DE3621935A1 - Koerperfunktionsgesteuerte ausloeseeinrichtung fuer einen lithotripter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslöseeinrichtung, die zur Auslösung eines Stoßwellenimpulses in Abhängigkeit von einer wiederkehrenden Körperfunktion ausgebildet ist.

Bei der berührungsfreien Konkrementzertrümmerung ist es wichtig, den Stoßwellenimpuls immer dann auszulösen, wenn sich das zu behandelnde Konkrement am gleichen Ort befindet. Der Ort des Konkrements wird dabei durch Organbewegungen, insbesondere durch die Zwerchfellbewe­ gung des Patienten, beeinflußt. Man ist deswegen dazu übergegangen, die Auslösung des Stoßwellenimpulses in Abhängigkeit von der Atemtätigkeit vorzunehmen.

Eine Auslöseeinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der deutschen Patentschrift 31 46 628 vorbekannt. Bei der dort beschriebenen Auslöseeinrichtung wird aus einem Extremwert einer periodischen Körperfunktion ein Triggerimpuls gewonnen. Als periodische Körperfunktion wird dabei das EKG und die Atmung des zu behandelnden Patienten angesehen. Vorliegende Erfindung geht aus von der Überlegung, daß es nicht zwangsläufig nötig oder sogar nicht zweckmäßig ist, in einem am Extremwert der Körperfunktion oder eine fest vorgegebene Verzögerungs­ zeit danach auszulösen, da aufgrund anderer Bewegungs­ einflüsse, wie z. B. der Herztätigkeit, einer Zitterbe­ wegung oder einem geringfügigen Verschieben des Patien­ ten, ohnehin eine gewisse Verschiebungsbandbreite oder ein Bewegungsspielraum für das Konkrement gegeben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Auslöseeinrich­ tung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein erweiterter Auslösebereich für die Stoßwellenimpulse ge­ geben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Schwellwertgeber, mit welchem ein Schwellwert einstell­ bar ist, und durch eine mit dem Schwellwertgeber verbun­ dene Freigabeschaltung, welche beim Überschreiten oder beim Unterschreiten des Schwellwerts durch die Körper­ funktion die Auslösung des Stoßwellenimpulses freigibt.

Die Atembewegung beispielsweise kann von einer annähernd sinusförmigen Funktion oder Meßkurve beschrieben werden. Im Bereich kleiner Steigungen an dieser Kurve, welcher einem Bereich von kleinen Amplitudenänderungen des Lungen­ volumens entspricht, wird die Auslösung des Stoßwellenim­ pulses vorliegend über den gesamten genannten Bereich freigegeben, da die noch möglichen Konkrementbewegungen auf den Trefferfolg des Stoßwellenimpulses nur einen ge­ ringen Einfluß haben. Auf diese Weise ist die Zeitspanne während eines Atemzyklusses, in welchem der Stoßwellen­ impuls ausgelöst werden kann, gegenüber der bekannten Auslöseeinrichtung vergrößert. Es ist möglich, mehrere Stoßwellenimpulse innerhalb dieser freigegebenen Zeitspan­ ne auszulösen, was die Behandlungsdauer herabsetzt.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine Zeitkurve für steile und flache Atembewegung mit eingetragenem Schwellwert und

Fig. 2 ein Blockschaltbild für eine Auslöseeinrichtung mit einem Schwellwertgeber.

In Fig. 1 ist als exemplarisches Beispiel für eine pe­ riodische Körperfunktion das Ausgangssignal A eines Atem­ rezeptors als Funktion der Zeit t dargestellt. Der Kur­ venteil für steile Atmung ist mit A 1 und derjenige für flache Atmung ist mit A 2 bezeichnet. Einer relativ stei­ len Anstiegsflanke, die den Einatmungsvorgang beschreibt, steht eine flachere Abfallflanke gegenüber, die den Aus­ atmungsvorgang beschreibt. Am Endpunkt der beiden Kur­ venflanken liegt jeweils der Einatmungsextremwert E _max bzw. der Ausatmungsextremwert E _min . Ein frei wählbarer Schwellwert S liegt zwischen dem Einatmungsextremwert E _max und dem der Ausatmungsextremwert E _min .

Die Atemkurve A 1 schneidet sich mit dem Schwellwert S bei jedem Einatmungs- und Ausatmungsvorgang. Diese Schnitt­ punkte sind mit S 0, S 1 bis S 4 bezeichnet. Zwischen den Schnittpunkten S 1, S 3 auf der Ausatmungsflanke der Atem­ kurve A 1 und den zugehörigen Schnittpunkten S 2, S 4 auf der nachfolgenden Einatmungsflanke der Atemkurve A 1 ver­ streicht eine Zeitspanne Δ t _i . Die Zeitspanne Δ t _i ist bei der ersten dargestellten Atemzugsfolge mit Δ t ₁ be­ zeichnet und bei der zweiten dargetellten Atemzugsfolge mit Δ t ₂. Während dieser Zeitspannen Δ ti verändert sich die Lage eines Konkrements in der Niere des Patien­ ten aufgrund der Lungenbewegung nur unwesentlich.

In Fig. 1 sind auch in der Atemkurve A 2 noch weitere Zyklen dargestellt, bei welchen der beobachtete Patient zu einer flacheren Atmung übergegangen ist. Wie ersicht­ lich, haben sich die Amplituden sowohl beim Einatmen als auch beim Ausatmen geändert, d. h. verringert. Die Zeitspannen Δ t ₃, Δ t ₄, die den Zeitspannen Δ t ₁, Δ t ₂ bei der tiefen Atmung A 1 entsprechen, ungefähr gleich groß wie bei der vorhergehenden tieferen Atmung. Das heißt, daß der Schwellwert S in der Regel während der Behandlungsdauer nicht geändert zu werden braucht, solange die Atemtätigkeitskurve A des Patienten keine großen Ausschläge aufweist. Der Schwellwert S wird vor­ zugsweise als ein gewisser Prozentsatz der normalen Atemamplitude der Körperfunktion angegeben. Ein prak­ tikabler Wert für den Prozentsatz ist beispielsweise 30%.

In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm mit eingezeichneten Signalverläufen dargestellt, welche zum Verständnis für hier durchgeführten Schritte bis zur Auslösung des Stoßwellenimpulses dienen sollen. Ein Atemrezeptor 1 nimmt die Atembewegung des Patienten auf. Ein solcher Atemrezeptor kann beispielsweise ein Atemgürtel sein, der um den Patienten herumgelegt ist und der einen Deh­ nungsmeßstreifen oder einen entsprechenden mechanisch­ elektrischen Meßwertwandler enthält, ein Atemfühler, welcher an der Nase des Patienten befestigt ist, eine bewegungsempfindliche Platte, mit welcher die Atembe­ wegung (ohne daß Applikationen an dem Patienten ange­ bracht werden müssen) erfaßt werden kann oder das Ver­ fahren der Impedanzpneumographie (Rheographie). Anstelle der Atembewegung kann jede andere periodische Körper­ funktion mit entsprechenden Funktionsabnehmern vorge­ sehen werden. Am Ausgang 3 des Atemrezeptors 1 liegt z. B. das Atemsignal A(t) an, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Das Atemsignal A(t) wird einem Schwellwertgeber 5 zuge­ führt. Der Schwellwertgeber 5 weist einen Stell- oder Steuereingang 7 auf, der z. B. durch ein Potentiometer realisiert ist, an welchem der Schwellwert S eingestellt werden kann. Am Ausgang 9 des Schwellwertgebers 5 liegen diejenigen Kurvenstücke des Atemsignals A(t) an, welche in die jeweiligen Zeitspannen Δ t _i fallen. Das Signal zwischen den jeweiligen Zeitspannen Δ t _i wird einem Rechteckgenerator 11 zugeführt. Am Ausgang 13 des Recht­ eckgenerators 11 liegt eine Rechteckfunktion R an, wel­ che jeweils den Funktionswert "1" aufweist für Zeiten t im Bereich der Zeitspannen Δ t _i und den Signalwert "0" in den übrigen Zeiten. Mit anderen Worten: Die Rechteck­ funktion R ist "1", wenn sich der Verlauf der Atemkurve A unterhalb des Schwellwertes S befindet, und sie ist "0", wenn er sich oberhalb des Schwellwertes S befindet.

Der Ausgang 13 des Rechteckgenerators 11 ist mit dem ersten Eingang eines UND-Gatters 15 verbunden. Das UND- Gatter 15 hat einen weiteren Eingang, an welchen der Ausgang 17 eines weiteren Verarbeitungszweiges für eine zweite Körperfunktion, beispielsweise die Herzfunktion (EKG), angeschlossen ist. Für diesen Fall sind EKG-Elek­ troden 19 vorgesehen, welche ein EKG-Signal mitliefern. Der Verlauf des EKG-Signals ist schematisch eingezeich­ net, wobei dessen R-Zacken mit X gekennzeichnet sind. Das EKG-Signal ist einem zweiten Rechteckgenerator 21 zugeführt, welcher zwischen Beginn und Ende der R-Zacke ausgangsseitig eine "1" liefert und ansonsten eine "0". Sein Ausgang ist der Ausgang 17. Am Ausgang des UND-Gat­ ters 15 liegt jeweils dann ein Signal "1" an, wenn so­ wohl die erste als auch die zweite Rechteckfunktion den Wert "1" aufweisen. Der Ausgang des UND-Gatters 15 ist mit einem Triggereingang 22 für einen Lithotripter 24 verbunden.

Vorteil der Auslöseeinrichtung ist es, daß über den ein­ stellbaren Schwellwert S die Zeitspannen Δ t _i beeinflußt werden können. Die Zeitspannen Δ t _i sind dabei für un­ terschiedliche Patienten unterschiedlich zu wählen. Die Auswahl richtet sich z. B. nach dem Kriterium, welche Amplitudenbewegung der Körperfunktion während der Zeit­ spanne Δ t zugelassen werden soll. Auf diese Weise wird ein Zeitbereich für die Auslösung von Stoßwellenimpulsen geschaffen, welcher wesentlich größer ist gegenüber dem bekannten Fall, bei dem lediglich der Extremwert der Körperfunktion herangezogen wird.

Claims (8)

1. Für einen Lithotripter bestimmte Auslöseeinrichtung, die zur Auslösung eines Stoßwellenimpulses in Abhängig­ keit von einer wiederkehrenden Körperfunktion ausgebildet ist, gekennzeichnet durch einen Schwell­ wertgeber (5), mit welchem ein Schwellwert (S) einstell­ bar ist, und durch eine mit dem Schwellwertgeber (5) ver­ bundene Freigabeschaltung, welche beim Überschreiten oder beim Unterschreiten des Schwellwerts (S) durch die Körperfunktion die Auslösung des Stoßwellenimpulses frei­ gibt.

2. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Kör­ perfunktion die Atembewegung (A) beschreibt.

3. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß sie zur Auslösung des Stoßwellenimpulses in Abhängigkeit von meh­ reren Körperfunktionen ausgebildet ist.

4. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Atemrezeptor (1), der kontaktlos die Atembewegung (A) eines Patienten detektiert.

5. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Atemrezeptor (1) eine berührungsempfindliche Matte umfaßt.

6. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Kriterium zur Bestimmung der Freigabezeitspanne die Steigung der Körperfunktion ist.

7. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Schwellwert (S) einem gewissen Prozentsatz der normalen Amplitude der Körperfunktion entspricht.

8. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozentsatz et­ wa 30% beträgt.