DE3739393A1 - Lithotripter mit verstellbarer fokussierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lithotripter mit einer Stoß­ wellenquelle, insbesondere nach dem elektromagnetischen Prinzip, mit einer Fokussierungsvorrichtung und mit einer auf dem Stoß­ wellenweg angeordneten Koppelflüssigkeit. Es handelt sich also um eine Einrichtung zum Zertrümmern von Konkrementen.

Ein Lithotripter der eingangs genannten Art ist in der DE-OS 33 28 051 in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Zum berührungs­ losen Zertrümmern eines Konkrements im Körper eines Patienten muß der Fokus der Stoßwellenquelle genau auf das Konkrement ausgerichtet sein. Die Anpassung an die unterschiedlichen Kon­ krementslagen im Patienten erfolgt über eine Feineinstellung der Sammellinse, ohne daß die Ankopplung am Körper des Patienten geändert werden muß. Das hat den Nachteil, daß bei oberflächen­ naher Lage des Konkrements die Hautbelastung größer ist als bei Konkrementen, die weiter von der Hautoberfläche entfernt sind.

In der PCT-Veröffentlichung WO 82/04 157 ist in der Fig. 1 bei einer Vorrichtung zur Abstrahlung und zum Empfang fokussierter Schallwellen eine Flüssigkeitslinse vorgeschlagen, deren Brenn­ punkt durch Änderung des in ihr eingeschlossenen Flüssigkeits­ volumens variierbar ist. Weil die Flüssigkeitslinse hier aus zwei Membranen gebildet ist, ist die Form der Wölbung nicht fest vorgebbar, sondern von verschiedenen Faktoren abhängig. Zum einen ist bei Verwendung einer Flüssigkeit in der Flüssig­ keitslinse, deren spezifisches Gewicht sich von der Koppel­ flüssigkeit unterscheidet, die Kontur aufgrund von hydrosta­ tischen Druckunterschieden abhängig von der Lage der Vorrich­ tung. Zum anderen ergibt sich ein genügend konzentrierter Fokus nur bei genügend klein gewählter Apertur der Flüssigkeitslinse.

In der DE-OS 33 28 039 ist in Fig. 1 und 3 vorgeschlagen, seit­ lich an einer Stoßwellenquelle ein Ultraschall-Ortungssystem vorzusehen. Dieses Ultraschall-Ortungssystem benötigt unnötiges Bauvolumen innerhalb der Stoßwellenquelle.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Lithotripter der eingangs genannten Art mit veränderlicher Fokustiefe so auszu­ bilden, daß die Hautbelastung während der Behandlung des Patienten gering gehalten ist, und zwar unabhängig von der Tiefe, in der sich das Konkrement befindet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fokussierungsvorrichtung eine Flüssigkeitslinse mit zwei Wan­ dungen umfaßt, daß eine zwei Teile enthaltende Verstellein­ richtung mit ihrem ersten Teil mit dem äußeren Rand und mit ihrem zweiten Teil mit dem Mittelteil der einen Wandung ver­ bunden ist, und daß bei Betätigung der Verstelleinrichtung die relative Lage der zwei Teile zwecks Einstellung der Brennweite der Fokussierungsvorrichtung veränderbar ist.

Vorteilhafterweise bestehen die Wandungen aus einem Material, in dem die Ultraschall-Geschwindigkeit etwa so groß ist wie die Ultraschall-Geschwindigkeit in der Koppelflüssigkeit. Dadurch werden Ultraschall-Strahlen nahe dem Totalreflexionswinkel ver­ mieden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die zwischen den Wandungen befindliche Kammer der Flüssigkeitslinse mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, in der die Ultraschall-Geschwindigkeit kleiner ist als die Ultraschall- Geschwindigkeit in der Koppelflüssigkeit.

Ein besonders naher Fokus kann vorzugsweise dadurch erzeugt werden, daß eine der Wandungen als fokussierende Linse ausgebildet ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt die Fokussierungsvorrichtung zwei formstabile, dünne Scheiben. Da­ bei ist eine der Wandungen als Membran ausgebildet und zwischen den Scheiben so angeordnet, daß sie wahlweise an die eine oder andere Scheibe anschmiegbar ist. Dadurch werden Abbildungsfehler weitgehend vermieden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß sich in der zwischen den Wandungen der Flüssigkeitslinse befindlichen Kammer zentral der Schallkopf eines Ultraschall- Ortungssystems befindet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Fokussierungsvorrichtung zentral eine Öffnung vorhanden, in die der Schallkopf einer Ultraschall-Ortungsvorrichtung einbringbar ist.

Weitere Ausbildungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von sechs Figuren sowie aus den Unteransprüchen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Stoßwellenquelle im Längsschnitt mit kontinuierlich veränderbarer Brennweite und mit einem in der Flüssigkeits­ linse integrierten Schallkopf eines Ultraschall-Ortungs­ systems, wobei eine Wandung der Flüssigkeitslinse aus EPDM-Gummi besteht;

Fig. 2 eine Stoßwellenquelle im Längsschnitt mit kontinuierlich veränderbarer Brennweite und mit einem in der Flüssigkeits­ linse integrierten Schallkopf eines Ultraschall-Ortungs­ systems, wobei eine Wandung aus Tetrafluorkohlenwasserstoff besteht;

Fig. 3 eine Stoßwellenquelle im Längsschnitt mit kontinuierlich einstellbarer Brennweite und mit einer zentralen Öffnung in der Fokussierungsvorrichtung, in die der Schallkopf eines Ultraschall-Ortungssystems einführbar ist, wobei eine Wandung als fokussierende Linse ausgebildet ist;

Fig. 4 eine Stoßwellenquelle im Längsschnitt mit kontinuierlich veränderbarer Brennweite und mit einer zentralen Öffnung in der Fokussierungsvorrichtung, in die der Schallkopf eines Ultraschall-Ortungssystems einbringbar ist, wobei eine Wandung als fokussierende Linse ausgebildet ist, die direkt an die Oberfläche des aktiven Teils der Stoßwellen­ quelle akustisch angekoppelt ist;

Fig. 5 eine Stoßwellenquelle im Längsschnitt mit kontinuierlich veränderbarer Brennweite und mit einer zentralen Öffnung in der Fokussierungsvorrichtung, in die der Schallkopf eines Ultraschall-Ortungssystems einbringbar ist, wobei eine Wandung um eine Achse senkrecht zur Zentralachse kippbar ist und aus EPDM-Gummi besteht; und

Fig. 6 eine Stoßwellenquelle mit stufig veränderbarer Brennweite und einer zentralen Öffnung in der Fokussierungsvor­ richtung, in die der Schallkopf eines Ultraschall-Ortungs­ systems einbringbar ist, wobei eine Wandung aus EPDM- Gummi besteht.

In Fig. 1 ist mit 2 der aktive Teil einer Stoßwellenquelle 4 nach dem elektromagnetischen Prinzip bezeichnet. Der aktive Teil 2 besteht in bekannter Weise aus einer Flachspule 6, einer Isolierfolie 8 und einer metallischen Membran 10. Die Membran 10 ist randseitig in einer Halterung 12 eingespannt. Durch Unter­ druck zwischen der Membran 10 und der Isolierfolie 8 ist er­ reicht, daß die Membran 10 eng an der Isolierfolie 8 anliegt.

Die Zentralachse 14 ist gleichzeitig die Symmetrieachse der Stoßwellenquelle 4. Das Gehäuse der Stoßwellenquelle 4 bildet ein zylindrisches Rohrstück 16. In dem einen Ende dieses Rohr­ stücks 16 ist der aktive Teil 2 über die Halterung 12 flüssig­ keitsdicht befestigt. Den Abschluß am anderen Ende des Rohr­ stücks 16 bildet die eine Wandung 18 einer Flüssigkeitslinse 20. Die Wandung 18 umfaßt ein plankonkaves Formteil 22. Die plane Seite des Formteils 22 ist auf einer dünnen Platte 24 befestigt. Die Platte 24 erhöht die Stabilität des Formteils 22.

Die andere Wandung 26 der Flüssigkeitslinse 20 befindet sich im Inneren des Rohrstücks 16. Diese zweite Wandung 26 ist eine dünne biegsame Platte, ähnlich wie die Platte 24 an der ersten Wandung 18. Sie ist mit einer Verstelleinrichtung 28 verbunden. Die Verstelleinrichtung 28 besteht aus einem ersten Teil 30, der fest im Gehäuse oder Rohrstück 16 angeordnet ist. An diesem ersten Teil 30 ist die zweite Wandung 26 mit ihrem Mittelteil be­ festigt, dort wo die Zentralachse 14 durch die zweite Wandung 26 hindurchtritt. Der äußere Rand der zweiten Wandung 26 ist mit einem zweiten Teil 32 der Verstelleinrichtung 28 verbunden. Der zweite Teil 32 besteht aus einem Ring 34, in dem die zweite Wandung 26 in einer Nut 33 flüssigkeitsdicht gelagert ist. Weiterhin gehören zum zweiten Teil 32 Betätigungsstangen 36, die am Ring 34 befestigt und parallel zur Achse 14 des Rohr­ stücks 16 verschiebbar gelagert sind. Die lineare Bewegung (mittels einer nicht gezeigten Einrichtung) ist durch Doppelpfeile 38 veranschaulicht. In Fig. 1 sind nur zwei Betätigungsstangen 36 gezeigt. Vorteilhafterweise sind jedoch mindestens drei Betätigungsstangen 36 am Ring 34 befestigt. Dadurch wird ein Verkippen des Rings 34 bei Betätigen verhindert.

Im Ring 34 ist an der Außenseite umlaufend eine Nut angebracht, in der ein O-Ring 39 liegt. Der Innenraum 40 der Flüssigkeits­ linse 20 ist somit flüssigkeitsdicht gehalten.

Die Betätigungsstangen 36 sind in der Halterung 12 verschiebbar gelagert. Dazu sind in der Halterung 12 Bohrungen eingebracht, durch die die Betätigungsstangen 36 aus der Stoßwellenquelle herausgeführt sind. Auch hier sind am Umfang der Bohrungen Nuten eingebracht, in denen O-Ringe 41 liegen. Somit ist auch der Raum 43 vor dem aktiven Teil 2, also zwischen der Membran 10 und der zweiten Wandung 26, flüssigkeitsdicht gehalten.

An dem Ende des Rohrstückes 16, an dem die erste Wandung 18 befestigt ist, ist außen ein flexibler Ankoppelsack 42 so ange­ bracht, daß ein dritter flüssigkeitsdichter Raum 44 entsteht. Der Raum 44 ist begrenzt einerseits von der Anlegefläche des Ankoppelsacks 42 und andererseits von der ersten Wandung 18.

Im Innenraum 40 der Flüssigkeitslinse 20 ist zentral der Schallkopf 46 einer Ultraschall-Ortungsvorrichtung so gelagert, daß er in einer ersten Position um eine Achse 47 oszillieren oder sich drehen kann. Die Achse 47 steht senkrecht auf der Zentralachse 14. Es handelt sich somit um einen mechanischen Sektor-Scanner. Er dient der Ortung und Beobachtung des zu zer­ störenden Konkrements, das im Fokus der Linse 20 plaziert ist.

Der Ankoppelsack 42 ist in geringem Abstand zur zweiten Wandung 18 so angeordnet, damit Mehrfachreflexionen zwischen dem Schall­ kopf 46 und dem Ankoppelsack 42 in der Abbildung auf dem Monitor der Ultraschall-Ortungsvorrichtung nicht mehr stören. Die Mehr­ fachreflexionen sind dann in der Abbildung am Ort des Fokus oder Konkrementes nicht mehr erkennbar.

Die Räume 43 und 44 sind jeweils mit einer Koppelflüssigkeit 48 gefüllt, deren Ultraschall-Eigenschaft denen des mensch­ lichen Gewebes nahekommt. Das bedeutet, daß die Schallkenn­ größen akustischer Widerstand und Ultraschall-Geschwindigkeit der Koppelflüssigkeit 48 denen des menschlichen Gewebes ent­ sprechen. Bevorzugt ist die Koppelflüssigkeit 48 entgastes Wasser.

Für die Wandungen 18 und 26 der Flüssigkeitslinse 20 sind Materialien verwendet, in denen die Ultraschall-Geschwindigkeit etwa so groß ist wie die Ultraschall-Geschwindigkeit in der Koppelflüssigkeit 48; sie beträgt ca. 1500 m/s. Als geeignet hat sich für die Platten 24 und 26 der Kunststoff Polymethyl­ penten (TPX) erwiesen. Er ist formstabil und hat, da er in Form von dünnen Platten in der Flüssigkeitslinse 20 eingesetzt ist, nur einen geringen Einfluß auf deren Abbildungseigenschaften. Die Ultraschall-Geschwindigkeit in dem Kunststoff TPX beträgt ca. 2000 m/s.

In die Kammer 40 der Flüssigkeitslinse 20 ist eine Flüssigkeit 50 eingebracht, in der die Ultraschall-Geschwindigkeit kleiner ist als die Ultraschall-Geschwindigkeit in der Koppelflüssig­ keit 48. Mit Vorteil ist die Kammer 40 mit einer Flüssigkeit 50 vom Typ Flutec PP3 gefüllt. Die Schallgeschwindigkeit im Material Flutec PP3 ist temperaturabhängig und beträgt 600 m/s bei 20°C. Durch Temperaturvariationen der Flüssigkeit 50 läßt sich ebenfalls die Lage des Fokus F beeinflussen. Z.B. wird der Fokus F bei einer Temperaturerhöhung näher zur Flüssigkeitslinse 20 verlagert.

Die Abbildungseigenschaften der Flüssigkeitslinse 20 sind auch durch die Kontur des Formteils 22 bestimmt. Diese Kontur ist zur Vermeidung von sphärischen Aberrationen nach dem Snellius­ schen Brechungsgesetz berechnet. Hierfür ist ein Material ver­ wendet, in dem die Ultraschall-Geschwindigkeit genau so groß ist wie die Ultraschall-Geschwindigkeit in der Koppelflüssigkeit, nämlich bevorzugt 1500 m/s. Damit werden Strahlen nahe dem Totalreflexionswinkel vermieden. Es hat sich gezeigt, daß dafür besonders Gummi geeignet ist. Eine Gummisorte mit tolerierbarer akustischer Dämpfung ist z.B. EPDM-Gummi.

Die Lage der Brennweite oder des Fokus F der Flüssigkeitslinse 20 ist auf der Zentralachse 14 veränderbar, indem durch Betä­ tigung der Verstelleinrichtung 28 die relative Lage der zwei Teile 30 und 32 der Verstelleinrichtung 28 verändert wird. Der erste Teil 30 ist, wie schon erwähnt, ortsfest, d.h. fest mit dem Gehäuse 16 verbunden. Wird nun der Ring 34 aus der in Fig. 1 gezeichneten Stellung mittels der Betätigungsstangen 36 in Richtung der ersten Wandung 18 verschoben, ändert sich die Form der zweiten Wandung 26 zu einem Kegel, dessen Scheitelwinkel immer kleiner wird. Dadurch wird die Lage des Fokus F in Richtung auf die erste Wandung 24 verschoben. Das bedeutet, es können Konkremente zerstört werden, die näher an der Haut­ oberfläche 52 eines Patienten liegen. Trotz Annäherung des Fokus F an die Hautoberfläche 52 wird die Hautbelastung durch die Stoßwelle nicht wesentlich vergrößert. Die Endlage der zweiten Wandung 26 bei Verschiebung in dieser Richtung ist durch die gestrichelte, abgeknickte Linie 54 angedeutet.

Wird der Ring 34 mittels der Betätigungsstangen 36 von der ersten Wandung 18 weg in Richtung der Membran 10 verschoben, so entfernt sich der Fokus F auf der Zentralachse 14 von der Hautoberfläche 52 weg ins Innere des Patienten. Die Endlage der zweiten Wandung 26 bei Verschiebung in dieser Richtung ist durch die gestrichelte, abgeknickte Linie 56 angedeutet.

Die Ultraschall-Impulse des Schallkopfs 46 werden ebenso wie die Stoßwellen an der zweiten Wandung 26 gebrochen. Das bedeutet, daß der abgetastete Sektor außerhalb der Flüssigkeitslinse 20, also im Körper des Patienten, größer ist als der Bewegungswinkel des Schallkopfs 46. Die Brechung und damit der größere Winkel ist angedeutet durch einen abgewinkelten Zentralstrahl 57, der vom Schallkopf 46 ausgeht.

Die kontinuierliche Verstellung des Fokus F der Flüssigkeits­ linse 20 erlaubt eine Anpassung an unterschiedlich tief im Patienten liegende Konkremente, ohne daß sich die Hautbelastung während der Behandlung wesentlich ändert.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem gegenüber Fig. 1 die erste Wandung 18 anders ausgebildet ist. Der Aufbau der Stoßwellenquelle 4 ist ansonsten identisch mit dem Aufbau in Fig. 1. Bei der Beschreibung zu Fig. 1 wurde schon erwähnt, daß die Wandungen 18 und 26 aus einem Material bestehen sollten, dessen Ultraschall-Eigenschaften denen der Koppelflüssigkeit 48 angepaßt sind, damit Strahlen nahe dem Totalreflexionswinkel vermieden werden. In Fig. 2 hat die erste Wandung 18 eine kalottenähnliche Form. Es handelt sich um eine gewölbte Platte 58, deren Kontur ebenfalls, zur Vermeidung von sphärischen Aberrationen, nach dem Snelliusschen Brechungsgesetz berechnet ist. Vorzugsweise besteht die Platte 58 aus Tetrafluorkohlen­ wasserstoff (Teflon). Die Schallgeschwindigkeit in Teflon beträgt etwa 1200 m/s. Bei Verwendung von Teflon für die Wandung 18 in Form einer 3 mm dicken Platte ist die akustische Dämpfung gegenüber der Ausführung der ersten Wandung 18 in Fig. 1 geringer.

Der Schallkopf 46 ist hier nicht, wie in Fig. 1, in seiner ersten Position oder Arbeitsstellung gezeichnet, in der er um die Achse 47 oszilliert. Vielmehr befindet er sich in einer Ruhestellung oder zweiten Position, in der er die Stoßwelle nur gering abschattet, d.h. seine Fläche im Stoßwellenweg ist minimal. Es ist dafür gesorgt, daß die Stoßwellenquelle nur aktiviert wird, wenn sich der Schallkopf 46 in der Ruhestellung befindet. Auch hier ist dafür gesorgt, daß der Abstand zwischen Ankoppelsack 42 und zweiter Wandung 18 so gering ist, daß die Mehrfachreflexionen in der Abbildung nicht mehr stören.

Hier ist die zweite Wandung 26 so in den Ring 34 gelagert, daß sich bei Betätigen der Verstelleinrichtung 28 die zweite Wandung zu einem Kegelmantel verformt. Es ist jedoch nicht un­ günstig für die Abbildungseigenschaften der Flüssigkeitslinse 20, den äußeren Rand der zweiten Wandung 26 fest und unbeweg­ lich im Ring 34 einzuspannen. Dann ergibt sich in der Schnitt­ darstellung eine S-förmige Biegelinie (hier nicht gezeigt) für die zweite Wandung 26.

Bei einer bestimmten Dimensionierung des in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiels ist der Fokusabstand a ausgehend von 9 cm z.B. im Bereich von ±3 cm kontinuierlich einstellbar.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Der aktive Teil 2 der Stoßwellenquelle 4 ist auch hier aus der Flachspule 6, der Isolierfolie 8 und der metallischen Membran 10 aufgebaut. Eben­ so ist die Membran 10 randseitig mit der Halterung 12 einge­ spannt. In den aktiven Teil 2 ist hier jedoch zentral zur Zentralachse 14 eine Öffnung 59 eingebracht. Der aktive Teil 2 ist ebenfalls - wie in Fig. 1 und 2 - an einem Ende des Rohr­ stücks 16 flüssigkeitdicht eingepaßt. Das andere Ende des Rohr­ stücks 16 ist so ausgebildet, daß es nahtlos in einen Flansch 60 übergeht. An diesem Flansch 60 ist mittels einer Einspannung 62 eine stabile gewölbte Ankoppelmembran 64 befestigt. Diese Ankoppelmembran 64 steht während der Behandlung in engem Kontakt mit der Hautoberfläche 52 des Patienten.

In der zentralen Öffnung 59 des aktiven Teils 2 ist ein Innen­ rohr 66 befestigt. Die Membran 10 ist in geeigneter Weise mit dem Innenrohr 66 flüssigkeitsdicht verbunden, was hier jedoch nicht weiter erläutert wird. Das Innenrohr 66 ist innerhalb der Stoßwellenquelle 2 entlang der Zentralachse 14 ausgerichtet. Es erstreckt sich fast über die gesamte Länge des Rohrstücks 16. Am Ende des Innenrohres 66 ist innen die erste Wandung 18 be­ festigt. Diese Befestigung ist der erste Teil 30 der Verstell­ einrichtung 28. Die erste Wandung 18 ist hier eine dünne Platte in Kreisringform, die an ihrem äußeren Rand in der Nut 33 des Rings 34 befestigt ist. Am äußeren Umfang des Rings 34 er­ streckt sich eine Nut, in der der O-Ring 39 liegt. An dem Ring 34 sind die Befestigungsstangen 36 so angeordnet, wie bei Fig. 1 weiter erläutert. Die zweite Wandung 26 ist hier eine akustische Sammellinse 68 mit zentraler Öffnung. Sie ist fest mit dem Rohrstück 16 und dem Innenrohr 66 verbunden. Im Rand der Sammellinse 68 befinden sich Bohrungen, durch die die Betätigungsstangen 36 gesteckt sind. Innerhalb der Bohrungen in der Linse 68 befinden sich Nuten, in denen sich wiederum O-Ringe 69 befinden, um den Innenraum 40 abzudichten.

Die Sammellinse 68 hat eine plankonkave Form. Sie besteht aus einem Material, in dem die Schallgeschwindigkeit größer ist als die Schallgeschwindigkeit in der Koppelflüssigkeit 48; be­ vorzugt besteht sie aus Polystyrol. Innerhalb des Innenrohres 66 ist der Schallkopf 46 einer Ultraschall-Ortungseinrichtung so eingebracht, daß seine Ultraschall-Austrittsfläche 46 a die Ankoppelmembran 64 berührt. Zur Abdichtung des Innenraums 44 ist innen am Ende des Innenrohres 66 in der Nähe der Flüssig­ keitslinse 20 ein Dichtring 70 angeordnet.

Bei dem Schallkopf 46 handelt es sich hier um einen elektro­ nischen Sektor-Scanner (Phased Array).

Auch hier ist die Lage des Fokus F - wie bei Fig. 1 und 2 be­ schrieben - veränderbar. In der hier gezeichneten Stellung des Rings 34 nimmt die erste Wandung 18 die Form einer Kegelmantel­ fläche an. Der Fokus F liegt jetzt nahe der Hautoberfläche 52. Bei gleichzeitiger und gleichmäßiger Verschiebung der Betäti­ gungsstangen 36 in Richtung der Ankoppelmembran 64 vergrößert sich der Kegelwinkel, und der Fokus entfernt sich von der Haut­ oberfläche 52 ins Innere. In der Endlage, angedeutet durch die gestrichelte Linie 54, ist der Fokus in seiner weitesten Lage von der Hautoberfläche 52.

Die Änderungen des Flüssigkeitsvolumens im Innenraum 40 und im Innenraum 44 sind durch geeignete Ausgleichsgefäße ermöglicht, die hier jedoch nicht gezeigt sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 besteht der aktive Teil der Stoßwellenquelle 4 aus einem oder mehreren piezoelektrischen Wandlern 72, die auf einer kreisförmigen Halteplatte 74 mosaik­ artig angeordnet und befestigt sind. Die Halteplatte 74 mit den Wandlern 72 ist an dem einen Ende des Rohrstücks 16 - ohne die zusätzliche Halterung 12 wie in den Fig. 1 bis 3 - direkt be­ festigt. Am Rand der Halteplatte 74 sind - ähnlich wie in der Halterung 12 in Fig. 1 bis 3 - Bohrungen angebracht, durch die die Betätigungsstangen 36 aus der Stoßwellenquelle 4 herausge­ führt sind. Der aktive Teil 2 erzeugt auch hier im wesentlichen parallele akustische Impulse. Die zweite Wandung 26 ist hier ebenfalls - wie in Fig. 3 - die plankonkave Sammellinse 68. Sie ist jedoch direkt an die Wandler 72 akustisch angekoppelt. D.h. zwischen dem aktiven Teil 2 und der Sammellinse 68 befindet sich kein Raum 43 und somit keine Koppelflüssigkeit 48. Es kann jedoch vorteilhaft sein, zum Ausgleich von Toleranzen und Un­ ebenheiten auch hier den Raum 43 vorzusehen. In diesem Fall ge­ nügt jedoch für eine gute Ankopplung ein sehr kleiner Abstand von z.B. 0,1 mm zwischen dem Wandler 72 und der Sammellinse 68. Die Sammellinse 68 besteht hier bevorzugt aus Aluminium. Der weitere Aufbau ist wie bei Fig. 3 beschrieben.

Bei der Stoßwellenquelle 4 nach Fig. 5 ist zusätzlich zur kon­ tinuierlichen Einstellung der Fokustiefe auch noch eine kon­ tinuierliche Seitwärtsverlagerung des Fokus F möglich. Auch hier werden für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in den vorangegangenen vier Ausführungsbeispielen. Der Aufbau des aktiven Teils 2 und des Gehäuses 16 entspricht dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3. Die erste Wandung 18 ist auch hier - wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen - am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 16 angeordnet. Sie besteht - ähnlich wie in Fig. 1 - aus dem plankonkaven Formteil 22, das auf der formstabilen Platte 24 befestigt ist. Jedoch weist die erste Wandung 18 eine zentrale Öffnung auf. Sie ist hier um eine Achse 76, die senkrecht auf der Zentralachse 14 steht, drehbar gelagert. Das wird durch den gekrümmten Doppel­ pfeil 78 verdeutlicht. Der Raum 44 vor der Flüssigkeitslinse 20 ist vom Innenraum 40 getrennt. Dazu ist der äußere Rand der ersten Wandung 18 mit einer ersten gewellten Membran 80 mit der Innenwand des Rohrstücks 16 verbunden. Ebenso ist eine zweite Membran 82 mit dem Rand an der zentralen Öffnung der ersten Wandung 18 und mit dem Innenrohr 66 verbunden. Die Mem­ branen 80 und 82 dienen als flexible Abdichtung der Räume 40 und 44 gegeneinander.

Ausgegangen wird nun davon, daß sich die erste Wandung 18 in einer Stellung befindet, in der ihre Symmetrieachse mit der Richtung der Zentralachse übereinstimmt. Dann ist die Lage des Fokus F auf der Zentralachse 14 mittels der Betätigungsstangen 36 veränderbar, wie in der vorausgegangenen Fig. 1 erläutert. Ist nun die erste Wandung 18 um die Achse 76 in die in Fig. 5 gezeigte Lage nach rechts gekippt, ist gleichzeitig der Fokus F nach links gewandert. D.h. das Kippen der ersten Wandung 18 um die Achse 76, mit dem gekrümmten Doppelpfeil 78 angedeutet, verschiebt den Fokus F seitlich von der Zentralachse 14 weg. Dies ist durch den gekrümmten Doppelpfeil 84 veranschaulicht. Bei Verstellung der Tiefe des Fokus F über eine Verlagerung des Rings 34 wandert der Fokus F auf einer neuen Zentralachse 86 der Stoßwellenquelle 4, die sich nicht mehr mit der Zentralachse 14 deckt.

Dadurch, daß es möglich ist, die Lage des Fokus F seitlich in Richtung des Doppelpfeils 84 zu ändern, kann während einer Behandlung immer der günstigste Stoßwellenzugangsweg im Pati­ enten gewählt werden, ohne daß die Ankopplung der Ankoppel­ membran 62 an der Hautoberfläche 52 verändert werden müßte.

Bei der Stoßwellenquelle 4 in Fig. 6 ist der Fokus F der Flüssig­ keitslinse 20 nicht mehr kontinuierlich, sondern stufig ein­ stellbar. Der aktive Teil 2 ist genau so aufgebaut wie in Fig. 3. Das andere Ende des Rohrstücks 16 ist von der ersten Wandung 18 abgeschlossen, und zwar ähnlich wie in Fig. 1 er­ läutert. Außerdem ist der Ankoppelsack 42 ebenfalls ähnlich an­ geordnet wie in Fig. 1. An seinem Rand ist der Ankoppelsack 42 jedoch als Faltenbalg ausgebildet.

An dem Innenrohr 66 ist eine formstabile kegelmantelförmige dünne Scheibe 90 angebracht. Zwischen ihrem äußeren Rand und der Innenwandung des Rohrstücks 16 ist ein Freiraum vorhanden, d.h. der Außendurchmesser der kegelmantelförmigen Scheibe 90 ist kleiner als der Innendurchmesser des Rohrstücks 16. Eine zweite formstabile ebene dünne Scheibe 92 ist so an dem Innenrohr 66 befestigt, daß sie die kegelmantelförmige Scheibe 90 dort berührt. Zwischen ihrem äußeren Durchmesser und dem Rohrstück 16 ist ebenfalls ein Freiraum vorhanden. Dieser randseitige Freiraum ist fast ausgefüllt von dem Ring 34. Die zweite Wandung 26 ist hier eine Membran 94, die am Innenrohr 66 zwischen den beiden Platten 90 und 92 und an ihrem äußeren Rand in dem Ring 34 befestigt ist. Die Befestigung der Membran 94 am Innenrohr 66 ist der erste oder feststehende Teil 30 der Ver­ stelleinrichtung 28. Der Ring 34 besitzt eine außen umlaufende Nut, in die der O-Ring 39 liegt. An dem Ring 24 sind, wie schon vorhergehend beschrieben, die Betätigungsstangen 36 befestigt. Die erste kegelförmige Scheibe 90 befindet sich im Innenraum 40 der Flüssigkeitslinse 20, während sich die zweite ebene Scheibe 92 im Raum 48 befindet.

Die Membran 94 befindet sich in einer ersten Arbeitsstellung, wenn sie sich vollständig an der zweiten ebenen Scheibe 92 an­ schmiegt. Die Flüssigkeitslinse 20 besitzt dann den Fokus F 1. Die zweite Arbeitsstellung der Membran 94 ist dann erreicht, wenn sie sich an der ersten kegelförmigen Scheibe 90 an­ schmiegt. Dann hat die Flüssigkeitslinse 20 den Fokus F 2, der näher zur Hautoberfläche 52 gerückt ist. Die Umschaltung der Arbeitspositionen geschieht auch hier, wie vorangehend schon beschrieben, mittels des zweiten Teils 32 der Verstelleinrich­ tung 26. Nicht gezeigte Volumenausgleichsgefäße stehen mit den Innenräumen 40 bzw. 48 in Verbindung. Die Drücke der Flüssig­ keit 50 und der Koppelflüssigkeit 48 sind in beiden Arbeits­ positionen so eingestellt, daß die Membran 94 sich jeweils mit ihrer gesamten Oberfläche an die Platten 90 bzw. 92 anschmiegt. Der Fokus F 1 kennzeichnet die von der Hautoberfläche am weitesten entfernte Lage des Fokus, der Fokus F 2 die nächste.

Zwischen den beiden Fokuslagen F 1 und F 2 ist eine Feineinstellung und Ausrichtung auf ein Konkrement möglich, indem die Stoß­ wellenquelle 4, ausgenommen nur der Ankoppelsack 42 und der Schallkopf 46, in Richtung des Doppelpfeils 96 bewegt wird. Zur Erreichung eines scharfen oder eng begrenzten Fokus kann es günstig sein, daß die Scheiben 90 und 92 eine andere Formgebung erhalten als eben beschrieben. Zur Erzielung eines größeren Ab­ standes der zwei Foki F 1 und F 2 voneinander, kann die zweite ebene Scheibe 92 ähnlich kegelmantelförmig ausgebildet sein wie die Scheibe 90. Mit anderen Worten: Der äußere Rand der Scheibe 92 ist näher an der Membran 10 als ihre Befestigung am Innenrohr 66.

Die beiden Scheiben 90, 92 bestehen bevorzugt aus Polymethyl­ penten (TPX), die Membran 94 besteht bevorzugt aus EPDM-Gummi.

Die Ausführung nach Fig. 6 hat den Vorteil, daß in den zwei möglichen Fokuslagen F 1, F 2 die Kontur der zweiten Wandung 26 genau festgelegt und bestimmt ist. Dadurch können die Abbil­ dungseigenschaften in beiden Foki F 1 und F 2 der Flüssigkeits­ linse 20 optimiert werden.

Alle beschriebenen Ausführungsformen haben den Vorteil, daß die Schalleistungsdichte an der Hautoberfläche 52 bei unter­ schiedlichen Lagen des Fokus F, F 1, F 2 ungefähr konstant und zudem niedrig gehalten werden kann. Durch die Integration des Schallkopfes 46 zentral in die Stoßwellenquelle 4 ist der Laufweg der Stoßwelle und/oder die unmittelbare Wirkung der Stoßwelle auf das Konkrement beobachtbar. Dabei kann der Verlust an Schallzugangsweg für die Stoßwelle durch den Schallkopf 46 in Kauf genommen werden.

Die in den Beispielen beschriebene Stoßwellenquelle mit ver­ stellbarer Fokussierung eignet sich insbesondere zur Gallen­ stein-Lithotripsie, kann aber ebenso bei der Nierenstein-Zer­ störung eingesetzt werden.

Claims (21)

1. Lithotripter mit einer Stoßwellenquelle, insbesondere nach dem elektromagnetischen Prinzip, mit einer Fokussierungsvor­ richtung und mit einer auf dem Stoßwellenweg angeordneten Koppelflüssigkeit, dadurch gekennzeich­ net, daß die Fokussierungsvorrichtung eine Flüssigkeits­ linse (20) mit zwei Wandungen (18, 26) umfaßt, daß eine zwei Teile enthaltende Verstelleinrichtung (28) mit ihrem ersten Teil (30) mit dem Mittelteil und mit ihrem zweiten Teil (32) mit dem äußeren Rand der einen Wandung (18, 26) verbunden ist, und daß bei Betätigung der Verstelleinrichtung (28) die relative Lage der zwei Teile (30, 32) zwecks Einstellung der Brennweite (F, F 1, F 2 ) der Fokussierungsvorrichtung veränderbar ist.

2. Lithotripter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wandungen (18, 26) aus einem Material bestehen, in dem die Ultraschallgeschwindigkeit etwa so groß ist wie die Ultraschallgeschwindigkeit in der Koppel­ flüssigkeit (48).

3. Lithotripter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schallkenngrößen akusti­ scher Widerstand und Ultraschallgeschwindigkeit der Koppel­ flüssigkeit (48) denen des menschlichen Gewebes entsprechen.

4. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Koppel­ flüssigkeit (48) entgastes Wasser ist.

5. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wandungen (18, 26) aus EPDM-Gummi besteht.

6. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wandungen (18, 26) aus Tetrafluorkohlenwasserstoff besteht.

7. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wandungen (18, 26) aus Polymethylpenten besteht.

8. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die zwischen den Wandungen (18, 26) befindliche Kammer (40) der Flüssigkeits­ linse (20) mit einer Flüssigkeit (50) gefüllt ist, in der die Ultraschallgeschwindigkeit kleiner ist als die Ultraschallge­ schwindigkeit in der Koppelflüssigkeit (48).

9. Lithotripter nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kammer (40) mit einer Flüssigkeit (50) vom Typ Flutec PP3 gefüllt ist.

10. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß eine der Wandungen (18, 26) als fokussierende Linse (68) ausgebildet ist.

11. Lithotripter nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die fokussierende Linse (68) eine plankonkave Linse aus Polystyrol ist.

12. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Brennweite (F) kontinuierlich veränderbar ist.

13. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Brennweite (F 1, F 2) stufig veränderbar ist.

14. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste Teil (30) der Verstelleinrichtung (28) fest und der zweite Teil (32) der Verstelleinrichtung (28) beweglich ist.

15. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, insbesondere nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierungsvorrichtung zwei formstabile dünne Scheiben (90, 92) umfaßt, und daß eine der Wandungen (18, 26) als Membran (94) ausgebildet und zwischen den Scheiben (90, 92) so angeordnet ist, daß sie wahlweise an die eine oder andere Scheibe anschmiegbar ist.

16. Lithotripter nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Scheiben (90, 92) aus Poly­ methylpenten und die Membran (94) aus EPDM-Gummi besteht.

17. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß sich in der zwischen den Wandungen (18, 26) befindlichen Kammer (40) zentral der Schallkopf (46) eines Ultraschall-Ortungssystems befindet.

18. Lithotripter nach Anspruch 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schallkopf (46) von einer ersten Position in eine zweite Position schwenkbar ist.

19. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Fokus­ sierungsvorrichtung zentral eine Öffnung vorhanden ist, in die der Schallkopf (46) einer Ultraschall-Ortungsvorrichtung einbringbar ist.

20. Lithotripter nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auch in der Stoßwellenquelle (4) eine Öffnung (55) vorhanden ist, in die der Schallkopf (46) der Ultraschall-Ortungsvorrichtung einbringbar ist.

21. Lithotripter nach einem der Ansprüche 1 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß eine der beiden Wandungen (18, 26) um eine Achse (76) senkrecht zur Zentralachse (14) der Stoßwellenquelle (4) schwenkbar ist.