CN1162439A - 能方便地调整所期望的与基准点距离的治疗仪 - Google Patents

Abstract

一种能方便地调整所期望的与基准点距离的治疗仪，它有一个具有声音传播介质的声波源；有调整装置，借助于此调整装置可以调节病人身体表面与源的基准点之间所要求的距离；有用于确定病人身体表面与基准点的距离的装置，其中包括一个装在源内部可沿源的声轴方向移动的触诊器，在确定距离时触诊器至少间接地接触病人体表；以及，有用于定量指示距离的指示器。

Description

能方便地调整所期望的 与基准点距离的治疗仪

本发明涉及一种治疗仪，它有一个具有声音传播介质的声波源；有调整装置；借助于此调整装置可以调节源与病人身体部分之间所期望的距离；以及，有用于确定源与病人身体部分之间距离的装置。

上述类型的治疗仪例如用于治疗患有肾结石的病人，通常在聚焦的声波作用下来粉碎肾结石。在这种情况下，对于病人的治疗有重要意义的是，声波源与病人身体部分之间的距离，例如与病人的身体表面之间的距离能这样加以调整，即使声波的焦点区至少基本上位于要粉碎的肾结石上，以免由于聚焦的声波损伤健康的组织。为此，上述治疗仪包括调整和确定病人的身体部分与源之间距离的装置，它们大多涉及超声波定位器。

由DE 3913023C2和EP 445322A1例如已知此类治疗仪，它们各有一个装在声波源内并可沿源的声学轴方向移动的超声波定位器。

在小册子US 5095907中介绍了一种治疗仪，它有一根可沿声轴方向移动的杆和一个装在杆上的超声波定位器，其中，为了调整声波源的焦点位置，在声波源中的声音传播介质的体积可以改变。

在有些治疗方案中，例如借助于聚焦的声波治疗疼痛，对于调整和确定声波源与要治疗的病人身体部分之间的距离的精度要求较低，因为在这种治疗方案中，由于聚焦的声波对健康组织损害的危险较小。因此已经考虑到出自于成本方面的原因，完全取消这种用于确定病人身体部分与源之间距离的装置，但是这样做并不是在任何情况下都是明智的。

因此本发明的目的是，改进本文前言所述类型的治疗仪，使它的源与要治疗的病人身体表面之间的距离，能以简单和费用低廉的方法确定并加以调整。

按本发明为达到这一目的是通过一种本文前言所述类型的治疗仪来实现的，这种治疗仪有一个具有声音传播介质的声波源；有调整装置，借助于此调整装置可以调节病人身体表面与源的基准点之间所期望的距离；有用于确定病人身体表面与基准点的距离的装置，其中包括一个装在源内部可沿源的声轴方向移动的触诊器，在确定距离时触诊器至少间接地接触病人体表；以及，有用于定量地指示距离的指示器。因此，医生可以在他将声波源相对于要治疗的病人身体部分定位并使源的声轴至少基本上通过病人要治疗的身体部分延伸后，通过他将相对于源处于相应于所期望距离的位置上的触诊器放在病人的身体表面，可以用简单的方法调整源的基准点离病人身体表面为所要求的距离。在这种情况下，触诊器直接地或例如通过源的连接薄膜间接地贴靠着病人的体表。此时，指示器定量地指示当时距离的实际值，用于调整源的基准点与病人身体部分之间所要求的距离。因此医生可以借助于由指示器所指示的数量上的距离值，快速和可靠地调整源的基准点与身体表面之间所期望的距离。

按本发明的一种最佳的实施形式，为触诊器配设测量装置，用于确定触诊器上规定用于贴靠在体表上的部位与基准点的距离，测量装置最好包括一个位置传感器。位置传感器发出一个信号，借助于这一信号可以不断地从数量上确定触诊器靠在体表上的部位与基准点之间当前的实际距离。在这种情况下触诊器可以以简单的方式手动或自动地沿源的声轴方向移动。

本发明另一种实施形式规定，测量装置在形式上是一个刻好度的刻度尺。刻度尺最好设在触诊器上以及这样刻度，即，当触诊器直接或间接地靠放在病人体表时，能直接地例如由医生从刻度尺上读出源的基准点离体表的距离。刻度尺可以作为确定距离的唯一测量装置，或作为除位置传感器之外加设的。

按本发明的方案，最好是一个杯状的筒的触诊器设计为，能从声波源安装此触诊器的区域取出。这就允许根据选择使用另外的装置，例如一种光学的定位器。

按本发明的另一种实施形式，调整装置包括一个控制和计算单元以及用于根据选择将声音传播介质输入声波源中或从声波源输出声音传播介质的机构。在这种情况下，用于根据选择将声音传播介质输入声波源或从声波源输出声音传播介质的机构，包括有一个声音传播介质的储箱、软管、至少一个输入和输出接头和至少一台泵。借助于此调整装置，可根据选择将声音传播介质输入声波源的一个盛放声音传播介质的腔内或从此腔内输出声音传播介质，声波源通过一个柔性的弹性的流体密封地封盖着的连接薄膜贴靠在病人的身体上，以便将声波引入病人的体内。因此，此源可以从病人的身体上移开或放在病人的身体上，而使声波的焦点区位于病人的要治疗的身体部位上。此时，借助于准备好待用的指示器，可连接地调整源的基准点离病人体表距离的实际值和额定值。

本发明另一种实施形式规定，为了定量地指示源的基准点与病人体表之间的距离，指示器有一个监控器，在监控器上指示出定量的当前实际距离。以此方式使距离的调整能易于控制和便于操纵。

按本发明的一种方案，指示器附加地或唯一地有一个指针。指针与最好设在杯状筒外表面上的刻度尺配合工作，而且，指在刻度尺上的指针尖定量地指出病人体表与起基准点作用的指针之间当时的距离，此时，杯状的筒直接或间接地贴靠在病人的体表上。本发明这一实施形式的特点在于成本低廉，因为可以取消用来定量确定或指示距离的电子测量和指示设备。

下面借助于在所示附图中表示的两种用于疼痛治疗的治疗仪的例子来说明本发明，附图中：

图1为按本发明的治疗仪局部剖切局部方框式视图；

图2为按图1的治疗仪局部剖切视图和有关距离的说明；

图3为按本发明的另一种治疗仪局部剖切局部方框式视图；

图4为按图3的治疗仪局部剖切视图和有关距离的说明；以及

图5为按图3的治疗仪细节。

按图1的本发明治疗仪有一个总体用10表示的聚焦的声波源，它通过支架11装在一个只是示意表示的调整器12上。调整器12可以使源10沿图1所画的空间座标系的轴X、Y、Z的方向调整。在调整器12上连接有一个操纵和供电装置13，其中包括为用于源10工作所需的全部设备，以及设有操纵治疗仪的键盘。源10包括一个后面还要详细介绍的中央透光区，并通过一个同样透光的连接薄膜14靠放在病人P的体表上，以便能将治疗仪工作时产生的聚焦的声波导入例如抱怨在身体部位B疼痛的病人P的体内。

由图1可见，聚焦的声波源10包括一个图中没有详细表示的电磁式压力脉冲源16和一个声音会聚透镜17。会聚透镜17将压力脉冲源16发出的压力脉冲聚焦在焦点F上，在这里实际上涉及的是一个空间的焦点区。焦点F位于源10的声轴A上，这一声轴A与源10的中心线M是一致的，源10设计为相对于中心线M是旋转对称的。压力脉冲源16和会聚透镜17装在外壳18中，外壳18在其远离压力脉冲源16的那一端，借助于柔性的弹性连接薄膜14流体密封地封闭。压力脉冲源16涉及的例如是一种电磁式压力脉冲源，在EP-A-0188750和EP-A一0301630中介绍了它的结构和功能。压力脉冲源16工作所需的高压脉冲发生器是操纵和供电装置13的组成部分，压力脉冲源16通过相应的导线与之相连。

在外壳18另一个与压力脉冲源16相邻的那一端上，外壳18有一个安装法兰19，用来将源10借助于螺钉固定在支架11的装配环20上，在图1中只是用点划线表示了两个螺钉的中心线。

在压力脉冲源16与会聚透镜17之间的空腔以及在会聚透镜17与连接薄膜14之间的空腔内，分别充填有一种声音传播介质。在本实施例的情况下，两个腔装有相同的声音传播介质，亦即水23或24。这两个用水23和24充填的腔，在本实施例的情况下用会聚透镜17彼此隔开。但尤其在两个腔装有同样的声音传播介质时，它们也可以是彼此连通的。

会聚透镜17所涉及的是一种两面凹形的固体透镜，它例如用聚苯乙烯材料制造，在这种材料中的声音传播速度比规定作为声音传播介质的水23和24中的要快，此外，它被一个定位环31固定在外壳18内。

连接薄膜14上有一个孔15，它有接头的形式。软管8将连接薄膜14的接头15与泵28连接起来，泵28再通过软管9与储箱29相连，储箱29内局部充填声音传播介质水24。在这种情况下泵可以这样工作，即，它可以根据需要一方面将水24泵入在会聚透镜17与连接薄膜14之间的腔内，而另一方面亦可将水24从会聚透镜17与连接薄膜14之间的腔泵出。因此，在会聚透镜17与弹性的柔软的连接薄膜14之间腔的容积，可根据选择增大或减小。

在外壳18圆柱管状内壁21的孔41内插入一个杯状的筒22，它至少在其底26的部分用透光的材料制造，例如有机玻璃。筒22可沿轴向移动和流体密封地装在内壁21的孔41中，为此可以装设在图1中没有表示的密封件。在筒22中离它的底26有一些距离的地方，装有一个在图1中没有详细表示的视频摄像机27。视频摄像机27的光学轴线O与源10的声学轴线A重合。视频摄像机27物镜的焦距可通过一个借助于视频信号线30与视频摄像机连接的控制和计算单元32进行调整。此外，物镜还被一个环状的光源25所环绕，以便在没有充足的光的入射时得到可用的视频摄像。此外，筒22的底26上制有光学标志，它位于源10的声轴A上。

在本实施例的情况下，控制和计算单元32由一台商业上通用的PC构成，监控器33和在图1中没有表示的键盘与之连接。

源10在内壁21内部存在的其中装有筒22的中心孔41，是已提及的透光区，为避免对图像质量带来不良的影响，借助于筒22将水24从这一区域中排挤掉。为此，在放到图1所示的病人P体表上的源10中，筒22应在内壁21的孔41中移动到这样的程度，即，使它的底26通过连接薄膜14作为中间垫层贴靠在病人P的体表上。此外还设有另一个调整器34，借助于此调整器34，可使筒22沿轴向移动。调整器34包括一个设有小齿轮36的电机35，小齿轮36与设在筒22上的齿条42共同工作。位置传感器37配属于调整器34，位置传感器37提供一个与筒22的轴向位置相应的信号，此信号输入控制和计算单元32，根据这一信号，通过控制和计算单元32，定量地确定筒22的底26与一个位于源10声轴A上的基准点BP₁之间的距离d₁(见图2)。在源10的操纵和供电装置13中储存着焦点F离源10基准点BP₁的距离d_F，并通过控制线路提供给控制和计算单元32使用。

借助于调整器38，还可以使筒22绕声轴A旋转。调整器38包括一个设有小齿轮的电机39，小齿轮与一个设有齿环40的构件共同工作，设有齿环40的构件可旋转地装在外壳18内，并通过插入构件槽中的齿条42与筒22抗扭地连接。

调整器34和38的电机35和39通过相应的导线与操纵和供电装置13连接。

为了治疗病人，首先将病人以适当的姿态放在一个图中没有表示的治疗台上。治疗的医生首先探摸病人陈述的疼痛的身体部位，并例如在病人体表的这一位置作一个图1和2中看不到的例如十字记号，在这一记号下部便是按病人自诉的疼痛中心Z。接着，使病人P在治疗台上这样定向，即，体表上作有十字记号的身体部位大体位于源10声轴A的区域内。借助于显示在与控制和计算单元32连接的监控器33上的视频摄像机27的视频信号，治疗医生可以通过操纵和供电装置13将源10定位成，使由医生在病人P体表上所画的十字的图像K′和筒22底26的光学标志的图像MR′在监控器33上重合。于是，源10的声轴A通过此十字形记号，并至少也近似于通过病人P的疼痛中心Z。

为了将源10的焦点F定位成，使它离体表的距离至少近似等于疼痛中心Z离体表的距离，医生采取如下步骤：

他例如通过估计或采用超声诊断，确定在治疗期间至少大体保持常数的疼痛中心Z离病人P体表的距离d₂，并通过键盘将此距离d₂输入治疗仪的操纵和供电装置13，所以此距离对控制和计算单元32是已知的。紧接着，医生通过改变基准点BP₁到病人P体表或到筒22底26的距离d₁(筒22此时贴靠在病人P体表上)，调整源10的焦点F离体表的距离，使这一距离与疼痛中心Z离体表的距离d₂一致。此时，在监控器33上，除视频摄像机27的视频图像外，还显示出按图2所示的当前实际距离值d₁，d₂，d_F的数量，单位例如为厘米，其中，通常只有距离d₁是可变的。

若在本实施例中按图2所示那样源10的焦点F位于病人疼痛中心Z的后方，则必须将距离d₁增加到直至距离d₁和d₂之和等于距离d_F为止。若是这种情况，那么压力脉冲的焦点F已位于病人的疼痛中心Z。在调整焦点位置时，泵28由控制和计算单元32控制，它将水24从储箱29经软管8和9泵入会聚透镜17与连接薄膜14之间的腔内，从而加大了腔的容积，以及使源10离开体表。与此同时，筒22在外壳18圆柱管状内壁21内通过调整器34随动(有可能还要限制筒22与体表之间的相互作用力)，使它的底26始终充分地贴靠在病人P的体表上。因此，通过位置传感器37始终向控制和计算单元32提供一个信号，根据这一信号，控制和计算单元32定量地确定当前距离d₁，并传递给监控器33显示。泵水的过程一直持续进行到，通过将水24输入会聚透镜17与连接薄膜14之间的腔内使源10由于腔的容积增大而离开体表，从而使距离d₁和d₂之和等于距离d_F时为止。此时，医生可以在监控器上跟踪距离d₁的增大。若距离的总和一致，则在监控器33上发出一个相应的目视信号。

若在源10定位后源10的焦点F在病人P的疼痛中心Z上方位于病人疼痛中心Z前面，则在这种情况下应将水24从会聚透镜17与连接薄膜14之间的腔内泵入储箱29中，于是会聚透镜17与连接薄膜14之间的腔的容积减小，以及，将源10的焦点F移到病人的疼痛中心Z上。在这种情况下为了确定距离d₁，筒22仍然要连续地随动。与此同时病人P的体表或筒22的底26离开基准点BP₁的距离d₁不断减小，直至距离d₁和d₂的和重新等于焦点F与源10基准点BP₁的距离d_F为止。

若按上面所介绍的方法使十字形记号的图像K′与筒22底26上的标志的图像MR′重合以及调整到所要求的焦点F离体表的距离时，医生在病人的配合下，在发送降低了强度的聚焦声波的情况下，将源10相对于病人P的身体小心地移动，直至焦点F确实位于疼痛中心Z。真正的治疗现在可以开始。

图3表示了按本发明另一种治疗仪，它与图1所示的治疗仪在结构和功能上基本一致。在两种治疗仪中相同的部分采用同样的符号表示。

按图3的治疗仪有一个与图1所示治疗仪的筒22结构基本相同的杯状筒43，但在它的外表面上设有刻好度的刻度尺44。如筒22那样，筒43插入源10外壳18的圆柱管状内壁21的孔41中，并至少在其底部用透光的材料制造，如有机玻璃。在离开它的底有一些距离处，筒43内装有在图3中也没有进一步表示的视频摄像机27，用于拍摄病人P体表的图像。此外，筒43与筒22一样，在其底部有一个光学标志，此标志位于源10的声轴A上。

在本实施例的情况下以厘米为单位的刻度尺44，与装在调整器38上的一个指针45配合工作，在按图3所示的治疗仪的情况下，指针的针尖表示源10的基准点BP₂。若筒43贴靠在病人P的体表上，则借助于刻度尺44和指针45的针尖，可以读出源10的基准点BP₂与病人P的体表或与筒43的底之间当前的实际距离d₁′(见图4)，筒43此时贴靠在体表上。

在采用按图3的治疗仪治疗病人P的要治疗的部位B时，医生首先按采用图1所示治疗仪治疗病人P的部位B时相同的方法进行，也就是说，医生把病人P安放在一个图中没有表示的治疗台上，并按前面已介绍过的方法调整声波源10对准病人P要进行治疗的身体部位B。于是源10的声轴A再次通过十字形记号，使之与筒43底上的光学标志重合，以及至少大体上也通过病人P的疼痛中心Z。

紧接着医生重新确定源10焦点F的位置，使焦点F离体表的距离至少近似等于疼痛中心Z与体表的距离。

若如图4所示医生通过估计或借助于超声诊断已知距离d₂′以及由于使用了固定焦距的会聚透镜17已知焦点F与基准点BP₂的距离d′_F，则它便可以简单地由距离值d′_F与d′₂之差，算出为了将焦点区移到病人P的疼痛中心Z所要调整的，源10基准点BP₂离体表的距离。接着，他可以用简单的办法将筒43靠在病人P的体表上，借助于可从刻度尺44上读出的当前实际距离d′₁，将源10的焦点F移到病人的疼痛中心Z上。此时，医生根据焦点区在病人P疼痛中心Z的前面或后面，持续地目视检查刻度尺44并因而当前间距d′₁，借助于操纵和供电装置13控制水24输入声波源10中或从声波源10中输出。在本实施例的情况下，其中焦点F位于病人P疼痛中心Z的后面(见图4)，为了移动焦点F将水24输入源10中。于是源10的焦点F沿声轴A朝着病人P疼痛中心Z的方向移动。为了借助于指针45和刻度尺44定量地指示当前距离值d′₁，此时筒43必须随动到使之始终充分地贴靠在病人P的体表上。若算出的距离值得到了调整，亦即，在刻度尺44上指示的已是算出的距离值，则焦点F已基本上定位在病人p的疼痛中心Z上。

若十字和在筒43底上的标志的图像K′和MR′如在用图1所示的治疗仪治疗时那样地已处于重合状态，以及已调整好焦点F与体表之间所要求的距离，则医生在病人P配合下，在发送降低了强度的聚焦声波的条件下，再次小心地将源10相对于病人P的身体移动，直至焦点F确实位于疼痛中心Z为止。真正的治疗现在重新可以开始。

此外，在按图3所示的治疗仪的实施形式中，当前的距离值d′₁，d′₂和d′_F也可以附加地在监控器33上显示出来。不过这一显示也可以取消，在这种情况下也可以免去位置传感器37，位置传感器37提供一个与筒43的轴向位置相应的信号，借助于这一信号可以定量地获知筒43的底到基准点BP₂的距离。

图5在一个细节图中，再次表示了按图3所示治疗仪的带厘米刻度尺44的筒43，以及起基准点BP₂作用的指针45。

此外，刻度尺并不一定要以厘米为单位，而也可以一般来说根据使用目的具有别的单位。

还有，若在视频图像中通过电子学的途径按传统的方法显示一个表征声轴A位置的标记，那么也就不再需要在筒22的底26上或在筒43的底上设光学的标志。

在所介绍的实施例的情况下，筒22或筒43以及与它在一起的视频摄像机27，在外壳18内壁21的孔41中，可通过调整器38绕声轴A调整以及通过调整器34沿声轴A的方向调整。但是筒22或筒43以及与它在一起的视频摄像机27当然也可以手动地绕声轴A或沿声轴A调整。其中，筒22或筒43绕声轴A旋转的可能性也可以取消，因为对于使十字形记号的图像K′与筒22底26上或筒43的底上的标志的图像MR′重合而言，这种旋转并不是绝对需要的。

除此之外，视频摄像机27可以直接连接在电视监视器上。在这种情况下，一般而言存在的位置传感器37连接在源10的操纵和供电装置13上，后者计算距离和相应地控制泵28。

在所介绍的实施例的情况下，会聚透镜17具有固定的焦距。但是也有这样的可能性，即采用变焦透镜，也就是可调焦距的透镜。

此外，筒22或筒43在需要时可以从声波源10中取出，此时必须保证将一个相应的筒以没有表示的方法插入源10中，以防止水24流失。

此外，筒22或筒43并不一定要设计成杯状，而尤其是在其底部例如还可以设计为半圆形。但是这样做在必要时必须采取相应的预防措施，以免对视频图像的图像质量产生不良的影响。

还有，连接薄膜14并不一定只能有一个用于输入和输出水24的接头15和只能有一台泵28。确切地说，为了将水输入会聚透镜17与连接薄膜14之间的腔或从此腔输出，可以设有多台泵、多个接头、多根软管以及如果必要设多个阀，阀防止水的倒流。

若源10的这两个加有水23和24的腔不是如本实施例那样通过会聚透镜17互相隔开，则源10的外壳18也可以在压力脉冲源16与会聚透镜17之间腔的区域内设相应的输入和输出接头，为了增大或减小在会聚透镜17与连接薄膜14之间的腔的容积，水23或24可通过这些接头输入或输出。

在上面所介绍的实施例的情况下，源10有一个电磁式压力脉冲源。但是按本发明的治疗仪也可以包括其他的压力脉冲源，例如压电式压力脉冲源。此外还有这样的可能性，即，设置其他的声波源例如超声波源来代替压力脉冲源，它产生形式上为持续声、超声脉冲串或超声脉冲的超声波。

此外还存在这样的可能性，源10在医生做有十字形记号的病人P的身体部位上的定位，不是通过操纵和供电装置13，而是手动实施。

此外，声波源10借助于视频摄像机27的定位可以取消。于是，或可在源10内壁21的孔41中插入一个单一的可沿声轴A方向移动的透光的筒，因此医生将筒的底通过连接薄膜14贴靠在病人P的体表上，使源10的声轴A至少能接近于对准十字形记号；或可完全取消透光区。在后面这种情况下，声波源只能在病人的配合下相对于病人的身体置于这样一个位置，即，使源的声轴通过要治疗的部位延伸。

Claims (10)

1、一种治疗仪，它有一个具有声音传播介质(24)的声波源(10)；有调整装置(8，9，15，24，28，29，32)，借助于此调整装置可以调节病人(P)身体表面与源(10)的基准点(BP₁，BP₂)之间所要求的距离(d₁，d′₁)；有用于确定病人(P)身体表面与基准点(BP₁，BP₂)的距离(d₁，d′₁)的装置(22，32，37，43，44)，其中包括一个装在源(10)内部可沿源(10)的声轴(A)方向移动的触诊器(22，43)，在确定距离(d₁，d′₁)时触诊器(22，43)至少间接地接触病人(P)体表；以及，有用于定量指示距离(d₁，d′₁)的指示器(33，45)。

2、按照权利要求1所述的治疗仪，其中，配属于触诊器(22，43)的测量装置(32，37，44)用于确定触诊器(22，43)上规定用于贴靠在体表上的部位与基准点(BP₁，BP₂)的距离(d₁，d′₁)。

3、按照权利要求2所述的治疗仪，它的测量装置有一个位置传感器(37)。

4、按照权利要求2或3所述的治疗仪，它的测量装置有一个刻好度的刻度尺(44)。

5、按照权利要求1至4中任一项所述的治疗仪，其中，触诊器(22，43)可从声波源(10)装有触诊器(22，43)的区域中取出。

6、按照权利要求1至5中任一项所述的治疗仪，它的触诊器设计为杯状的筒(22，43)。

7、按照权利要求1至6中任一项所述的治疗仪，其中，调整装置包括一个控制和计算单元(32)以及用于根据选择将声音传播介质(24)输入声波源(10)中或从声波源(10)输出声音传播介质(24)的机构(8，9，15，28，29)。

8、按照权利要求7所述的治疗仪，其中，用于根据选择将声音传播介质(24)输入声波源(10)或从声波源(10)输出声音传播介质(24)的机构，包括一个储箱(29)、软管(8，9)、至少一个输入和输出接头(15)和至少一台泵(28)。

9、按照权利要求1至8中任一项所述的治疗仪，其中，指示器有一个监控器(33)。

10、按照权利要求4至9中任一项所述的治疗仪，其中，指示器有一个指针(45)。

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