DE19949426A1 - Akustisches Therapiegerät - Google Patents

Abstract

Das akustische Therapiegerät hat einen elektroakustischen Wandler zur Erzeugung von fokussierten und über Koppelmedien auf den Körper eines Patienten zu übertragenden Schallwellen, bei dem der Wandler, gegebenenfalls in Verbindung mit Teilen eines Wandlergehäuses, eine Schale bildet und einen mit Wandlerelementen bestückten Träger aufweist. Die von der Schallabstrahlfläche des Wandlers ausgehenden Schallwellen werden direkt in ein an dieser Abstrahlfläche anliegendes, dem Wandler fest zugeordnetes und eine erste Schallvorlaufstrecke bildendes Koppelelement eingekoppelt und nach Durchlaufen des Koppelelements weiter in ein elastisches, am Patientenkörper anzulegendes und lösbar mit dem Koppelelement verbundenes Koppelpolster eingekoppelt. Dieses bildet eine externe zweite akustische Vorlaufstrecke, deren Länge und somit die Eindringtiefe der Schallwellen in den Patientenkörper durch Anwendung eines von mehreren bevorrateten Koppelpolstern variiert werden kann, die unterschiedliche Dicken haben. Im Übrigen ist die Wandlerschale bleibend und luftblasenfrei mit dem Werkstoff des Koppelelements ausgegossen.

Description

Die Erfindung betrifft ein akustisches Therapiegerät mit einem elektroakustischen Wandler zur Erzeugung von fokussierten und über Koppelmedien auf den Körper eines Patienten zu übertragenden Schallwellen, bei dem der Wandler, gegebenen­ falls in Verbindung mit Teilen eines Wandlergehäuses, eine Schale bildet und einen mit Wandlerelementen bestückten Träger aufweist, wobei die von der Schallabstrahlfläche ausgehenden Schallwellen direkt in ein an dieser Abstrahl­ fläche anliegendes, dem Wandler fest zugeordnetes und eine erste Schallvorlaufs­ trecke bildendes Koppelelement eingekoppelt werden und nach Durchlaufen des Koppelelements weiter in ein elastisches, am Patientenkörper anzulegendes und lösbar mit dem Koppelelement verbundenes Koppelpolster eingekoppelt werden, welches eine externe zweite akustische Schallvorlaufstrecke bildet, und wobei die Länge der jeweiligen externen Schallvorlaufstrecke und somit die Eindringtiefe der Schallwellen in den Patientenkörper durch Anwendung eines von mehreren be­ vorrateten Koppelpolstern unterschiedlicher Dicken variabel ist.

Bei solchen meist mit selbstfokussierenden Wandlern ausgestatteten Therapiegerä­ ten kommt es insbesondere darauf an, den Wandlerfokus sicher in Überdeckung mit dem Behandlungsort im Patientenkörper bringen zu können, was bei einem Gerät mit einem ortsfesten Wandlerfokus problematisch werden kann, weil je nach Indikation die zu beschallenden Objekte, wie Konkremente, Organe oder be­ stimmte Gewebebereiche, unterschiedlich tief im Patientenkörper liegen.

Deshalb bildet man die Geräte so aus, dass die Schallvorlaufstrecke variabel ist, also die Strecke zwischen der Schallabstrahlfläche des Wandlers und der Fläche, an welcher der Schall in den Patientenkörper eingekoppelt wird. Zu diesem Zweck werden die Geräte mit wenigstens einem Koppelelement versehen, das mit einer Endfläche an der Wandlerabstrahlfläche liegt und dessen andere Endfläche eine an den Patientenkörper anzulegende Ankoppelfläche bildet.

Die Länge der Vorlaufstrecke wird durch den jeweiligen Abstand zwischen den beiden erwähnten Endflächen bestimmt, womit exakt auch der Abstand zwischen der Ankoppelfläche des Koppelelements und dem Wandlerfokus sowie die jeweili­ ge Eindringtiefe bzw. die Lage des Schallwellenfokus im Patientenkörper vor­ gegeben sind. Die genannten Abstände und die Schalleindringtiefe lassen sich auf verschiedene Weise durch Variation der Länge der Schallvorlaufstrecke verändern.

So können beispielsweise mehrere austauschbare Koppelelemente zur Verfügung gehalten werden (DE 195 09 004 C1), die aufgrund unterschiedlicher Dicken­ abmessungen auch verschieden lange Vorlaufstrecken bilden. Jeweils eines in Bezug auf eine geeignete Vorlaufstrecke ausgewähltes, formstabiles und elasti­ sches Koppelelement wird axial ausgerichtet so in die Wandlerschale eingebracht, dass seine Endfläche als Schalleinkoppelfläche gegen die Schallabstrahlfläche des Wandlers zu liegen kommt, während die gegenüberliegende und sich außerhalb der Wandlerschale bzw. des Wandlergehäuses befindliche Endfläche als Schallankop­ pelfläche dient, über welche der Schall fokussiert in den Patientenkörper abge­ strahlt und eingekoppelt wird.

Bei diesem bekannten Therapiegerät ist ein luftblasenfreier Übergang zwischen der Schallabstrahlfläche und dem Koppelelement selbst bei zusätzlicher Anwendung eines Koppelgels kaum zu erreichen. Außerdem haben die großvolumigen, im Wesentlichen aus einem Hydro-Gel bestehenden Koppelelemente ein recht hohes Gewicht, weshalb sie bei der Montage in der Wandlerschale und auch bei der Demontage schwierig zu handhaben sind.

Insofern können Therapiegeräte vorteilhafter sein, bei denen ein relativ großvolu­ miges Koppelelement dem Wandler fest und bleibend zugeordnet ist und weitere leichte Koppelpolster unterschiedlicher Dicken in Form von elastischen Scheiben austauschbar mit dem Koppelelement verbunden werden können (DE 33 12 014 A1). Hierbei wird also die wirksame Länge der Schallvorlaufstrecke durch die Summe der Dicken des Koppelelements und des Koppelpolsters bestimmt und dadurch variabel, dass Koppelpolster unterschiedlicher Dicken zur Anwendung gebracht werden.

Auch bei diesem Gerät ist zu erwarten, dass sich nach dem Einbau des Koppel­ elements in die Wandlerschale Luftblasen im Bereich des Schallübergangs von der Schallabstrahlfläche des Wandlers zum Koppelelement befinden werden, wobei sich diese die Schallausbreitung störenden Luftblasen auch nicht beseitigen lassen, wenn das elastische Koppelelement fest gegen die Schallabstrahlfläche gepresst wird. Außerdem wird es sich nicht vermeiden lassen, dass Keime in den Bereich zwischen Wandler bzw. Wandlergehäuse und Koppelelement gelangen, so dass es zumindest von Zeit zu Zeit erforderlich werden wird, das Koppelelement auszu­ bauen und zu reinigen bzw. zu sterilisieren, was mit entsprechend hohem Arbeit­ saufwand verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Beseitigung der aufgezeigten Nachteile. Es soll also ein einfach zu handhabendes Therapiegerät vorgeschlagen werden, bei dem es insbesondere nicht die erwähnten Probleme im Zusammenhang mit Luft­ blaseneinschlüssen gibt und bei dem das Koppelelement auch beim Reinigen und Sterilisieren in der Wandlerschale verbleiben kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Therapiegerät der einleitend beschriebenen Art erfindungsgemäß so gelöst, dass die Wandlerschale bleibend mit dem Werkstoff des Koppelelements ausgegossen ist. Das Ausgießen der Wandlerschale erfolgt zweckmäßigerweise unter Vakuum, so dass der Werkstoff des Koppelelements luftblasenfrei in Kontakt mit der Wandlerschalenfläche gelangt und mit dieser eine bleibende Haftverbindung eingeht.

Wenn das Koppelelement die Wandlerschale randbündig ausfüllt, ergibt sich eine plane oder bei Bedarf leicht gekrümmte Ankoppelfläche des Koppelelements, die sich einfach und leicht reinigen und erforderlichenfalls sterilisieren lässt.

Als Werkstoff für das Koppelelement und das Koppelpolster eignen sich u. a. Hydro-Gele. Besonders vorteilhaft ist ein Polyacrylamid-Agargel. Weiterhin eignen sich technische Silicongel-Werkstoffe, synthetische Gummi-Werkstoffe und Polyurethan-Werkstoffe, die sich in Bezug auf die geforderte Elastizität gut einstellen lassen. Jedenfalls ist es so möglich, dass das Koppelelement hartelastisch und das Koppelpolster weichelastisch ausgebildet werden können. Dadurch genügt es, die Position der Therapiezone mit einem Standard-Ultraschall-Ortungsgerät zu bestimmen und am Patientenkörper durch eine Zielmarke zu kennzeichnen und dann die entsprechenden Koppelpolster einzusetzen.

Die lösbare Verbindung des Koppelpolsters mit dem Koppelelement erfolgt zweckmäßigerweise so, dass die Ankoppelfläche des Koppelelements und die hierauf liegende Einkoppelfläche des Koppelpolsters durch einen zwischen diesen beiden Flächen erzeugbaren Unterdruck durch Haftwirkung verbindbar sind. Dies kann über einen Saugnapfeffekt erfolgen, wenn beispielsweise die Ankoppelfläche des Koppelelements plan und die Einkoppelfläche des Koppelpolsters konkav ist oder wenn umgekehrt die Ankoppelfläche des Koppelelements konkav und die Einkoppelfläche des Koppelpolsters plan ausgebildet ist, wobei dann die beiden erwähnten Flächen durch Druck auf das Koppelpolster eng und luftblasenfrei in gegenseitige Anlage gebracht und durch Saugwirkung zusammengehalten werden.

Im Koppelelement können auch Saugkanäle ausgebildet sein, die in der Ankoppel­ fläche des Koppelelements enden und über ein Ventil an eine Saugpumpe an­ geschlossen werden können, über die entweder Luft oder Wasser als Koppelmedi­ um zwischen Koppelpolster und Koppelelement abgesaugt und ein für die Haft­ verbindung erforderlicher Unterdruck zwischen Koppelpolster und Koppelelement aufrechterhalten wird.

Im Übrigen sollte das den Träger mit den Wandlerelementen aufnehmende Wand­ lergehäuse das Koppelelement seitlich einfassen, so dass in diesem Fall die Wand­ lerschale unten von der Schallabstrahlfläche und seitlich vom Wandlergehäuse begrenzt ist.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Thera­ piegeräte schematisch und vereinfacht dargestellt. Die Fig. 1 bis 3 zeigen perspektivisch Therapiegeräte, bei denen der Schall auf eine Linie fokussiert wird, während bei dem in Fig. 4 in Seitenansicht und teilweisem Schnitt gezeigten Gerät der Schall auf einen Punkt fokussiert wird.

Die dargestellten Therapiegeräte sind mit selbstfokussierenden elektroakustischen Wandlern 1 ausgestattet, die in an sich bekannter Weise im Wesentlichen aus einem konkav gekrümmten, mit piezoelektrischen Wandlerelementen 2 bestückten Metallträger 3 bestehen und in Verbindung mit Randbereichen 4.1 eines Wandler­ gehäuses 4 eine Schale 5 bilden, und zwar in Form eines länglichen Troges bei den Geräten gemäß den Fig. 1 bis 3 oder entsprechend Fig. 4 in Form einer Kugel­ kalotte.

Die Trogform ergibt sich, wenn die Schallabstrahlfläche 6 die Form einer Teilman­ telfläche eines Kreiszylinders hat, die Schallabstrahlfläche 6 also nur eine einzige Symmetrieebene hat und der Schall auf eine Linie 7 fokussiert wird. Es ist klar, dass sich eine so geformte Abstrahlfläche von selbst ergibt, wenn der Träger 3 als solcher als Teilkreiszylinder ausgebildet ist. Beim Therapiegerät nach Fig. 4 hat dagegen der Träger 3 die Form einer Kugelkalotte, so dass auch die Abstrahlfläche 6 zwangsläufig eine Kugelkalottenfläche ist und der Schall in Richtung auf den Fokuspunkt 8 verläuft.

Bei allen dargestellten Therapiegeräten befindet sich fest in der Wandlerschale 5 integriert jeweils ein Koppelelement 9, welches durch Ausgießen der Wandler­ schale mit dem Werkstoff des Koppelelements hergestellt ist, so dass es mit einer Einkoppelfläche 9.1 gegen die Abstrahlfläche 6 des Wandlers und die Innenfläche der Randbereiche 4.1 des Wandlergehäuses 4 anliegt. Das Koppelelement 9 füllt die Wandlerschale 5 bündig bis zu deren Rand 4.2 (Fig. 1 bis 3) so aus, dass eine plane oder leicht konkav gekrümmte Ankoppelfläche 9.2 für ein Koppelpolster 10 entsteht.

Das Koppelpolster 10 hat eine Einkoppelfläche 10.1, mit der es auf der Ankoppel­ fläche 9.2 des Koppelelements befestigt werden kann. Weiterhin hat das Koppel­ polster eine Ankoppelfläche 10.2, die am Körper des Patienten angelegt wird und über die die Schallwellen, beispielsweise Stoß- oder Druckwellen, in den Patien­ tenkörper eingekoppelt werden. Da das Koppelpolster aus weichelastischem Werkstoff besteht, kann es nicht zuletzt im Hinblick auf seine Handhabung zweck­ mäßig sein, es mit Versteifungselementen 10.3 zu versehen.

Die Schallvorlaufstrecke wird durch die fest vorgegebene Dicke des Koppel­ elements 9 und die Dicke des Koppelpolsters 10 bestimmt. Wie bereits eingangs erwähnt wurde, werden mehrere Koppelpolster unterschiedlicher Dicke verfügbar gehalten, um so je nach Dicke des ausgewählten und zur Anwendung kommenden Koppelpolsters die Länge der Vorlaufstrecke variieren und bestimmen zu können, wie tief die Fokuslinie 7 bzw. der Fokus 8 im Patientenkörper liegen soll.

Bei dem im Fig. 1 gezeigten Therapiegerät ist die Ankoppelfläche 9.2 des Koppel­ elements 9 plan, während die Einkoppelfläche 10.1 des Koppelpolsters 10 konkav gekrümmt ist, so dass das Koppelpolster nach Art eines Saugnapfes auf das Kop­ pelelement 9 gedrückt werden kann und durch Saugwirkung mit diesem verbunden wird.

Wie es sich aus der Fig. 2 ergibt, kann die Ankoppelfläche des Koppelpolsters den anatomischen Gegebenheiten einer Extremität oder eines Körpergliedes 11 des Patienten angepasst sein, indem etwa der Darstellung entsprechend die Ankoppel­ fläche als längliche Rinne ausgebildet wird, in die der zu beschallende Körperteil abgelegt wird.

Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der im Koppelelement 9 Saugkanäle 9.3 ausgebildet sind, die in der Ankoppelfläche 9.2 in Öffnungen 9.3 enden und mit ihren anderen Enden zusammengefasst über ein Ventil 12 mit einer Saugpum­ pe 13 verbunden sind.

Bei auf das Koppelelement 9 aufgelegtem Koppelpolster 10 kann dann über die Öffnungen 9.3 Koppelflüssigkeit, die sich zur Verbesserung der Haftwirkung zwischen Koppelpolster und Koppelelement befindet, abgesaugt werden, so dass das Koppelpolster luftfrei gegen die Ankoppelfläche 9.2 gesaugt wird, und zwar bei geöffnetem Ventil 12 und laufender Pumpe 13. Dieser Vorgang des Ansaugens wird durch Schließen des Ventils 12 beendet, während nach dem Behandlungs­ vorgang das Ventil 12 wieder geöffnet und der die Haftwirkung bedingende Unterdruck aufgehoben wird und das Koppelpolster 10 leicht vom Koppelelement 9 abgehoben werden kann. Zweckmäßigerweise bleiben die Saugkanäle zumindest beim Behandlungsvorgang mit der Koppelflüssigkeit gefüllt, damit sich im Kop­ pelelement 9 keine die Schallausbreitung behindernden und ungünstig beein­ flussenden luftgefüllten Räume befinden.

Wenn die Therapiegeräte als kleine handbetätigte Geräte ausgeführt werden, ist es zweckmäßig, sie mit einem Handgriff oder Griffteil 14 zu versehen. Außerdem kann auch das Koppelpolster 10 am Randbereich gemäß Fig. 4 mit einer Handhabe 15 versehen werden, die das Abheben bzw. Abziehen des Koppelpolsters vom Koppelelement von Hand erleichtert.

Claims (8)

1. Akustisches Therapiegerät mit einem elektroakustischen Wandler (1) zur Erzeugung von fokussierten und über Koppelmedien (9, 10) auf den Kör­ per eines Patienten zu übertragenden Schallwellen, bei dem der Wandler, gegebenenfalls in Verbindung mit Teilen (4.1) eines Wandlergehäuses (4), eine Schale (5) bildet und einen mit Wandlerelementen (2) bestückten Träger aufweist, wobei die von der Schallabstrahlfläche (6) ausgehenden Schallwellen direkt in ein an dieser Abstrahlfläche anliegendes, dem Wandler (1) fest zugeordnetes und eine erste Schallvorlaufstrecke bilden­ des Koppelelement (9) eingekoppelt werden und nach Durchlaufen des Koppelelements weiter in ein elastisches, am Patientenkörper anzulegendes und lösbar mit dem Koppelelement (9) verbundenes Koppelpolster (10) eingekoppelt werden, welches eine externe zweite akustische Schallvor­ laufstrecke bildet, und wobei die Länge der jeweiligen externen Schallvor­ laufstrecke und somit die Eindringtiefe der Schallwellen in den Patienten­ körper durch Anwendung eines von mehreren bevorrateten Koppelpolstern (10) unterschiedlicher Dicken variabel ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerschale (5) bleibend mit dem Werkstoff des Koppelelements (9) ausgegossen ist.

2. Therapiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppel­ element (9) die Wandlerschale (5) randbündig ausfüllt.

3. Therapiegerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (9) aus hartelastischem und das Koppelpolster (10) aus weichelastischem Werkstoff besteht.

4. Therapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ankoppelfläche (9.2) des Koppelelements (9) und eine Ein­ koppelfläche (10.1) des Koppelpolsters (10) durch einen zwischen diesen Flächen erzeugbaren Unterdruck miteinander verbindbar sind.

5. Therapiegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankop­ pelfläche (9.2) des Koppelelements (9) plan und die Einkoppelfläche (10.1) des Koppelpolsters (10) konkav ist.

6. Therapiegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankop­ pelfläche (9.2) des Koppelelements (9) konkav und die Einkoppelfläche (10.1) des Koppelpolsters (10) plan ist.

7. Therapiegerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Koppelelement (9) Saugkanäle (9.3) ausgebildet sind, die in der Ankoppelfläche (9.2) des Koppelelements (9) enden und über ein Ventil (12) an eine Saugpumpe (13) anschließbar sind.

8. Therapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das den Träger (3) mit den Wandlerelementen (2) aufnehmende Wandlergehäuse (4) das Koppelelement (9) seitlich einfasst.