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Die Erfindung betrifft eine Lithotripsie-Einrichtung.
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Bei der Lithotripsie handelt es sich um eine therapeutische Methode, ein im Körper eines Patienten befindliches Konkrement (Stein) ohne operativen Eingriff mit Hilfe einer in einem Stoßwellenfokus fokussierten Stoßwelle zu zerstören. Die Stoßwelle wird von einer in einem Stoßwellenkopf angeordneten Stoßwellenquelle erzeugt. Die Stoßwellenquelle wird hierzu mit einem Koppelbalg an die Körperoberfläche eines Patienten akustisch angekoppelt. Der Koppelbalg ist der mit einem Koppelfluid gefüllt, in der Regel Wasser. Um Schäden im Gewebe, welches das Konkrement umgibt, weitgehend zu vermeiden, ist es erforderlich, den Stoßwellenfokus exakt im Konkrement zu positionieren.
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Eine Lithotripsie-Einrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der
DE 10 2009 004 226 A1 beschrieben. Die bekannte Lithotripsie-Einrichtung umfasst eine Stoßwellenquelle zum Erzeugen einer in einem Stoßwellenfokus fokussierten Stoßwelle, die zur Zerstörung eines Steines dient, und eine bildgebende Ortungseinrichtung mit wenigstens einem Ultraschallgerät zum Erzeugen eines Ultraschallbildes, das den Stein und die aktuelle Position des Stoßwellenfokus mit einer Markierung wiedergibt.
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In der Lithotripsie werden zwei unterschiedliche Bildgebungsverfahren für die Steinlokalisation bzw. die Steinpositionierung eingesetzt. In den meisten Fällen wird eine Röntgenortung in zwei Ebenen genutzt. Der behandelnde Arzt muss für eine Positionierung des Steines den Patiententisch so verfahren, dass der Stein möglichst gut mit der angezeigten Markierung, die die aktuelle Position des Stoßwellenfokus wiedergibt, übereinstimmt. Alternativ kann die Steinortung auch mittels Ultraschall erfolgen, entweder als "Inline"- oder als "Outline"-Lösung. Oft wird die Ultraschallortung zur Verlaufskontrolle eingesetzt. In diesem Fall wird bei Beginn der Behandlung mittels einer Röntgenortung eine initiale Steinlokalisation vorgenommen. Während der weiteren Behandlung wird der Stein mittels Ultraschallbildgebung beobachtet. Dadurch wird die Strahlendosis für den Patienten gering gehalten.
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Die Markierung (Fadenkreuz) wird sowohl im Röntgenbild als auch im Ultraschallbild an der gleichen Position, dem Stoßwellenfokus, eingeblendet. Im Röntgenbild lässt sich der Stein leicht zum Fadenkreuz positionieren, da der gesamte Stein dargestellt wird. Demgegenüber ist im Ultraschallbild nur ein (zum Teil starker) Reflex der Frontfläche des Steines in Schallrichtung zu sehen (starker Reflektor, Steinschatten). Die eigentliche Größe des Steines lässt sich nicht erkennen. Dies hat zur Folge, dass ein im Röntgenbild perfekt positionierter Stein einen Ultraschall-Reflex erzeugt, der vor der Fadenkreuz-Mitte liegt und zwar umso weiter, je größer der Stein ist.
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Die existierende Ungenauigkeit wurde bisher nicht korrigiert, d. h. das Fadenkreuz (Markierung) wird im Röntgenbild und im Ultraschallbild stets an der gleichen Stelle und unabhängig von der Steingröße eingeblendet.
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Solange sowohl die Röntgen- als auch die Ultraschallortung "Inline" (also in Richtung der Stoßwelle) erfolgen, spielt die vorgenannte Ungenauigkeit keine große Rolle, da der Fokus der Stoßwelle in dieser Richtung 5 cm bis 15 cm groß ist und Abweichungen von wenigen Millimetern keinen Einfluss auf die Therapie-Ergebnisse haben.
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Darüber hinaus berücksichtigt ein in der Ultraschallbildgebung erfahrener Arzt diesen Unterschied intuitiv.
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Wenn Röntgeneinstrahlung und Ultraschall aus unterschiedlichen Richtungen erfolgen und insbesondere nicht mit der Richtung der applizierten Stoßwellen übereinstimmen, dann erzeugt die daraus resultierende unterschiedliche Darstellung leichte Abweichungen. Derartige Abweichungen könnten möglicherweise den Behandlungserfolg gefährden, insbesondere bei Abweichungen senkrecht zur Stoßwelle (laterale Fokusgröße nur 5 mm bis 15 mm).
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lithotripsie-Einrichtung mit einer höheren Ortungsgenauigkeit zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lithotripsie-Einrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lithotripsie-Einrichtung sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.
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Die erfindungsgemäße Lithotripsie-Einrichtung umfasst einen Therapiekopf zum Erzeugen einer in einem Stoßwellenfokus fokussierten Stoßwelle, die zur Zerstörung eines Steines dient, und eine bildgebende Ortungseinrichtung mit wenigstens einem Ultraschallgerät zum Erzeugen eines Ultraschallbildes, das eine Markierung für die Positionierung des zu zerstörenden Steines und den Stein selbst wiedergibt. Erfindungsgemäß ist im Ultraschallbild die Markierung in Abhängigkeit von einer vorher definierten Größe des Steines einblendbar, wobei die Markierung von der Position des Stoßwellenfokus abweicht.
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Bei der erfindungsgemäßen Lithotripsie-Einrichtung erfolgt während des Ortungsvorganges die Positionierung des Steines derart, dass der Stein in Übereinstimmung zur Markierung gebracht wird. Damit liegt der Stein im Stoßwellenfokus, so dass ein maximaler Therapieerfolg erzielt werden kann.
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Der Begriff "Größe des Steines" umfasst im vorliegenden Fall nicht nur die Größe des Steines, sondern auch die Form bzw. die Struktur des Steines.
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Die Markierung, welche die aktuelle Position des Stoßwellenfokus wiedergibt, ist z. B. als Fadenkreuz ausgebildet.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung ist eine zuverlässige axiale Korrektur der Fadenkreuzposition im Ultraschallbild in Abhängigkeit der vorher definierten Größe des Steines (Steingröße) möglich. Damit ist die Position des Stoßwellenfokus in axialer Richtung durch eine Ultraschallortung exakt einstellbar, so dass auf eine zusätzliche Röntgenortung in den meisten Fällen verzichtet werden kann.
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Die Einblendung des Fadenkreuzes in Abhängigkeit von der Steingröße ermöglicht eine intuitivere Bedienung der Lithotripsie-Einrichtung nach Anspruch 1, vor allem für Anwender ohne Erfahrung in der Ultraschallbildgebung. Der zu behandelnde Stein ist im Fadenkreuz (Markierung) zu sehen.
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Darüber hinaus werden bei einer Benutzung der erfindungsgemäßen Lithotripsie-Einrichtung die Ortungsgenauigkeit deutlich erhöht und Fehlortungen mit Ultraschall zuverlässig vermieden, insbesondere bei Outline-Ultraschall und bei größeren Steinen. Man erhält somit bessere Behandlungsergebnisse, da eine höhere Steinzerstörung bei gleichzeitig geringeren Nebenwirkungen erzielt wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Lithotripsie-Einrichtung kann die Stoßwellenerzeugung elektromagnetisch, elektrohydraulisch oder piezoelektrisch erfolgen.
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Die Größe des Steines ist beispielsweise aus einer Voruntersuchung bekannt (Anspruch 2). Alternativ ist die Größe des Steines aus einem Röntgenbild ermittelbar. Das hierfür benötigte Röntgengerät kann Teil der Ortungseinrichtung der Lithotripsie-Einrichtung sein (Anspruch 3). Bei einer Röntgenlokalisation wird in zwei Ebenen nacheinander durchleuchtet. In jeder Ebene wird der Stein in das Zentrum der Markierung (z. B. Fadenkreuz) gebracht. Während der Behandlung sind fortlaufende Kontrollen und gegebenenfalls eine Nachjustage erforderlich. Die Durchleuchtungszeiten betragen bei ausschließlicher Röntgenortung etwa zwei bis fünf Minuten.
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Im Rahmen der Erfindung kann das Ultraschallgerät entweder als Outline-Ultraschallgerät (Anspruch 4) oder als Inline-Ultraschallgerät ausgebildet sein (Anspruch 5). Beim Outline-Ultraschall ist der Ultraschall-Applikator über einen beweglichen Arm an der Stoßwellenquelle befestigt, wodurch sich ein zusätzlicher Platzbedarf ergibt. Aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten ist eine direkte Ankopplung des Ultraschall-Applikators an den Patienten möglich, wobei das Sichtfenster des Ultraschalls unterschiedlich zum Sichtfenster des Therapieschalls der Stoßwellenquelle ist. Beim Inline-Ultraschall ist der der Ultraschall-Applikator im Zentrum der Stoßwellenquelle angeordnet. Dadurch weist der Ultraschall das gleiche Sichtfenster wie der Therapieschall auf. Bei der Inline-Ortung ist kein zusätzlicher Platzbedarf erforderlich und ein guter Zugang zum Patienten gegeben. Aufgrund der fehlenden direkten Ankopplung ist allerdings die Bildqualität schlechter als beim Outline-Ultraschall.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist bei einem nahezu kugelförmigen Stein die Markierung um einen halben Steindurchmesser korrigierbar (Anspruch 6).
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind für die Ermittlung der Größe des Steines mehrere Parameter aus wenigstens einem Röntgenbild bestimmbar (Anspruch 7). Die erforderlichen Parameter sind beispielsweise aus einem 3D-Modell ermittelbar. Aus zwei Röntgenbildern können hierzu z. B. die Halbachsen eines Ellipsoids bestimmt werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Lithotripsie-Einrichtung ist aus einer Abweichung der Markierung von der Position des Reflexes der Frontfläche des Steines eine Größe für die axiale Ausdehnung des Steines in Richtung der Ausbreitung des Ultraschalls ableitbar (Anspruch 8).
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In Abhängigkeit von einer Orientierung des Ultraschall-Applikators ist bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung eine entsprechende axiale Korrektur des Fadenkreuzes um die Abweichung vornehmbar (Anspruch 9).
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Die Abweichung der Markierung von der Position des Stoßwellenfokus kann hierbei automatisch (Anspruch 10) oder manuell (Anspruch 11) bestimmt werden.
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Eine Verschiebung der Markierung bzw. der Fadenkreuz-Mitte kann automatisch (Anspruch 12) oder auf Nachfrage vorgenommen werden und durch den Benutzer bestätigt werden (Anspruch 13).
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In vorteilhafter Weise kann eine Anzeige der ermittelten Steinkontur im Ultraschallbild erfolgen (Anspruch 14).
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Nachfolgend wird ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
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1 eine Ortung eines kleinen Steines mittels Röntgenbildgebung,
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2 eine Ortung eines großen Steines mittels Röntgenbildgebung,
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3 eine Ortung eines kleinen Steines mittels Inline-Ultraschallbildgebung,
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4 eine Ortung eines großen Steines mittels Inline-Ultraschallbildgebung,
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5 eine bei einer Inline-Ultraschallbildgebung möglicherweise auftretende Fehlortung bei einem großen Stein,
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6 eine Korrektur einer Fehlortung bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lithotripsie-Einrichtung.
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Mit 1 ist in den 1 und 3 jeweils ein kleiner Stein bezeichnet, wohingegen in den 2 und 4 bis 6 mit 2 jeweils ein großer Stein bezeichnet ist. Sowohl der kleine Stein 1 als auch der große Stein 2 sind jeweils als Schnittbild dargestellt.
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Bei der Ortung mittels einer Röntgenbildgebung (1 und 2) kann sowohl der kleine Stein 1 als auch der große Stein 2 jeweils im Zentrum einer Markierung 3 (Fadenkreuz) positioniert werden. Hierzu ist lediglich der Patiententisch so zu verfahren, dass der Stein (Konkrement) möglichst gut mit der angezeigten Markierung, die die aktuelle Position eines Stoßwellenfokus wiedergibt, übereinstimmt.
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Alternativ kann die Steinortung auch mittels einer Inline-Ultraschallbildgebung erfolgen.
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Die Markierung 3 (Fadenkreuz) wird sowohl bei der Röntgenbildgebung (1 und 2) als auch bei der Inline-Ultraschallbildgebung (3 bis 5) an der gleichen Position, dem Stoßwellenfokus, eingeblendet. Im Röntgenbild lässt sich sowohl der kleine Stein 1 als auch der große Stein 2 leicht zum Fadenkreuz 3 positionieren, da jeweils der gesamte Stein 1 bzw. 2 dargestellt wird. Demgegenüber ist im Inline-Ultraschallbild nur ein (zum Teil starker) Reflex der Frontfläche des Steines 1 bzw. 2 in Schallrichtung zu sehen. Die eigentliche Größe des Steines 1 bzw. 2 lässt sich nicht erkennen. Wie aus einem Vergleich der 1 bis 5 ersichtlich ist, hat dies zur Folge, dass ein im Röntgenbild perfekt positionierter Stein 1 bzw. 2 einen Ultraschall-Reflex erzeugt, der um eine Abweichung d1 bzw. d2 vor der Fadenkreuz-Mitte 4 liegt und zwar umso weiter, je größer der Stein 1 bzw. 2 ist. Im dargestellten Beispiel ist die Abweichung d2 also größer als die Abweichung d1.
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Die existierenden Ungenauigkeiten (Abweichungen d1 bzw. d2) wurden bisher nicht korrigiert, d. h. das Fadenkreuz 3 (Markierung) wird im Röntgenbild und im Ultraschallbild stets an der gleichen Stelle und unabhängig von der Steingröße eingeblendet.
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Solange sowohl die Röntgen- als auch die Ultraschallortung "Inline" (also in Richtung der Stoßwelle) erfolgen, spielt dies keine große Rolle, da der Fokus der Stoßwelle 11 in dieser Richtung 5 cm bis 15 cm groß ist und Abweichungen d1 und d2 von wenigen Millimetern keinen Einfluss auf die Therapie-Ergebnisse haben.
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Eine andere Situation ergibt sich, wenn die Richtung der Ultraschallbildgebung und die Richtung der applizierten Stoßwellen 11 nicht übereinstimmen, wie dies bei einer Outline-Ultraschallbildgebung auftritt. In diesem Fall erzeugt die daraus resultierende unterschiedliche Darstellung eine leichte Abweichung, die den Behandlungserfolg gefährden könnte, insbesondere bei einer Abweichung d3 senkrecht zur Stoßwelle 11, da die laterale Fokusgröße nur 5 mm bis 15 mm beträgt.
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6 zeigt einen Therapiekopf 10 einer in seiner Gesamtheit nicht dargestellten Lithotripsie-Einrichtung Der Therapiekopf 10 weist in schematisch dargestellter, jedoch in an sich bekannter Weise Mittel zur Erzeugung fokussierter Stoßwellen 11 auf, die auch als Therapiewellen bezeichnet werden. Exemplarisch für derartige Mittel sind in 6 eine Stoßwellenquelle 12 und eine Sammellinse 13 gezeigt. Im Falle des in 6 dargestellten Ausführungsbeispiels werden die von der Stoßwellenquelle 12 ausgehenden akustischen Wellen mittels der Sammellinse 3 auf den Stoßwellenfokus F, bei dem es sich in der Praxis um eine räumliche Fokuszone handelt, fokussiert. Der Therapiekopf 10 ist patientenseitig mit einem, mit einem akustischen Ausbreitungsmedium gefüllten, flexiblen Koppelbalg (in 6 nicht dargestellt) zur Ankopplung und Einleitung der erzeugten Stoßwellen 11 in den Körper eines in 6 nicht dargestellten Patienten versehen. Der Therapiekopf 10 kann in an sich bekannter Weise relativ zu dem Patienten verstellt werden, um den Stoßwellenfokus F des Therapiekopfs 10 auf das zu zerstörende Konkrement 2 (Stein) verlagern zu können. Zur Verlagerung des Stoßwellenfokus F des Therapiekopfes 10 auf das zu zerstörende Konkrement kann jedoch auch der Patient bzw. ein den Patienten aufnehmender Lagerungstisch relativ zu dem Therapiekopf 10 verstellt werden.
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Bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ultraschallgerät als Outline-Ultraschallgerät ausgeführt. Bei dem dargestellten Outline-Ultraschallgerät ist ein Ultraschall-Applikator 14 über einen beweglichen Arm 15 am Therapiekopf 10 befestigt. Aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten ist eine direkte Ankopplung des Ultraschall-Applikators 14 an den Patienten möglich, wobei das Sichtfenster des Ultraschalls 16 unterschiedlich zum Sichtfenster des Therapieschalls 11 (Stoßwelle) ist, so dass sich eine Abweichung d3 senkrecht zur Stoßwelle 11 ergibt.
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Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist aus der Abweichung d3 eine Größe für die axiale Ausdehnung des Steines 2 in Richtung der Ausbreitung des Ultraschalls 16 (Abstand von Fadenkreuz-Mitte 4 zur Steinoberfläche in Ultraschall-Richtung) ableitbar. Je nach Orientierung des Ultraschall-Applikators 14 ist eine entsprechende axiale Korrektur der Markierung 3 um die Abweichung d3 vorzunehmen.
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Die Abweichung d3 kann beispielsweise automatisch oder manuell aus Röntgenbildern bestimmt werden.
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Eine Verschiebung der Markierung 3 bzw. der Fadenkreuz-Mitte 4 kann automatisch oder auf Nachfrage vorgenommen werden und durch den Benutzer bestätigt werden.
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In vorteilhafter Weise kann eine Anzeige der ermittelten Steinkontur im Ultraschallbild erfolgen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben ist, so ist die Erfindung nicht durch das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Vielmehr können vom Fachmann hieraus auch andere Varianten der erfindungsgemäßen Lösung abgeleitet werden, ohne hierbei den zugrunde liegenden Erfindungsgedanken zu verlassen.
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Wie aus der Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ersichtlich ist, ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine zuverlässige axiale Korrektur der Fadenkreuzposition im Ultraschallbild in Abhängigkeit der vorher definierten Größe des Steines 1 bzw. 2 (Steingröße). Damit ist die Position des Stoßwellenfokus F in axialer Richtung durch eine Ultraschallortung exakt einstellbar, so dass auf eine zusätzliche Röntgenortung in den meisten Fällen verzichtet werden kann.
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Durch die Einblendung der Markierung 3 in Abhängigkeit von der Größe des Steines 1 bzw. 2 ist somit eine intuitivere Bedienung der erfindungsgemäßen Lithotripsie-Einrichtung möglich, vor allem für Anwender ohne Erfahrung in der Ultraschallbildgebung. Der zu behandelnde Stein 1 bzw. 2 ist in beiden Ultraschallbildern im Fadenkreuz (Markierung) zu sehen.
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Darüber hinaus werden bei einer Benutzung der erfindungsgemäßen Lithotripsie-Einrichtung die Ortungsgenauigkeit deutlich erhöht und Fehlortungen mit Ultraschall zuverlässig vermieden, insbesondere bei Outline-Ultraschall und bei größeren Steinen 2. Man erhält somit bessere Behandlungsergebnisse, da eine höhere Steinzerstörung bei gleichzeitig geringeren Nebenwirkungen erzielt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009004226 A1 [0003]
