DE3736360C2 - Einrichtung zur klinischen Durchführung der außerkörperlichen Lithotripsie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur klinischen Durchführung der außerkörperlichen Lithotripsie durch fokussierte Stoßwellen, die aus einem elliptischen Re­ flektor, in dem eine Funkenstrecke untergebracht ist, aus einer Quelle und aus einem Visiergerät besteht.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE-A-34 17 985 bekannt.

Die bekannte Einrichtung zur berührungsfreien Zerklei­ nerung von Konkrementen weist eine Fokussierungskammer auf, die Teil eines Rotationsellipsoiden ist und in deren einem Brennpunkt Stoßwellen durch Funkenentladung erzeugbar sind. Vor dem Ellipsoiden befindet sich eine Wasservorlaufstrecke. Außerdem weist die Vorrichtung eine Röntgen- und eine Ultraschallortungsvorrichtung auf, die als Visiereinrichtungen wirken.

Aus dem tschechoslowakischen Autorenzertifikat Nr. (PV 4066-85) ist eine Einrichtung zur experimentellen Zer­ störung von Gallensteinen durch fokussierte Stoßwellen bekannt. Die fokussierte Stoßwelle wird bereits klinisch zur ärztlichen Behandlung von Nierensteinen angewendet. Die Druckwelle wird durch eine elektrische Entladung in Wasser erzeugt, die Punktquelle der Kugeldruckwelle ist. Um die geforderte Wirkung, d. h. Steinzerstörung bei mi­ nimaler Beschädigung der umliegenden Gewebe zu erzielen, ist es notwendig die Energie der Stoßwelle zu fokussie­ ren. Die Fokussierung erfolgt mittels eines elliptischen Hohlspiegels, der den Druckstoß vom ursprünglichen Brenn­ punkt, wo die Funkenstrecke untergebracht ist, durch Re­ flexion in den zweiten Brennpunkt des Rotationsellipsoids konzentriert. Der zweite Brennpunkt ist am Standort des Steines untergebracht. Daher wird eine Hälfte des Ellip­ soids zur Fokussierung verwendet. Die bekannte Einrich­ tung wurde durch Zerstörung in Schweine eingeoperierter menschlicher Steine geprüft. Für klinische Zwecke ermög­ licht diese Einrichtung jedoch weder eine verläßliche Stabilität der Wasserfunkenstrecke, noch ein vollkomme­ nes Anvisieren der Steine, noch eine leichte Manipulation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einrichtung zur klinischen Durchführung der außerkörperlichen Lithotripsie so auszugestalten, daß die Wasserfunkenstrecke zur Stoßwellenerzeugung als frei laufende Entladung im Zustand des Selbstdurchschlags arbeitet.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten Stand der Technik wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Einsatz eines Thyratrons ist vorteilhaft für das impulsive Aufladen eines Kondensators mit niedriger Induktivität. An den Kondensator sind direkt die Elektroden der Funkenstrecke angeschlossen. Vorteilhaft ist, daß die Funkenstrecke dann als freilaufende Entladung im Zustand des Selbstdurchschlags arbeitet und im Aufladekreis halbe Spannung herrscht.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der er­ findungsgemäßen Einrichtung für das Cholelethiasis-Heil­ verfahren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die ganze Einrichtung,

Fig. 2 die Anordnung der Wasserfunkenstrecke,

Fig. 3 eine alternative Ausführung der Wasserfunken­ strecke

Fig. 4 das Schaltbild des Stoßwellengenerators und

Fig. 5 eine alternative Schaltanordnung nach Fig. 4.

Gemäß Fig. 1 besteht die Einrichtung aus einem ellip­ tischen Reflektor 1, der an einem Manipulator 2 mit sechs Freiheitsgraden untergebracht ist. Am Manipulator 2 ist an passender Stelle eine zweidimensionale Visiersonde (Visiergerät) 3 untergebracht, und zwar so definierbar, daß der Brenn­ punkt des elliptischen Reflektors 1 immer in der Abbil­ dungsebene der zweidimensionalen Visiersonde 3 unterge­ bracht ist. Bei einer konstruktiven Lösung des ellipti­ schen Reflektors 1 kann die Exzentrizität der Ellipse durch Änderung der Größe der Halbachse geändert werden. Dadurch ist die Möglichkeit der Stoßwellenfokussierung auf tiefliegende Steine gegeben, z. B. bei ihrem Verkei­ len in den Gallenwegen. An den elliptischen Reflektor 1 ist gleichachsig ein Impulskondensator 5 angeschlossen. Der Manipulator 2 ist durch einen Kreuztisch 6 gebildet, der einen Vorschub in Richtung der x- und der y-Achse ermöglicht. Auf dem Kreuztisch 6 ist ein Hebebock 7 be­ festigt, der einen Vorschub des Armes 8 in Richtung der z-Achse ermöglicht. Der Arm 8 ist am Hebebock 7 schwin­ gend befestigt, so daß man ihn im Bereich des Winkels α bewegen kann. Der Arm 8 trägt den eigenen elliptischen Reflektor 1, der im Bereich des Winkels γ gedreht bzw. ausgeschwenkt werden kann. Die Öffnung des elliptischen Reflektors 1 ist in Aufwärtsrichtung zur eigentlichen Behandlungsliege 4 offen, die durch ein Wasserbad gebildet wird. Badwände 4 sind wasserdicht an die Oberränder des elliptischen Reflektors 1 angeschlossen. Alternativ kann das Wasserbad durch einen Wasserbeutel ersetzt werden, der direkt auf die obere Öffnung des elliptischen Re­ flektors 1 aufgesetzt wird.

Fig. 2 zeigt eine Wasserfunkenstrecke 9, die im ellipti­ schen Reflektor 1 so untergebracht ist, daß ihre Spitzen in Brennpunktebene des elliptischen Reflektors 1 ver­ laufen.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Wasser­ funkenstrecke 9. Eine Spitze der Wasserfunkenstrecke 9 liegt in einer den Brennpunkt des elliptischen Reflektors 1 schneidenden Ebene, die andere Spitze ist in Richtung seiner Hauptachse angeordnet. Der Kondensator 5 ist in diesem Fall in der Achse des elliptischen Reflektors 1 und unterhalb desselben angeordnet. In beiden in Fig. 2 und 3 dargestellten Fällen kann die Entfernung zwischen den Spitzen der Wasserfunkstrecke eingestellt werden.

In Fig. 4 ist eine Schaltanordnung des Stoßwellengenera­ tors dargestellt. Von einer Hochspannungs-Gleichstrom­ quelle 10 wird über Widerstand 13 ein Kondensator 11 des Aufladekreises aufgeladen, von dem über eine Induktivität 12 der Kondensator 5 des Entladungskreises impulsaufgeladen wird, an den die die Druckwelle erzeugende Wasserfunkenstrecke 9 angeschlossen ist. In den Ladekreis des Kondensators 5 des Entladungskreises ist ein Thyratron 14 geschaltet, das den Strom nur in einer Richtung durchläßt.

In Fig. 5 ist eine alternative Schaltanordnung des Stoß­ wellengenerators mit einem Eingangsspannungs-Verdoppler dargestellt.

Von einer anderen Hochspannungsquelle 19 wird der Konden­ sator 15 über die erste Induktivität 18 aufgeladen. Ein weiterer Kondensator 16 wird über die Induktivität 18 und die Impedanz 17 aufgeladen. Nach Einschalten des Ein­ wegschalters 14 kommt es zum Umpolen des Kondensators 15 und eines weiteren Kondensators 16, so daß eine dop­ pelte Anfangsspannung zwischen den Spitzen der Wasser­ funkenstrecke erscheint.

Die Einrichtung ist erfindungsgemäß ferner mit einer Steuereinheit zur Sicherstellung des genauen Stoßwellen­ verlaufes ausgestattet. Die Steuereinheit synchronisiert nicht nur den Stoßwellenverlauf mit Elektrokardiogramm und Atmungszyklus, sondern verfolgt überdies physikali­ sche Parameter, wie z. B. Spitzenentfernung der Wasserfun­ kenstrecke 9.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird folgenderweise gearbeitet. Der Patient wird in die Behandlungsliege 4 gebracht. Der eigentliche akustische Kontakt des betreffenden Rumpf­ teiles des Patienten erfolgt mittels des Wasserbades oder des Wasserbeutels. Bei Anwendung des Wasserbades verhin­ dert die Dichtungsmanschette 21 einen Wasserabfluß. Das Wasserbad befindet sich nur in der Anwendungszone, der Ober- und Gliedmaßenteil des Rumpfes sind ohne Wasser. Die Dichtungsmanschette 21 ermöglicht eine gute Fixierung der Bauchhöhlenorgane. Bei Anwendung des Wasserbeutels ist dieser direkt auf die obere Öffnung des elliptischen Reflektors 1 aufgesetzt. Dann wird mittels der Visier­ sonde 3 ein Stein anvisiert. Die richtige Einstellung des elliptischen Reflektors wird durch Bewegung des gan­ zen Systems des Manipulators 2, alternativ durch Bett­ bewegung sichergestellt. Bei Anwendung des Wasserbades wird die Visiersonde 3 am elliptischen Reflektor 1 so fixiert, daß die abgebildete Ebene die Hauptachse des elliptischen Reflektors 1 in dem von der Wasserfunken­ strecke 9 abgewendeten Brennpunkt schneidet. Bei Übertra­ gung der Stoßwelle mittels eines Übertragungswasserbeu­ tels erfolgt das Anvisieren alternativ mit Hilfe eines aus zwei gekreuzten Röntgenprojektionen bestehenden Vi­ siersystems. In diesem Falle ist eine definierte Bewe­ gung notwendig, damit die Brennpunktanlage des von der Wasserfunkenstrecke 9 abgewendeten elliptischen Reflek­ tors 1 am Monitor immer erfaßbar ist. Der Arzt gibt den Befehl, die Stoßwellen zu erzeugen, sobald er sich über Visierrichtigkeit überzeugt. Die Entladung tritt in dem Augenblick ein, wenn das Anlassen durch die Steuereinheit abgestimmt wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung ermög­ licht sowohl eine Steinzerstörung als auch ein Brechen durch kleine Stoßdosen. Es ist aber notwendig, diese zwei­ te ärztliche Behandlung mit einer pharmakologischen Dis­ solutionstherapie in geeigneter Weise zu kombinieren.

Claims (1)

1. Einrichtung zur klinischen Durchführung der außerkörperli­ chen Lithotripsie durch eine fokussierte Stoßwelle, mit einem elliptischen Reflektor (1), in dem eine mit zwei Spitzen versehene Wasserfunkenstrecke (9) untergebracht ist, und mit einem Visiergerät (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserfunkenstrecke (9) an wenigstens einen Kondensa­ tor (5) eines Entladungskreises angeschlossen ist, der durch Schalten eines im Aufladekreis untergebrachten Thyratrons (14) impulsartig aufladbar ist.