DE10065450A1

DE10065450A1 - Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen

Info

Publication number: DE10065450A1
Application number: DE2000165450
Authority: DE
Inventors: Werner Schwarze
Original assignee: Werner Schwarze
Current assignee: AST GMBH, 07745 JENA, DE
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: DE10065450B4

Abstract

Bei einer Vorrichtung (1) zur Erzeugung von Stoßwellen (2) mit einer zeitlich nachgeschalteten Fokussierungseinrichtung (11) zur bestimmbaren Ausrichtung der Stoßwellen (2), soll bereits durch eine ungefähre Ausrichtung der Vorrichtung (1) auf den Behandlungsbereich (10) der gewünschte medizinische Therapieerfolg erzielbar sein, ohne dass die Positionierung der einzelnen Stoßwellen (2) permanent mittels geeigneter Hilfsmittel zu überwachen und/oder ohne dass die Fokussierungseinrichtung (11) exakt auf den Behandlungsbereich (10) auszurichten ist. DOLLAR A Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass mittels der Fokussierungseinrichtung (11) die Stoßwellen (2) derart gebündelt sind, dass diese im Bereich (9) ihrer maximalen Konvergenz eine Querschnittsfläche von mindestens 10 cm·2· aufweisen, und dass die Druckverteildung innerhalb der Stoßwellen (2) im Bereich (9) der maximalen Konvergenz mindestens 100 bar beträgt (Figur 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen, mit einer zeitlich nachgeschalteten Fokussierungseinrichtung zur bestimmbaren Ausrichtung der Stoßwellen.

Aus der DE 197 18 511 A1 ist ein Gerät zur Applikation von akustischen Stoßwellen bekannt, das eine Vorrichtung zur Erzeugung der Stoßwellen und eine die Stoßwelle auf einen Behandlungsbereich ausrichtende Fokussierungseinrichtung aufweist. Die einzelnen Stoßwellen werden in flüssigem Medium erzeugt und in dieses eingebracht, um beispielsweise auf einen menschlichen Knochen, ein Kalkdepot, krankhaftes Sehnengewebe oder einen Nierenstein gerichtet zu werden, um eine medizinische Behandlung durchzuführen. Durch Wechseln der Fokussierungseinrichtung werden unterschiedliche Stoßwellen erzeugt, beispielsweise verändert sich die akustische Eindringtiefe der Stoßwelle in dem Behandlungsbereich.

Als nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung anzusehen, dass mittels der Fokussierungseinrichtung eine exakte Ausrichtung der Stoßwellen auf den Behandlungsbereich zu erfolgen hat, da zum einen die Fokussierung mittels eines Ellipsoides bewerkstelligt ist und zum anderen, dass die Stosswellen in einem sehr kleinen Querschnitt gebündelt werden, der etwa nur 1 cm² beträgt. Dies hat zur Folge, dass die Stosswellen exakt auf den zu zertrümmernden Nierenstein oder die zu behandelnde Knochenstelle zu positionieren sind, denn anderenfalls verfehlen die Stosswellen den zu therapierenden Behandlungsbereich. Bereits geringfügige Bewegungen des Patienten durch Atmung oder unbeabsichtigte Bewegungen können den Behandlungsbereich aus der eingestellten Position der Stoßwellen bringen, so dass die Stoßwellen an dem Behandlungsbereich vorbeiläuft und somit die gewünschte medizinische Wirkung nicht eintritt.

Auch die fehlerhafte Positionierung der Messhilfsmittel durch das Behandlungspersonal oder die physikalisch bedingten Abweichungen zwischen der Stoßwellenausbreitungsrichtung und der Messmittelstrahlung, beispielsweise Ultraschall, führt zu unerwünschten Messfehlern.

Zur permanenten Überwachung und Ausrichtung der Stoßwellen und ihrer Positionierung im menschlichen Körper sind demnach beispielsweise akustische Hilfsmittel zu verwenden. Dies ist jedoch für den zu behandelnden Arzt umständlich und daher zeitaufwendig. Darüber hinaus liefern die Überwachungshilfsmittel lediglich unvollständige Ergebnisse, ob die Stoßwellen tatsächlich den Behandlungsbereich an der gewünschten Position treffen. Geringfügige Abweichungen der Stoßwellen vom Behandlungsbereich können nämlich mit diesen Hilfsmitteln nicht registriert werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen zu schaffen, mittels der bereits durch eine ungefähre Ausrichtung auf den Behandlungsbereich der gewünschte medizinische Therapieerfolg erzielbar ist, ohne dass die Positionierung der einzelnen Stoßwellen permanent mittels geeigneter Hilfsmittel zu überwachen und/oder ohne dass die Fokussierungseinrichtung exakt auf den Behandlungsbereich auszurichten ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erfüllt, dass mittels der Fokussierungseinrichtung die Stoßwellen derart gebündelt sind, dass diese im Bereich ihrer maximalen Konvergenz eine Querschnittsfläche von mindestens 10 cm² aufweisen und dass die Druckverteilung innerhalb der Stoßwellen im Bereich maximaler Konvergenz mindestens 100 bar beträgt.

Aufgrund der angestrebten und erzielten Druckverteilung innerhalb der Stoßwellen sind die Stoßwellen rotationssymmetrisch ausgebildet.

Dadurch, dass die Stosswellen im Bereich maximaler Konvergenz eine wesentlich größere Querschnittsfläche aufweisen, als dies bei den bekannten Stoßwellen gegeben ist, kann die Fokussierungsseinrichtung aus einem Paraboloid gebildet sein.

Aufgrund der lateral großflächig ausgebildeten Querschnittsfläche der Stoßwellen kann der behandelnde Arzt eine exakte Positionierung der Stoßwellen auf den Behandlungsbereich umgehen, da es für den Behandlungserfolg ausreichend ist, wenn Randbereiche der Stoßwellen auf den Behandlungsbereich auftreffen, da die Stoßwellen in einen weiteren lateralen Querschnitt homogen belegt sind. Für den behandelnden Arzt entfällt somit vorteilhafter Weise zunächst die exakte Ausrichtung der Stoßwellen und im Verlauf der medizinischen Therapie die permanente Überwachung, ob die einzelnen Stoßwellen auf den Behandlungsbereich auftreffen. Durch die medizinischen Kenntnisse des Arztes, in welchem Körperbereich der Behandlungsbereich angeordnet ist, ist eine bloße visuelle Beobachtung des Patienten und dessen ortsfeste Lage in bezug auf die Vorrichtung ausreichend.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, das nachfolgend näher erläutert wird. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen, die auf einen Behandlungsbereich auftreffen, in perspektivischer Ansicht, und

Fig. 2 der Druckverlauf der einzelnen Stoßwellen gemäß Fig. 1 im Bereich der maximalen Konvergenz.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Stoßwellen 2 gezeigt, die ein zur Behandlung in einem Körperteil 3 angeordneten Knochen 4, einer Niere oder dgl. eingesetzt wird. Zur Definition der räumlichen Ausrichtung ist ein kartesisches Koordinatensystem vorgesehen, dessen X-Achse 5 und Y-Achse 6 einen lateralen Behandlungsbereich 10 des Knochens 4 bilden und dessen Z-Achse 7 die axiale Ausdehnung des Behandlungsbereichs 10 darstellt. Der zu therapierende Behandlungsbereich 10 ist schematisch dargestellt.

Die Vorrichtung 1 ist in einer Fokussierungseinrichtung 11 befestigt, die in Form eines Paraboloiden ausgebildet ist. Durch die Vorrichtung 1 werden Stoßwellen 2 erzeugt, die im Kopfbereich 12 der Vorrichtung 1 emmitiert werden. Die Position des Kopfbereiches 12 ist derart, dass die emmitierten Stoßwellen 2 auf die Innenmantelfläche des Paraboloiden 11 auftreffen und von diesem in der dargestellten Art und Weise konvex gerichtet werden. Die Stoßwellen 2 bewegen sich zunächst konvergierend in Richtung des Behandlungsbereichs 10 und anschließend entfernen diese sich vom Behandlungsbereich 10 in konkav gekrümmter Ausrichtung. Dabei ist ein maximaler Konvergenzbereich 9 der Stoßwellen 2 dem Behandlungsbereich 10 zugeordnet. Es ist ersichtlich, dass der Konvergenzbereich 9 der einzelnen Stoßwellen 2 wesentlich größer ist als der Behandlungsbereich 10, so dass mittels einer ungefähren Ausrichtung der Fokussierungseinrichtung 11 bereits der Behandlungsbereich 10 mit den Stoßwellen 2 beaufschlagt werden kann.

In Fig. 2 ist der Druckverlauf der Stoßwellen 2 im maximalen Konvergenzbereich 9, also in bezug auf den Behandlungsbereich 10 über der Mittelachse des Konvergenzbereiches 9, die durch die X-Achse 5 definiert ist, aufgetragen. Aus dieser Darstellung ergibt sich, dass der Druckverlauf, die durch die p-Achse 8 dargestellt ist, über die X-Achse 5 des Konvergenzbereiches 9, und zwar bis zu dem Randbereich der Stoßwelle 2 nahezu homogen ist. Aufgrund der homogenen Belegung der Stoßwelle 2 kann der behandelnde Arzt davon ausgehen, dass die Querschnittsfläche der Stoßwellen 2 den Behandlungsbereich 10 durchdringt. Die zur Behandlung notwendige Druckhöhe beträgt mindestens 100 bar. Somit ist eine exakte Ausrichtung der Stoßwellen 2, dass diese also exakt mittig auf den Behandlungsbereich 10 auftreffen, nicht notwendig. Vielmehr ist es ausreichend, wenn die homogen belegten Stoßwellen 2 mit ihrem Randbereich auf den Behandlungsbereich 10 geleitet sind. Eine exakte Positionierung der Fokussierungseinrichtung 11 entfällt demnach.

Claims

1. Vorrichtung (1) zur Erzeugung von Stoßwellen (2) mit einer zeitlich nachgeschalteten Fokussierungseinrichtung (11) zur bestimmbaren Ausrichtung der Stoßwellen (2), dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Fokussierungseinrichtung (11) die Stosswellen (2) derart gebündelt sind, dass diese im Bereich (9) ihrer maximalen Konvergenz eine Querschnittsfläche von mindestens 10 cm² aufweisen, und dass die Druckverteilung innerhalb der Stosswellen (2) im Bereich (9) der maximalen Konvergenz mindestens 100 bar beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stosswellen (2) rotationssymmetrisch ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussierungseinrichtung (11) in Form eines Paraboloid gebildet ist.