DE3828087A1 - Patientenlagerung und fixierungseinrichtung mit optimierter einkoppelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Patientenlagerungs- und Fi­ xiereinrichtung für medizinische Untersuchungs- und Thera­ pieeinrichtungen, insbesondere für Ultraschalluntersuchun­ gen und extracorporale Lithotripsie sowie Röntgenuntersu­ chungen.

Bei Röntgenuntersuchungstischen ist es möglich und gängige Praxis, röntgentransparente Materialien zu verwenden und somit den Patienten auch dort zu stützen und zu fixieren, wo eine Röntgendurchleuchtung erfolgen soll. Bei Ultra­ schalluntersuchungen und insbesondere bei extrakorporal angewendeten Lithotriptern hingegen muß die Applikations­ zone frei zugänglich sein, da ein direkter Kontakt zwi­ schen dem Ultraschallkopf bzw. der Lithotripsieeinrichtung und dem Patientenkörper erforderlich ist, um eine Einlei­ tung von Ultraschall bzw. Therapiewellen in den Patienten­ körper zu gewährleisten. Eine starre Liegenstruktur behin­ dert oder verhindert also eine Einkoppelung.

Alle derzeit bekannten Lithotripsiegeräte besitzen deshalb mehr oder weniger große Aussparungen in der Patienten­ liege, durch die die Therapiewellen (in einigen Fällen auch in Verbindung mit einer Ultraschallortungsein­ richtung) an den Patientenkörper angekoppelt wird. Die Ankoppelung kann mittels eines offenen Wasserbades oder auch über geeignete Koppelvorrichtungen, z.B. Wasserkis­ sen, erfolgen. Nachteilig wirkt sich dabei aus, daß der Patientenkörper gerade im Therapiebereich nicht gut fixiert ist und so z.B. Zielkonkremente wie Nieren- und Gallensteine aus der Zertrümmerungszone herausbewegt wer­ den können. Dies gilt in besonderem Maße, wenn die Ankop­ pelung über ein Koppelkissen erfolgt, da hier in der Regel erhebliche Kräfte auf den Patientenkörper ausgeübt werden. Eine eindeutige und sichere Positionierung der zu zer­ trümmernden Konkremente ist jedoch eine unverzichtbare Voraussetzung für eine effektive und gefahrlose Litho­ tripsie.

Eine entscheidende Bedeutung erlangt das Problem, wenm eine Positionierung der Konkremente in nicht angekoppeltem Zustand erfolgt, z.B. wenn zum Zweck einer gesteigerten Röntgembildqualität die Koppeleinrichtung aus dem Röntgen­ strahlengang genommen wird und erst nach erfolgter Po­ sitionierung die Koppelungsvorrichtung an den Patienten angelegt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Patienten­ lagerungs- und Fixiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine freie Zugänglichkeit zu den zu untersuchenden bzw. zu behandeln­ den Körperteilen bei guter Fixierung des Patienten gewähr­ leistet ist.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß der für die Applikation zugängliche Ausschnitt der Liege mit einer geeigneten Trägerstruktur versehen wird, die einerseits in der Lage ist, den Patienten zu stützen und zu fixieren und andererseits transparent ist für diagnostischen und thera­ peutischen Ultraschall, bzw. Druck- und Stoßwellen für die extrakorporale Lithotripsie. Falls erforderlich, läßt sich dieser Teil der Patientenliege auch röntgentransparent ausführen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben, in der zeigen:

Fig. 1 bis 6 verschiedene Ausführungsformen der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Patientenlagerungs- und Fixiereinrichtung in Form einer Liege mit einem Kopfteil 1 und einem Fußteil 2, die ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens beispielsweise für die extrakorporale Lithotripsie geeig­ net ist. Die Liege weist zwischen dem Kopfteil 1 und dem Fußteil 2 eine zwischen Bügeln 3′ und 3′′ gespannte Folie 4 auf, die sich im Koppelbereich der Ultraschallwellen eng und luftspaltfrei an den Patientenkörper anlegt.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, das sich durch eine leicht wannenförmig ausgestalte­ te Form der Folie 4 auszeichnet, wobei in der Längsrich­ tung des Patienten links und rechts stabile Befestigungs­ bügel 5′ und 5′′ der Folie 4 Halt geben. Weitere korsettar­ tige Versteifungen 6 können die Stützfunktion, z.B. in der Körperlängsachse des Patienten verbessern.

Fig. 3 zeigt eine besonders günstige Form der erfindungs­ gemäßen Patientenlagerungs- und Fixiereinrichtung, bei der die Folie 4 mit einer Spannvorrichtung 7 derart ausgestattet ist, daß die Folie zunächst weitgehend flach gespannt ist, wodurch der Aufstieg und eine Grobplazierung des Patienten erleichtert wird und dann durch einen beweglichen Bügel seitlich um den Patienten herumgelegt wird. Neben der Unterstützung von unten erhält der Patient auch einen seitlichen Halt.

Der oder die Spannbügel (links und/oder rechts) erweitern den freien Zugang zum Patienten auf laterale Bereiche. Dies ist besonders vorteilhaft, da das Eintrittsfenster für den Ultraschall bzw. die Therapiewelle in weiten Be­ reichen den oft schwierigen anatomischen Bedingungen ange­ paßt werden kann.

Fig. 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform, bei der zusätzlich die liegenabgewandte Oberseite des Patienten durch eine gürtel- oder korsettartige Vorrich­ tung fixiert wird. Durch einen flexiblen Schnellverschluß 8 kann der Gürtel schnell und individuell an die Anatomie des Patienten angepaßt werden.

Im übrigen sind gleiche Teile wie in den vorstehenden Figuren - wie auch bei den folgenden Figuren - mit den selben Bezugszeichen bezeichnet, so daß auf eine neuer­ liche Erwähnung dieser Bezugszeichen verzichtet wird.

Vorausgesetzt, die Ankopplung erfolgt von unten, ge­ gebenenfalls auch aus geneigten Richtungen, so ist es besonders günstig, wenn die Patientenliege so verstellbar ist, daß der Patient leicht nach unten durchhängt. Be­ sonders für den Fall, daß der Patient in Bauchlage liegt, muß diese Verstellung individuell justierbar sein, da eine zu große Durchbiegung des Patienten unbequem und schmerz­ haft sein kann.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die zwischen Kopf- und Fußteil 1 bzw. 2 der Patientenliege angebrachte Tragfolie 3 durch die bereits beschriebenen Spannbügel und weitere Spannvorrichtungen, z.B. nach Art einer Trampolinbefestigung 9 individuell einstellbar ist und eine wie in Fig. 5 dargestellte Form annehmen kann.

Eine günstige Ausführungsform läßt sich darüberhinaus dadurch erreichen, daß die Tragfolie so groß ausgelegt ist, daß sie sich gut der individuellen Anatomie anpassen kann und den Patienten nach Art einer Hängematte stützt. Die dann angepaßte Form wird erfindungsgemäß stabilisiert durch Vakuumkammern 10, in denen sich nach Art der bekann­ ten Vakuummatratzen leicht verschiebliche Teilchen aus geeignetem Material (z.B. Styropor o.ä.) befinden, die beim Evakuieren der Kammern die ursprüngliche Flexibilität der Folie eliminieren und die anatomisch individuell sich ergebende Form "einfrieren". Diese Kammern liegen nur in den Zonen der Folie, die nicht im direkten Applikationsbe­ reich von Ultraschall oder Therapiewelle liegen (Fig. 6).

Allen bisher beschriebenen Varianten gemeinsam ist die Eigenschaft, daß sich die Trägerfolie eng und flexibel an den Patienten anschmiegt. Etwa noch vorhandene Luftein­ schlüsse zwischen Folie und Patientenkörper können in einfacher Weise durch Einfügen eines geeigneten Koppelme­ diums (z.B. Wasser oder Koppelgel, wie es in der Ultra­ schalldiagnostik Verwendung findet) eliminiert werden. Der besseren Beobachtungsmöglichkeit wegen sollte die Träger­ folie optisch transparent ausgelegt werden, so daß evtl. auftretende Luftblasen oder andere Hindernisse leicht von außen erkannt werden.

Durch Glattstreichen von außen können Luftblasen leicht aus dem Koppelbereich 11 entfernt werden, so daß eine ver­ lustfreie oder verlustarme Einkoppelung von Ultraschall und Therapiewellen gewährleistet werden kann.

Therapiewellen und diagnostische Ultraschallwellen werden ihrerseits unter Verwendung von Koppelkissen o.ä. an die Trägerfolie angekoppelt.

Eine weitere günstige Ausführungsform ist so ausgelegt, daß nicht wie oben beschrieben eine flexible und stabili­ sierbare Trägerfolie verwendet wird, sondern eine ana­ tomisch vorgeformte feste Schale aus akustisch angepaßten Material, das sowohl akustisch transparent als auch - bei Bedarf - durchlässig für Röntgenstrahlen ist.

Die akustische Koppelung zwischen Schale und Patient er­ folgt wie oben bereits am Beispiel der flexiblen Folie beschrieben, durch direkten Kontakt unter Zuhilfenahme von Koppelgel, Wasser, Öl o.ä.. Von der anderen Seite werden auf ähnliche Weise Ultraschallköpfe bzw. die Therapieein­ heit mittels flexibler Koppelkissen akustisch angekoppelt, so daß eine nahezu ungestörte Transmission von Ultraschall und/oder Therapiewellen ermöglicht wird. Wie im Fall der flexiblen Tragfolie ist auch hier eine freie Wahl der Einkoppelfenster sowie der Einstrahlrichtung möglich.

Die Auswahl entsprechender Materialien für die Patienten­ fixiereinrichtung erfolgt nach allgemeinen Festigkeits-, Korrosions- und Röntgentransparenzkriterien. Insbesondere aber erfindungsgemäß nach Kriterien der akustischen Im­ pedanz.

Beim Übertritt einer akustischen Welle von einem Medium 1 mit der akustischen Impedanz Z ₁ = ₁×C ₁ in ein Medium 2 mit der akustischen Impedanz Z ₂ = ₂×C ₂, wobei und C die entsprechenden Dichten und Schallge­ schwindigkeiten der beiden Medien sind, wird ein Teil der Welle reflektiert.

Beim Übergang einer akustischen Welle aus dem Wasser in den Patientenkörper ergeben sich aufgrund des dort herr­ schenden Impedanzverhältnisses Reflexionsverluste von 0,2 -0,3 der eimgestrahlten Energie.

Die von der akustischen Welle zu durchlaufende Struktur der Patientenfixierungsvorrichtung (Koppelfolie) muß nun so ausgewählt werden, daß sie mit ihrer Impedanz nahe bei der von Wasser bzw. Körpergewebe liegt.

Bei einer Temperatur von 310 K z.B. besitzt Wasser eine akustische Impedanz von 1.53×10^-6 kg/(m²×s) und das ummittelbar unter der Hautoberfläche liegende Fettgewebe etwa 1.39×10^-6 kg/(m²×s).

Günstigerweise sollte die Impedanz des verwendeten Ma­ terials zwischen diesen beiden Werten liegen, wodurch sich die Energieübertragung noch verbessern ließe, oder aber diesen Werten nahekommen. Als sehr brauchbar habe sich Polyurethan-Folie erwiesen, aber auch dünne Folien aus anderen Materialien, z.B. PVC o.ä. reduzieren die akustisch transmittierte Energie nicht wesentlich, so daß auch mehrere gut gekoppelte Folien die Transmission der akustischen Welle kaum beeinflussen, im optimalen Fall sogar verbessern.

Eine besonders günstige Ausführungsform besteht darin, daß die Impedanz des Trägermaterials gradientenförmig aufge­ baut ist, so daß die Impedanz auf der Seite des Eintritts der akustischen Wellen der des Transmissionsmediums (z.B. Wasser) möglichst gut entspricht und auf der dem Körper zugewandten Seite an die Impedanz des Patientenkörpers angepaßt ist. Hilfsweise kann diese Anpassung durch eine sandwichartige Schichtung verschiedener Materialien ange­ nähert werden.

Claims (11)

1. Patientenlagerungs- und Fixiereinrichtung für me­ dizinische Untersuchungs- und Therapieeinrichtungen, ins­ besondere für Ultraschalluntersuchungen und extrakorporale Lithotripsie sowie Röntgenuntersuchungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Patientenliege in dem Applikationsbereich eine tragende Struktur besitzt, die eine freie Zugänglichkeit zum Patienten für Ultraschall, akustische Therapiewellen wie z.B. Stoßwellen und Rönt­ genstrahlen aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur aus einer flexib­ len Folie besteht, die sich der Anatomie des Patienten anpaßt und durch geeignete Spannvorrichtungen, Bügel und/oder korsettartige Versteifungen o.ä., stabilisiert wird.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierung durch mit geeigneten Material gefüllte evakuierbare Kammern nach Art der bekannten Vakuummatratzen erfolgt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend geformte Spann­ bügel eine seitliche Unterstützung bieten und trotzdem den Lateralbereich des Patienten zugänglich halten.

5. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Patient zusätzlich auf der Oberseite des Körpers korsettartig durch Gürtel oder groß­ flächige Folien mit Schnellverschluß fixiert wird.

6. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die festen und flexiblen Lie­ genteile so ausgelegt sind, daß ein individuell einstell­ bares Durchhängen des Patienten ermöglicht wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie nach Art einer Hän­ gematte so groß ausgelegt ist, daß sie sich dem Patienten­ körper anpaßt und durch die in den vorhergehenden An­ sprüchen beschriebenen Stabilisierungsvorrichtungen in der angepaßten Form fixiert wird.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Tragstruktur eine anato­ misch verformte feste Schale aus akustisch angepaßten Material verwendet wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur akustischen Koppelung der auftretenden Grenzflächen akustisch angepaßte Medien wie Koppelgel, Öl, Wasser o.ä. verwendet werden.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Materialien bezüglich ihrer akustischen Impedanzen so ausgelegt wer­ den, daß sie zwischen Übertragungsmedium und dem ober­ flächlichen Körpergewebe liegen, oder diesen Werten nahe­ kommen.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Polyurethan als Material ver­ wendet wird.