DE4213586A1 - Therapieeinrichtung zur Behandlung mit fokussierten akustischen Wellen - Google Patents
Therapieeinrichtung zur Behandlung mit fokussierten akustischen WellenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Therapieeinrichtung zur Behand
lung mit fokussierten akustischen Wellen, welche aufweist
eine Quelle fokussierter akustischer Wellen, Mittel zum
Empfangen von aus einem zu behandelnden Objekt reflektierten
Anteilen der akustischen Wellen und Mittel zum Umschalten
der Einrichtung von Ortungs- auf Therapiebetrieb.
Derartige Therapieeinrichtungen, die in vorteilhafter Weise
nichtinvasiv arbeiten, werden beispielsweise zur Zertrümme
rung von Konkrementen (Lithotripsie), zur Behandlung von
Tumorleiden (Hyperthermie) oder zur Behandlung von Knochen
leiden (Osteorestauration) verwendet. Dabei werden die emp
fangenen reflektierten Anteile der akustischen Wellen zur
Ortung des jeweils zu behandelnden Bereiches verwendet, in
dem beispielsweise die zeitliche Zuordnung relativ zur Er
zeugung der akustischen Wellen, mit der deren reflektierte
Anteile empfangen werden, dazu herangezogen wird, zu beur
teilen, ob sich der zu behandelnde Bereich im Fokus der
akustischen Wellen befindet oder nicht. Deutet die zeitliche
Zuordnung auf eine Lage des zu behandelnden Bereiches außer
halb des Fokus hin, werden die Quelle der akustischen Wellen und
das zu behandelnde Objekt relativ zueinander derart ver
stellt, daß sich eine zeitliche Zuordnung ergibt, die der
Lage des zu behandelnden Bereiches im Fokus der akustischen
Wellen entspricht.
Eine derartige Therapieeinrichtung ist in der DE 27 22 252 A1
im Zusammenhang mit der Zertrümmerung von Konkrementen mit
tels Stoßwellen beschrieben. Bei dieser Therapieeinrichtung
werden im Ortungsbetrieb Stoßwellen verminderter Energie er
zeugt. Auf diese Weise sollen Schädigungen des ein zu zer
trümmerndes Konkrement umgebenden Gewebes während des Or
tungsvorganges verhindert werden. Die aus dem zu behandeln
den Objekt reflektierten Anteile der Stoßwellen werden mit
tels mehrerer breitbandiger Drucksensoren empfangen. Die
Ausgangssignale der Drucksensoren gestatten es nicht unter
allen Umständen, den zu behandelnden Bereich, d. h. das Kon
krement, exakt im Fokus der akustischen Wellen zu posi
tionieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ein
richtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine
exaktere Positionierung des zu behandelnden Bereiches im
Fokus der akustischen Wellen möglich ist.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine
Therapieeinrichtung zur Behandlung mit fokussierten akusti
schen Wellen, welche aufweist eine Quelle fokussierter aku
stischer Wellen, Mittel zum Empfangen von aus einem zu be
schallenden Objekt reflektierten Anteilen der akustischen
Wellen, Mittel zum Umschalten der Einrichtung von Therapie-
auf Ortungsbetrieb, und Mittel zum Ändern der Frequenz der
erzeugten akustischen Wellen in Abhängigkeit davon, ob die
Einrichtung auf Therapie- oder Ortungsbetrieb geschaltet
ist. Im Falle der erfindungsgemäßen Therapieeinrichtung ist
es also möglich, die Frequenz der erzeugten akustischen Wel
len einerseits den Bedürfnissen des Therapiebetriebes und
andererseits den Bedürfnissen des Ortungsbetriebes optimal
anzupassen. Dies stellt deshalb einen erheblichen Vorteil
gegenüber dem Stand der Technik dar, weil von der Frequenz
der akustischen Wellen zum einen die Größe des Fokusberei
ches der akustischen Wellen und zum anderen die Dämpfung,
die die akustischen Wellen in dem zu behandelnden Objekt
erfahren, abhängt. Für den Therapiebetrieb ist es im
Interesse einer zeitsparenden Behandlung und einer möglichst
geringen dem Patienten zugeführten Dosis akustischer Energie
vorteilhaft, wenn die Größe des Fokusbereiches der des zu
behandelnden Bereiches möglichst angenähert ist und die
Dämpfung der akustischen Wellen in dem zu behandelnden Ob
jekt möglichst gering ist. Im Ortungsbetrieb stellt eine
höhere Dämpfung der akustischen Wellen an sich kein Problem
dar, solange gewährleistet ist, daß deren reflektierte An
teile die Mittel zum Empfangen mit ausreichender Amplitude
erreichen. Allerdings sollte die Fokuszone im Ortungsbetrieb
möglichst klein sein, da die Ortsauflösung um so höher ist,
je kleiner die Fokuszone ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
daher vorgesehen, daß die Frequenz der akustischen Wellen im
Ortungsbetrieb höher als im Therapiebetrieb ist. Der Thera
piebetrieb ist infolge der größeren Fokuszone und der ge
ringen Dämpfung der akustischen Wellen im zu behandelnden
Objekt besonders effektiv. Im Falle des Ortungsbetriebes, wo
die Dämpfung der akustischen Wellen in dem zu behandelnden
Objekt von untergeordneter Bedeutung ist, wird im Interesse
einer hohen Genauigkeit des Ortungsvorganges eine kleine
Fokuszone realisiert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß der Quelle eine einzige elektrische Generatoreinrichtung
zugeordnet ist, mittels derer sie zur Erzeugung von akusti
schen Wellen antreibbar ist, wobei die Generatoreinrichtung
bei auf Ortungsbetrieb geschalteter Therapieeinrichtung die
Quelle zur Erzeugung akustischer Wellen antreibt, deren Fre
quenz unterschiedlich von der Frequenz im Therapiebetrieb
ist. Es ist dann also in kostengünstiger Weise nur eine
Generatoreinrichtung erforderlich. In bestimmten Fällen,
insbesondere dann, wenn nicht nur die Frequenz, sondern auch
andere akustische Kenngrößen der akustischen Wellen, z. B.
deren Amplitude, im Ortungsbetrieb sehr stark von den ent
sprechenden Daten im Therapiebetrieb abweichen soll, kann es
aber auch zweckmäßig sein, wenn der Quelle gemäß einer wei
teren Ausführungsform der Erfindung zwei elektrische Genera
toreinrichtungen zugeordnet sind, von denen die eine die
Quelle im Therapiebetrieb und die andere die Quelle im
Ortungsbetrieb ansteuert, wobei die Generatoreinrichtung für
den Therapiebetrieb und die Generatoreinrichtung für den
Ortungsbetrieb und die Quelle zur Erzeugung akustischer Wel
len unterschiedlicher Frequenz und eventuell unterschied
licher Amplitude ansteuern.
Falls die Mittel zum Empfangen ein piezoelektrisch aktivier
tes Element enthalten, kann vorgesehen sein, daß dieses zur
Aussendung von akustischen Ortungswellen aktiviert wird,
deren Frequenz höher als die von der Quelle im Therapiebe
trieb erzeugten akustischen Wellen ist, und daß die Mittel
zum Empfangen aus dem Objekt reflektierte Anteile der
Ortungswellen empfangen. Auf diese Weise besteht die Mög
lichkeit Ortungswellen zu verwenden, deren Frequenz und
sonstige akustische Kenngrößen völlig unabhängig von den
Gegebenheiten der Quelle gewählt werden können.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung ist
die Quelle akustischer Wellen als elektromagnetische Druck
impulsquelle ausgeführt, welche durch eine Kondensatorent
ladung zur Erzeugung eines Druckimpulses mit einem impuls
artigen Strom beaufschlagbar ist, wobei für den Therapiebe
trieb und für den Ortungsbetrieb die wirksame Kapazität
unterschiedlich ist.
Die Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen am Beispiel
von Therapieeinrichtungen für die nichtinvasive Zertrümme
rung von Konkrementen verdeutlicht, bei deren Quellen aku
stischer Wellen es sich um als Stoßwellenquellen ausgebilde
te akustische Druckimpulsquellen handelt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Stoßwellenquelle einer
erfindungsgemäßen Therapieeinrichtung in schemati
scher Darstellung,
Fig. 2 eine Stirnansicht der Drucksensoranordnung der Stoß
wellenquelle und in grob schematischer Darstellung
ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Therapie
einrichtung,
Fig. 3 ein schematisches Schaltbild des Hochspannungsimpuls
generators der Therapieeinrichtung nach den Fig. 1
und 2,
Fig. 4 eine Variante der erfindungsgemäßen Therapieeinrich
tung in zu der Fig. 3 analoger Darstellung und
Fig. 5 in zur Fig. 2 analoger Darstellung eine weitere Aus
führungsform.
Die Stoßwellenquelle der Therapieeinrichtung weist gemäß
Fig. 1 ein rohrförmiges Gehäuse 1 auf, an dessen einem Ende
ein insgesamt mit 2 bezeichneter Stoßwellengenerator ange
ordnet ist. An dem anderen Ende des Gehäuses 1 befindet sich
eine Austrittsöffnung 3 für von dem Stoßwellengenerator 2
ausgehende Druckimpulse, die mittels eines flexiblen Sackes
4 verschlossen ist. Der von dem Stoßwellengenerator 2, dem
Gehäuse 1 und dem flexiblen Sack 4 umschlossene Raum enthält
beispielsweise Wasser als flüssiges akustisches Ausbrei
tungsmedium für die von dem Stoßwellengenerator 2 ausgehen
den Druckimpulse, die sich auf ihrem Ausbreitungsweg infolge
der nichtlinearen Kompressionseigenschaften des Ausbrei
tungsmediums allmählich zu Stoßwellen aufsteilen. Im fol
genden wird unabhängig davon, ob ein Druckimpuls sich tat
sächlich schon zu einer Stoßwelle aufgesteilt hat, der Ein
fachheit halber stets der Begriff Stoßwelle verwendet.
Zur Fokussierung der von dem Stoßwellengenerator 2 ausgehen
den Stoßwellen ist eine in dem Ausbreitungsmedium angeord
nete akustische Sammellinse 5 vorgesehen, welche die Stoß
wellen auf eine auf der mit der Mittelachse der Stoßwellen
quelle identischen akustischen Achse A der Stoßwellenquelle
liegende Fokuszone FZ fokussiert, deren Mittelpunkt mit F
bezeichnet ist. Die in Fig. 1 eingetragene Kontur der Fokus
zone FZ umschließt denjenigen Bereich, innerhalb dessen der
Druck der Stoßwellen wenigstens gleich der Hälfte des maxi
mal in der Fokuszone FZ auftretenden Druckes ist
(-6dB-Zone).
Mittels des flexiblen Sackes 4 ist die Stoßwellenquelle an
den schematisch angedeuteten Körper B eines Patienten zur
akustischen Kopplung anpreßbar. Dabei wird die Stoßwellen
quelle so ausgerichtet, daß sich ein im Körper B des Pati
enten befindliches, zu zertrümmerndes Konkrement C, bei
spielsweise der Stein einer Niere K, in der Fokuszone FZ
befindet. Dies geschieht in noch näher zu beschreibender
Weise durch Empfang und Auswertung der an dem zu zertrüm
mernden Konkrement C reflektierten Anteile der mittels des
Stoßwellengenerators 2 erzeugten Stoßwellen. Bei deren
reflektierten Anteilen handelt es sich um kugelwellenförmige
Beugungswellen. Zusätzlich kann in an sich bekannter Weise
eine nicht dargestellte Röntgen-Ortungseinrichtung oder eine
vorzugsweise einen Ultraschall-Sektor-Applikator enthalten
de, ebenfalls nicht dargestellte Ultraschall-Ortungseinrich
tung vorgesehen sein.
Als Stoßwellengenerator 2 ist ein sogenannter elektromagne
tischer Stoßwellengenerator vorgesehen, wie er in der US-PS
4 674 505 näher beschrieben ist. Der Stoßwellengenerator 2
weist eine kreisscheibenförmige, ebene Membran 6 aus einem
elektrisch leitenden Werkstoff auf, die mit ihrer einen
Seite unmittelbar an das in der Stoßwellenquelle einge
schlossene Wasser grenzt. Der anderen Seite der Membran 6
gegenüberliegend ist unter Zwischenfügung einer Isolierfolie
7 eine insgesamt mit 8 bezeichnete ebene Flächenspule ange
ordnet, die spiralförmig gewickelt und auf einem Spulenträ
ger 9 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff angebracht
ist. Zwischen den spiralförmig verlaufenden Windungen der
Flächenspule 8 befindet sich eine elektrisch isolierende
Gießmasse. Die genannten Bauteile des Stoßwellengenerators 2
sind in der Bohrung eines Montageringes 10 axial unver
schieblich aufgenommen, der seinerseits in der Bohrung des
Gehäuses 1 axial unverschieblich gehaltert ist.
Die Flächenspule 8 weist zwei Anschlüsse 11 und 12 auf, über
die sie mit einem in Fig. 1 nicht gezeigten Hochspannungsim
pulsgenerator verbunden ist. Dieser beaufschlagt die Flä
chenspule 8 mit Hochspannungsimpulsen. Wird die Flächenspule
8 mit einem Hochspannungsimpuls beaufschlagt, hat dies zur
Folge, daß sie äußerst schnell ein magnetisches Feld auf
baut. Hierdurch wird in die Membran 6 ein Strom induziert,
der dem in der Flächenspule 8 entgegengesetzt ist und dem
zufolge ein magnetisches Gegenfeld erzeugt, unter dessen
Wirkung die Membran 6 schlagartig von der Flächenspule 8
wegbewegt wird. Hierdurch wird eine ebene Stoßwelle in das
in der Stoßwellenquelle befindliche Wasser eingeleitet.
Bei der zur Fokussierung der ebenen Stoßwellen vorgesehenen
Sammellinse 5 handelt es sich um eine zu der akustischen
Achse A im wesentlichen rotationssymmetrische bikonkave Lin
se, die demnach aus einem Material, beispielsweise Polysty
rol, gebildet ist, in dem die Schallgeschwindigkeit größer
als in dem als akustisches Ausbreitungsmedium vorgesehenen
Wasser ist. Die Sammellinse 5 ist mit einer Anzahl von Trag
armen 13, von denen in Fig. 1 zwei sichtbar sind, in der
Bohrung des Gehäuses 1 befestigt. Die Sammellinse 5 ist in
der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise aus zwei Linsenteilen 5a
und 5b zusammengesetzt. Bei der Trennfuge zwischen den bei
den Linsenteilen 5a und 5b handelt es sich um eine in die
Ebene abwickelbare, zu der akustischen Achse A rotations
symmetrische Fläche, und zwar im Falle des Ausführungsbei
spieles um eine kegelige Fläche. Auf die konkave kegelige
Trennfläche des Linsenteiles 5a sind durch Kleben drei
Drucksensoren PS1, PS2 und PS3 (siehe auch Fig. 2) appli
ziert. Bei diesen handelt es sich um mit Elektroden ver
sehene, piezoelektrisch aktivierte Polyvinylidenfluorid
(PVDF)-Folien, die, in Richtung der akustischen Achse A ge
sehen, jeweils die Gestalt eines sich über knapp 120° er
streckenden Kreisringsektors aufweisen, wobei die Kreis
ringsektoren deckungsgleich sind und die Drucksensoren PS1,
PS2, PS3 derart angeordnet sind, daß ihre Krümmungsmittel
punkte auf der akutischen Achse A liegen. Die Drucksensoren
PS1, PS2, PS3 stehen über in Fig. 1 nicht dargestellte Lei
tungen mit einer in Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellten
Auswerteelektronik in Verbindung. Infolge der Ausbildung
der Trennfläche zwischen den Linsenteilen 5a und 5b als
abwickelbare Fläche können die Drucksensoren PS1, PS2, PS3
problemlos, insbesondere ohne Gefahr der Faltenbildung,
appliziert werden. Die beiden Linsenteile 5a und 5b sind
mittels eines geeigneten Klebstoffes miteinander verklebt.
Da die Dicke der Drucksensoren in der Größenordnung von
30 µm liegt, vermag der Klebstoff ohne weiteres den außer
halb der Drucksensoren PS1, PS2, PS3 zwischen den beiden
Linsenteilen 5a, 5b vorliegenden Spalt zu überbrücken.
Der Stoßwellenquelle sind in Fig. 1 grob schematisch ange
deutete Verstellmittel 19 mit Elektromotoren Mx, My und Mz
zugeordnet. Die Verstellmittel 19, die in an sich bekannter
Weise beispielsweise Getriebe und/oder dergleichen enthal
ten, dienen dazu, die Stoßwellenquelle in Richtung der Ach
sen des in die Fig. 1 und 2 eingetragenen rechtwinkligen
räumlichen Koordinatensystems zu verstellen. Dabei ist der
Motor Mx für die Verstellung in Richtung der x-Achse, der
Motor My für die Verstellung in Richtung der y-Achse und der
Motor Mz für die Verstellung in Richtung der z-Achse des
Koordinatensystems zuständig. Die z-Achse entspricht übri
gens der durch das Zentrum F der Fokuszone FZ verlaufenden
akustischen Achse A. Die y-Achse verläuft parallel zu der
Winkelhalbierenden des Drucksensors PS3.
Die Drucksensoren PS1, PS2 und PS3 sind an eine Auswer
tungs- und Ansteuerelektronik 20 angeschlossen, die ihrer
seits mit einer Steuereinheit 21 verbunden ist. Mit letzte
rer steht über zwei Steuerleitungen 22 und 23 ein Hochspan
nungsimpulsgenerator 24 in Verbindung, an den über die An
schlüsse 11 und 12 der schematisch angedeutete Stoßwellen
generator 2 angeschlossen ist. Über eine Leitung 25 ist an
der Steuereinheit 21 außerdem ein Schalter 26 angeschlossen,
mittels dessen die Therapieeinrichtung wahlweise in den
Ortungsbetrieb oder den Therapiebetrieb geschaltet werden
kann. In der Fig. 2 nimmt der Schalter 26 seine seine mit O
bezeichnete Stellung für den Ortungsbetrieb ein. Seine ande
re Stellung, die dem Therapiebetrieb entspricht, ist mit Th
bezeichnet. Nimmt der Schalter 26 seine Stellung für den
Ortungsbetrieb ein, veranlaßt die Steuereinheit 21 über die
Steuerleitung 22 den Hochspannungsimpulsgenerator 24 zur Er
zeugung von Stoßwellen anzusteuern, deren Grundwelle eine
Frequenz aufweist, die um den Faktor 5 bis 10 größer als die
Frequenz der Grundwelle der im Therapiebetrieb erzeugten
Stoßwellen ist. Außerdem ist die Amplitude der im Ortungs
betrieb erzeugten Stoßwellen gegenüber der Amplitude im
Therapiebetrieb stark abgesenkt, und zwar so weit, daß die
Stoßwellen im Bereich des Konkrementes noch einen Spitzen
druck in der Größenordnung einiger bar aufweisen. Die Spit
zendrücke im Therapiebetrieb liegen z. B. in der Größenord
nung von einigen 100 bar. Die Frequenz der Grundwelle der im
Therapiebetrieb erzeugten Stoßwellen liegt beispielsweise in
der Größenordnung von 70 kHz bis 300 kHz. Der entsprechende
Wert für den Ortungsbetrieb liegt dann z. B. in der Größen
ordnung von 1 MHz. Selbstverständlich enthalten die Stoßwel
len sowohl im Therapie- als auch im Ortungsbetrieb auch
höherfrequente Anteile, da es sich bei Stoßwellen um sehr
breitbandige Signale handelt.
Im Ortungsbetrieb veranlaßt die Steuereinheit 21 den Hoch
spannungsimpulsgenerator 24 zur Abgabe von Stoßwellen mit
einer Folgefrequenz in der Größenordnung von einigen Hz bis
einigen 100 Hz. Die entsprechenden Triggerimpulse führt die
Steuereinheit 21 dem Hochspannungsimpulsgenerator 24 über
die Steuerleitung 23 zu. Im Therapiebetrieb besteht wahl
weise die Möglichkeit, durch Betätigung eines Tasters 27
einzelne Stoßwellen auszulösen oder der Steuereinheit in an
sich bekannter Weise über eine Triggerleitung 28 Trigger
impulse zuzuführen, die aus einer periodischen Körperfunk
tion des zu behandelnden Patienten, beispielsweise dessen
Atem- und/oder Herztätigkeit, abgeleitet sind.
Die Auswertungs- und Ansteuerschaltung 20 weist Signalauf
bereitungsschaltungen SPC1 bis SPC3 auf, denen die Aus
gangssignale der Drucksensoren PS1 bis PS3 zugeführt sind.
Die Signalaufbereitungsschaltungen SPC1 bis SPC3 werden von
einer Steuer- und Zeitmeßeinheit 29 über eine Steuerleitung
30 derart gesteuert, daß ihre Eingänge nach Erzeugung einer
Stoßwelle für eine Zeit gesperrt sind, die mindestens gleich
der Laufzeit der Stoßwelle von dem Stoßwellenqenerator 2
durch die Sammellinse 5 hindurch entspricht und die nicht
wesentlich länger als die Laufzeit der Stoßwelle von dem
Stoßwellengenerator 2 zu dem zu zertrümmernden Konkrement C
ist. Die hierzu erforderlichen Taktsignale enthält die
Steuer- und Zeitmeßeinheit 29 über eine Leitung 31 von der
Steuereinrichtung 21. Es können also nur diejenigen Anteile
der Ausgangssignale der Drucksensoren PS1 bis PS3 in die
Signalaufbereitungsschaltungen SPC1 bis SPC3 gelangen, die
die von dem zu zertrümmernden Konkrement C nach Beauf
schlagung mit einer Stoßwelle ausgehende kugelwellenförmige
Beugungswelle repräsentieren. Diese Signalanteile werden in
den identischen Signalaufbereitungsschaltungen SPC1 bis SPC3
beispielsweise mittels eines Schmitt-Triggers mit nachge
schaltetem Monoflop in Rechteckimpulse einer definierten
Dauer umgewandelt, wobei die Dauer der Rechteckimpulse
größer als die Gesamtdauer der Beugungswelle ist. Hierdurch
wird erreicht, daß jede Beugungswelle die in den Signalauf
bereitungsschaltungen SPC1 bis SPC3 enthaltenen Monoflops
nur ein einziges Mal triggern kann. Die genannten Rechteck
impulse sind der Steuer- und Zeitmeßeinheit 29 zugeführt.
Diese mißt zum einen die Zeitdauer, um die die Anstiegsflan
ken der von den Signalaufbereitungsschaltungen SPC1 und SPC2
kommenden Rechteckimpulse gegeneinander versetzt sind. Liegt
ein zeitlicher Versatz vor, steuert die Steuer- und Zeit
meßeinheit 29 über die Treiberstufe DSx den Motor Mx der
Verstellmittel 19 derart an, daß die Stoßwellenquelle durch
Verstellen in Richtung der x-Achse in eine solche Position
gebracht wird, daß die genannte Zeitdauer gleich null ist,
die Laufzeitdifferenz der zu den Drucksensoren PS1 und PS2
gelangenden Anteile der Beugungswelle also ebenfalls gleich
null ist. Dies ist dann der Fall, wenn das zu zertrümmernde
Konkrement C in einer die y- und x-Achse enthaltenden Ebene
liegt.
Im Anschluß hieran wird die Zeitdauer gemessen, um die die
Anstiegsflanken der Rechtecksignale zueinander versetzt
sind, die von der Signalaufbereitungsschaltung SPC3 einer
seits und der Signalaufbereitungsschaltung SPC1 oder SPC2
andererseits stammen. Ist die genannte Zeitdauer von null
verschieden, steuert die Steuer- und Zeitmeßeinheit 29 über
die Treiberstufe DSy den Motor My der Verstellmittel 19
derart an, daß dieser die Stoßwellenquelle in Richtung der
y-Achse in eine solche Position verstellt, daß die genannte
Zeitdifferenz gleich null ist. Dies ist dann der Fall, wenn
die Laufzeitdifferenz der zu den Drucksensoren PS3 einer
seits und PS1 oder PS2 andererseits gelangenden Anteile der
Beugungswelle gleich null ist und das zu zertrümmernde Kon
krement C somit auf der akustischen Achse A liegt. Zwischen
den von den Signalaufbereitungsschaltungen SPC1 bis SPC3
kommenden Rechteckimpulsen liegt nun keinerlei zeitlicher
Versatz mehr vor.
Schließlich mißt die Steuer- und Zeitmeßeinheit 29 diejenige
Zeitdauer, die zwischen der Aktivierung des Stoßwellengene
rators 2 zur Erzeugung einer Stoßwelle, ein entsprechendes
Signal ist der Steuer- und Zeitmeßeinheit 29 von der Steuer
einrichtung 21 über eine Leitung 32 zugeführt, und dem Ein
treffen der Anstiegsflanke des aus dem Ausgangssignal eines
der Drucksensoren PS1 bis PS3, beispielsweise des Drucksen
sors PS1, gebildeten Rechteckimpulses verstreicht. Zwischen
der so gemessenen Zeitdauer und einem in der Steuer- und
Zeitmeßeinheit 29 gespeicherten Wert, der der Summe der
Laufzeiten der Stoßwelle von dem Stoßwellengenerator 2 zu
dem zu zertrümmernden Konkrement C und der Laufzeit der
Beugungswelle von dem zu zertrümmernden Konkrement C zu dem
Drucksensor PS1 bei exakt in der Fokuszone befindlichen zu
zertrümmernden Konkrement entspricht, ermittelt die Steuer-
und Zeitmeßeinheit 29 die Zeitdifferenz. Weicht diese von
null ab, steuert die Steuer- und Zeitmeßeinrichtung über die
Treiberstufe DSz den Motor Mz der Verstellmittel 19 derart
an, daß dieser die Stoßwellenquelle in Richtung der z-Achse
derart verfährt, daß die genannte Zeitdifferenz gleich null
ist.
Beim Ansteuern der Motore Mx und My geht die Steuer- und
Zeitmeßeinrichtung 29 derart vor, daß sie zunächst durch
schrittweises Ansteuern des Motors Mx mit einer Schrittweite
von beispielsweise einem Millimeter im Anschluß an jede
Stoßwelle die erstgenannte Zeitdauer zu null einstellt. In
entsprechender Weise steuert die Steuer- und Zeitmeßeinrich
tung 29 den Motor My schrittweise an, bis die zweitgenannte
Zeitdauer null ist. Dabei erkennt die Steuer- und Zeitmeß
einrichtung 29 die jeweils erforderliche Verstellrichtung
daran, zu welchem der an dem jeweiligen Vorgang beteiligten
Drucksensoren PS1 bis PS3 der jeweils zuerst eintreffende
Rechteckimpuls gehört. Die Verstellung in z-Richtung erfolgt
schrittweise sinngemäß, wobei sich hier die Verstellrichtung
aus dem Vorzeichen der wie oben ermittelten Zeitdifferenz
ergibt.
Um eine optische Kontrolle über die Ausrichtung der Stoß
welle relativ zu dem zu zertrümmernden Konkrement Z zu er
möglichen, sind die Ausgangssignale der Signalaufbereitungs
schaltungen SPC1 bis SPC3 einem Vielkanal-Oszilloskop 33 zu
geführt, wo sie in korrekter Phasenlage vertikal übereinan
der dargestellt werden. Eine exakte Ausrichtung ist dann
gegeben, wenn die Anstiegsflanken sämtlicher Rechteckimpulse
auf einer einzigen vertikalen Linie liegen.
Ist die korrekte Ausrichtung der Stoßwellenquelle relativ zu
dem zu zertrümmernden Konkrement C in der zuvor beschriebe
nen Weise erfolgt, schickt die Steuer- und Zeitmeßeinrich
tung 29 über die Leitung 34 ein entsprechendes Signal an die
Steuereinheit 21, die daraufhin ein den Abschluß des Ortungs
vorganges anzeigendes Signal abgibt. Im Falle des beschrie
benen Ausführungsbeispieles handelt es sich um ein optisches
Signal, d. h. eine Signallampe 35, beispielsweise grüner
Farbe, leuchtet auf.
Die Therapieeinrichtung kann nun mittels des Schalters 26
vom Ortungs- auf Therapiebetrieb umgeschaltet werden. Im
Therapiebetrieb steuert die die Steuereinheit 21 den Hoch
spannungsimpulsgenerator 24 über die Leitung 22 derart an,
daß er Stoßwellen mit für den Therapiebetrieb geeigneter
Amplitude erzeugt, wobei außerdem die Frequenz der Grund
welle der Stoßwelle gegenüber dem Ortungsbetrieb reduziert
ist. Die Abgabe von Stoßwellen im Therapiebetrieb erfolgt,
wie bereits beschrieben, dann, wenn der Taster 27 betätigt
wird ober über die Triggerleitung 28 ein Triggerimpuls zu
der Steuereinheit 21 gelangt.
Auch im Therapiebetrieb erfolgt eine Auswertung der Aus
gangssignale der Drucksensoren PS1 und PS2, die dann die
infolge der Beaufschlagung des zu zertrümmernden Konkremen
tes C mit den im Therapiebetrieb erzeugten Stoßwellen ent
stehenden Beugungswellen repräsentieren. Wegen der gegenüber
dem Ortungsbetrieb verminderten Frequenz der Grundwelle der
im Therapiebetrieb erzeugten Stoßwellen wird zwar nicht die
gleiche Ortsauflösung wie im Ortungsbetrieb erreicht, je
doch ist mit hinreichender Genauigkeit eine kontinuierliche
Kontrolle möglich, ob die Stoßwellenquelle noch in der er
forderlichen Weise relativ zu dem zu zertrümmernden Konkre
ment C ausgerichtet ist. Solange dies der Fall ist, bleibt
die Signallampe 35 aktiviert. Deuten die Ausgangssignale der
Drucksensoren PS1 bis PS3 dagegen darauf hin, daß die kor
rekte Ausrichtung der Stoßwellenquelle relativ zu dem zu
zertrümmernden Konkrement C nicht mehr gegeben ist, gibt die
Steuer- und Zeitmeßeinrichtung 29 über die Leitung 34 ein
entsprechendes Signal an die Steuereinheit 21, die daraufhin
die Signallampe 35 deaktiviert. Gleichzeitig ignoriert die
Steuereinheit 21 Betätigungen des Tasters 27 bzw. über die
Triggerleitung 28 ankommende Triggerimpulse. Erst wenn die
Therapieeinrichtung mittels des Schalters 26 auf Ortungsbe
trieb umgeschaltet und die Ausrichtung der Stoßwellenquelle
relativ zu dem zu zertrümmernden Konkrement C korrigiert
wurde, besteht nach entsprechender Betätigung des Schalters
26 die Möglichkeit, den Therapiebetrieb wieder aufzu
nehmen.
Sollte einer der Drucksensoren PS1 bis PS3 ausfallen, gibt
die Steuer- und Zeitmeßeinrichtung 29 ebenfalls über die
Leitung 34 ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit
21, die dann eine weitere Signallampe 36 aktiviert, die sich
farblich von der Signallampe 35 unterscheidet.
Obwohl grundsätzlich die Möglichkeit besteht, die Ortung des
zu zertrümmernden Konkrementes C in der beschriebenen Weise
ausschließlich auf Grundlage der Ausgangssignale der Druck
sensoren PS1 bis PS3 vorzunehmen, kann es zweckmäßig sein,
eine Vorortung mit Hilfe einer Röntgen- und/oder Ultra
schall- Ortungseinrichtung vorzunehmen und nur die erforder
lichen feinen Korrekturen in der beschriebenen Weise anhand
der Ausgangssignale der Drucksensoren PS1 bis PS3 vorzu
nehmen.
In der Fig. 3 ist die Schaltung des Hochspannungsimpulsgene
rators 24 näher dargestellt. Dabei ist der Stoßwellengene
rator 2 durch die Induktivität L seiner Flächenspule 8
symbolisiert, die mit ihrem einen Ende an Masse liegt. Mit
ihrem anderen Ende kann sie über ein geeignetes Schaltele
ment S1, das über die Leitung 22 von der Steuereinheit 21 in
Abhängigkeit davon betätigt wird, ob mittels des Schalters
26 Ortungs- oder Therapiebetrieb gewählt ist, an einen im
Ortungsbetrieb wirksamen Kondensator CO kleinerer Kapazität
oder einen im Therapiebetrieb wirksamen Kondensator CTh
größerer Kapazität angeschaltet werden. Den Kondensatoren CO
und CTh ist jeweils eine Ladestromquelle CSO bzw. CSTh zuge
ordnet. Um je nach Stellung des Schaltelementes S1 den Kon
densator CO oder CCh zur Erzeugung einer Stoßwelle durch die
Induktivität L bzw. die Flächenspule 8 des Stoßwellengenera
tors 2 nach Masse entladen zu können, sind zwei triggerbare
Funkenstrecken SGo und SGTh vorgesehen, deren eine Haupt
elektrode mit der jeweiligen Ladestromquelle CSo bzw. CSTh
und deren andere Hauptelektrode jeweils mit Masse verbunden
ist. In Abhängigkeit davon, ob Ortungs- oder Therapiebetrieb
gewählt ist, wird die Hilfselektrode der entsprechenden Fun
kenstrecke SGO bzw. SGTh mittels mit den Schaltelement S1
gekoppelter Schaltmittel S2 in der jeweils erforderlichen
Weise mit der von der Steuereinheit 21 kommenden Steuerlei
tung 23 verbunden ist. Über die Steuerleitung 23 wird die
Hilfselektrode der jeweiligen Funkenstrecke SGO bzw. SGTh in
der erforderlichen Weise mit Triggerimpulsen versorgt, wobei
ein Triggerimpuls jeweils zur Zündung der entsprechenden
Funkenstrecke SGO bzw. SGTh führt. Es wird also deutlich,
daß der Hochspannungsimpulsgenerator 24 zwei voneinander
unabhängige Generatoreinrichtungen 37 und 38 für den Or
tungs- bzw. den Therapiebetrieb enthält, wobei die erstere
durch die Elemente CSO, CO und SGO und letztere durch die
Elemente CSTh, CTh und SGTh gebildet ist.
Da für einen gegebenen elektromagnetischen Stoßwellengenera
tor die Frequenz der Grundwelle der erzeugten Stoßwellen um
so höher liegt, je kleiner die Kapazität des Kondensators
ist, durch dessen Entladung die zur Erzeugung der Stoßwellen
erforderlichen Stromimpulse erzeugt werden, und auch die
Amplitude der Stoßwellen um so geringer ist, je geringer die
Kapazität des Kondensators ist, wird deutlich, daß im Falle
des Hochspannungsimpulsgenerators gemäß Fig. 3 im Ortungsbe
trieb Stoßwellen erzeugt werden, deren Intensität geringer
ist und deren Grundwelle eine höhere Frequenz aufweist, als
dies im Therapiebetrieb der Fall ist. Eine weitere Absenkung
der Amplitude der im Ortungsbetrieb erzeugten Stoßwellen ist
möglich, wenn der Kondensator CO mittels der Stromquelle CSO
auf eine geringere Spannung als der Kondensator CTh mittels
der Stromquelle CSTh aufgeladen wird.
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Thera
pieeinrichtung, die sich nur hinsichtlich der Ausbildung des
Hochspannungsimpulsgenerators 24 für die Stoßwellenquelle 2
von der zuvor beschriebenen Ausführungsform unterscheidet,
ist in Fig. 4 dargestellt. Gemäß Fig. 4 ist eine einzige
Ladestromquelle CS vorgesehen, mit der der im Therapiebe
trieb wirksame Kondensator CTh mit seinem einen Anschluß
verbunden ist. Mit seinem anderen Anschluß ist der Konden
sator CTh mit dem einen Anschluß der in Fig. 4 als Induk
tivität L veranschaulichten Flächenspule 8 des Stoßwellen
generators 2 verbunden, deren anderer Anschluß an Masse
liegt. Dem Kondensator CTh ist die Serienschaltung des für
den Ortungsbetrieb maßgeblichen Kondensators CO und eines
Widerstandes R parallelgeschaltet. Es wird also deutlich,
daß die Kondensatoren CTh und CO mittels der Ladestromquelle
CS gleichzeitig aufgeladen werden können. Dabei weist der
Widerstand R unter Berücksichtigung der Folgefrequenz, mit
der im Ortungsbetrieb Stoßwellen erzeugt werden können,
einen Widerstand auf, der möglichst hoch ist. Außerdem ist
eine triggerbare Funkenstrecke SG vorgesehen, deren eine
Hauptelektrode an Masse liegt und deren andere Hauptelek
trode über einen von der Steuereinheit 21 über die Steuer
leitung 22 in der jeweils erforderlichen Weise betätigten,
geeigneten Schalter S wahlweise mit dem einen oder dem
anderen Anschluß des Widerstandes R verbunden werden kann.
Die Hilfselektrode der Funkenstrecke SG steht über die
Steuerleitung 23 mit der Steuereinheit 21 in Verbindung. Im
Therapiebetrieb nimmt der Schalter S diejenige Stellung ein,
in der die nicht mit Masse verbundene Hauptelektrode der
Funkenstrecke SG mit demjenigen Ende des Widerstandes R
verbunden ist, das mit dem Kondensator CTh verbunden ist. Im
Ortungsbetrieb dagegen nimmt der Schalter S die andere Stel
lung ein, in der die genannte Hauptelektrode der Funken
strecke SG mit dem anderen Ende des Widerstandes R verbunden
ist, das seinerseits mit dem Kondensator CO verbunden ist.
Es wird also deutlich, daß sich sowohl im Therapie- als auch
im Ortungsbetrieb beim Zünden der Funkenstrecke SG im
wesentlichen jeweils nur der maßgebliche Kondensator CTh
bzw. CO entlädt. Der für die andere Betriebsart zuständige
Kondensator CO bzw. CTh entlädt sich infolge des jeweils in
Serie liegenden Widerstandes R nur unwesentlich.
Da auch im Falle des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 4 die
Kapazität des Kondensators CO kleiner als die des Konden
sators CTh ist, werden auch hier im Ortungsbetrieb Stoßwel
len erzeugt, deren Grundwelle eine höhere Frequenz als im
Therapiebetrieb aufweist. Wie im Falle des zuvor beschrie
benen Ausführungsbeispiels weisen die im Ortungsbetrieb er
zeugten Stoßwellen wieder eine gegenüber dem Therapiebetrieb
verringerte Amplitude auf. Der Grund hierfür ist, daß in
folge der geringeren Kapazität des im Ortungsbetrieb wirk
samen Kondensator CO trotz der im Ortungs- und Therapiebe
trieb gleichen Ladespannung ein geringerer Strom fließt. Im
Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform, wo
Frequenz und Amplitude der erzeugten Stoßwellen unabhängig
voneinander durch Variation der Ladespannungen und der Kapa
zitäten der Kondensatoren CO und CTh gewählt werden können,
ist jedoch eine unabhängige Wahl von Frequenz und Amplitude
nicht möglich, da beide von der wirksamen Kapazität ab
hängen.
Da der Hochspannungsimpulsgenerator gemäß Fig. 4 nur eine
einzige, durch die Elemente CS, CO, CTh, SG und S gebildete
Generatoreinrichtung 39 für den Ortungs- und den Therapiebe
trieb enthält, unterscheiden sich die in beiden Betriebs
weisen jeweils erzeugten Stoßwellen hinsichtlich ihrer
Amplitude unter Umständen nur geringfügig. Der Hochspan
nungsgenerator gemäß Fig. 4 kann dann nur in solchen
Therapieeinrichtungen eingesetzt werden, in denen die Aus
richtung der Stoßwellenquelle relativ zu dem zertrümmernden
Konkrement C anhand einer Röntgen- und/oder Ultraschall-
Ortungseinrichtung erfolgt und die Ortung auf Grundlage der
reflektierten Anteile der im Ortungsbetrieb erzeugten Stoß
wellen nur zur Feinausrichtung der Stoßwellenquelle heran
gezogen wird. Andernfalls bestünde während des Ortungsbe
triebes wegen der relativ hohen Amplitude der im Ortungs
betrieb erzeugten Stoßwellen die Gefahr der Schädigung ge
sunden Gewebes. Insofern kann ein weiterer Unterschied zu
der zuvor beschriebenen Ausführungsform darin bestehen, daß
für den Fall, daß die Auswertung der Ausgangssignale der
Drucksensoren SP1 bis SP3 während des Therapiebetriebes er
gibt, daß die korrekte Ausrichtung der Stoßwellenquelle
relativ zu dem zu zertrümmernden Konkrement C nicht mehr
gegeben ist, eine Rückkehr in den Therapiebetrieb nur mög
lich ist, nachdem zuvor mittels der Röntgen- und/oder Ultra
schall-Ortungseinrichtung eine Neuausrichtung der Stoßwel
lenquelle relativ zu dem zu zertrümmernden Konkrement C
vorgenommen wurde. Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 bietet
dennoch den Vorteil, daß nur eine Ladestromquelle und nur
eine Funkenstrecke erforderlich sind.
Es versteht sich, daß die Verwendung von Funkenstrecken SG,
SGO und SGTh als Hochspannungsschalter in den Hochspannungs
impulsgeneratoren gemäß den Fig. 3 und 4 nur beispielhaft zu
verstehen ist. Es versteht sich, daß hier auch andere
Schaltelemente verwendet werden können, die für die Aus
gangsspannungen der Ladestromquellen CS, CSO und CSTh ge
lieferten Spannungen, die im Falle der Ladestromquellen CS
und CSTh durchaus in der Größenordnung von 10 bis 20 kV und
darüber liegen können, geeignet sind. Da die von der Lade
stromquelle CSO gelieferte Spannung den genannten Wert deut
lich unterschreiten kann, besteht die Möglichkeit, anstelle
der Funkenstrecke SGO geeignete Halbleiterschalter zu ver
wenden.
In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das
sich von dem gemäß den Fig. 1 bis 3 dadurch unterscheidet,
daß in die die Drucksensoren PS1 bis PS3 mit der Auswer
tungs- und Ansteuerelektronik 20 verbindenden Leitungen
Schalter S3 bis S5 eingefügt sind, über die Drucksensoren
PS1 bis PS3 wahlweise mit den Signalaufbereitungsschaltungen
SPC1 bis SPC3 oder einer Generatoreinrichtung 40 verbunden
werden können. Die Generatoreinrichtung 40 treibt die in den
Drucksensoren PS1 bis PS3 enthaltenen PVDF-Folien zur Erzeu
gung von akustischen Ortungswellen an. Zu diesem Zweck be
tätigt die Steuereinheit 21 über eine Steuerleitung 41 die
Schalter S1 bis S3 derart, daß die Drucksensoren PS1 bis PS3
mit der Generatoreinrichtung 40 verbunden sind, welche eben
falls über die Steuerleitung 41 zur Abgabe eines elektri
schen Signales angesteuert wird. Dieses gelangt zu den
Drucksensoren PS1 bis PS3 und steuert diese zur Erzeugung
der akustischen Ortungswellen an. Im Anschluß an diesen Vor
gang und jedenfalls rechtzeitig genug, um zu gewährleisten,
daß die den mittels der Drucksensoren PS1 bis PS3 empfange
nen aus dem Körper des Patienten reflektierten Anteilen der
Ortungswellen entsprechenden elektrischen Ausgangssignale
der Drucksensoren PS1 bis PS3 zu der Auswertungs- und An
steuerelektronik 20 gelangen können, schaltet die Steuer
einheit 21 die Schalter S1 bis S3 auf ihre in der Fig. 5
dargestellte Stellung um, in der die Drucksensoren PS1 bis
PS3 mit der Auswertungs- und Ansteuerungselektronik 20 ver
bunden sind.
Die Auswertung der Ausgangssignale der Drucksensoren PS1 bis
PS3 erfolgt analog zu der im Zusammenhang mit dem Ausfüh
rungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Weise.
Die Erzeugung der Ortungswellen kann beispielsweise in der
Weise erfolgen, daß die Generatoreinrichtung 40 die Druck
sensoren PS1 bis PS3 mit einem Stromimpuls beaufschlagt. Bei
den Ortungswellen handelt es sich dann um akustische Druck
impulse. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß die Gene
ratoreinrichtung 40 die Drucksensoren PS1 bis PS3 zur Er
zeugung der Ortungswellen mit einem impuls- bzw. burstarti
gen sinusförmigen Signal ansteuert, wobei sich das sinus
förmige Signal über eine halbe Periode oder ein ganzzahliges
Vielfaches einer halben Periode erstreckt. Bei den Ortungs
wellen handelt es sich dann um im wesentlichen sinusförmige
akustische Wellen. In jedem Falle ist die Frequenz der Or
tungswellen größer als die Frequenz der Grundwelle der Stoß
wellen, die der Stoßwellengenerator 2 im Therapiebetrieb
aussendet. Die Amplitude der Ortungswellen ist geringer als
die der im Therapie- und eventuell auch die der im Ortungs
betrieb erzeugten Stoßwellen.
Es versteht sich, daß auch im Falle der Ausführungsform ge
mäß Fig. 5 der Stoßwellengenerator 2 im Ortungsbetrieb in
der im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß den
Fig. 1 bis 3 beschriebenen Weise aktiviert werden kann. Die
Aktivierung der Drucksensoren PS1 bis PS3 zur Abgabe von
Ortungswellen kann alternativ erfolgen, wobei das entspre
chende, der Steuereinheit 21 zugeordnete Bedienelement in
Fig. 5 nicht dargestellt ist. Zweckmäßigerweise ist übrigens
die Frequenz der mittels der Drucksensoren PS1 bis PS3 er
zeugten Ortungswellen höher als die Frequenz der Grundwelle
der von dem Stoßwellengenerator 2 im Ortungsbetrieb erzeug
ten Stoßwellen. Außerdem weist die Steuereinheit 21 ein in
Fig. 5 nicht dargestelltes Bedienelement auf, auf dessen Be
tätigung die Schalter S1 bis S3 und den Generator 40 während
des Therapiebetriebes in einer solchen Weise ansteuern, daß
zwischen aufeinanderfolgenden mittels des Stoßwellengenera
tors 2 erzeugten Stoßwellen eine Ansteuerung der Drucksen
soren PS1 bis PS3 zur Erzeugung von Ortungswellen erfolgt,
wobei die reflektierte Anteile der Ortungswellen repräsen
tierenden Ausgangssignale der Drucksensoren PS1 bis PS3 vor
Abgabe der nächsten Stoßwelle durch die Auswertungs- und
Ansteuerelektronik 20 ausgewertet werden und erforderlichen
falls eine Ansteuerung eines oder mehrerer der Motore Mx bis
Mz erfolgt. Die Aussendung von Ortungswellen im Therapiebe
trieb kann übrigens nach jeder einzelnen oder jeweils nach
einer vorgegebenen Anzahl von mittels des Stoßwellengenera
tors 2 erzeugten Stoßwellen erfolgen.
Im Falle der Ausführungsbeispiele ist im Hinblick darauf,
daß es sich bei den von dem Konkrement ausgehenden Beugungs
wellen um Kugelwellen handelt, der Öffnungswinkel der Trenn
fuge zwischen den beiden Linsenteilen 5a und 5b derart ge
wählt, daß die Trennfuge in demjenigen Bereich, in dem die
Drucksensoren PS1 bis PS3 angeordnet sind, zumindest eine
Annäherung an eine solche Fläche darstellt, für die die
Laufzeitunterschiede, die sich zwischen unterschiedlichen
Stellen der Drucksensoren PS1 bis PS3 und dem Zentrum F der
Fokuszone FZ maximal ergeben können, minimal oder gleich
null sind, so daß im ungünstigsten Fall eine nur unwesent
liche Verbreiterung der Ausgangssignale der Drucksensoren
PS1 bis PS3 auftritt, die ohne nennenswerten Einfluß auf die
erzielbare Ortsauflösung bleibt.
Es sind auch andere Anordnungen von Drucksensoren möglich.
So können beispielsweise die Drucksensoren in nicht darge
stellter Weise zwischen der Sammellinse 5 und dem Stoßwel
lengenerator 2 in einer die akustische Achse A rechtwinklig
schneidenden Ebene angeordnet sein. Außerdem besteht die
Möglichkeit, die Drucksensoren auf der der Fokuszone FZ oder
der dem Stoßwellengenerator 2 zugewandten Stirnfläche der
Sammellinse zu plazieren. Grundsätzlich besteht auch die
Möglichkeit, die Drucksensoren in einer ebenen, die akusti
sche Achse rechtwinklig schneidenden Fläche zwischen der
Fokuszone FZ und der akustischen Sammelline 5 innerhalb der
Stoßwellenquelle anzuordnen.
Im Falle der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind drei
Drucksensoren PS1 bis PS3 vorhanden. Es besteht jedoch
durchaus die Möglichkeit, mehr als drei Drucksensoren vor
zusehen. Von Vorteil kann es insbesondere sein, mehrere zur
akustischen Achse A konzentrische Ringanordnungen von je
weils drei kreisringsektorförmigen Drucksensoren vorzusehen,
die vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene oder Fläche
angeordnet sind.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen ausschließ
lich Therapieeinrichtungen, die als Quelle fokussierter aku
stischer Wellen eine Stoßwellenquelle aufweisen. An deren
Stelle können aber auch andere akustische Druckimpulsgenera
toren vorgesehen sein. Außerdem besteht auch die Möglich
keit, als Quelle akustischer Wellen eine therapeutische
Ultraschallquelle vorzusehen, wie sie beispielsweise für die
Hyperthermie verwendet wird. Eine solche Ultraschallquelle
sendet die Ultraschallwellen nicht als Druckimpulse, sondern
als im Therapiebetrieb Dauerschall und im Ortungsbetrieb
Ortungsimpulse aus.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen die Anwen
dung einer erfindungsgemäßen Therapieeinrichtung im Zusam
menhang mit der Zertrümmerung von Konkrementen. Es sind
selbstverständlich auch andere Anwendungen wie beispiels
weise die bereits erwähnte Hyperthermie und die Behandlung
von Knochenleiden möglich.
Claims (6)
1. Therapieeinrichtung zur Behandlung mit fokussierten
akustischen Wellen, welche aufweist eine Quelle (2, 5) aku
stischer Wellen, Mittel (PS1, PS2, PS3, 20) zum Empfangen
von aus einem zu beschallenden Objekt reflektierten Anteilen
der akustischen Wellen, Mittel (21, 26) zum Umschalten der
Einrichtung von Therapie- auf Ortungsbetrieb und Mittel (21,
24) zum Ändern der Frequenz der erzeugten akustischen Wellen
in Abhängigkeit davon, ob die Einrichtung auf Therapie- oder
Ortungsbetrieb geschaltet ist.
2. Therapieeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Frequenz der akusti
schen Wellen im Ortungsbetrieb höher als im Therapiebetrieb
ist.
3. Therapieeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß der Quelle
(2, 5) eine einzige Generatoreinrichtung (39) zugeordnet
ist, mittels derer sie zur Erzeugung von akustischen Wellen
antreibbar ist, wobei die Generatoreinrichtung (39) bei auf
Ortungsbetrieb geschalteter Therapieeinrichtung die Quelle
(2, 5) zur Erzeugung akustischer Wellen antreibt, deren Fre
quenz unterschiedlich von der Frequenz im Therapiebetrieb
ist.
4. Therapieeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß der Quelle
(2, 5) zwei elektrische Generatoreinrichtungen (37, 38) zu
geordnet sind, von denen die eine (38) die Quelle (2, 5) im
Therapiebetrieb und die andere (37) die Quelle (2, 5) im
Ortungsbetrieb ansteuert, wobei die Generatoreinrichtung
(38) für den Therapiebetrieb und die Generatoreinrichtung
(37) für den Ortungsbetrieb die Quelle (2, 5) zur Erzeugung
akustischer Wellen unterschiedlicher Frequenz und eventuell
unterschiedlicher Amplitude ansteuern.
5. Therapieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mit
tel (PS1, PS2, PS3, 20) zum Empfangen ein piezoelektrisch
aktiviertes Element (PS1, PS2, PS3) enthalten, das zur Aus
sendung von akustischen Ortungswellen aktivierbar ist, deren
Frequenz höher als die der von der Quelle (2, 5) im Thera
piebetrieb erzeugten akustischen Wellen ist, und daß die
Mittel (PS1, PS2, PS3, 20) zum Empfangen aus dem Objekt
reflektierte Anteile der Ortungswellen empfangen.
6. Therapieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Quelle akustischer Wellen als elektromagnetische Druckim
pulsquelle (2, 5) ausgeführt ist, welche durch eine Konden
satorentladung zur Erzeugung eines Druckimpulses mit einem
impulsartigen Strom beaufschlagbar ist, wobei für den Thera
piebetrieb und für den Ortungsbetrieb die wirksame Kapazität
(CTh bzw. CO) unterschiedlich ist.
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