DE3621935C2 - Lithotripter mit einer körperfunktionsgesteuerten Auslöseeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lithotripter nach dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.

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

Im Falle einer aus der DE 31 46 628 C3 vorbekannten Aus­ löseeinrichtung wird aus einem Extremwert einer eine peri­ odische Körperfunktion darstellenden Funktion ein Trigger­ impuls gewonnen. Als periodische Körperfunktion wird dabei das EKG und die Atmung des zu behandelnden Patienten angesehen. Vorliegende Erfindung geht aus von der Über­ legung, daß es nicht zwangsläufig nötig oder sogar nicht zweckmäßig ist, in einer nach dem Extremwert der die Körper­ funktion darstellenden Funktion fest vorgegebenen Verzögerungszeit auszulösen, da aufgrund anderer Bewegungseinflüsse, wie z. B. der Herztätigkeit, einem Zitterbewegung oder einem geringfügigen Verschieben des Patienten, ohnehin eine gewisse Verschiebungsbandbreite oder ein Bewegungsspielraum für das Konkrement gegeben ist.

Eine weitere Auslösevorrichtung ist in der US 3 129 704 beschrieben. Hier wird aus dem Auftreten der R-Zacke des EKG ein normierter Triggerimpuls gewonnen. Zur Störspan­ nungsunterdrückung werden nur diejenigen Anteile des EKG zur Bildung des Triggerimpulses herangezogen, die einen Schwellwert überschreiten.

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 bei einem Lithotripter gemäß dem Oberbegriff erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

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 Aus­ löseeinrichtung vergrößert. Es ist möglich, mehrere Stoß­ wellenimpulse innerhalb dieser freigegebenen Zeitspanne auszulösen, was die Behandlungsdauer herabsetzt.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In Verbindung mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren wird die Erfindung näher erläutert.

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 A1 und derjenige für flache Atmung ist mit A2 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 A1 schneidet sich mit dem Schwellwert S bei jedem Einatmungs- und Ausatmungsvorgang. Diese Schnitt­ punkte sind mit S0, S1 bis S4 bezeichnet. Zwischen den Schnittpunkten S1, S3 auf der Ausatmungsflanke der Atem­ kurve A1 und den zugehörigen Schnittpunkten S2, S4 auf der nachfolgenden Einatmungsflanke der Atemkurve A1 ver­ streicht eine Zeitspanne Δt_i. Die Zeitspanne Δt_i ist bei der ersten dargestellten Atemzugsfolge mit Δt₁ be­ zeichnet und bei der zweiten dargestellten Atemzugsfolge mit Δt₂. Während dieser Zeitspannen Δti 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 A2 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 Δt₃, Δ₄, die den Zeitspannen Δt₁, Δt₂ bei der tiefen Atmung A1 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 Δt_i fallen. Das Signal zwischen den jeweiligen Zeitspannen Δt_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 Δt_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 Δt_i beeinflußt werden können. Die Zeitspannen Δt_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 Δt 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. Lithotripter mit einer Auslöseeinrichtung, die zur Auslösung eines Stoßwellenimpulses in Abhängigkeit von einer wiederkehrenden Körperfunktion ausgebildet ist, gekennzeichnet durch einem Schwellwertge­ ber (5), mit welchem ein Schwellwert (S) einstellbar ist, und durch eine mit dem Schwellwertgeber (5) verbundene Freigabeschaltung, welche beim Überschreiten oder beim Unterschreiten des Schwellwerts (S) durch eine die Kör­ perfunktion darstellende Funktion für die Dauer der Über- oder Unterschreitung die Auslösung des Stoßwellenimpul­ ses oder mehrerer Stoßwellenimpulse freigibt.

2. Lithotripter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die periodische Körperfunktion darstellende Funktion die Atembewegung (A) beschreibt.

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

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

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

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

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

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