DE102004062851A1

DE102004062851A1 - Vorrichtung bzw. Medizinisches Gerät bzw. Verfahren zur Ultraschall-Stoßwellenbehandlung eines Patienten

Info

Publication number: DE102004062851A1
Application number: DE200410062851
Authority: DE
Inventors: Jens Fehre; Bernd Dr. Granz; Ralf Dr. Nanke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-08-17

Abstract

Zur aufwandsarmen Ultraschall-Stoßwellenbehandlung mit einem hinsichtlich einer erhöhten Treffsicherheit vorteilhaften, in seinen Lateraldimensionen unterschiedlichen, insbesondere ovalen, Brennfleck (9) ist eine Vorrichtung zur Ultraschall-Stoßwellenbehandlung eines Patienten, insbesondere zur Lithotripsie, mit einem extrakorporalen, eine Stoßwellenquelle (2) und eine akustische Linse (6) und gegebenenfalls einen Koppelbalg (8) enthaltenden Stoßwellenkopf, dessen Ultraschall-Stoßwellen zu einem Brennfleck (9) fokussierbar sind, vorgesehen, wobei die Stoßwellenquelle (2) und die akustische Linse (6) in ihrer Außenkontur in ihren beiden senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Stoßwelle lateralen Dimensionen unterschiedliche Ausdehnungen im Sinne eines von einer Rotationssymmetrie abweichenden, insbesondere ovalen, Brennfleckes (9) aufweisen.

Description

Vorrichtung bzw. Medizinisches Gerät bzw. Verfahren zur Ultraschall-Stoßwellenbehandlung eines Patienten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ultraschall-Stoßwellenbehandlung eines Patienten gemäß Patentanspruch 1 bzw. ein medizinisches Gerät mit einer solchen Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9 bzw. ein Verfahren mit einer Verwendung einer solchen Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10.
In der extrakorporalen Lithotripsie oder Nierensteinzertrümmerung werden mittels einer außerhalb eines Körpers eines Patienten befindlichen, in den meisten Fällen elektromagnetischen, Stoßwellenquelle Ultraschall-Stoßwellen erzeugt und durch eine akustische Linse oder einen Reflektor auf den im Körper des Patienten befindlichen Nierenstein fokussiert; die Ankopplung des die Stoßwellenquelle sowie die akustische Linse enthaltenden Stoßwellenkopfes an den Körper des Patienten erfolgt über einen flüssigkeitsgefüllten Koppelbalg. Stoßwellenköpfe dieser Art weisen üblicherweise senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Stoßwelle in ihrer Außenkontur einen rotationssymmetrischen Aufbau auf.

Aus der DE 40 11 108 C2 ist ein Lithotripter bekannt, der eine senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Stoßwelle in ihrer Außenkontur rotationssymmetrische akustische Linse mit in ihren beiden Lateraldimensionen unterschiedlichen Brechkräften aufweist, derart dass ein ovaler bis linienförmiger Fokusbereich erzeugt wird, wodurch die Treffsicherheit auf ein, z. B. durch eine Atembewegung, nur schwer justierbares Konkrement erhöht werden kann.

Aus der EP 0 929 347 B1 ist weiterhin eine Stoßwellenquelle für Anwendungen im Bereich des menschlichen Herzens bekannt, bei der die Ultraschall-Stoßwellen mittels eines Reflektors umgelenkt werden, wobei die Schallaustrittsfläche des Reflek tors eine längliche Form zur Erzeugung eines länglichen Brennfleckes aufweist.

Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll der Aufwand für eine Ultraschall-Stoßwellenbehandlung mit einem hinsichtlich einer erhöhten Treffsicherheit vorteilhaften, in seinen Lateraldimensionen unterschiedlichen, insbesondere ovalen, Brennfleck gemindert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Vorrichtung zur Ultraschall-Stoßwellenbehandlung eines Patienten gemäß Patentanspruch 1 bzw. von einem medizinischen Gerät mit einer solchen Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9 bzw. von einem Verfahren mit einer Verwendung einer solchen Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10; vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung erlaubt mit baulich einfachen Mitteln durch die lang gestreckte Konturengestaltung des gesamten, die Stoßwellenquelle sowie die akustische Linse und gegebenenfalls den Koppelbalg umfassenden, Stoßwellenkopfes eine hinsichtlich Treffsicherheit vorteilhafte Brennfleckform und eine verbesserte Schalleinleitung, insbesondere zwischen den Rippen oder an anderen, störenden Konturen des Körpers vorbei, durch eine hohe Anschmiegsamkeit des ebenfalls in seinen Außenkonturen länglichen, an die Rippenzwischenkonturen anpassbaren, auch gemäß gesonderter Ausgestaltung vorgesehenen, Koppelbalgs.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Stoßwellenquelle in ihren beiden senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Stoßwelle lateralen Dimensionen unterschiedliche Ausdehnungen im Sinne eines elliptischen Brennfleckes auf.

Um den Stoßwellenkopf auf einfache Weise an die jeweiligen Konturen des Patienten exakt anpassen bzw. auf ein sich bewegendes Konkrement justieren zu können, ist die Stoßwellen quelle um eine Achse parallel zu der Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Stoßwelle drehbar. In für eine zusätzlich besonders gute Bewegungsfreiheit der Vorrichtung vorteilhafter Weise ist die Stoßwellenquelle an einem schwenkbaren Tragarm gehaltert.

Nach einer die Schalleinleitung in den Körper besonders vereinfachenden Ausgestaltung der Erfindung ist die Stoßwellenquelle hinsichtlich eines, insbesondere mittels eines bildgebenden Verfahrens bestimmbaren, patientenseitigen Eintrittsfensters für die Ultraschall-Stoßwelle ausrichtbar.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zur Behandlung eines mit einem Bewegungsspielraum behafteten intrakorporalen Zielobjekts durch die Ultraschall-Stoßwelle, ist der Bewegungsspielraum mittels eines bildgebenden Verfahrens erfassbar und durch die Erstreckung bzw. Ausrichtung bzw. Dreh- und/oder Schwenkbarkeit der Stoßwellenquelle von dem Bereich des Brennflecks abdeckbar. Dadurch wird gewährleistet, dass sich das Zielobjekt trotz einer, zum Beispiel von der Atembewegung des Patienten hervorgerufenen, Auf- und Abbewegung während der Behandlung innerhalb des Brennflecks befindet. Insgesamt werden hierbei bei gleichem Energieaufwand seitens der Stoßwellenquelle der Behandlungserfolg und der Wirkungsgrad verbessert.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung bezieht sich auf ein medizinisches Gerät, insbesondere einen Lithotripter, zur Zertrümmerung eines in einem Körper eines Patienten befindlichen Konkrements, insbesondere eines Nierensteines, mittels einer Ultraschall-Stoßwelle.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein; es zeigen:

1 in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Stoßwellenquelle, einer Linse und einem Koppelbalg;
2 in axialer Draufsicht in Richtung des Pfeils II die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1;
3, 4, 5 axiale Draufsichten auf Schnitte entlang der Achsen III, IV, V durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1;
6 in axialer Draufsicht die Bewegung eines Konkrements in Bezug zu einem mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren Brennfleck.
1 zeigt in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer von einem umgebenden Gehäuse 11 an dessen Boden aufgenommenen Stoßwellenquelle 2, einer akustischen Linse 6, einer Flüssigkeit 10 zwischen der Stoßwellenquelle 2 und der akustischen Linse 6 und einem ebenfalls flüssikeitsgefüllten Koppelbalg 8 am oberen offenen Ende des Gehäuses 11. Die wesentlichen Bestandteile der nach einer Ausgestaltung der Erfindung elektromagnetischen Stoßwellenquelle 2 sind eine Spule 3, zumeist in Form einer scheibenförmigen Flachspule mit ovalen Wicklungen, eine Isolierfolie 4 und eine Metallmembran 5.
Mittels Entladung eines nicht explizit gezeigten Hochspannungskondensators in die Spule 3 wird schlagartig ein magnetisches Feld aufgebaut. In der Membran 5 wird dadurch ein Gegenfeld induziert, welches bewirkt, dass die Membran 5 von der Spule 3 abgestoßen wird. Die Isolierfolie 4 dient der elektrischen Isolierung der Spule 3 von der Membran 5. Das Ausschlagen der Membran 5 erzeugt in der angrenzenden Flüssigkeit 10 zwischen Membran 5 und akustischer Linse 6 eine ebene Ultraschall-Stoßwelle 7. Die ebene Ultraschall-Stoßwelle 7 weist radial die gleichen Begrenzungen wie die Spule 3 auf, da die Membran 5 nur in dem Bereich ausgelenkt wird, unter dem sich die Spule 3 befindet.
Durch die akustische Linse 6 wird die ebene Ultraschall-Stoßwelle 5 in einen Brennfleck 9 gebündelt. Der mit der Flüssigkeit 10 gefüllte Koppelbalg 8 dient zur besseren Ankopplung an einen nicht gezeigten Patienten. Erfindungsgemäß ist – wie in 2 in axialer Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß 1 gezeigt – der Stoßwellenkopf in seinen lateralen unterschiedlichen Dimensionen entsprechend einer ersten langen Achse 12 und einer zweiten kurzen Achse 13 senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der ebenen Ultraschall-Stoßwelle 7 oval, in vorteilhafter Weise elliptisch, geformt. Durch den derart geformten Stoßwellenkopf bildet sich der Brennfleck 9 entsprechend oval, vorteilhaft elliptisch, aus. Dabei steht die lange Brennfleckachse bzw. kurze Brennfleckachse des Brennflecks 9 senkrecht auf der langen Achse 12 bzw. kurzen Achse 13 der Stoßwellenquelle 2.
3 bzw. 4 bzw. 5 zeigen eine entsprechende elliptische Ausbildung der Einzelbauteile, nämlich der Stoßwellenquelle 2 bzw. der akustischen Linse 6 bzw. des Koppelbalgs 8 in den in 1 angedeuteten Schnittebenen III-III bzw. IV-IV bzw. V-V. Der oval geformte Stoßwellenkopf ermöglicht eine entsprechende Form des Koppelbalgs 8 und der wiederum bewirkt ein optimales Ankoppeln an den Patienten auch am Zwischenbereich der Rippen und zwischen anderen störenden Strukturen. Zum Auffinden patientenseitiger Eintrittsfenster kann in vorteilhafter Weise ein bildgebendes Verfahren verwendet werden, woraufhin die Stoßwellenquelle 2 hinsichtlich des Eintrittsfensters ausgerichtet wird. Eine Bildgebung kann zum Beispiel mittels Ultraschall oder Röntgenstrahlung durchgeführt werden.
Eine Behandlung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet in vorteilhafter Weise zur Zertrümmerung eines Konkrementes 14, insbesondere eines Nierensteines, statt. In 6 ist ein Konkrement 14 gezeigt, bei dem z. B. durch Atembewegungen ein derartiger Bewegungsspielraum vorhanden ist, dass das Konkrement 14 aus seiner zentralen Ruheposition in Richtung der Pfeile in eine erste Auslenkposition 15 und eine zweite Auslenkposition 16 bewegt wird. Um das Konkrement 14 nicht nur in zentraler Ruheposition sondern auch in erster Auslenkposition 15 und zweiter Auslenkposition 16 vom Brennfleck 9 erfassen zu können und so eine hohe Treffsicherheit zu erzielen, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Verfahren vorgesehen, wobei mittels eines bildgebenden Verfahrens der Bewegungsspielraum des Konkrements 14 erfasst wird und durch die Erstreckung bzw. Ausrichtung bzw. Dreh- und/oder Schwenkbarkeit der Stoßwellenquelle 2 von dem Bereich des Brennflecks 9 abgedeckt wird.
Die Erfindung lässt sich wie folgt kurz zusammenfassen: Zur aufwandsarmen Ultraschall-Stoßwellenbehandlung mit einem hinsichtlich einer erhöhten Treffsicherheit vorteilhaften, in seinen Lateraldimensionen unterschiedlichen, insbesondere ovalen, Brennfleck 9 ist eine Vorrichtung zur Ultraschall-Stoßwellenbehandlung eines Patienten, insbesondere zur Lithotripsie, mit einem extrakorporalen, eine Stoßwellenquelle 2 und eine akustische Linse 6 und gegebenenfalls einen Koppelbalg 8 enthaltenden Stoßwellenkopf, dessen Ultraschall-Stoßwellen zu einem Brennfleck 9 fokussierbar sind, vorgesehen, wobei die Stoßwellenquelle 2 und die akustische Linse 6 in ihrer Außenkontur in ihren beiden senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Stoßwelle lateralen Dimensionen unterschiedliche Ausdehnungen im Sinne eines von einer Rotationssymmetrie abweichenden, insbesondere ovalen, Brennfleckes 9 aufweisen.

Claims

Vorrichtung zur Ultraschall-Stoßwellenbehandlung eines Patienten, insbesondere zur Lithotripsie, mit einem extrakorporalen, eine Stoßwellenquelle (2) und eine akustische Linse (6) enthaltenden Stoßwellenkopf, dessen Ultraschall-Stoßwellen (7) zu einem Brennfleck (9) fokussierbar sind, wobei die Stoßwellenquelle (2) und die akustische Linse (6) in ihrer Außenkontur in ihren beiden senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Stoßwelle (7) lateralen Dimensionen unterschiedliche Ausdehnungen im Sinne eines von einer Rotationssymmetrie abweichenden, insbesondere ovalen, Brennfleckes (9) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Koppelbalg (8) zum Ankoppeln der Vorrichtung an den Patienten, wobei der Koppelbalg (8) in seinen beiden senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Stoßwelle (7) lateralen Dimensionen unterschiedliche Ausdehnungen entsprechend der Stoßwellenquelle (2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, wobei die Stoßwellenquelle (2) in ihren beiden senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Stoßwelle (7) lateralen Dimensionen unterschiedliche Ausdehnungen im Sinne eines elliptischen Brennfleckes (9) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Stoßwellenquelle (9) eine elektromagnetische Quelle mit mindestens einer elektrisch speisbaren Spule (3) ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Stoßwellenquelle (9) um eine Achse parallel zu der Ausbreitungsrichtung der Ultraschall-Stoßwelle (7) drehbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Stoßwellenquelle (2) an einem schwenkbaren Tragarm gehaltert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 und/oder 6, wobei die Stoßwellenquelle (2) hinsichtlich eines, insbesondere mittels eines bildgebenden Verfahrens bestimmbaren, patientenseitigen Eintrittsfensters für die Ultraschall-Stoßwelle (7) ausrichtbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7 zur Behandlung eines mit einem Bewegungsspielraum behafteten intrakorporalen Zielobjekt durch die Ultraschall-Stoßwelle (7), wobei der Bewegungsspielraum mittels eines bildgebenden Verfahrens erfassbar und durch die Erstreckung bzw. Ausrichtung bzw. Dreh- und/oder Schwenkbarkeit der Stoßwellenquelle (2) von dem Bereich des Brennflecks (9) abdeckbar ist.
Medizinisches Gerät, insbesondere Lithotripter, zur Zertrümmerung eines in einem Körper eines Patienten befindlichen Konkrements (14), insbesondere eines Nierensteines, mittels einer Ultraschall-Stoßwelle (7) unter Verwendung einer Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8.
Verfahren zur Zertrümmerung eines in einem Körper eines Patienten befindlichen Konkrements (14) unter Verwendung einer Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei mittels eines bildgebenden Verfahrens ein patientenseitiges Eintrittsfenster für die Ultraschall-Stoßwelle (7) bestimmt wird und die Stoßwellenquelle (2) hinsichtlich des Eintrittsfensters ausgerichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 10 und/oder 11 zur Behandlung eines mit einem Bewegungsspielraum behafteten intrakorporalen Konkrements (14), insbesondere eines Nierensteins, durch die Ultraschall-Stoßwelle (7), wobei mittels eines bildgebenden Verfahrens der Bewegungsspielraum des Konkrements (14) erfasst wird und durch die Erstreckung bzw. Ausrichtung bzw. Dreh- und/oder Schwenkbarkeit der Stoßwellenquelle (2) von dem Bereich des Brennflecks (9) abgedeckt wird.