DE3826709A1

DE3826709A1 - Ultraschall-therapiegeraet

Info

Publication number: DE3826709A1
Application number: DE3826709A
Authority: DE
Inventors: Akinori Ishida; Satoshi Aida; Nobuyuki Iwama
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-08-05
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1989-02-16
Anticipated expiration: 2008-08-06
Also published as: DE3844672C2; US4986275A; FR2619003B1; FR2619003A1; DE3826709C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Therapiegerät zur Behandlung eines spezifischen Abschnittes in einem leben den Körper unter Verwendung von Ultraschallenergie.

In den letzten Jahren wurde versucht, ein als lebender Körper zu untersuchendes Objekt, beispielsweise einen Pa tienten, unter Verwendung von gebündelter Ultraschall energie zu behandeln. Unter eine solche Behandlung fällt die Lithotripsie zur Zertrümmerung eines Steines in einem Körper und die Hyperthermie zur Erhitzung und Behandlung eines Krebsgeschwürs in einem Körper.

Ein herkömmliches Ultraschall-Therapiegerät besitzt einen Bestrahlungsteil (Applikator), welcher einen Ultraschall übertrager mit einer zurückgesetzten Oberfläche aufweist, einen Behandlungsübertrager zur Bildung eines Ultra schallbrennpunktes an einer geometrischen Mittenposition der zurückgesetzten Oberfläche des Ultraschallübertragers, einen Ultraschallübertrager, welcher so angeordnet ist, daß er ein vorbestimmtes Positionsverhältnis zu dem Be handlungsübertrager aufweist, und einen Abbildungsübertrager zur Gewinnung eines tomographischen Bildes eines zu unter suchenden Objektes (eines Patienten) unter Verwendung des Ultraschallübertragers. In dem Ultraschall-Therapiegerät wird ein Behandlungs-Zielpunkt in einem tomographischen Bild dazu gebracht, daß er mit dem Brennpunkt des Be handlungsübertragers übereinstimmt, und starke Ultra schallenergie wird von dem Behandlungsübertrager abge strahlt, um eine Behandlung durchzuführen.

Ultraschallenergie wird in Luft beträchtlich abgeschwächt und durch Luft fast nicht übertragen. Um die Ultraschall energie von der Außenseite eines Patienten in den Körper wirksam zu übertragen, wird eine Ultraschallübertragungs flüssigkeit, wie Wasser, mit geeigneter akustischer Impe danz zwischen dem Patienten und dem Behandlungs- sowie dem Abbildungsübertrager eingefügt.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Anordnung eines her kömmlichen Ultraschall-Behandlungsgerätes. Das Ultra schall-Behandlungsgerät weist ein Wasserbeutelgehäuse 22 auf. In dem Wasserbeutelgehäuse 22 sind ein Behandlungs übertrager 23 und ein Abbildungsübertrager 24 angeordnet. Das Wasserbeutelgehäuse 22 ist durch eine Membran 25 ab gedichtet, und Ultraschallmediumsflüssigkeit (beispiels weise Wasser) 26 mit einer geeigneten akustischen Impe danz ist in das Gehäuse 22 eingefüllt. Das Gehäuse 22 wird in engen Kontakt mit der Körperoberfläche eines Pa tienten 21 gebracht, so daß Ultraschallenergie wirksam in den Patienten 21 eingestrahlt werden kann.

Der Behandlungsübertrager 23 wird durch einen mit ihm über ein Kabel verbundenen Treiberkreis 27 angetrieben bzw. angesteuert. Wenn der Treiberkreis 27 gestartet wird, er zeugt der Übertrager 23 eine starke Ultraschallwelle. Die Ultraschallwelle wird auf das Behandlungsziel 28 fokussiert, und dieser Abschnitt wird behandelt.

Ein Abbildungsübertrager 24 arbeitet mit einem B-Antriebs art-Steuerprozessorsystem 29 zusammen, um eine elektronische Sektorabtastung durchzuführen und dadurch ein tomo graphisches Bild in dem Patienten 21 zu erhalten. Da der Abbildungsübertrager 24 und der Behandlungsübertrager 23 so angeordnet sind, daß sie eine vorbestimmte Positions beziehung aufweisen, entspricht der Brennpunkt des Be handlungsübertragers 23 ständig einer Bildposition des durch den Abbildungsübertrager 24 erhaltenen tomographischen Bildes und er wird als geeignete Markierung, beispiels weise als "x" auf dem Anzeigegerät 30, welches eine Kathodenstrahlröhrenanzeige aufweist, angezeigt. Das Bild des Behandlungszieles 28 wird zu der Position der Markie rung (x) ausgerichtet, und der Behandlungsübertrager 23 wird angetrieben, um so eine Behandlung des Behandlungs zieles 28 unter Verwendung einer starken Ultraschallener gie zu ermöglichen.

Da bei dem in Fig. 1 gezeigten Gerät der Abbildungsüber trager 24 so angeordnet ist, daß er von der Körperober fläche des Patienten 21 getrennt ist, wird die Behandlungs energie während der Behandlung nicht gestört. Es kann je doch ein zufriedenstellendes Ergebnis nicht erzielt wer den, wenn der Behandlungszustand beobachtet werden soll. Das heißt, ein durch den Abbildungsübertrager 24 erhal tenes Ultraschall-Tomographiebild wird unklar, da die Ab bildung aufgrund der Multiplexreflexion durch die Membran 25 verzerrt wird. Aus diesem Grund kann eine Bestätigung des Behandlungsstatus oder eine Beurteilung der Be handlungswirkung oft nicht zufriedenstellend erfolgen, wenn lediglich das durch den Abbildungsübertrager erhal tene Tomographiebild verwendet wird. Bei diesem Gerät wird eine Röntgenfotografie nach der Behandlung aufge nommen, und die Behandlungswirkung wird unter Verwendung dieses Röntgenbildes beurteilt.

Wie oben beschrieben, kann bei dem herkömmlichen Ultra schall-Therapiegerät, obwohl die Behandlungs-Ultraschall energie durch den Abbildungsübertrager nicht gestört wird, durch den Abbildungsübertrager ein ausreichend klares tomographisches Bild nicht erhalten werden. Des halb erlaubt dieses Gerät keine zufriedenstellende Über prüfung des Behandlungszustandes während oder nach einer Behandlung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Ultraschall-Therapiege rät zu schaffen, welches eine wirksame Behandlung ohne Störung der Behandlungsenergie ermöglicht, welches weiter hin die Gewinnung eines klaren tomographischen Bildes er möglicht und welches eine leichte Überprüfung der Be handlungswirkung und eine leichte Beurteilung des Ab schlusses einer Behandlung ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe enthält ein erfindungsgemäßes Ultraschall-Therapiegerät einen Behandlungs-Ultraschall übertrager zur Erzeugung einer Behandlungs-Ultraschall welle, welche auf einen vorgegebenen Brennpunkt in dem Körper eines zu untersuchenden Objektes gebündelt ist, Antriebseinrichtungen zum Antrieb des Behandlungs-Ultra schallübertragers, einen beweglich angeordneten Abbildungs- Ultraschallübertrager zum derartigen Senden und Empfangen einer Abbildungs-Ultraschallwelle, daß ein tomographisches Bild des zu untersuchenden Objektes erhalten wird, eine tomographische Bilderzeugungseinrichtung zum Antrieb des Abbildungs-Ultraschallübertragers zum Senden der Abbil dungs-Ultraschallwelle und zur Erzeugung eines tomo graphischen Bildes des zu untersuchenden Objektes auf der Grundlage eines durch den Abbildungs-Ultraschallüber trager empfangenen Ultraschall-Echosignals und eine Po sitionssteuereinrichtung zur Steuerung der Position des Abbildungs-Ultraschallübertragers in einem vorbestimmten Bereich entlang einer Linie, welche einen zentralen Punkt des Behandlungs-Ultraschallübertragers und den Brenn punkt der Behandlungs-Ultraschallwelle verbindet.

Bei dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Therapiegerät mit der obigen Anordnung wird in einer Behandlungsbetriebs art der Abbildungsübertrager von dem Übertragungspfad der Behandlungsenergie ferngehalten, so daß er die Be handlungsenergie nicht stört und dadurch eine wirksame Bestrahlung ermöglicht. Bei dem erfindungsgemäßen Ultra schall-Therapiegerät wird außerdem in einer Tomographie bilderzeugungsbetriebsart der Abbildungsübertrager zu einer Position bewegt, welche nahe an der Körperober fläche des zu untersuchenden Objektes liegt, um so ein klares Bild frei von Verzerrungen aufgrund von Mehrfach reflexionen o.dgl. zu erhalten.

Da bei dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Therapiegerät auch eine einen Brennpunkt anzeigende Markierung auf einem Tomographiebild entsprechend der Arbeitsweise der Positionssteuereinrichtung angezeigt wird, wird er reicht, daß die angezeigte Markierung mit einem Be handlungsziel des Tomographiebilds übereinstimmt, so daß eine richtige Behandlung, konzentriert auf einen er krankten Abschnitt, durchgeführt werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Therapiegerät kann eine wirksame Behandlung ohne Störung der Behandlungsenergie durchgeführt werden, und es kann ein klares Tomographie bild erhalten werden. Außerdem kann eine Überprüfung des Behandlungseffektes und eine Beurteilung des Be handlungsabschlusses leicht durchgeführt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild mit der schematischen An ordnung eines herkömmlichen Ultraschall-Thera piegerätes,

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit der schematischen An ordnung eines Ultraschall-Therapiegerätes nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 bis 5 jeweils Darstellungen von Zuständen auf den Anzeigeschirmen zur Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 2 gezeigten Gerätes,

Fig. 6 die Darstellung einer Positionsmarkierung für eine Abtastebene, welche an einem Applikator in dem Gerät nach Fig. 2 angebracht ist,

Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung einer Funktion in dem Gerät nach Fig. 2,

Fig. 8 bis 10 Darstellungen anderer Ausführungsbeispiele einer an dem Applikator in dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Therapiegerät angebrachten Markierung, und

Fig. 11 eine Darstellung einer Anordnung eines weiteren Ausführungsbeispieles eines Applikators in dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Therapiegerät.

Fig. 2 zeigt die Anordnung eines Lithotriptors aus einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschall- Therapiegerätes.

Der Lithotriptor umfaßt ein Wasserbeutelgehäuse 2, einen Behandlungs-Ultraschallübertrager 3, einen Abbildungs- Ultraschallübertrager 4, eine Membran 5, eine Ultra schallmediumsflüssigkeit 6, einen Balg 7, ein Applikator- Haltesystem 8, einen Behandlungsübertrager-Treiberkreis 9, ein B-Betriebsart-Steuerprozessorsystem 11, eine Welle 13, einen Wellenantrieb 14, einen Abbildungsüber trager-Positionsdetektor 15, einen Markierungspositions- Berechnungskreis 16, einen Abbildungsprozessor 17, eine Anzeigeeinrichtung 18, eine Konsole 20 und eine System steuerung 21.

Der Behandlungs-Ultraschallübertrager 3 und der Abbildungs- Ultraschallübertrager 4 für die Lithotripsie sind in dem Wasserbeutelgehäuse 2 angeordnet. Der untere Abschnitt des Gehäuses 2 ist ein Abschnitt, welcher in Kontakt mit dem zu untersuchenden Objekt (einem lebenden Körper, bei spielsweise einem Patienten) 1 gebracht wird. Der Balgen 7 ist an diesem Abschnitt angeformt, und die Abschlußseite dieses Abschnittes ist durch die Membran 5 abgedichtet. Die Ultraschallmediumsflüssigkeit 6 (beispielsweise Wasser) mit einer geeigneten akustischen Impedanz wird in eine abgedichtete Kammer eingefüllt, welche durch das Gehäuse 2 mit der Membran 5 und dem Balgen 7 gebildet wird. Eine Abtastoberflächenmarkierung 22 ist an einer oberen Außenfläche des Gehäuses 2 angebracht, wie in Fig. 6 gezeigt. Die Abtastebenenmarkierung 22 besteht beispielsweise aus einer geraden Linie, welche die Stel lung der Abtastebene eines durch den Abbildungsübertrager 4 aufgenommenen tomographischen Bildes anzeigt, wobei die Buchstaben "L" und "R" jeweils die linke und die rechte Position auf einem Anzeigeschirm anzeigen. Ein Abschnitt mit dem Gehäuse 2 und ein Abschnitt mit dem Behandlungs übertrager 3, dem Abbildungsübertrager 4, der Medium flüssigkeit 6, der Welle 13, dem Wellenantrieb 14 und dem Positionsdetektor 15, welche in dem Gehäuse 2 unterge bracht sind, bilden einen Ultraschall-Applikator. Der Applikator wird durch das Applikator-Haltesystem 8 ge halten. Im Gebrauch wird der Applikator so gehalten, daß das distale Ende des Balgens 7 an dem unteren Abschnitt des Gehäuses 2, beispielsweise die Membran 5, in Kontakt mit der Körperoberfläche eines Patienten 1 gebracht wird.

Der Behandlungsübertrager 3 ist ein Lithotripsie-Ultra schallübertrager mit einem Übertragerelement, welches in eine zurückgesetzte, gekrümmte Oberfläche eingeformt ist, die aus einer halbkugelförmigen Oberfläche mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Krümmung von 160 mm be steht. Der Behandlungsübertrager 3 wird von einem Be handlungsübertrager-Treiberkreis 9 angesteuert und er zeugt Ultraschall-Wellenimpulse in einer vorgegebenen Frequenz und fokussiert eine starke Ultraschallenergie auf einen Stein 10 als zu zertrümmerndes Ziel, welcher in dem Brennpunkt angeordnet ist.

Der Abbildungsübertrager 4 arbeitet mit dem B-Betriebs art-Steuerprozessorsystem 11 zusammen, um eine elektronische Sektorabtastung unter Verwendung eines Ultraschallstrahl impulses durchzuführen und dabei tomographische Bilddaten in dem Patienten 1 zu gewinnen. Wenn beispielsweise der Abbildungsübertrager 4 einen Matrixübertrager umfaßt, in welchem eine Vielzahl von Ubertragerelementen im Raster angeordnet sind, besitzt das B-Betriebsart-System 11 einen Abtastkreis und einen Signalprozessor. Der Abtastkreis steuert die Übertragerelemente durch korrespondierende Verzögerungsschaltungen unter Verwendung eines gemein samen Impulssignals an, wodurch er einen Ultraschallstrahl entsprechend den Verzögerungszeiten der Verzögerungsschal tungen bündelt und ihre Ablenkung abtastet. Der Signal prozessor holt die Signale von den Übertragerelementen des Abbildungsübertragers 4 durch die Verzögerungsschal tungen und führt eine Verarbeitung einschließlich Ver stärkung und Wellendetektion durch, wodurch ein Bild signal 12 eines B-Betriebsart-Bildes erhalten wird.

Das durch den Abbildungsübertrager 4 erhaltene Bildsignal 12 wird ein optimales Signal, wenn der Abbildungsüber trager 4 in engen Kontakt mit der Oberfläche des Pa tienten 1 gebracht wird, da aufgrund des Gehäuses 2 und der Membran 5 keine Mehrfachreflexionen auftreten. Der Abstand (die Tiefe) des Steines 10 von der Oberfläche des Patienten 1 ist nicht konstant, und er wechselt in Abhängigkeit von der Gestalt und der Körperbeschaffen heit eines jeden Patienten 1 sowie des jeweiligen Ab schnittes, wo der Stein sich befindet. Die Positionsbe ziehung zwischen dem Behandlungsübertrager 3 und dem Brennpunkt der Behandlungs-Ultraschallwelle ist jedoch konstant. Um zu erreichen, daß der Stein 10 mit der Po sition des Brennpunktes des Behandlungsübertragers 3 über einstimmt, kann die Tiefe des Gehäuses 2 durch Ausdehnung oder Zusammenziehen des Balgens 7 verändert werden. Da das innere Volumen des Gehäuses 2 ebenfalls bei der Aus dehnung bzw. dem Zusammenziehen des Balgens 7 verändert wird, sind eine mit dem Gehäuse 2 gekoppelte Flüssigkeits leitung und eine -pumpe (nicht dargestellt) vorgesehen, und die Ultraschallmediumsflüssigkeit innerhalb des Ge häuses kann über die Flüssigkeitsleitung und die Pumpe vermehrt bzw. vermindert werden. Der Abbildungsübertrager 4 muß bewegt werden, um in Kontakt mit der Oberfläche des Patienten 1 gebracht zu werden oder um so beiseite ge bracht zu werden, daß die Zertrümmerungs-Ultraschallener gie nicht gestört wird. Zu diesem Zweck ist der Abbil dungsübertrager 4 mit dem Wellenantrieb 14, der einen Schrittmotor aufweist, über die Welle 13 gekoppelt, so daß er durch diese beweglich gehalten wird. Die Welle 13 ist entlang der Mittelachse des Behandlungsübertragers 3 angeordnet, und sie wird durch den Wellenantrieb 14 hin und her bewegt. Bei Betätigung des Wellenantriebs 14 wird der Behandlungsübertrager 3 in Vertikalrichtung innerhalb eines vorgegebenen Bereiches auf einer Linie bewegt, wel che den Mittelpunkt des Übertragers 3 und dessen Brenn punkt verbindet, wie mit dem Pfeil A angegeben.

Ein Positionsdetektor 15 mit einem Potentiometer ist an der Welle 13 vorgesehen, und die Bewegungsstrecke der Welle 13, d.h. die Bewegungsstrecke des Abbildungsüber tragers 4, wird durch diesen Positionsdetektor 15 festge stellt. Das Detektionssignal wird der Markierungspositions- Berechnungsschaltung 16 zugeführt. Die Markierungspositions- Berechnungsschaltung 16 berechnet die Position des Brenn punktes der Ultraschallwelle von dem Behandlungsübertrager 3 in einer Abbildung des Bildsignals 12, welches durch den Abbildungsübertrager 4 erhalten wird, auf der Grundlage der Krümmung des Übertragers 3 und der Positionsbeziehung zwischen den Übertragern 3 und 4. Die Übertrager 3 und 4 sind so angeordnet, daß sie eine Positionsbeziehung auf weisen, welche durch die geometrischen Bedingungen in einem Anfangszustand bestimmt wird. Ein Markierungspo sitionssignal zur Bestimmung einer Markierungsposition wird eingestellt als Anfangswert entsprechend der vorge gebenen Positionsbeziehung in dem Anfangszustand. So kann eine von dem Positionsdetektor 15 festgestellte Bewegungs strecke, d.h., eine durch die Antriebseinrichtung 14 durch geführte Bewegungsstrecke, zu dem Anfangswert in dem An fangszustand addiert bzw. von ihm subtrahiert werden, und ein resultierender Wert kann dem Bildprozessor 17 einge geben werden. Die Markierungspositions-Berechnungsschal tung 16 gibt solch ein Markierungspositionssignal aus. Der Bildprozessor 17 besitzt einen digitalen Abtastwandler, und er wandelt ein Markierungssignal zur Anzeige einer richtigen Markierung in ein Videosignal im Fernsehformat auf der Grundlage eines B-Betriebsart-Bildsignals 12 und des Markierungspositionssignals um und überlagert es. Da nach sendet der Prozessor 17 das erhaltene Signal zu der Anzeigeeinrichtung 18, welche beispielsweise eine Kathoden strahlröhrenanzeige enthält, wodurch ein B-Betriebsart- Tomographiebild des Patienten 1 und eine Brennpunktmar kierung angezeigt werden.

Die Systemsteuerung 21 wird entsprechend dem Betrieb der Konsole 20 durch eine Bedienperson betrieben, und sie steuert die Behandlungsübertrager-Treiberschaltung 9, den Wellenantrieb 14 und den Bildprozessor 17.

Nachfolgend wird nun ein Lithotripsievorgang bei diesem Gerät beschrieben.

Obwohl die Position (die Tiefe) des Steines 10 in Ab hängigkeit von dem Patienten 1 wechselt, wie oben be reits beschrieben, wird der Abbildungsübertrager 4 auf eine Position für mittlere Tiefe in dem Gehäuse 2 einge stellt, und dann wird das Gehäuse 2 in Kontakt mit der Körperoberfläche des Patienten 11 gebracht. Da in diesem Fall die Bedienperson die Position und Richtung der Ab tastebene, wo ein Tomographiebild von außerhalb des Ge häuses 2 aufgenommen wird, nicht beobachten kann, setzt er das Gehäuse 2 auf eine geeignete Position des Pa tienten 1 bezüglich der Abtastebenenmarkierung 22, welche auf dem Gehäuse 2 angezeigt ist. Dann läßt man die An zeigeeinrichtung 18 ein mit dem Abbildungsübertrager 4 erhaltenes Tomographiebild anzeigen, wie in Fig. 3 ge zeigt ist, wobei der Stein 10 angezeigt wird. Wenn kein Stein 10 in dem Tomographiebild angezeigt wird, wird die Positionsbeziehung zwischen dem Gehäuse 2 und dem Pa tienten 1 mit bezug auf die Abtastebenenmarkierung 22 nachgestellt, während das angezeigte Tomographiebild be obachtet wird. Dann wird das Gehäuse 2 durch Ausdehnung bzw. Zusammenziehung des Balgens 7 bewegt, so daß die Brennpunktmarkierung M auf dem Anzeigegerät 18 mit einem Bild des Steines 10 übereinstimmt (s. Fig. 4). Ein Tomo graphiebild zu diesem Zeitpunkt ist ziemlich unklar auf grund der Mehrfachreflexionen des Wasserbeutelgehäuses 2, doch wird in diesem Zustand eine Positionierung vorge nommen. Der Abbildungsübertrager 4 wird in Fig. 2 nach unten bewegt, so daß er in eine Kontaktposition C einge stellt wird, in welcher der Ubertrager 4 in Kontakt mit der Körperoberfläche des Patienten 1, lediglich durch die Membran 5 hindurch, steht. In diesem Zustand wird gemäß Darstellung in Fig. 5 der Bildaufnahmebereich des Tomo graphiebildes verändert. Da jedoch ein klares Tomographie bild erhalten werden kann, wird die Positionierung zwischen der Brennpunktmarkierung M und einem Bild des Steines 10 genau durchgeführt. Dann wird die Behandlungsübertrager- Treiberschaltung 9 gestartet.

Der Stein 10 wird zertrümmert, während der Zertrümmerungs zustand auf dem Anzeigegerät 18 überprüft wird. Wenn be stätigt wird, daß die Zertrümmerung des Steines 10 voll endet ist, wird die Behandlung beendet.

Der Lithotripsievorgang wird so durchgeführt, daß die Zer trümmerungsenergie entsprechend der Instruktionsgabe einer Bedienperson abgestrahlt wird, oder es wird die Zertrümmerungsenergie kontinuierlich mit einer vorge gebenen Frequenz abgestrahlt. Während die Zertrümmerungs- Ultraschallwelle erzeugt wird, wird der Abbildungsüber trager 4 außerhalb des Übertragungspfades für die Zer trümmerungsenergie von dem Behandlungsübertrager 3 bewegt, um eine wirksamere Lithotripsie zu erreichen.

Genauer gesagt, die Bedienperson betätigt die Konsole 20, um den Lithotripsievorgang zu starten. Wenn der Litho tripsievorgang gestartet wird, wird der Abbildungsüber trager 4 in die abseitige Position D außerhalb des Zer trümmerungsenergie-Übertragungspfades bewegt, beispiels weise in eine Position, welche mit der Oberfläche des Be handlungsübertragers 3 gemäß Darstellung in Fig. 7 über einstimmt, und seine Bewegungsstrecke wird durch den Po sitionsdetektor 15 festgestellt. In diesem Fall wird die Position des Abbildungsübertragers 4 vor seiner Bewegung in der Systemsteuerung 21 gespeichert. Wenn der Schreib zugang zu dem digitalen Abtastwandler des Bildprozessors 17 angehalten wird, wird das vor der Bewegung angezeigte Tomographiebild auf dem Anzeigegerät 18 als Standbild weiter angezeigt.

Nachdem der Abbildungsübertrager 4 aus dem Bereich des Zertrümmerungsenergie-Übertragungspfades bewegt wurde, wird die Behandlungsübertrager-Treiberschaltung 9 ange steuert, und ein Zertrümmerungsenergieimpuls wird von dem Übertrager 3 zu dem Stein 10 ausgestrahlt. Da in diesem Fall der Abbildungsübertrager 4 gemäß Darstellung in Fig. 7 in einer Abschattungs position D angeordnet ist, kann die gesamte Zertrümmerungs energie von dem Übertrager 3 zu dem Patienten 1 abgestrahlt werden. Wenn der Übertrager 4 nicht bewegt wird und wenn er in einer Kontaktposition C wie bei dem herkömmlichen Gerät angeordnet ist, werden die Zertrümmerungsenergie strahlen von den Bereichen E 1 und E 2 des Mittelabschnittes des Übertragers 3 durch den Abbildungsübertrager 4 gestört, und sie gehen so verloren.

Um den Verlust an Zertrümmerungsenergie wettzumachen, ist es notwendig, einen größeren Behandlungsübertrager zu ver wenden, was unausweichlich eine Vergrößerung der Baugröße des Applikators insgesamt zur Folge hat.

Wenn der Abbildungsübertrager 4 in einer Kontaktposition C angeordnet wird, kann außerdem in manchen Fällen die Zertrümmerungsenergie umgekehrt den Abbildungsvorgang des Abbildungsübertragers 4 nachteilig beeinflussen.

Nunmehr wird der Abbildungsübertrager 4 in seine Position vor seiner Bewegung zurückgebracht, und es wird ein Tomo graphiebild in Echtzeitaufnahme angezeigt.

Wenn die Bestrahlung von Zertrümmerungsenergie wiederum angeordnet wird, wird, nachdem der Abbildungsübertrager in eine Position außerhalb des Zertrümmerungsenergie-Über tragungspfades verbracht wurde, die Zertrümmerungsenergie in gleicher Weise wie vorher beschrieben, abgestrahlt.

Wenn eine kontinuierliche Lithotripsie unter Verwendung ständiger Impulse durchgeführt wird, dann kann dieser Vorgang in folgender Weise ausgeführt werden.

Wenn die zur Bewegung des Abbildungsübertragers 4 benötigte Zeit kürzer ist als das Zeitintervall zwischen den Im pulsen für kontinuierliche Zertrümmerung, d.h., daß der Übertrager 4 innerhalb einer Impulspause bewegt werden kann, dann kann die oben erwähnte Operation synchron mit den Impulsen für kontinuierliche Zertrümmerung durchge führt werden. Genauer gesagt, wenn die Annäherung des Übertragers 4 an den Patienten 1 und die Bildanzeige eines Ultraschall-Tomographiebildes, die Stehbildanzeige des Ultraschall-Tomographiebildes sowie die Beiseitebe wegung des Übertragers 4 und die Bestrahlung mit Zer trümmerungsenergie abwechselnd durchgeführt werden, kann ein Stein wirksam zertrümmert werden, während der Zer trümmerungszustand unter Verwendung eines Tomographie bildes eines erkrankten Abschnittes eines Patienten 1 im wesentlichen in Echtzeitmanier beobachtet werden, ohne daß die Zertrümmerungsenergie gestört wird.

Wenn die für die Bewegung des Übertragers 4 erforderliche Zeit länger ist als das Zeitintervall der Impulse für kontinuierliches Zertrümmern, wird eine Ruheperiode von geeigneter Dauer nach jeweils einigen Zertrümmerungsim pulsen gebildet, und der Bildübertrager 4 wird während dieser Periode bewegt, um ein tomographisches Bild zu er halten. Auf diese Weise kann die Lithotripsieoperation in einer Quasi-Echtzeitmanier durchgeführt werden.

Wenn keine Lithotripsie, sondern eine Behandlung mit Hyper thermie durchgeführt wird, wird häufig eine kontinuierliche Ultraschallwelle anstelle von Ultraschallimpulsen ausge strahlt. In diesem Fall wird eine Ruheperiode mit ge eigneter Dauer nach jeweils einer vorbestimmten Zeit periode gebildet, wie in dem Fall, wo die zur Bewegung des Übertragers 4 erforderliche Zeit länger war als das Zeitintervall der Impulse für kontinuierliches Zertrümmern bei der oben erwähnten Lithotripsie, und der Übertrager 4 wird während dieses Intervalls bewegt, um ein Tomographie bild zu erhalten.

Auf diese Weise kann eine Lithotripsieoperation bzw. eine Hypothermieoperation in einer Quasi-Echtzeitmanier durch geführt werden.

Nach der obigen Beschreibung wird der Abbildungsübertrager 4 zwischen einer Position, bei welcher der Übertrager 4 durch die Membran 5 in Kontakt mit dem Patienten 1 ge bracht wird, und einer Position, in welcher der Über trager 4 im wesentlichen mit der Oberfläche des Be handlungsübertragers 3 übereinstimmt, bewegt. Der Be wegungsbereich des Abbildungsübertragers 4 ist jedoch nicht im einzelnen beschränkt. Der Übertrager 4 muß le diglich an den Patienten 1 herangebracht werden, wenn ein Tomographiebild aufgenommen wird, und er braucht le diglich in eine Abseitsposition, bei der er die Behandlungs energie nicht stört, gebracht zu werden, wenn eine Be handlungs-Ultraschallwelle erzeugt wird.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf das oben erwähnte Aus führungsbeispiel beschränkt, vielmehr sind verschiedene Abwandlungen und Modifizierungen möglich, ohne daß der Geist und der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wird ein Übertrager als Behandlungs-Ultraschallübertrager verwendet, welcher durch ein einzelnes Übertragerelement gebildet wird, um eine vorbestimmte Krümmung zu erhalten. Der Behandlungs-Ultra schallübertrager kann jedoch einen Übertrager verwenden, bei welchem eine Vielzahl von ebenen Übertragerelementen so kombiniert ist, daß eine zurückgesetzte Oberfläche mit einer vorgegebenen Krümmung gebildet wird (beispielsweise wird eine Vielzahl von Übertragerelementen auf eine ein gebuchtete Oberfläche mit einer vorgegebenen Krümmung eines Substrats aufgeklebt), und es kann ein Übertrager mit ringförmiger Rasteranordnung durch eine Vielzahl von konzentrischen Übertragerelementen gebildet werden, oder es kann auch ein Übertrager mit einer zweidimensionalen Matrixanordnung gebildet werden, bei welchem die Über tragerelemente in einer Matrix auf einer zweidimensionalen Ebene angeordnet sind.

Der Abbildungs-Ultraschallübertrager ist nicht auf einen Übertrager mit (linearer) Rasteranordnung beschränkt, vielmehr kann er auch ein mechanischer Übertrager für mechanische Abtastung eines einzelnen Übertragerelementes sein, oder er kann ein mechanischer Abtastübertrager mit ringförmiger Rasteranordnung zur mechanischen Abtastung eines Übertragers mit ringförmiger Rasteranordnung oder ein Übertrager mit zweidimensionaler Rasteranordnung sein.

Beschrieben wurde der Fall, bei dem der Abbildungsüber trager-Positionsdetektor und der Wellenantrieb jeweils getrennt angeordnet sind. Es kann jedoch auch die Puls anzahl eines Impulsmotors zum Wellenantrieb gezählt wer den, um eine Bewegungsstrecke zu ermitteln.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wurde ein Balgen ver wendet, um einen Stein und den Ultraschall-Brennpunkt auf einander zu positionieren. Anstelle dessen können auch der Behandlungs- und der Abbildungs-Ultraschallübertrager in dem Wasserbeutelgehäuse beweglich angeordnet sein.

Als Abtastebenenmarkierung, welche die Position einer Ab tastebene durch den Abbildungsübertrager anzeigt, kann die Abtastebenenmarkierung 31 auch so angebracht werden, daß sie sich von der Oberseite der Außenumfangsfläche des Gehäuses 30 gemäß Darstellung in Fig. 8 erstreckt, an stelle der an der Oberseite des Gehäuses 2 des Applikators angebrachten Abtastebenenmarkierung 22 gemäß Darstellung in Fig. 6. Alternativ dazu kann auch eine Abtastebenen markierung 33 gemäß Darstellung in Fig. 9 so ausgebildet sein, daß sie sich von der Oberseite des Gehäuses 32 er streckt (obwohl in diesem Fall die Buchstaben "L" und "R", welche die linke und die rechte Position des Tomographie bildes auf dem Anzeigeschirm anzeigen, vorzugsweise ange bracht sind, können die linke bzw. die rechte Position auf dem Anzeigeschirm auch ohne Anbringung dieser Buch staben "L" und "R" bestimmt werden, wenn die Abtastebenen markierung 34 gemäß Darstellung in Fig. 9 lediglich an einer Seitenfläche des Vorsprungs angebracht ist).

Der Abbildungsübertrager wird häufig schwenkbar auf dem Gehäuse angeordnet. In diesem Fall ragt gemäß Darstellung in Fig. 10 eine Welle 35 zum Halten des Abbildungsüber tragers von der Oberseite des Gehäuses 36 nach außen (während natürlich innerhalb des Gehäuses ein Abdichtungs zustand aufrechterhalten wird), und an diesem Abschnitt ist eine Abtastebenenmarkierung 37 vorgesehen, welche zusammen mit der Welle 35 verschwenkbar ist.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, kann ein Handgriff 39 zur Be wegung des Applikators an der Oberseite des Gehäuses 38 befestigt sein, wo er leicht zugänglich ist. Einige an der Konsole 20 vorgesehene Schalter, beispielsweise ein Halte schalter 40 zum Halten der Position des Applikators, ein Behandlungsstartschalter 41 zur Bestimmung des Beginns einer Behandlung auf Bestrahlung einer Ultraschallenergie und ein Behandlungsendschalter 42 zur Bestimmung der Be endigung einer Behandlung können an der Außenoberfläche des Gehäuses 38 vorgesehen sein, wo eine leichte Be dienung möglich ist. Ein Schalter zur Steuerung der Menge an Ultraschallmediumsflüssigkeit innerhalb des Gehäuses kann auf der Außenfläche des Gehäuses auch noch vorgesehen sein, wo eine leichte Bedienung ermöglicht ist. Natürlich können einige dieser Teile, nämlich Handgriff und Schalter, wahlweise angeordnet werden.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein Gerät für Ultraschall-Lithotripsie oder Ultraschall-Hypo thermie beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auch auf andere Therapiegeräte für Bestrahlung mit Ultraschall energie angewendet werden.

Claims

1. Ultraschall-Therapiegerät mit folgenden Merkmalen:

- einem Behandlungs-Ultraschallübertrager (3) zur Er zeugung von Behandlungs-Ultraschallwellen, welche auf einen vorgegebenen Brennpunkt in dem Körper eines zu untersuchenden Objektes gebündelt sind,
- Antriebseinrichtungen (9, 21) zum Antrieb des Be handlungs-Ultraschallübertragers (3),
- einem beweglich angeordneten Abbildungs-Ultraschall übertrager (4) zum derartigen Senden und Empfangen einer Abbildungs-Ultraschallwelle, daß ein tomo graphisches Bild des zu untersuchenden Objektes er halten wird,
- einer tomographischen Bilderzeugungseinrichtung (11, 17) zum Antrieb des Abbildungs-Ultraschallüber tragers (4) zum Senden der Abbildungs-Ultraschall welle und zur Erzeugung eines tomographischen Bildes des zu untersuchenden Objektes auf der Grundlage eines durch den Abbildungs-Ultraschallübertrager (4) empfangenen Ultraschall-Echosignals und
- einer Positionssteuereinrichtung (14, 21) zur Steuerung der Position des Abbildungs-Ultraschall übertragers (4) in einem vorbestimmten Bereich ent lang einer Linie, welche einen zentralen Punkt des Behandlungs-Ultraschallübertragers (3) und den Brenn punkt der Behandlungs-Ultraschallwellen verbindet.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine An zeigeeinrichtung (18) zur Anzeige des durch die Tomo graphiebild-Erzeugungseinrichtung (11, 17) erzeugten Tomographiebildes, eine Bewegungsgrößen-Detektorein richtung (15) zur Feststellung der Bewegungsgröße des durch die Positionssteuereinrichtung bewegten Abbil dungs-Ultraschallübertragers sowie durch Markierungs- Anzeigeeinrichtungen (16, 17), um die Anzeigeeinrichtung (18) zur Uberlagerung und Anzeige einer Markierung zu veranlassen, welche den Brennpunkt des Tomographie bildes in Abstimmung mit der durch die Bewegungsgrößen- Detektoreinrichtung erhaltenen Bewegungsgröße zeigt.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionssteuereinrichtung Einrichtungen (14, 21) zur Einstellung des Abbildungs-Ultraschallübertragers auf eine vorgegebene erste Position in der Nähe des zu untersuchenden Objektes in einer Tomographiebild-Auf nahmebetriebsart durch den Abbildungs-Ultraschallüber trager und zur Rückführung des Abbildungs-Ultraschall übertragers in eine vorbestimmte zweite Position, bei der er die Behandlungsenergie in einer Behandlungs betriebsart durch den Behandlungs-Ultraschallübertrager nicht stört, aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Position eine Position ist, bei welcher der Abbildungs-Ultraschallübertrager in einen im wesent lichen engen Kontakt mit dem zu untersuchenden Objekt gebracht wird.

5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Position eine Position ist, bei welcher die Oberfläche des Abbildungs-Ultraschallübertragers im wesentlichen mit der Oberfläche des Behandlungs-Ultra schallübertragers übereinstimmt.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungs-Ultraschallübertrager (3) Ultraschall energie für Lithotripsie erzeugt.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungs-Ultraschallübertrager (3) Ultra schallenergie für Hyperthermie erzeugt.

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionssteuereinrichtung Einrichtungen (21) zur Wegbewegung des Abbildungs-Ultraschallübertragers (4) bei jedem Lithotripsievorgang aufweist.

9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionssteuereinrichtung Einrichtungen zur Weg bewegung des Abbildungs-Ultraschallübertragers (4) bei jeweils einer vorgegebenen Anzahl von Lithotripsie vorgängen aufweist.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Einrichtungen (21) zur Vorgabe einer bestimmten Ruheperiode bei jeweils einer vor gegebenen Anzahl von Lithotripsievorgängen aufweist, und daß die Positionssteuereinrichtung Einrichtungen (21) zur Bewegung des Abbildungs-Ultraschallübertragers (4) bei jeder Ruheperiode aufweist.

11. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionssteuereinrichtung Einrichtungen (21) zur Bewegung des Abbildungs-Ultraschallübertragers (4) bei jeder Lithotripsieoperation für eine vorgegebene Zeitspanne aufweist.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung Einrichtungen (21) zur Vor gabe einer vorbestimmten Ruheperiode bei jeder Litho tripsieoperation für die vorgegebene Zeitspanne auf weist und daß die Positionssteuereinrichtung Einrich tungen (21) zur Bewegung des Abbildungs-Ultraschall übertragers (4) bei jeder Ruheperiode aufweist.

13. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungs-Ultraschallübertrager (3) und der Abbildungs-Ultraschallübertrager (4) in einem Gehäuse (2) untergebracht sind, welches mit einem Ultraschall medium (6) gefüllt ist.

14. Ultraschall-Therapiegerät mit folgenden Merkmalen:

- einem Applikator, welcher einen Behandlungs-Ultra schallübertrager (3) zur Erzeugung einer auf einen vorgegebenen Brennpunkt in dem Körper eines zu un tersuchenden Objektes fokussierten Behandlungs- Ultraschallwelle und einen Abbildungs-Ultraschall übertrager (4) zum Senden und Empfangen einer Ab bildungs-Ultraschallwelle zur Gewinnung eines Tomo graphiebildes des zu untersuchenden Objektes ent hält,
- einer Antriebseinrichtung (9, 21) zum Antrieb des Behandlungs-Ultraschallübertragers (3),
- einer Tomographiebilderzeugungseinrichtung (11, 17) zur Ansteuerung des Abbildungs-Ultraschallüber tragers (4) zum Senden der Abbildungs-Ultraschall welle und zur Erzeugung des Tomographiebildes des zu untersuchenden Objektes auf der Grundlage eines durch den Abbildungs-Ultraschallübertrager (4) empfangenen Ultraschall-Echosignals und
- einer Abtastebene-Anzeigeeinrichtung (22; 31; 33; 37) zur Anzeige der Position einer Abtastebene des Tomographiebildes durch den Abbildungs-Ultraschall übertrager (4) an einer von der Außenseite des Applikators sichtbaren Position.

15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbildungs-Ultraschallübertrager (4) beweglich entlang einer Linie, welche einen zentrischen Punkt des Behandlungs-Ultraschallübertragers (3) und den Brennpunkt der Ultraschallwelle verbindet, angeordnet ist und daß das Gerät außerdem eine Positionssteuer einrichtung (14, 21) zur Steuerung der Position des Abbildungs-Ultraschallübertragers (4) innerhalb eines vorgegebenen Bereiches aufweist.

16. Ultraschall-Therapiegerät mit folgenden Merkmalen:

- einem Applikator, welcher einen Behandlungs-Ultra schallübertrager (3) zur Erzeugung einer auf einen vorgegebenen Brennpunkt in einem Körper eines zu untersuchenden Objektes fokussierten Behandlungs- Ultraschallwelle sowie einen beweglich angeordneten Abbildungs-Ultraschallübertrager (4) zum Aussenden und Empfangen einer Abbildungs-Ultraschallwelle zur Gewinnung eines Tomographiebildes des zu examinieren den Objektes enthält und welcher mit einem Ultra schallmedium (6) gefüllt ist,
- einer Antriebseinrichtung (9, 21) zum Antrieb des Behandlungs-Ultraschallübertragers,
- einer Tomographiebild-Erzeugungseinrichtung (11, 17) zum Antrieb des Abbildungs-Ultraschallüber tragers (4) zum Aussenden der Abbildungs-Ultra schallwelle und zur Erzeugung des Tomographie bildes von dem zu untersuchenden Objekt auf der Grundlage eines von dem Abbildungs-Ultraschall übertrager (4) empfangenen Ultraschall-Echosignals,
- einer Positionssteuereinrichtung (14, 21) zur Steuerung der Position des Abbildungs-Ultraschall übertragers (4) innerhalb eines vorgegebenen Be reiches entlang einer einen zentrischen Punkt des Behandlungs-Ultraschallübertragers (3) und den Brennpunkt der Behandlungs-Ultraschallwelle ver bindenden Linie und
- Bedienungseinrichtungen (40, 41, 42), welche an einer von der Außenseite des Applikators sichtbaren Stelle angeordnet sind, zur Bedienung mindestens eines der folgenden Vorgänge, nämlich der Behandlung mit dem Behandlungs-Ultraschallübertrager, der Auf nahme des Tomographiebildes mit dem Abbildungs- Ultraschallübertrager, der Bewegung des Applikators sowie dem Einspritzen bzw. dem Abziehen des Ultra schallmediums.