DE3925322A1 - Vorrichtung zur therapeutischen behandlung mit fokussierten akustischen wellenfeldern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur thera­ peutischen Behandlung mit fokussierten akustischen Wellen­ feldern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 37 11 404 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist die Schallerzeugungs­ einheit, die in einem Koppelmedium das fokussierte Wellen­ feld erzeugt, isozentrisch um den Fokuspunkt des Wellen­ feldes um eine erste Achse "um die Patientenliege herum" schwenkbar. Die erste Achse schließt mit der Normalen auf die Ebene der Patientenliege einen Winkel Γ mit 0° < Γ < 90° und mit der Achse des fokussierten Wellenfeldes einen Winkel α mit 0° < α < 90° ein. Ferner weist die aus der DE 37 11 404 A1 bekannte Vorrichtung eine Ortungseinheit für zu zerstörende Konkremente etc. auf, die als um eine horizontale Achse schwenkbare Röntgeneinrichtung ausgebil­ det ist, wobei die Schwenkachse der Röntgeneinrichtung mit der Schwenkachse der Schallerzeugungseinheit einen Winkel einschließt.

Vorrichtungen anderer Gattung sind aus den deutschen Ge­ brauchsmustern 86 28 296, 87 09 363 und 88 00 985 bekannt.

Sämtlichen vorstehend genannten Vorrichtungen zur thera­ peutischen Behandlung mit fokussierten akustischen Wellen­ feldern, bei denen die Schallerzeugungseinheit sowie die Ortungseinheit schwenkbar sind, ist gemeinsam, daß sich bei einem Schwenken der Ortungseinheit die Orientierung des von der Ortungseinheit erzeugten Bildes ändert, so daß das Behandlungspersonal Mühe hat, sich auf dem Bild "zu­ rechtzufinden".

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung mit fokussierten akusti­ schen Wellenfeldern mit einer schwenkbaren Schallerzeu­ gungseinheit und wenigstens einer schwenkbaren 0rtungsein­ heit anzugeben, bei der sich die Orientierung des von der Ortungseinheit erzeugten Bildes bei einem Schwenkvorgang nicht ändert.

Eine erfindungsgemäße Lösung ist im Patentanspruch 1 ange­ geben. Überraschenderweise kann die der Erfindung zugrun­ deliegende Aufgabe dadurch gelöst werden, daß von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, also von einer aus der DE 37 11 404 A1 bekannten Vorrichtung ausgegangen und diese Vorrichtung durch die Kombination folgender Merkmale weitergebildet wird:

• - Die Ortungseinheit ist zusammen mit der Schallerzeu­ gungseinheit um die erste Achse schwenkbar,
• - bei der gemeinsamen Schwenkbewegung der Schallerzeu­ gungseinheit und der Ortungseinheit ist die Ortungs­ einheit derart um ihre Achse drehbar, daß sich die Projektion der Orientierung der Ortungseinheit in Richtung der zweiten Achse auf die Patientenliege wäh­ rend der Schwenkbewegung nicht ändert.

Wie allgemein bekannt ist, breiten sich therapeutische Druckwellen mit relativ geringer Dämpfung in Wasser und Weichteilgeweben aus. Verluste entstehen dagegen, wenn die Druckwelle auf Phasengrenzflächen trifft, da hierbei eine Teilreflexion auftritt. Solche Phasengrenzflächen können beispielsweise bei gasgefüllten Hohlräumen, wie Lunge, Darm etc. sowie an Knochenstrukturen auftreten. Im Inter­ esse einer verlustfreien Einkoppelung der Druckwelle müs­ sen solche Phasengrenzflächen im Druckwellenpfad vermieden werden. Dies bedeutet, daß die Schallerzeugungseinheit bezüglich des Patienten beispielsweise in der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art bewegbar sein muß. Erfindungsgemäß ist nun erkannt worden, daß die gat­ tungsgemäße Form der Bewegung der Schallerzeugungseinheit eine bessere Voraussetzung für die Lösung des Orientie­ rungsproblems als die in den vorstehend genannten deut­ schen Gebrauchsmustern vorgesehene Bewegung der Schaller­ zeugungseinheit bietet. Anders als in der DE 37 11 404 A1 beschrieben, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung jedoch die Ortungseinheit zusammen mit der Schallerzeu­ gungseinheit schwenkbar. Die erfindungsgemäß vorgesehene Zwangsführung stellt sicher, daß durch eine Drehung der Ortungseinheit während des gemeinsamen Schwenkvorgangs ein einmal gefundener Stein nicht nur stets sichtbar bleibt, sondern daß sich die Orientierung des Schnittbildes durch den menschlichen Körper beispielsweise auf einem Bild­ schirm, auf dem das Bild der Ortungseinheit angezeigt wird, nicht ändert. Insbesondere bleibt die Zuordnung der Bildschirmachsen zu den Achsen der Patientenliege stets erhalten, so daß der Arzt während des Behandlungsvorgangs, bei dem in der Regel eine mehrfache Schwenkung zum Auffin­ den des optimalen akustischen Fensters erfolgt, sich nicht laufend neu orientieren muß.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben: Gemäß Anspruch 2 fällt die Achse der Ortungseinheit mit der zweiten Achse zusammen. Diese Ausbildung hat insbeson­ dere dann, wenn die Ortungseinheit gemäß Anspruch 3 eine Ultraschall-Ortungseinheit ist, den Vorteil, daß die dia­ gnostischen und therapeutischen Schallwellen weitgehend die gleichen Körpergewebsschichten durchlaufen, so daß Ortungsfehler durch Brechung minimiert werden.

In jedem Falle ist es jedoch von Vorteil, wenn als Ortung­ seinheit eine Ultraschall-Ortungseinheit des Typs B-Scan­ ner verwendet wird, die ein Schnittbild des Körperinneren mit einer Ebene durch die Symmmetrieachse des Schallkopfes liefern. Derartige Ultraschall-Ortungseinheiten werden dann gemäß Anspruch 3 derart um ihre Achse gedreht, daß die Scann-Ebene stets parallel zu einer Geraden in der Ebene der Patientenliege bleibt.

Im Anspruch 4 ist eine einfache technische Realisierung angegeben, bei der die Schallerzeugungseinheit und die Ortungseinheit auf einem um die erste Achse drehbaren Trägerelement derart angeordnet sind, daß die Achse des fokussierten akustischen Wellenfeldes den Winkel α, der bevorzugt 20° bis 35° betragen kann, mit der ersten Achse einschließt.

Dabei ist es gemäß Anspruch 5 bevorzugt, daß im Trägerele­ ment ein erstes Zahnrad gelagert ist, dessen Drehachse parallel zu der ersten Achse liegt, und das mit einem das Trägerelement umgebenden Innenzahnrad kämmt und daß die Achse des ersten Zahnrades über eine Gelenkkupplung mit einem Antriebselement verbunden ist, dessen Achse parallel zur zweiten Achse liegt, und das die Ortungseinheit dreht.

Die Antriebselemente können dabei gemäß Anspruch 6 eine Zahnriemeneinheit oder gemäß Anspruch 7 eine Ketteneinheit sein.

Weiterhin ist es bevorzugt, daß gemäß Anspruch 8 die Ebene durch die erste und zweite Achse einen Winkel 0 < β < 90° mit der Längsachse der Patientenliege einschließt. Dieser Winkel β, der insbesondere etwa 30° sein kann, ermöglicht eine Schwenkung der Art, daß die Schwenkbewegung der anatomischen Lage der Rippenbögen folgt.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all­ gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen Flansch F auf, der in Lagern 1 in einem Grundgestell 2 um eine Achse A1 drehbar gelagert ist. Die Achse A1 schließt mit der Normalen auf die Ebene der nicht näher dargestellten Patientenliege einen Winkel Γ mit 0° < Γ < 90° ein.

In dem Flansch F ist in Lagern 3 eine Schallerzeugungsein­ heit S, die in einem Koppelmedium das fokussierte Wellen­ feld erzeugt, um eine Achse A2, die mit der Achse des fokussierten Wellenfeldes zusammenfällt, drehbar gelagert. Die Achse A2 schließt mit der Achse A1 einen Winkel α mit 0° < α < 90° ein. Bevorzugt beträgt der Winkel α zwischen 20° und 35°. Der Fokuspunkt der fokussierten akustischen Wellen fällt mit dem Schnittpunkt der beiden Achsen A1 und A2 zusammen. Die Schallerzeugungseinheit S, die in an sich beliebiger Weise aufgebaut sein kann, kann damit isozen­ trisch um den Fokuspunkt des Wellenfeldes um die erste Achse (A1) gedreht werden. Ferner schließt die Achse Al einen Winkel β, der bevorzugt ca 25° bis 35° beträgt, mit der Längsachse der nicht dargestellten Patientenliege ein.

Fest in die Schallerzeugungseinheit S ist eine (nicht dar­ gestellte) Ortungseinheit, beispielsweise eine Ultra­ schallortungseinheit integriert, deren Achse bevorzugt mit der zweiten Achse (A2) zusammenfällt.

An dem Flansch F befinden sich ferner ein Hebel H, mit dem der Flansch von Hand gedreht werden kann, sowie ein dreh­ bar gelagertes Zahnrad Z1, das mit einer Innenzahnung Z2 am Grundgestell 2 kämmt. Mit dem Zahnrad Z1 ist über eine Welle mit einer Gelenkkupplung K eine Zahnriemenscheibe ZR2 verbunden, die wiederum über einen Zahnriemen ZR mit einer zur Achse A2 koaxialen Zahnriemenscheibe ZR1 an der Schallerzeugungseinheit S verbunden ist. Die Drehachse A3 der Zahnriemenscheibe ZR2 ist parallel zur Drehachse A1.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Eine Drehung des Flansches F um die Achse A1 erzeugt eine Drehung des in der Innenzahnung Z2 kämmenden Zahnrades Z1. Diese Drehung treibt über die Gelenkkupplung K die Zahn­ riemenscheibe ZR2 zu einer Drehung um die Achse A3 an. Die Zahnriemenscheibe ZR2 treibt über den Zahnriemen ZR die Zahnriemenscheibe und damit die fest mit der Zahn­ riemenscheibe ZR1 verbundene Schallerzeugungseinheit S sowie die Ortungseinheit zu einer Drehung um die Achse A2. Die Drehrichtung dieser Drehung um die Achse A2 ist gegen­ sinnig zur Drehrichtung des Flansches um die Achse A1, so daß durch die Drehung der Ortungseinheit um die Achse A2 während des Schwenkvorgangs um die Achse A1 ein einmal gefundener Stein nicht nur stets sichtbar bleibt, sondern sich auch die Orientierung des Schnittbildes durch den menschlichen Körper beispielsweise auf einem Bildschirm, auf dem das Bild der Ortungseinheit angezeigt wird, nicht ändert. Insbesondere bleibt die Zuordnung der Bildschirm­ achsen zu den Achsen der Patientenliege stets erhalten, so daß der Arzt während des Behandlungsvorgangs, bei dem in der Regel eine mehrfache Schwenkung zum Auffinden des optimalen akustischen Fensters erfolgt, sich nicht laufend neu orientieren muß.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung mit fokus­ sierten akustischen Wellenfeldern, mit einer Patientenliege, einer Schallerzeugungseinheit, die in einem Koppelmedium das fokussierte Wellenfeld er­ zeugt, und die isozentrisch um den Fokuspunkt des Wellen­ feldes um eine erste Achse (A1), die mit der Normalen auf die Ebene der Patientenliege einen Winkel Γ mit 0° < Γ < 90° und mit der Achse des fokussierten Wellenfeldes (zweite Achse A2) einen Winkel α mit 0° < α < 90° ein­ schließt, schwenkbar ist, und einer schwenkbaren Ortungs­ einheit für zu zerstörende Konkremente etc., gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• - die Ortungseinheit ist zusammen mit der Schallerzeu­ gungseinheit (S) um die erste Achse schwenkbar,
• - bei der gemeinsamen Schwenkbewegung der Schallerzeu­ gungseinheit und der Ortungseinheit ist die Ortungseinheit mittels einer Zwangsführung derart um ihre Achse drehbar, daß sich die Projektion der Orientierung der Ortungsein­ heit in Richtung der zweiten Achse auf die Patientenliege während der Schwenkbewegung nicht ändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Ortungseinheit mit der zweiten Achse (A2) zusammenfällt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortungseinheit eine Ultra­ schall-Ortungseinheit ist, die derart um ihre Achse dreh­ bar ist, daß die Scanebene stets parallel zu einer Geraden in der Ebene der Patientenliege bleibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallerzeugungseinheit und die Ortungseinheit auf einem um die erste Achse (A1) drehbaren Trägerelement (F) derart angeordnet sind, daß die Achse des fokussierten akustischen Wellenfeldes (zwei­ te Achse A2) einen Winkel α mit der ersten Achse ein­ schließt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Trägerelement (F) ein erstes Zahnrad (Z1) gelagert ist, dessen Drehachse paral­ lel zu der ersten Achse (A1) ist, und das mit einem das Trägerelement umgebenden Innenzahnrad (Z2) kämmt, und daß die Achse des ersten Zahnrads (Z1) über eine Gelenk­ kupplung mit einem Antriebselement verbunden ist, dessen Achse parallel zur zweiten Achse (A2) ist, und das die Ortungseinheit dreht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement ein Zahn­ riemenrad (ZR2) und einen Zahnriemen (ZR) aufweist, der mit einem weiteren Zahnriemenrad (ZR1) in Eingriff steht, das koaxial an der Achse (A2) der Ortungseinheit ange­ ordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement ein Ket­ tenrad und eine Kette aufweist, welche mit einem weiteren Kettenrad im Eingriff steht, das koaxial an der Achse der Ortungseinheit angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene durch die Achsen A1 und A2 einen Winkel 0 < β < 90° mit der Liegenlängsachse einschließt.