DE102005028876B3

DE102005028876B3 - Lithotripsie-Einrichtung

Info

Publication number: DE102005028876B3
Application number: DE102005028876A
Authority: DE
Inventors: Jens Fehre; Rainer Kaltschmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2025-06-23
Also published as: EP1893106A1; CN100589768C; WO2006136517A1; CN101198281A

Abstract

Lithotripsie-Einrichtung mit einer Stoßwellenquelle (2) zum Erzeugen einer in einem Fokus (S) fokussierten Stoßwelle, sowie mit zumindest einem Messaufnehmer (32) zum Messen einer auf die Stoßwellenquelle (2) bei der Ankopplung an einen zu behandelnden Patienten (12) ausgeübten Kraft, und mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (26), die für die Ermittlung einer Istlage (C') des Fokus (S) aus der gemessenen Kraft (F) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lithotripsie-Einrichtung.
Bei der Lithotripsie handelt es sich um eine therapeutische Methode, bei der ein im Körper eines Patienten befindliches Konkrement ohne operativen Eingriff mit Hilfe einer fokussierten Stoßwelle zerstört wird. Hierzu wird an den Patienten mechanisch eine Stoßwellenquelle angekoppelt, indem diese mit einem sogenannten fluidgefüllten Koppelbalg auf die Körperoberfläche aufgesetzt wird. Um die Stoßwelle möglichst verlustarm in den Patienten einzukoppeln, ist es notwendig, dass sich der Koppelbalg frei von Hohlräumen an die Körperoberfläche anschmiegt.

Um eine solche verlustarme akustische Kopplung sicherzustellen, ist es bekannt, die Kraft, mit der die Stoßwellenquelle auf die Körperoberfläche des Patienten aufgesetzt oder angekoppelt wird, mit Hilfe des im Koppelbalg herrschenden Fluiddruckes zu regeln. Je nach Anatomie des Patienten und der zur Behandlung notwendigen Eindringtiefe der Stoßwellen kann es aber vorkommen, dass Ankoppelkräfte wirken, die durch eine Druckregelung, wie sie beispielsweise aus der DE 197 48 071 A1 bekannt ist, nicht mehr ausgeglichen werden können. Darüber hinaus wirkt auch in den Fällen, in denen der Fluiddruck auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt ist, nicht immer dieselbe Kraft zwischen Stoßwellenquelle und Körperoberfläche, da diese von der Auflagefläche und der Auflagegeometrie abhängig ist.

Um eine definierte Anpresskraft zwischen der Stoßwellenquelle und der Körperoberfläche eines Patienten zu gewährleisten, ist es darüber hinaus aus der EP 0 462 295 A1 bekannt, diese Anpresskraft mit Hilfe eines an der Stoßwellenquelle angeordneten Sensors zu erfassen. Überschreitet diese Anpresskraft einen Schwellwert wird mit einer Steuereinrichtung ein weiteres Verstellen der Stoßwellenquelle unterbunden.

Die auf die Stoßwellenquelle beim Ankoppeln ausgeübte Kraft bewirkt nun eine Verformung der die Stoßwellenquelle tragen den Teile, die zur Folge hat, dass der Fokus der Stoßwelle aus seiner Sollposition auswandern kann. Diese Sollposition fällt in der Regel mit dem Bildzentrum einer zur Ortung des Konkrements verwendeten Röntgeneinrichtung zusammen. Diese Situation ist in 3 näher dargestellt. Gemäß dieser Figur ist eine Stoßwellenquelle 2 über einen Tragarm 4 schwenkbar auf einem C-Bogen 6 angeordnet, der an einer nur schematisch angedeuteten Konsole 8 gelagert ist. Die Stoßwellenquelle 2 weist einen Koppelbalg 10 auf, mit dem sie auf die Körperoberfläche eines Patienten 12 aufgesetzt und akustisch angekoppelt wird. Im Idealfall, d.h. bei kleinen auf die Stoßwellenquelle 2 wirkenden Kräften F fällt der Fokus S der Stoßwelle mit seiner Solllage C, im Beispiel das Isozentrum des C-Bogens 6, zusammen. Diese Solllage C ist zugleich auch das Bildzentrum einer in der Figur nicht dargestellten und zur Ortung des Konkrements verwendeten Röntgeneinrichtung. In der Figur ist nun gestrichelt eine Situation eingezeichnet, die sich ergibt, wenn auf die Stoßwellenquelle 2 in Richtung ihrer Mittenachse 14 durch das Ankoppeln an den Patienten 12 eine Kraft F ausgeübt wird. In diesem Fall stellt sich in der Regel eine elastische, reversible Verformung der aus Tragarm 4 und C-Bogen 6 bestehenden Tragmechanik ein, die bewirkt, dass der Fokus S der Stoßwelle aus seiner Solllage C in eine Ist-Lage C' auswandert.

Eine solche Auswanderung des Fokus S führt, falls sie nicht erkannt und berücksichtigt wird, zu einem verschlechterten Therapieerfolg und zu einer unnötigen Belastung des Patienten.

Um dies zu vermeiden, ist es im Stand der Technik bekannt, die entstehenden Verformungen dadurch auszugleichen, dass der Fokus S der Stoßwelle in Abwesenheit von auf die Stoßwellenquelle 2 wirkenden Kräften sich außerhalb der Solllage C befindet. Wird dann die Stoßwellenquelle 2 an die Körperoberfläche des Patienten 12 angekoppelt, bewirkt dann im Idealfall die damit einhergehende Verformung, dass der Fokus S mit der Solllage C übereinstimmt. Diese Situation ist in 4 gestrichelt dargestellt. Da jedoch die Kraft, mit der die Stoßwellenquelle 2 an den Patienten 12 angekoppelt wird, von Anwendung zu Anwendung verschieden ist, ist auch durch diese Maßnahme nicht immer sichergestellt, dass der Fokus S mit der Solllage C übereinstimmt.

Neben der anhand 3 und 4 erläuterten reversiblen Verschiebung der Lage des Fokus S können außerdem bei gewollt oder ungewollt wirkenden großen Kräften auch irreversible Verformungen auftreten, die zur dauerhaften Auswanderung des Fokus S aus der Solllage C führen und ein erhebliches Risiko für den Patienten darstellen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Lithotripsie-Einrichtung anzugeben, mit der die vorstehend genannten Probleme vermieden werden können.

Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer Lithotripsie-Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bei einer solchen Lithotripsie-Einrichtung wird an einen zu behandelnden Patienten eine Stoßwellenquelle angekoppelt, die eine in einem Fokus fokussierte Stoßwelle erzeugt und es wird zumindest eine auf die Stoßwellenquelle beim Ankoppeln ausgeübte Kraft erfasst und ausgewertet. Dadurch steht dem Anwender ein weiteres Bewertungskriterium zur Verfügung, das zu einer Verbesserung des Behandlungserfolgs ausgenutzt werden kann. So können dem Anwender beispielsweise ein Sollwert oder ein Sollwertbereich für die Kraft vorgegeben werden, bei dem bzw. in dem das Auswandern des Fokus innerhalb tolerabler Grenzen bleibt. Darüberhinaus können Behandlungserfolg, Schmerzempfinden, Behandlungsdauer mit der bei der Behandlung wirkenden Kraft korreliert werden und die dabei gemachten Erfahrungen gegebenenfalls patientenspezifisch für Folgebehandlungen genutzt werden. Durch Messung der Kraft ist es auch möglich, diese auf einen vorgegebenen, gegebenenfalls patientenspezifischen Sollwert zu regeln.

Aus der erfassten Kraft wird mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung eine Istlage des Fokus ermittelt. Ist nämlich die auf die Stoßwellenquelle beim Ankoppeln wirkende Kraft bekannt, kann aus dieser anhand anlagenspezifischer Größen, beispielsweise experimentell verifizierter Look-up-Tabellen, das Ausmaß der Verformung der Tragkonstruktion und damit die Istlage, d.h. die tatsächliche Lage des Fokus ermittelt werden.

Wenn die Istlage des Fokus in einem mit einer Röntgenanlage erzeugten und wiedergegebenen Röntgenbild des Patienten angezeigt wird, ist ein korrektes Positionieren des Fokus der Stoßwelle vereinfacht.

Weiter kann es vorteilhaft sein, die ausgeübte Kraft mit einer oberen Grenzkraft zu vergleichen und ein Überschreiten dieser oberen Grenzkraft mit einem Anzeigeelement anzuzeigen. Durch diese Maßnahme wird eine unbeabsichtigte dauerhafte Schädigung der Lithotripsie-Einrichtung aufgrund einer von einer zu hohen Kraft verursachten irreversiblen Verformung vermieden.

Wenn außerdem ein Überschreiten der oberen Grenzkraft eine die Kraft verringernde automatische Ausgleichsbewegung auslöst, ist sichergestellt, dass auch im Falle einer Unachtsamkeit des Anwenders eine irreversible Beschädigung vermieden wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die ausgeübte Kraft mit einer unteren Grenzkraft verglichen und ein Unterschreiten dieser unteren Grenzkraft als Indiz für eine unzureichende Ankopplung angezeigt.

Wenn die beim Ankoppeln ausgeübte Kraft gemeinsam mit anderen Wenn die beim Ankoppeln ausgeübte Kraft gemeinsam mit anderen patienten- und behandlungsspezifischen Daten in einer Speichereinrichtung gespeichert wird, ist es möglich nach erfolgter Behandlung eine Beziehung zwischen der Kraft und dem Therapieerfolg hergestellt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestattungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausführungsbeispiel der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:
1 eine Lithotripsie-Einrichtung gemäß der Erfindung in einer schematischen Prinzipdaratellung,
2 ein schematisches Röntgenbild, in dem die Istlage des Fokus der Stoßwelle angezeigt ist,
3 und 4 jeweils schematisch die sich beim Ankoppeln einer Stoßwellenquelle an einen zu behandeln den Patienten ergebenden Verformungen jeweils anhand einer schematisch dargestellten Li thotripsie-Einrichtung.
Gemäß 1 ist wie auch bereits anhand der 3 und 4 erläutert, die Stoßwellenquelle 2 über den Tragarm 4 am C-Bogen 6 schwenkbar um die Solllage C des Fokus der Stoßwellenquelle 2, im Beispiel das Isozentrum des C-Bogens 6, gelagert. Die Solllage C des Fokus der Stoßwellenquelle 2 liegt in der Bildmitte einer bildgebenden Röntgeneinrichtung 18, im Beispiel eine C-Bogen-Röntgenanlage, bei der ein Röntgenempfänger 20 und eine Röntgenröhre 22 an einem Röntgen-C-Bogen 16 angeordnet sind, dessen Isozentrum mit der Solllage C des Fokus zusammenfällt. Röntgenempfänger 20 und Röntgenröhre 22 können gemeinsam um diese Solllage C geschwenkt werden.
Der zu behandelnde Patient 12 ist auf einem Patientenlagertisch 24 gelagert und die Stoßwellenquelle 2 ist mit ihrem Koppelbalg 10 an die Körperoberfläche des Patienten 12 angekoppelt. In der Figur ist außerdem ein zu zerstörendes Konkrement K angedeutet, das im Idealfall im Isozentrum des Röntgen-C-Bogens 16 positioniert ist.
Eine zentrale Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 dient zur Steuerung der Röntgeneinrichtung 18 sowie der Stoßwellenquelle 2, wie dies in der Figur durch Doppelpfeile symbolisch veranschaulicht ist. An die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 sind Bedien- und Anzeigegeräte angeschlossen, die in der Figur ebenfalls symbolisch durch eine Tastatur 28 bzw. einen Monitor 30 veranschaulicht sind. Das im Isozentrum des Röntgen-C-Bogens 16 positionierte Konkrement K erscheint bei einem im Monitor 30 wiedergegebenen Röntgenbild B des Patienten 12 in der Bildmitte.
Zwischen der Stoßwellenquelle 2 und dem Tragarm 4 sind eine Mehrzahl von Messaufnehmern 32 angeordnet, mit denen jeweils eine beim Ankoppeln der Stoßwellenquelle 2 an den Patienten 12 in Richtung der Mittenachse 14 der Stoßwellenquelle 2 ausgeübte Kraft gemessen wird. Die von den einzelnen Messaufnehmern 32 jeweils gemessenen Kräfte sind bei einer schräg zur Mittenachse 14 erfolgenden Ankopplung nicht zwingend notwendig gleich groß. Durch eine geeignete Auswahl und Anordnung der Messaufnehmer 32 können grundsätzlich auch die bei nicht exakt axial wirkender Kraft die anderen, zur Mittenachse senkrechten Kraftkomponenten erfasst werden. Mit anderen Worten: Es wird nicht nur eine Kraft oder eine Kraftkomponente sondern eine Verteilung der auf den Tragarm wirkenden Kräfte gemessen. In der Regel ist es aber ausreichend, wenn lediglich ein Mittelwert der auf die Messaufnehmer 32 jeweils in Richtung der Mittenachse 14 wirkenden Kraftkomponente gebildet und ausgewertet wird.
Die Messsignale M der Messaufnehmer 32 werden an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 weitergeleitet und dort zum Ermitteln der Ist-Lage des Fokus der Stoßwellenquelle 2 ausgewertet. Dies kann beispielsweise durch eine Auswertesoftware erfolgen, die beispielsweise experimentell verifizierte Look-up-Tabellen enthält, in der die Abweichungen des Fokus von der Solllage C in Abhängigkeit von der Position der Stoßwellenquelle 2 und den auf sie ausgeübten Kräften d.h. den von den Messaufnehmern 32 gemessenen Messsignalen M gespeichert sind.
Die auf diese Weise ermittelte Ist-Lage wird durch ein geeignetes Symbol 34, im Beispiel ein Fadenkreuz im von der Röntgeneinrichtung 18 erzeugten Röntgenbild B wiedergegeben.
In der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 werden die Messsignale M außerdem dahingehend überprüft, ob ein unterer oder ein oberer Grenzwert für die Kraft unter- bzw. überschritten ist. Ein solches Unter- oder Überschreiten wird durch Anzeigeelemente 36 bzw. 38 angezeigt, die auch in die Bildoberfläche des Monitors 30 integriert werden können.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 ist außerdem an einen in der Figur nicht dargestellten Antrieb für den Patientenlagertisch 24 angeschlossen und löst ein automatisches Wegfahren – veranschaulicht durch einen Pfeil 40 – des Patientenlagertisches 24 aus, wenn die von den Messaufnehmern 32 gemessene Kraft den oberen Grenzwert überschreitet.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 enthält außerdem eine Speichereinrichtung 42 zum Speichern der während der Behandlung jeweils ausgeübten Kraft F bzw. Kräfte und weiterer zugehöriger patienten- und behandlungsspezifischer Daten D.
Gemäß 2 ist das Konkrement K in der Bildmitte des von der Röntgeneinrichtung erzeugten Röntgenbildes B positioniert. Im Idealfall fällt die Bildmitte mit der Solllage C des Fokus der Stoßwellenquelle zusammen, wenn auf diese keine äußere Kraft ausgeübt wird. Beim Ausüben einer äußeren Kraft auf die Stoßwellenquelle wandert der Fokus der Stoßwellenquelle aus der Solllage C in eine Ist-Lage C', die für den Anwender anhand des Symbols 34 angezeigt wird. Im dargestellten Beispiel erkennt der Anwender, dass sich die Ist-Lage C' des Fokus nicht mehr innerhalb des Konkrements K befindet, so dass eine Stoßwelle nicht ausgelöst werden darf. Der Anwender kann dann entweder durch Verringern der beim Ankoppeln ausgeübten Kraft oder durch eine nach Verlagerung des Patienten erneut vorgenommene Ankopplung erreichen, dass die im Röntgenbild B angezeigte Ist-Lage C' auf dem Konkrement K positioniert oder das Konkrement K in die Ist-Lage C' verlagert wird.

Claims

Lithotripsie-Einrichtung mit einer Stoßwellenquelle (2) zum Erzeugen einer in einem Fokus (S) fokussierten Stoßwelle, sowie mit zumindest einem Messaufnehmer (32) zum Messen einer auf die Stoßwellenquelle (2) bei der Ankopplung an einen zu behandelnden Patienten (12) ausgeübten Kraft, und mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (26), die für die Ermittlung einer Istlage (C') des Fokus (S) aus der gemessenen Kraft (F) ausgebildet ist.
Lithotripsie-Einrichtung nach Anspruch 1, mit einer Röntgeneinrichtung (18) zum Erzeugen und Wiedergeben eines Röntgenbildes (B) vom Patienten (12) und zum Anzeigen der Istlage (C') des Fokus (S) im Röntgenbild (B).
Lithotripsie-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Anzeigeelement (36) zum Anzeigen einer fehlerhaften Ankopplung, wenn die gemessene Kraft (F) einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet.
Lithotripsie-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Steuer- und Auswerteeinrichtung (26) automatisch Ausgleichsbewegung einleitet, wenn die gemessene Kraft (F) einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet.
Lithotripsie-Einrichtung nach Anspruch 4, bei der die Ausgleichsbewegung durch ein von der Steuer- und Auswerteeinrichtung ausgelöstes Wegfahren eines Patientenlagertisches (24) ist, auf dem der zu behandelnde Patient (12) gelagert ist.
Lithotripsie-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Speichereinrichtung (42) zum gemeinsamen Speichern der Kraft (F) und weiterer zugehöriger patienten- und behandlungsspezifischer Daten (D).