DE3840077A1 - Lithotriptor - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Lithotriptor mit einem
Wandler zur Erzeugung von fokussierten Ultraschall-
Stoßwellen, wobei der Fokus auf das jeweils zu zerstörende
Konkrement oder Gewebe ausrichtbar ist, und mit einem
bildgebenden diagnostischen Röntgensystem zur Ortung des
Konkrementes oder Gewebes, dessen Röntgenstrahler und
dessen dem Röntgenstrahler mit Abstand gegenüberliegender
Bildverstärker an einem Rahmen angeordnet sind, der
zwecks Ortung in verschiedenen Bildebenen um eine Achse
verschwenkbar ist.
Lithotripter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des
Anspruches 1 sind bekannt und in einer Reihe von Ausge
staltungen auf dem Markt erhältlich. Beispielhaft sei
hier der Lithotriptor erwähnt, wie er sich aus dem
Prospekt "MFL 5000" der Firma C.H.F. Möller (Phillips)
ergibt. Bei dem sich daraus ergebenden Gerät erfolgt die
bei jeder Lithotripsie erforderliche, der Zerstörung
eines Steines mittels Ultraschall-Stoßwellen vor
ausgehende Ortung des Steines durch ein Röntgensystem.
Nach der erfolgten Ortung des zu zerstörenden Konkre
mentes werden dessen räumliche Koordinaten elektronisch
ermittelt. Mittels einer komplizierten Elektronik und
Mechanik wird danach der Ultraschall-Stoßwellenwandler
nun so geführt, daß sein Fokus in den durch die er
mittelten räumlichen Koordinaten festgelegten Bereich
zu liegen kommt. Erst dann ist die Applikation von
Ultraschall-Stoßwellen möglich und medizinisch sinnvoll.
Bei den bekannten Lithotripter wird es als nachteilig
empfunden, daß der Ultraschallwandler nach der Ortung
des zu zerstörenden Konkrementes mittels eines Röntgen
systems erst mit seinem Fokus auf das Konkrement aus
gerichtet werden muß, um den Patienten nicht aus der
Lage zu bringen, in welcher das Konkrement geortet worden
ist.
Vor dem aufgezeigten Hintergrund ist es nun die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil bekannter
Lithotripter zu beseitigen.
Ausgehend von einem Lithotriptor mit den Merkmalen des
Oberbegriffes des Anspruches 1 wird die genannte Aufgabe
dadurch gelöst, daß der Röntgenstrahler mit dem Wandler
verbunden und in dessen Zentrum angeordnet ist, derart,
daß die Wandlerachse und die Röntgenstrahlerachse zu
sammenfallen.
Durch die genannte Maßnahme entfällt ein Nachführen bzw.
Ausrichten des Ultraschallwandlers auf die Achse des
Röntgensystems mittels einer komplizierten Steuerelek
tronik und -mechanik.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Iso-
Zentrum für die Schwenkbewegung des Röntgensystems bzw.
dessen Rahmens der erwähnte Fokus, wobei die gedachte
Verlängerung der Schwenkachse des Rahmens bei jeder
Schwenkstellung den Fokus schneidet.
Durch diese Maßnahme erübrigt sich ein Verfahren der
Einheit aus dem Röntgenstrahler und dem Ultraschall
wandler auf deren Achse, da der Fokus des Ultraschall
wandlers bei einer Verschwenkung des Röntgensystems
zwecks Ortung des Konkrementes stets auf dieses ausge
richtet ist.
Wenn bei dem erfindungsgemäßen Lithotriptor die vom
Wandler erzeugten Stoßwellen über eine Flüssigkeit als
Koppelmedium auf den Körper des Patienten übertragen
werden, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
ein im Wandler angeordneter, durch Gas aufblasbarer Ballon vor
gesehen, der im aufgeblasenen Zustand das Koppelmedium in einen
vorgegebenen Bereich um die Röntgenstrahlerachse herum
verdrängt. Wenn also das Röntgensystem zwecks Ortung
des Konkrementes in Betrieb gesetzt wird, wird der
Ballon mit Gas gefüllt, wodurch das flüssige Koppel
medium in einem hinreichend großen Bereich verdrängt
wird. Dies gestattet den relativ ungedämpften Durch
gang der Röntgenstrahlen. Nach erfolgter Ortung des
zu zerstörenden Konkrementes oder des Gewebes im Körper
des Patienten wird das Gas in dem Ballon abgesaugt, so
daß die zur Zerstörung des Konkrementes oder des Gewebes
ausgestrahlten Ultraschall-Stoßwellen im gesamten An
koppelbereich durch die Flüssigkeit als Koppelmedium
zum Körper des Patienten geleitet werden.
Im übrigen kann der Ultraschallwandler ein piezoelek
trischer, ein magnetostriktiver Wandler oder ein Wirbelstrom
wandler sein. Aber auch ein Einsatz eines Wandlers mit einer
Funkenentladungsstrecke ist durchaus möglich. Der Wandler
kann kalottenförmig ausgebildet sein, so daß die von ihm
ausgesendeten Ultraschallwellen von vornherein auf einen
Fokus gerichtet sind. Aber auch der Einsatz eines planaren
Ultraschallwandlers ist möglich. Zusätzlich zum Wandler
muß dann allerdings zur Fokussierung eine geeignete Linse
im Strahlengang der Ultraschallwellen vorgesehen sein,
die die Ultraschallwellen auf einen Fokus hin bündeln.
Im übrigen ist es gemäß einer Weiterbildung des er
findungsgemäßen Lithotriptors vorgesehen, daß mindestens
ein Ultraschall-Ortungswandler mit dem Stoßwellenwandler
verbunden ist. Dieser Ultraschall-Ortungswandler kann
beispielsweise ein B-Scanner sein, der mit dem Haupt
wandler so verbunden ist, daß er dessen Fokusgebiet ab
scannen kann. Dadurch wird neben der Röntgenortung des
Konkrementes oder des Gewebes die Ultraschallortung
ermöglicht. Das Bedienungspersonal kann also wahlweise
die eine oder andere Ortungsmethode anwenden, oder aber
auch beide zugleich. Im letzteren Falle, in dem der
vorerwähnte Ballon mit Gas aufgeblasen worden ist, damit
die Röntgenstrahlen vom Kopplungsmedium ungehindert
durch den Körper des Patienten treten können, muß durch
eine geeignete Formgebung des Ballons dafür gesorgt
werden, daß die Ultraschallwellen des oder der Ultraschall-
Ortungswandler vom Ballon möglichst ungehindert das Ziel
gebiet erreichen können bzw. vom Zielgebiet reflektierte
Wellen empfangen können.
Beide Ortungsmethoden können angewandt werden, ohne
daß dabei der Patient verlagert werden müßte. Darüber
hinaus braucht das eine Ortungssystem nicht gegen das
andere ausgetauscht werden. Dies hat den Vorteil, daß
zum Beispiel der Druck auf eine die erwähnte als Koppel
medium dienende Flüssigkeit einschließende, am Patienten
körper anliegende Membran konstant bleibt. Dadurch be
darf es keiner Verlagerung des Patientenkörpers, welche
eine Veränderung der Lage beispielsweise des zu zer
störenden Konkrementes bewirken könnte.
Die Positionierung des Röntgensystems mit dem Stoßwellen
wandler über bzw. am Körper des Patienten erfolgt gemäß
einer vorteilhaften Weiterbildung mittels eines An
triebes. Dieser Antrieb ist in den Koordinaten X, Y und Z
zur Positionierung des Fokus des Stoßwellenwandlers auf
das zu zerstörende Konkrement oder Gewebe verfahrbar.
Vorzugsweise ruht der Patient auf einem Behandlungstisch,
dessen Platte eine Öffnung zum Durchtritt der Röntgen
strahlen und der Ultraschallwellen aufweist. Der be
treffende Körperteil, in welchem sich das Konkrement
oder das zu zerstörende Gewebe befindet, ist dabei im
Bereich der erwähnten Öffnung positioniert.
Eine weitere Möglichkeit zur Positionierung des Fokus auf
das Konkrement oder das zu zerstörende Gewebe ist da
durch gegeben, daß der Behandlungstisch selbst in den
Koordinaten X, Y und Z verfahrbar ist, wobei das Röntgen
system mit dem Stoßwellenwandler in den Koordinaten
X, Y und Z ortsfest, aber um den Fokus des Stoßwellen
wandlers schwenkbar angeordnet ist.
Schließlich kann vorgesehen sein, das Röntgensystem
zusammen mit dem Stoßwellenwandler an dem Rahmen anzu
ordnen, der mittels eines an einer vorzugsweise ver
tikalen Säule angreifenden Antriebs in vertikaler
Richtung verfahrbar, um die Achse der Säule und um die
Schwenkachse des Rahmens verschwenkbar ist. Auch hier
durch läßt sich die Positionierung des Röntgensystems
und des Stoßwellenwandlers in einfacher Weise bewerk
stelligen.
Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele
naher erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Litho
triptors in Anordnung an einem Behandlungs
tisch und in Verbindung mit einer Steuer
vorrichtung,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 1 ge
zeigten Einheit aus einem Ultraschallwandler,
einem Röntgenstrahler und zwei B-Scannern,
Fig. 3 die Schaltung der Einheit gemäß Fig. 2 an
eine Pneumatik,
Fig. 4 die Einheit gemäß Fig. 2 mit halb aufge
blasenem Ballon,
Fig. 5 die Einheit gemäß Fig. 2 mit eingezogenem
Ballon,
Fig. 6 eine andere Ausführungsform der Einheit aus
Röntgenstrahler, Ultraschallwandler und
zwei B-Scannern unter Verwendung eines
planaren Ultraschallwandlers und einer Linse,
Fig. 7 eine zweite Ausführungsform des Lithotriptors
mit angedeutetem Behandlungstisch,
Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des Lithotriptors
in Anordnung an einen in X, Y und Z Richtung
verfahrbaren Behandlungstisch, und
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform des Lithotriptors.
Im Folgenden sind gleiche Teile mit den selben Bezugs
zeichen bezeichnet.
Die Einheit aus einem Ultraschallwandler 1 und dem
Röntgenstrahler 2, welche weiter unten näher beschrieben
wird, ist an einem freien Schenkel eines U-förmigen
Rahmens 7 angeordnet. Am anderen Schenkel dieses Rahmens
7 ist dieser Einheit gegenüberliegend ein Bildverstärker
3 befestigt. Der U-förmige Rahmen 7 weist eine Schwenk
achse 6 auf, die von einem auf einem verfahrbaren Ständer 10
sitzenden Antrieb 9 so angetrieben werden kann, daß der
U-förmige Rahmen 7 um den Winkel α um die Schwenkachse
6 verschwenkt werden kann. Der Antrieb 9 vermag darüber
hinaus, den U-förmigen Rahmen 7 in die angedeuteten X,
Y und Z Richtungen zu verfahren.
Mit diesem Antrieb 9 ist also der Rahmen 7 und mit diesem
das Röntgensystem 2, 3 sowie der Ultraschallwandler
exakt positionierbar über einen Behandlungstisch 11, der
von den Schenkeln des Rahmens 7 übergriffen wird.
Im Behandlungstisch 11 befindet sich eine Öffnung, in
welcher der das zu zerstörende Konkrement oder das zu
zerstörende Gewebe enthaltende Körperteil eines Patienten
gelagert wird.
Der Röntgenstrahler 2 ist mit dem Wandler 1 fest
verbunden und in dessen Zentrum so angeordnet, daß
die Achse des Wandlers 1 und die Achse des Röntgen
strahlers 2 zusammenfallen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind darüber hinaus
in der Kalotte des Wandlers 1 zwei Ultraschall-Ortungs
wandler 4 angeordnet, mittels derer neben der Röntgen
ortung des zu zerstörenden Konkrementes oder Gewebes
eine Ultraschallortung vorgenommen werden kann.
Der Rahmen 7 weist eine Trennstelle 8 auf, um die der
den Bildverstärker 3 tragende Schenkel des Rahmens 7
zur Seite schwenkbar ist. Dadurch wird eine Behinderung
des behandelnden Arztes beseitigt, wenn das Gerät aus
schließlich mit einer Ultraschallortung des Konkrementes
oder Gewebes vorgenommen wird.
Im übrigen ist in Fig. 1 eine sogenannte Untertisch
anordnung des Röntgenstrahlers 2 abgebildet, die eine
nur geringe Belastung des Bedienungspersonals durch
Röntgenstrahlen ermöglicht.
Der Lithotriptor ist mit einer Steuervorrichtung ver
bunden, die ein Bedienungspult 15 aufweist. Monitore
13 und 14 bilden die mittels der Röntgenortung bzw.
Ultraschallortung gewonnenen Bilder ab.
Im übrigen ist das Iso-Zentrum für die Schwenkbewegung
des Röntgensystems 2, 3 bzw. dessen Rahmens der Fokus 5
des Ultraschallwandlers 1, wobei die gedachte Verlängerung
der Schwenkachse 6 des Rahmens 7 bei jeder Verschwenkung
um einen Winkel α den Fokus 5 schneidet.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht der in Fig. 1 gezeigten
Einheit aus dem Ultraschallwandler 1, dem Röntgen
strahler 2 und zwei B-Scannern 4.
Der vorliegend als Kalotte ausgebildete Ultraschall
wandler 1 weist eine zentrale Öffnung auf, durch die
der daran angeordnete Röntgenstrahler 2 seine Strahlung
abgeben kann.
Zur besseren Ankoppelung des Ultraschallwandlers 1 an
den Körper des Patienten ist die Kalotte des Wandlers
1 mit einer Flüssigkeit als Koppelmedium 21, bspw.
Wasser, gefüllt und nach außen hin mit einer Membran
17 abgeschlossen.
In der erwähnten zentralen Öffnung im Ultraschall
wandler 1 ist ein Ballon 16 vorgesehen, der, an seinem
Einlaß bzw. Auslaß 35 gegenüber dem Koppelmedium 21
abgedichtet, mit Gas aufblasbar ist. Wenn dieser Ballon
16 aufgeblasen wird, wird das Koppelmedium 21 in einem
bestimmten Bereich um die Achse des Röntgenstrahlers 2
herum verdrängt, so daß die Röntgenstrahlen praktisch
ungedämpft in den Körper eines Patienten eintreten
können.
Das Aufblasen des Ballons 16 mit Gas bzw. das Ablassen
des Gases aus dem Ballon 16 erfolgt über eine Druckpumpe
18 bzw. eine Vakuumpumpe 19 (Fig. 3), welche über ein
Umschaltventil 20 und eine Verbindungsleitung mit dem
Ballon 16 verbunden werden können.
Die Ultraschall-Ortungswandler 4 sind jeweils mit einem
Scannergetriebe 22 verbunden, welches die Ortungswandler
4 längs deren Längsachse verfahren kann.
Fig. 4 zeigt die Einheit aus dem Ultraschallwandler 1,
dem Röntgenstrahler 2 und den Ortungswandlern 4, wobei
hier der Ballon 16 nur etwa bis zur Hälfte gefüllt ist.
Wie aus dieser Darstellung deutlich wird, ist es möglich,
mit dem links im Bild dargetellten Ortungswandler 4
eine Ortung des zu zerstörenden Konkrementes oder Gewebes
vorzunehmen, ohne den Ballon 16 vollständig entleeren zu
müssen. Hierzu wird der betreffende Ortungswandler 4 mittels
des Scannergetriebes 22 axial in Richtung des Fokus 5
verfahren, wobei der halbgefüllte Ballon 16 zur Seite
gedrängt wird, so daß die vom Ortungswandler 4 ausgehenden
Ultraschallwellen vom Ballon 16 ungehindert in den Körper
des Patienten eindringen können.
Fig. 5 zeigt die erwähnte Einheit, wobei hier der Ballon
völlig entleert ist. Diese Stellung hat der Ballon einzu
nehmen, wenn die vom Ultraschallwandler 1 erzeugten Ultra
schall-Stoßwellen zur Zerstörung des Konkrementes oder
Gewebes appliziert werden. Natürlich kann in dieser Stellung
keine Röntgenortung mehr vorgenommen werden. Es ist aber
klar, daß eine Ortung des Konkrementes durch eine Ultra
schallortung mittels der Scanner 4 auch während der
Applikation von Stoßwellen möglich ist, das heißt eine
Realtime-Beobachtung des Zerstörungsvorganges kann
vorgenommen werden.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der vorerwähnten
Einheit, bei der anstelle eines kalottenförmigen Ultra
schallwandlers ein planarer Ultraschallwandler 33 zur
Anwendung kommt. Die Bündelung der Stoßwellen in dem
Fokus 5 erfolgt durch eine akustische Linse 34.
Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Lithotriptors. Im Unterschied zu der ersten
Ausführungsform gemäß Fig. 1 erfolgt die Positionierung
des Fokus 5 der nachfolgend mit dem Bezugszeichen 30
bezeichneten Einheit aus Ultraschallwandler 1, Röntgen
strahler 2 etc. auf das zu zerstörende Konkrement bzw.
Gewebe durch einen auf einem Wagen 23 befestigten Unter
tisch-Antrieb 24, der den Rahmen 7 in X, Y und Z-Richtung
verfahren kann.
Eine Schwenkbewegung des Rahmens 7 im weiter oben dar
gelegten Sinne wird durch ein motorisch betätigtes Ab
rollen von Rollen 26, die fest mit dem Rahmen 7 ver
bunden sind, auf am Antrieb 24 angebrachten Kufen 25
erzielt.
Fig. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform des Lithotriptors,
bei dem die Positionierung des Fokus der Einheit 30 auf
das zu zerstörende Konkrement oder Gewebe durch die
Betätigung eines translatorisch in X, Y und Z-Richtung
verfahrbaren Behandlungstisch 11, mit dem ein darauf
liegender Patient in an sich bekannter Weise in den
angegebenen Richtungen bewegt werden kann, erfolgt. Die
für die Ortung des Konkrementes durchzuführende Schwenk
bewegung erfolgt wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 7
durch ein Abrollen von Rollen 26 auf bogenförmigen Kufen
25.
Fig. 9 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform
des Lithotriptors. Hier sind die Einheit 30 und der
Bildverstärker 3 an einem Rahmen 7 angeordnet, der über
die Schwenkachse 6 mittels eines an einer vertikalen
Säule 32 angreifenden Antriebs 9 in vertikaler Richtung
verfahrbar ist. Darüber hinaus gestattet der Antrieb 9
die Ausführung einer Bewegung in Richtung der Koordinate
Y und eine Verschwenkbewegung um die Achse der Säule
32 um einen Winkel ϕ sowie ein Verschwenken um die
Schwenkachse 6 des Rahmens 7 um einen Winkel α.
Claims (7)
1. Lithotriptor mit einem Wandler (1) zur Erzeugung von
fokussierten Ultraschall-Stoßwellen, wobei der Fokus
(5) auf das jeweils zu zerstörende Konkrement oder
Gewebe ausrichtbar ist, und mit einem bildgebenden
diagnostischen Röntgensystem (2, 3) zur Ortung des Konkre
mentes oder Gewebes, dessen Röntgenstrahler (2) und
dessen dem Röntgenstrahler (2) mit Abstand gegenüber
liegender Bildverstärker (3) an einem Rahmen (7) ange
ordnet sind, der zwecks Ortung in verschiedenen Bild
ebenen um eine Achse (6) verschwenkbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Röntgenstrahler (2) mit dem
Wandler (1) verbunden und in dessen Zentrum angeordnet
ist, derart, daß die Wandlerachse und die Röntgenstrahler
achse zusammenfallen.
2. Lithotriptor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Iso-Zentrum für die Schwenkbewegung des Röntgen
systems (2, 3) bzw. dessen Rahmens (7) der erwähnte Fokus
(5) ist, wobei die gedachte Verlängerung der Schwenkachse
(6) des Rahmens (7) bei jeder Schwenkstellung den Fokus
(5) schneidet.
3. Lithotriptor, bei dem die vom Wandler (1) erzeugten
Stoßwellen über eine Flüssigkeit als Koppelmedium (21)
auf den Körper des Patienten übertragen werden, nach
Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen im Wandler (1)
angeordneten mit Gas aufblasbaren Ballon (16), der im auf
geblasenen Zustand das Koppelmedium (21) in einem vorge
gebenen Bereich um die Röntgenstrahlerachse herum verdrängt.
4. Lithotriptor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Ultraschall-Ortungs
wandler (4) mit dem Stoßwellenwandler (1) verbunden ist.
5. Lithotriptor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Röntgensystem (2, 3) zusammen mit
dem Wandler (1) mittels eines Antriebes (9, 24) in den
Koordinaten x, y, z zur Positionierung des Fokus (5) auf
das zu zerstörende Konkrement oder Gewebe verfahrbar ist.
6. Lithotriptor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Positionierung des Fokus (5)
auf das zu zerstörende Konkrement oder Gewebe ein in
den Koordinaten X, Y, Z verfahrbarer Behandlungstisch
(11) vorgesehen ist, auf dem der zu behandelnde Patient
zum Liegen kommt, und daß das Röntgensystem (2, 3) zu
sammen mit dem Wandler (1) in den Koordinaten X, Y, Z
ortsfest und um den Fokus (5) schwenkbar angeordnet
ist.
7. Lithotriptor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Röntgensystem (2, 3) zusammen
mit dem Wandler (1) an dem Rahmen (7) angeordnet ist,
der mittels eines an einer Säule (32) angreifenden An
triebs (9) in Richtung der Koordinaten Y und Z verfahr
bar, um die Achse der Säule (32) um einen Winkel ϕ
und um die Schwenkachse (6) des Rahmens (7) um einen
Winkel α verschwenkbar ist.
Priority Applications (4)
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