

Bei der elektromagnetischen Druckimpulsquelle gemäß Fig. 1 handelt es sich um eine Stoßwellenquelle für medizinische Zwecke, die z. B. wie in Fig. 1 angedeutet zur nicht invasiven Zertrümmerung eines Nierensteines S im Körper K eines Patien­ ten dient. Die Stoßwellenquelle ist im wesentlichen wie die in der DE-OS 33 12 014 beschriebene Stoßwellenquelle aufgebaut. Demnach ist ein aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff gebildeter Spulenträger 1 vorgesehen, der eine um den geome­ trischen Fokus FG der Stoßwellenquelle sphärisch konkav ge­ krümmte Auflagefläche 2 für insgesamt mit 3 bezeichnete Spu­ lenmittel aufweist. Der von dem Spulenträger 1 abgewandten Seite der Spulenmittel 3 gegenüberliegend sind Membranmittel in Gestalt einer einstückigen ebenfalls um den geometrischen Fokus FG der Anordnung sphärisch konkav gekrümmten Membran 4 vorgesehen. Die Membran 4 besteht aus einem elektrisch leiten­ den Werkstoff, beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Die Spu­ lenmittel 3 und die Membran 4 sind durch eine Isolierfolie 5 konstanter Dicke voneinander getrennt. Die Membran 4 ist längs ihres Randes zwischen dem Spulenträger 1 und einem an diesem mit Hilfe von Schrauben befestigten ringförmigen Halteteil 6 eingespannt, wobei nur die Mittellinien zweier Schrauben strichpunktiert angedeutet sind. An dem Halteteil 6 ist eine flexible Koppelmembran 7 aus einem polymeren Werkstoff ange­ bracht. Der von der Membran 4, dem Halteteil 6 und der Koppel­ membran 7 umgrenzte Raum ist mit einem flüssigen akustischen Ausbreitungsmedium für die von der Membran 4 ausgehenden Stoß­ wellen, beispielsweise Wasser, gefüllt.

Um zu erreichen, daß die Membran 4 wie dargestellt unter Zwi­ schenfügung der Isolierfolie 5 satt an den Spulenmitteln 3 an­ liegt, sind in Fig. 1 nicht dargestellte, in der DE-OS 33 12 014 beschriebene Maßnahmen getroffen, die es gestatten, das in dem Gehäuse 6 befindliche Wasser unter einen gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck zu setzen. Alternativ kann in ebenfalls nicht dargestellter Weise gemäß der EP-A- 01 88 750 der zwischen der Membran 4 und den Spulenmitteln 3 befindliche Raum evakuierbar sein.

Die Stoßwellenquelle weist eine zentrale Bohrung auf, die sich durch den Spulenträger 1, die Spulenmittel 3, die Isolierfolie 5 und die Membran 4 erstreckt. In dieser ist der Ultraschall- Kopf 8, beispielsweise ein Ultraschall-B-Scan-Applikator einer Ultraschall-Ortungseinrichtung, flüssigkeitsdicht aufgenommen. Der Ultraschall-Kopf 8 ist mittels schematisch angedeuteter Verstellmittel 9 zumindest in Richtung der durch den geometri­ schen Fokus FG verlaufenden Mittelachse M der Stoßwellenquelle verstellbar. Der Ultraschall-Kopf 8 kann somit in der für eine gute Bildqualität erforderlichen, in Fig. 1 dargestellten Wei­ se unter Zwischenfügung der Koppelmembran 7 in Kontakt mit der Körperoberfläche des Körpers K gebracht werden.

Im Gegensatz zu der Stoßwellenquelle gemäß der DE-OS 33 12 014 sind im Falle der Fig. 1 die Spulenmittel 3 nicht durch eine einzige sphärisch gekrümmte Spule gebildet, deren Windungen spiralförmig auf der Auflagefläche 2 angeordnet sind. Vielmehr weisen die Spulenmittel 3 statt dessen insgesamt vier konzen­ trisch zu der Mittelachse M der Stoßwellenquelle angeordnete Ringspulen 3a, 3b, 3c, 3d auf. Diese weisen die Anschlüsse 10a bis 10d und 11a bis 11d auf. Die diese jeweils verbindenden Windungen der Ringspulen 3a bis 3d sind spiralförmig auf der Auflagefläche 2 gewunden. Mit ihren Anschlüssen 10a bis 10d und 11a bis 11d sind die Ringspulen 3a bis 3d mit einem sche­ matisch als Blockschaltbild angedeuteten Hochspannungsimpuls­ generator 24 verbunden. Dieser enthält für jede der Ringspulen 3a bis 3d einen Hochspannungskondensator Ca bis Cd. Außerdem ist jeder Ringspule 3a bis 3d eine triggerbare Funkenstrecke 12a bis 12d zugeordnet, die es gestattet, den jeweiligen Hoch­ spannungskondensator Ca bis Cd in die jeweilige Ringspule 3a bis 3d zu entladen. Den Hochspannungskondensatoren Ca bis Cd ist eine einzige Ladestromquelle 13 zugeordnet, mittels derer die Hochspannungskondensatoren Ca bis Cd auf Hochspannung, beispielsweise 20 kV, aufladbar sind. Die Triggerelektroden der Funkenstrecken 12a bis 12d stehen über Triggerleitungen 14a bis 14d unter Zwischenschaltung von Impulsverzögerungs­ schaltungen 15a bis 15d mit dem Ausgang eines Triggerimpuls­ generators 16 in Verbindung. Dieser weist einen Umschalter 17 auf und erzeugt in Abhängigkeit von dessen Stellung entweder eine periodische Folge von Triggerimpulsen mit einer Frequenz von beispielsweise 2 Hz, jeweils einen Triggerimpuls bei Be­ tätigung eines an den Triggerimpulsgenerator 16 angeschlosse­ nen Tasters 18 oder jeweils einen Triggerimpuls, wenn ihm über eine Leitung 19 ein Steuerimpuls zugeführt wird, der in an sich bekannter Weise aus einer periodischen Körperfunktion, beispielsweise der Atmung, des Patienten abgeleitet wird. Die Verzögerungszeiten ta bis td der Impulsverzögerungsschaltungen 15a bis 15d sind über Steuerleitungen 20a bis 20d einstellbar. Die Steuerleitungen 20a bis 20d sind mit einem Steuergerät 21 verbunden, das zwei Stellknöpfe 22 und 23 aufweist, von denen der Stellknopf 22 dazu dient, den akustischen Fokus längs der Mittelachse der Stoßwellenquelle zwischen den Positionen FN und FF zu verlagern, wobei sich die Position FN näher als der geometrische Fokus FG bei der Stoßwellenquelle befindet und die Position FF weiter als dieser von der Stoßwellenquelle entfernt ist. Der Regler 23 dient dazu, den Durchmesser des akustischen Fokus zu verändern. Dabei soll unter dem akusti­ schen Fokus derjenige den Ort maximalen Druckes umgebende Be­ reich verstanden werden, der durch die - 6 db - Isobare begrenzt ist. Bei dem akustischen Fokus handelt es sich also um den­ jenigen Bereich, in dem der Druck wenigstens die Hälfte des maximal auftretenden Druckes beträgt. Unter dem Durchmesser des akustischen Fokus soll dessen maximaler Durchmesser in einer rechtwinklig zur Mittelachse M der Stoßwellenquelle verlaufenden Ebene verstanden werden.

Wird eine der Funkenstrecken 12a bis 12d getriggert, entlädt sich der entsprechende Hochspannungskondensator Ca bis Cd schlagartig in die entsprechende Ringspule 3a bis 3d. Der da­ bei durch die jeweilige Ringspule 3a bis 3d fließende impuls­ artige Strom ist von einem Magnetfeld begleitet. Infolge die­ ses Magnetfeldes werden in den der jeweiligen Ringspule 3a bis 3d gegenüberliegenden ringförmigen Bereich der Membran 4 Wir­ belströme induziert, deren Richtung der Richtung des in der jeweiligen Ringspule 3a bis 3d fließenden Stromes entgegenge­ setzt ist. Demnach sind die Wirbelströme von einem Magnetfeld begleitet, das dem zu dem durch die jeweilige Ringspule 3a bis 3d fließenden Strom gehörigen Magnetfeld entgegengerichtet ist. Zwischen der jeweiligen Ringspule 3a bis 3d und dem die­ ser gegenüberliegenden ringförmigen Bereich der Membran 4 tre­ ten also Abstoßungskräfte auf, die dazu führen, daß ein Druck­ impuls in das an die Membran 4 angrenzende Wasser eingeleitet wird. Dieser Druckimpuls weist eine ringförmige Wellenfront auf, die sphärisch gekrümmt ist, und zwar im wesentlichen um den geometrischen Fokus FG. Der Druckimpuls stellt sich auf seinem Weg durch das Wasser und das Körpergewebe des Patienten allmählich zu einer Stoßwelle auf. Hierunter soll ein Druckim­ puls mit sehr steiler Anstiegsflanke verstanden werden. Der Einfachheit halber wird im folgenden stets von Stoßwellen ge­ sprochen, unabhängig davon, ob sich ein erzeugter Druckimpuls bereits zur Stoßwelle aufgestellt hat oder noch nicht. Die Stoßwellenquelle gemäß Fig. 1 weist also vier ringförmige Zonen Za bis Zd auf, die unabhängig voneinander zur Ab­ gabe von Stoßwellen aktivierbar sind. Für den geometrischen Fokus FG sind in Fig. 1 die Randstrahlen der zu den ringför­ migen Zonen Za bis Zd gehörigen Druckimpulse strichpunktiert angedeutet.

Das Steuergerät 21 ist derart ausgebildet, daß für eine bei­ spielsweise mittlere Stellung des Stellknopfes 22 die Verzöge­ rungszeiten ta bis td gleich groß sind. Wird der Stellknopf 22 in diese Position gebracht und den Impulsverzögerungsschal­ tungen 15a bis 15d ein Triggerimpuls des Triggerimpulsgenera­ tors 16 zugeführt, werden also die ringförmigen Zonen Za bis Zd gleichzeitig zur Stoßwellenabgabe aktiviert. Infolge der sphärischen Krümmung der Membran 4 und der Ringspulen 3a bis 3d treffen die erzeugten Stoßwellen gleichzeitig in dem sich in der unmittelbaren Nähe des geometrischen Fokus FG ausbil­ denden akustischen Fokus, wo sich eine resultierende Stoßwelle ausbildet. Weiter ist das Steuergerät 21 derart ausgebildet, daß in der einen Extremstellung des Stellknopfes 22 solche Verzögerungszeiten ta bis td eingestellt werden, daß bei Auf­ treten eines Triggerimpulses zuerst die äußerste ringförmige Zone Za, dann die ringförmige Zone Zb, Zc und schließlich die innerste ringförmige Zone Zd zur Stoßwellenabgabe aktiviert wird, wobei die Verzögerungszeiten ta bis td so aufeinander abgestimmt sind, daß die von den einzelnen ringförmigen Zonen Za bis Zd ausgehenden Stoßwellen gleichzeitig in der Position FN des akustischen Fokus eintreffen. In der anderen Extrem­ stellung des Stellknopfes 22 sind die Verzögerungszeiten ta bis td so eingestellt, daß bei Auftreten eines Triggerimpulses zuerst die innerste ringförmige Zone Zd, dann die ringförmige Zone Zc, die ringförmige Zone Zb und schließlich die äußerste ringförmige Zone Za zur Stoßwellenabgabe aktiviert wird, wobei die Verzögerungszeiten ta bis td im einzelnen so gewählt sind, daß die von den ringförmigen Zonen Za bis Zd ausgehenden Stoß­ wellen gleichzeitig in der Position FF des akustischen Fokus eintreffen. Zwischen den beiden Extremstellungen des Stell­ knopfes 22 werden die Verzögerungszeiten ta bis td derart ver­ ändert, daß der akustische Fokus stufenlos zwischen den extre­ men Positionen FN und FF verschoben werden kann, wobei der bereits erläuterte Sonderfall auftritt, daß sämtliche Verzöge­ rungszeiten ta bis td identisch sind. Für jede Position des akustischen Fokus sind die Verzögerungszeiten ta bis td derart eingestellt, daß wie vorstehend bereits erläutert die von den ringförmigen Zonen Za bis Zd ausgehenden Stoßwellen gleich­ zeitig in dem jeweils eingestellten akustischen Fokus ein­ treffen.

Dies gilt jedoch nur für den Fall, daß sich der Stellknopf 23 in seiner einen Extremstellung befindet. Das Steuergerät 21 ist nämlich derart ausgebildet, daß die Verzögerungszeiten dann, wenn der Stellknopf 23 in Richtung auf seine andere Extremstellung verstellt wird, die Verzögerungszeiten ta bis td zunehmend von denjenigen Verzögerungszeiten abweichen, für die die von den ringförmigen Zonen Za bis Zd ausgehenden Stoß­ wellen gleichzeitig im jeweils eingestellten akustischen Fokus eintreffen. Dabei beträgt die maximale Abweichung im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispieles ± 100% der für das gleich­ zeitige Eintreffen der Stoßwellen im jeweils eingestellten akustischen Fokus erforderlichen Verzögerungszeiten ta bis td. Während sich für den Fall des gleichzeitigen Eintreffens aller Stoßwellen in dem jeweils eingestellten akustischen Fokus der maximale Druck und der kleinste Fokusdurchmesser ergeben, tre­ ten mit zunehmender Abweichung der Verzögerungszeiten ta bis td eine Verringerung des maximalen Druckes und eine Vergröße­ rung des Durchmessers des akustischen Fokus auf, so daß der maximale Druck und der Durchmesser des akustischen Fokus den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden können. Für Abwei­ chungen der Verzögerungszeiten ta bis td um ± 100% ergibt sich eine Verringerung des maximalen Druckes um ca. 50% und eine Vergrößerung des Durchmessers des akustischen Fokus um ca. 100%. Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispieles ist übrigens das Steuergerät 21 derart ausgebildet, daß bei von der einen Extremstellung abweichenden Stellungen des Stell­ knopfes 23 die Verzögerungszeiten ta und tc derart verändert werden, daß die von den ringförmigen Zonen Za und Zc ausgehen­ den Stoßwellen gleichzeitig an einem Punkt eintreffen, der weiter als der mittels des Stellknopfes 22 eingestellte aku­ stische Fokus von der Stoßwellenquelle entfernt ist. Die Ver­ zögerungszeiten tb und td stellen das Steuergerät 21 derart ein, daß die von den ringförmigen Zonen Zb und Zd ausgehenden Stoßwellen gleichzeitig an einem Punkt eintreffen, der näher bei der Stoßwellenquelle liegt als der eingestellte akustische Fokus. Dabei nimmt das Maß, um das die genannten Punkte in der einen oder anderen Richtung außerhalb des akustischen Fokus liegen, mit von der einen Extremstellung abweichenden Stellung des Stellknopfes 23 zu.

Aus der Fig. 1, in die die äußersten und innersten Randstrah­ len der Druckimpulse für die Fälle der Fokussierung auf FN und FF strichpunktiert eingetragen sind, ist ersichtlich, daß die Verlagerung des Fokus praktisch ohne Einfluß auf die Größe der mit akustischer Energie beaufschlagten Zone der Körperober­ fläche des Patienten ist, so daß auch bei der Beschallung dicht unterhalb der Körperoberfläche liegender Steine keine Schmerzempfindungen oder Hämatome auftreten können. Außerdem ist aus der Fig. 1 ersichtlich, daß der Ultraschall-Kopf 8 auch bei dem kürzest möglichen Fokusabstand FN unter Zwischen­ fügung der Koppelmembran 7 mit der Oberfläche des Körpers K in Eingriff bleiben kann, ohne daß er sich im Ausbreitungsweg der Stoßwellen befindet. Die ringförmigen Zonen Za bis Zd und die entsprechenden Ringspulen 3a bis 3d sind unter Berücksichti­ gung der Kapazitäten und der Ladespannungen der Kondensatoren Ca bis Cd - sowohl die Ladespannungen als auch die Kapazitäten sind im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispieles gleich - derart dimensioniert, daß die Stoßwellen in unfokussiertem Zu­ stand, d. h. in unmittelbarer Nähe der Membran 4, jeweils den gleichen Druck erreichen. Dies ist bei einer Druckimpulsquelle gemäß Fig. 1 beispielsweise dann der Fall, wenn der Außen­ durchmesser D der äußersten ringförmigen Zone Za und der Krümmungsradius R der Membran jeweils 160 mm betragen, die Radien r0 bis r4 30 mm, 45 mm, 61 mm, 63 mm und 80 mm betragen und die Ringspulen 3a bis 3d acht Windungen bei einem Draht­ durchmesser von 1 mm, neun Windungen bei einem Drahtdurch­ messer von 1,5 mm, zwölf Windungen bei einem Drahtdurchmesser von ebenfalls 1,5 mm und vierzehn Windungen bei einem Draht­ durchmesser von 1 mm aufweisen.

Bei einer derartigen Dimensionierung liegen die sich ergeben­ den Induktivitäten der Ringspulen 3a bis 3d wie bei in der Praxis üblichen Druckimpulsquellen in der Größenordnung von wenigen µH mit der Folge, daß bei einer der in der Praxis üblichen Kapazität entsprechenden Gesamtkapazität der Hoch­ spannungskondensatoren Ca bis Cd Ströme in in etwa der gleichen Höhe wie bei herkömmlichen Druckimpulsquellen fließen. Die unterschiedlichen Drahtdurchmesser sind in Fig. 1, in der übrigens die Drahtdurchmesser der Ringspulen 3a bis 3d und die Dicken der Membran 4 und der Isolierfolie 5 der Deutlich­ keit halber übertrieben dargestellt sind, nicht gezeigt. Bei der angegebenen Dimensionierung kann der Fokus der Stoßwellen um insgesamt 100 mm verschoben werden, ohne daß ein nennens­ werter Druckverlust auftritt. Die den geringsten Abstand von der Stoßwellenquelle aufweisende Fokusposition FN weist einen Abstand von etwa 54 mm von dem geometrischen Fokus FG auf.

Je ein Anschluß der Hochspannungskondensatoren Ca bis Cd liegt auf Massepotential. Über in der Fig. 1 nicht dargestellte Koaxialleitungen sind die Hochspannungskondensatoren Ca bis Cd unter Zwischenfügung der Funkenstrecken 12a bis 12d derart mit den Ringspulen 3a bis 3d verbunden, daß nur zwischen den Ring­ spulen 3b und 3c eine hohe Potentialdifferenz auftritt. Es muß also nur zwischen den Ringspulen 3b und 3c ein erhöhter Isola­ tionsaufwand betrieben werden, was in Fig. 1 dadurch angedeu­ tet ist, daß zwischen diesen ein etwas vergrößerter Abstand vorliegt. Die Zwischenräume zwischen den Ringspulen 3a bis 3d sowie zwischen deren Windungen sind übrigens in nicht darge­ stellter Weise mit einem isolierenden Gießharz ausgefüllt.

Bei der Behandlung wird derart vorgegangen, daß die Stoßwel­ lenquelle und der Körper K des Patienten relativ zueinander zunächst derart positioniert werden, daß sich das zu zertrüm­ mernde Konkrement auf der Mittelachse M der Stoßwellenquelle befindet. Dies geschieht mit Hilfe der Ultraschall-Ortungsein­ richtung, mit der der Ultraschall-Kopf 8 über eine Leitung 8a verbunden ist. In das in nicht dargestellter, an sich bekann­ ter Weise auf einem Bildschirm dargestellte Ultraschall-Bild wird eine linienförmige Markierung eingeblendet, deren Lage der der Mittelachse M entspricht. Anschließend wird durch Betätigen des Stellknopfes 22 der akustische Fokus derart verlagert, daß er mit dem zusammenfällt. Dies ist in Fig. 1 durch die Angabe des akustischen Fokus F angedeutet. Die Lage des akustischen Fokus kann in dem Ultraschall-Bild anhand einer Marke kontrolliert werden, deren Lage sich bei Betäti­ gung des Stellknopfes 22 entsprechend der Verlagerung des akustischen Fokus ändert. Entsprechende Informationen sind der Ultraschall-Ortungseinrichtung von dem Steuergerät 21 über eine Leitung 21a zugeführt. Da die Lage der den akustischen Fokus kennzeichnenden Marke von der Position des Ultraschall- Kopfes längs der Mittelachse M abhängt, sind entsprechende Informationen der Ultraschall-Ortungseinrichtung von den Ver­ stellmitteln 9 über eine Leitung 9a zugeführt. Ist der akusti­ sche Fokus in der beschriebenen Weise eingestellt, wird der Nierenstein S durch eine Serie von Stoßwellen in Fragmente zerkleinert, die so klein sind, daß sie auf natürlichem Wege ausgeschieden werden können.

In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, die mit der zuvor beschriebenen in bestimmten Punkten übereinstimmt, weshalb gleiche oder ähnliche Elemente die gleichen Bezugs­ zeichen tragen. Ein wesentlicher Unterschied zu der zuvor be­ schriebenen Ausführungsform besteht darin, daß die Auflage­ fläche 2 an dem einen Ende eines rohrförmigen Gehäuses 30 mit­ tels strichpunktiert angedeuteter Schranken des Spulenträgers 1 eben ausgebildet ist und demzufolge auch die Spulenmittel 3 mit den Ringspulen 3a bis 3d, die Membran 4 und die Isolier­ folie 5 eben ausgebildet sind. Als Ersatz für die fehlende sphärische Krümmung ist der Stoßwellenquelle eine akustische Sammellinse in Form einer plan konvexen Flüssigkeitslinse 25 vorgelagert. Die Flüssigkeitslinse 25 besitzt eine aus Poly­ methylpentene (TPX) gebildete Eintrittswand 26, eine aus Poly­ tetrafluoräthylen gebildete Austrittswand 27 und als zwischen Eintritts- und Austrittswand 26 und 27 eingeschlossene Linsen­ flüssigkeit 28 eine Fluor-Kohlenstoff-Flüssigkeit, z. B. Flu­ tec PP3 oder Fluorinert FC 75 (eingetragene Warenzeichen). Da das an seinem anderen Ende durch die Koppelmembran 7 ver­ schlossene Gehäuse 30 als Ausbreitungsmedium für die Stoßwel­ len Wasser enthält und in der Linsenflüssigkeit 28 die Schall­ ausbreitungsgeschwindigkeit geringer als in Wasser ist, be­ wirkt die plan konvexe Gestalt der Flüssigkeitslinse 25 für den Fall, daß die ringförmigen Zonen Za bis Zd gleichzeitig zur Druckimpulsabgabe aktiviert werden und somit eine einzige ebene Stoßwelle bei der Flüssigkeitslinse 25 eintrifft, eine Fokussierung der Stoßwellen auf einen mit FG bezeichneten geometrischen Fokus, der auf der Mittelachse M der Stoßwellen­ quelle liegt. Durch Betätigung der Stellknöpfe 22 bzw. 23 des in Fig. 2 nicht nochmals dargestellten Hochspannungsimpuls­ generators 24 kann der Fokus der Stoßwellen stufenlos zwischen den Positionen FN und FF verschoben werden bzw. eine Verände­ rung des Druckes und des Durchmessers des akustischen Fokus bewirkt werden. Die Verwendung einer Flüssigkeitslinse 25, diese könnte übrigens auch bikonvex ausgebildet sein, bietet gegenüber einer plankonkaven oder bikonkaven Feststofflinse, die beispielsweise aus Polystyrol bestehen könnte, den Vorteil einer geringeren Dicke. Allerdings können bei der Übertragung großer akustischer Leistungen wegen der stark nichtlinearen Kompressionseigenschaften der Linsenflüssigkeit 28 Probleme auftreten.

Die Membran 4 weist zwischen den ringförmigen Zonen Za bis Zd Dehnsicken 29a bis 29c auf, die die Elastizität der Membran 4 erhöhen und somit einem vorzeitigen Ausfall wegen überhöhter mechanischer Beanspruchungen vorbeugen. Wie in Fig. 2 darge­ stellt, können weitere Dehnsicken am Außenrand der ringförmi­ gen Zone Za und dem Innenrand der ringförmigen Zone Zd vor­ gesehen sein.

Die in Fig. 3 dargestellte Druckimpulsquelle ist nach dem in der DE-OS 38 35 318 beschriebenen bekannten Prinzip der LARS- Quelle (Large Aperture Ringshaped Soundsource) aufgebaut und weist demnach als Membranmittel eine radial auswärts abstrah­ lende rohrförmige Membran 35 auf, die mit Hilfe von innerhalb der Membran 35 angeordneten, auf einen rohrförmigen Spulenträ­ ger 36 schraubenförmig gewickelten Spulenmitteln 37 antreibbar ist. Die Membran 35 und die Spulenmittel 37 sind durch eine Isolierfolie 38 voneinander getrennt. Die Spulenmittel 37 sind in vier axial aufeinanderfolgend auf dem Spulenträger 36 ange­ ordnete Rohrspulen 39a bis 39d unterteilt, die in zur Fig. 1 analoger Weise über Anschlüsse 40a bis 40d und 41a bis 41d mit dem in Fig. 3 nicht dargestellten Hochspannungsimpulsgenerator 24 verbunden sind. Bei Beaufschlagung der Rohrspulen 39a bis 39d expandiert der die jeweilige Rohrspule 39a bis 39d um­ gebende Bereich der Membran radial, mit der Folge, daß eine Stoßwelle in das in dem Stoßwellengenerator als Ausbreitungs­ medium enthaltene Wasser eingeleitet wird. Es sind also ins­ gesamt vier ringförmige Zonen Za bis Zd vorhanden, die zur Abgabe von sich radial ausbreitenden Stoßwellen aktivierbar sind. Die Stoßwellen treffen auf einen die Membran 35 ringför­ mig umgebenden Reflektor 42, dessen Reflektorfläche durch die Rotation des Abschnittes einer strichpunktiert angedeuteten Parabel P erzeugt ist, deren Brennpunkt, der dem geometrischen Fokus FG der Anordnung entspricht, auf der Mittelachse M der Stoßwellenquelle liegt. Der Scheitel SCH der Parabel P liegt auf einer die Mittelachse M rechtwinklig schneidenden Geraden. Werden alle vier ringförmige Zonen Za bis Zd gleichzeitig zur Stoßwellenabgabe aktiviert, wird eine Stoßwelle mit zylindri­ scher Wellenfront in das Wasser eingeleitet, die dann durch den Reflektor 42 auf den Brennpunkt der Parabel P, der mit dem geometrischen Fokus FG der Anordnung identisch ist, fokussiert werden. Durch Betätigung der Stellknöpfe 22 und 23 des Hoch­ spannungsimpulsgenerators 11 kann der akustische Fokus wieder zwischen den Positionen FN und FF verlagert werden bzw. können der Druck und der Durchmesser des akustischen Fokus variiert werden. Der Ultraschall-Kopf 8 ist in einer zentralen Bohrung des Spulenträgers 36 längsverschieblich angeordnet. Die ent­ sprechenden Verstellmittel sind nicht dargestellt.

Den beschriebenen Ausführungsformen gemeinsam ist der Vorteil, daß eine Verstellbarkeit des akustischen Fokus über einen weiten Bereich von beispielsweise 100 mm erreicht wird und die als annular array ausgeführte Stoßwellenquelle dennoch nur vier ringförmige Zonen aufweisen muß. Der zu treibende Mehr­ aufwand hält sich in Grenzen, weil für alle ringförmigen Zonen eine gemeinsame Membran verwendet werden kann, lediglich eine Unterteilung der Spulenmittel in eine der Anzahl der ringför­ migen Zonen entsprechende Anzahl von Ring- bzw. Rohrspulen er­ forderlich ist, statt einem großen Kondensator eine der der ringförmigen Zonen entsprechende Anzahl kleinerer Kondensato­ ren und statt einer Funkenstrecke insgesamt eine der der ring­ förmigen Zonen entsprechende Anzahl von Funkenstrecken bereit­ gestellt werden müssen und nur eine relativ unkomplizierte Elektronik (Steuergerät und Impulsverzögerungsschaltungen) erforderlich ist. Bei etwas reduzierten Ansprüchen an die Qualität der Fokussierung und/oder den Verstellbereich des akustischen Fokus können auch drei ringförmige Zonen aus­ reichend sein.

Abweichend von den beschriebenen Ausführungsbeispielen können im Falle der Fig. 1 die kugelkalottenförmige Krümmung, im Falle der Fig. 2 die akustische Linse und im Falle der Fig. 3 die Krümmung des Reflektors entfallen. Die Fokussierung muß dann ausschließlich auf elektronischem Wege erfolgen, was eine erhöhte Anzahl von ringförmigen Zonen erforderlich macht, wenn die gleiche Verstellbarkeit des akustischen Fokus und die gleiche Qualität der Fokussierung erreicht werden sollen.

Im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen wird die er­ findungsgemäße Druckimpulsquelle ausschließlich zur Zertrüm­ merung von Konkrementen verwendet. Sie kann jedoch auch zu anderen medizinischen und nichtmedizinischen Zwecken einge­ setzt werden.

Claims (19)

1. Elektromagnetische Druckimpulsquelle zur Erzeugung fokus­ sierter Druckimpulse, welche elektrisch leitende Membranmittel (4; 35) und diese antreibende Spulenmittel (3; 37) aufweist und als annular array mit mehreren ringförmigen Zonen (Za, Zb, Zc, Zd) ausgebildet ist, die in veränderlicher zeitlicher Zu­ ordnung zueinander zur Druckimpulsabgabe aktivierbar sind.

2. Druckimpulsquelle nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Membranmittel eine gemein­ same Membran (4) für mehrere ringförmige Zonen (Za, Zb, Zc, Zd) aufweisen, wobei die Spulenmittel (3; 37) für jede der ringförmigen Zonen (Za, Zb, Zc, Zd) eine separate Spulenan­ ordnung (3a, 3b, 3c, 3d; 39a, 39b, 39c, 39d) aufweisen.

3. Druckimpulsquelle nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Membranmittel eine gemein­ same Membran (4) für alle ringförmigen Zonen (Za, Zb, Zc, Zd) aufweisen.

4. Druckimpulsquelle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Membran (4) zwischen wenigstens zwei einander benachbarten ringförmigen Zonen (Za, Zb, Zc, Zd) mit zumindest einer ringförmigen Dehn­ sicke (29a, 29b, 29c) versehen ist.

5. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die ringför­ migen Zonen (Za, Zb, Zc, Zd) und eine zur Beaufschlagung der ihnen zugeordneten Spulenanordnungen (3a, 3b, 3c, 3d; 39a, 39b, 39c, 39d) mit Hochspannungsimpulsen vorgesehene Genera­ toreinrichtung (11) derart dimensioniert sind, daß der Druck der von den ringförmigen Zonen (Za, Zb, Zc, Zd) jeweils aus­ gehenden Druckimpulse im wesentlichen gleich groß ist.

6. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spulen­ anordnungen (3a, 3b, 3c, 3d; 39a, 39b, 39c, 39d) mittels der Generatoreinrichtung (11) mit Hochspannungsimpulsen der glei­ chen Amplitude beaufschlagt werden.

7. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich jeder ringförmigen Zone (Za, Zb, Zc, Zd) die Membranmittel (4) und die Spulenmittel (3) um einen geometrischen Fokus (FG) ge­ krümmt sind.

8. Druckimpulsquelle nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Membranmittel (4) und die Spulenmittel (3) im Bereich aller ringförmigen Zonen (Za, Zb, Zc, Zd) um einen gemeinsamen geometrischen Fokus (FG) ge­ krümmt sind.

9. Druckimpulsquelle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranmittel (4) und die Spulenmittel (3) im Bereich jeder ringförmigen Zone (Za, Zb, Zc, Zd) sphärisch konkav gekrümmt sind.

10. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mem­ branmittel (4) bzw. die Spulenmittel (3) im Bereich aller ringförmigen Zonen (Za, Zb, Zc, Zd) den gleichen Krümmungs­ radius aufweisen.

11. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck­ impulsquelle eine akustische Linse (25) vorgelagert ist.

12. Druckimpulsquelle nach Anspruch 10 oder 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die akustische Linse (25) als Sammellinse ausgebildet ist.

13. Druckimpulsquelle nach Anspruch 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die akustische Linse als Flüssigkeitslinse (25) ausgebildet ist.

14. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck­ impulsquelle ein Reflektor (42) zugeordnet ist, auf welchem die erzeugten Druckimpulse auftreffen.

15. Druckimpulsquelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (42) um einen geometrischen Fokus (FG) gekrümmt ist.

16. Druckimpulsquelle nach Anspruch 14 oder 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die ring­ förmigen Zonen (Za, Zb, Zc, Zd) die Druckimpulse wenigstens im wesentlichen in radialer Richtung abstrahlen und der Reflektor (42) die Druckimpulse wenigstens im wesentlichen in axialer Richtung reflektiert.

17. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (42) die Druckimpulsquelle ringförmig umgibt.

18. Druckimpulsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste ringförmige Zone (Za) einen Außendurchmesser von 80 bis 200 mm aufweist und wenigstens drei ringförmige Zonen vor­ gesehen sind.

19. Druckimpulsquelle nach den Ansprüchen 9, 10 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mem­ branmittel (4) einen Krümmungsradius zwischen 80 und 200 mm aufweisen.