DE4011108C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten von Stoßwellen in den Körper vom Patienten, insbesondere ein Lithotripter, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Unter Stoßwellen sind hier auch Druckwellen verstanden, deren Intensität für eine therapeutische Wirkung im Körper ausreicht.

Zur extracorporalen Steinzerkleinerung ist es aus der EP 03 67 117 A2 bekannt, verschiedene Wellengruppen durch verschieden geformte Linsenteile auf verschiedene Punkte zu fokussieren, so daß mehrere runde Brennpunkte entstehen. DE 37 39 392 A1 zeigt und beschreibt die Fokussierung eines ebenen Stoßwellenfeldes mittels einer Linse auf einen Stein. Die Brechkraft der Linse ist rotationssymmetrisch, so daß eine ebene akustische Wellenfront durch die Linse auf einen Punkt fokussiert wird. DE 34 17 985 A2 lehrt, den Fokus axial zu verlängern, um die Tiefenmessung eines Steins entfallen zu lassen. EP 03 55 176 A1 offenbart ein scheibenförmiges zusätzliches Element, das manuell oder elektrisch hin- und hergeschwenkt wird und den Brennpunkt dabei hin- und herschiebt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß die Trefferwahrscheinlichkeit auch bei ungenauer Justierung erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Linse auf, die ein nahezu ebenes akustisches Wellenfeld in einen Linienfokus oder in einen Brennfleck abbildet, dessen Lateraldimensionen unterschiedlich sind. Das heißt, die Ausdehnung des Brennflecks ist in einer Lateraldimension (z. B. in der Höhe) größer als in der dazu senkrechten Richtung (z. B. in der Breite). Durch die strichförmige Fokussierung ist die Ausdehnung des Brennflecks, also in einer bestimmten Richtung vergrößert, wodurch die Justierung des Brennflecks auf einen Stein in dieser Richtung wesentlich unkritischer wird. Ein Grund für eine verminderte Treffsicherheit kann die Atemmitbewegung der Humankonkremente sein. Mit der Erfindung ist es möglich, die lange Achse des Brennflecks in Richtung der Atemverschiebungsachse, das heißt in der Regel in die Längsachse des Patienten, zu positionieren.

Das Prinzip der Erfindung besteht in der Fokussierung eines ebenen akustischen Wellenfeldes durch eine nichtrotationssymmetrische Linse, im Grenzfall durch das eindimensionale Analogon zu einer Kugellinse, einer sogenannten Zylinderlinse. Diese Linse ist nur in einer Dimension gekrümmt. Im Regelfall, wenn die brechenden Flächen sphärisch ausgeführt sind, ergibt sich die Brennweite der Linse näherungsweise zu

f = Brennweite
n = akustischer Brechungsindex des Linsenmaterials
R₁, R₂ = Krümmungsradien der vorderen und der hinteren Linsenseite.

Dabei sind alle Kombinationen von Krümmungsradien erlaubt, also von einer bikonvexen über eine plankonvexe, eine konkavkonvexe, eine plankonkave bis zu einer bikonkaven Linse.

Die Brechkraft ergibt sich dann im betrachteten Spezialfall nach obiger Formel in Abhängigkeit davon, ob das Medium eine höhere Schallgeschwindigkeit (z. B. Polystyrol) oder eine geringere Schallgeschwindigkeit (z. B. Silikonkautschuk) als das Umgebungsmedium, in der Regel Wasser, hat.

Die Erfindung wird anhand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2, 3 und 4 erfindungsgemäß verwendete Linsen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Stoßwellenquelle S, die ein nahezu ebenes akustisches Wellenfeld aussendet. Dieses gelangt auf die Linse L und wird von dieser auf den Brennfleck F fokussiert. Da erfindungsgemäß die Linse L in den beiden Lateraldimensionen unterschiedliche Brechkräfte hat, ist der Brennfleck nicht kreisförmig, sondern hat die Form eines Ovals. In dieser Ausführung ist seine Ausdehnung in der Höhe größer als die in der Breite.

Fig. 2 zeigt unterschiedliche Linsen, die für die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet werden können. Möglich ist die Verwendung von

• a) bikonvexen Linsen
• b) plankonvexen Linsen
• c) konkavkonvexen Sammellinsen
• d) bikonkaven Linsen
• e) plankonkaven Linsen und
• f) konkavkonvexen Zerstreuungslinsen.

Ob eine Linse als Sammel- oder als Zerstreulinse wirkt, hängt von den Brechzahlen des Linsenmaterials und des umgebenden Materials ab.

Fig. 3 zeigt eine Zylinderlinse Z in drei zueinander senkrecht stehenden Blickrichtungen. Die Zylinderlinse Z weist nur in einer Richtung eine Krümmung auf, in der anderen Richtung ist sie eben (Krümmungsradius = ∞) und erzeugt aus einem ebenen akustischen Wellenfeld eine Linie.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen eignen sich neben der Zerkleinerung von Konkrementen, wie Gallen- oder Nierensteinen, auch für andere Humanapplikationen, wie z. B. die Implantatlockerung mit Stoßwellen oder die Behandlung von Knochen. Gerade bei diesen Anwendungen kann ein nichtrotationssymmetrischer Brennfleck günstiger sein als ein kreisförmiger. Zur Behandlung langgestreckter Objekte, wie Knochen, eignet sich eine Zylinderlinse Z besonders.

Fig. 4 zeigt eine Kombination aus einer spärischen Linse L und einer Zylinderlinse Z, deren ebene Grenzflächen jeweils aneinanderliegen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Einleiten von Stoßwellen in den Körper von Patienten, insbesondere Lithotripter, wobei im wesentlichen ebene Stoßwellen erzeugt und durch eine Linse (L) auf einen Brennfleck fokussiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkräfte der akustischen Linse (L) in den beiden Lateraldimensionen unterschiedlich sind, so daß der Brennfleck oval bis linienförmig ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse eine Zylinderlinse (Z) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechkraft in einer Lateraldimension doppelt so groß ist wie in der dazu senkrechten Lateraldimension.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kombination aus einer Zylinderlinse (Z) und einer spärischen Linse (L) vorgesehen ist.