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Technischer
Bereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Lithotriptor, bestehend aus
einem Gestell, aus einem Behandlungstisch zum Aufbahren eines Patienten während einer
Behandlung von Lithiasis mittels Fraktionierung, aus einer Vorrichtung
zur Stoßwellenübertragung
bzw. Stoßwellenerzeugung
mittels eines elektrischen Lichtbogens, aus Einrichtungen zur Fokussierung
dieser Stoßwellen
auf die betreffende Lithiasis, aus einem Bildschirmgerät zur direkten
Visualisierung der Behandlungszone, die betreffende Vorrichtung
zur Stoßwellenübertragung
aus zwei voneinander entfernten und an einen Starkstromkreisgenerator
angeschlossenen Elektroden bestehend, wobei die Einrichtungen zur
Fokussierung dieser Stoßwellen
einen semi-ellipsoidförmigen
Reflektor enthalten, wobei die äußeren Enden
der beiden Elektroden sich an einem der Brennpunkte des Reflektors
befinden, und der andere Brennpunkt des Reflektors auf die betreffende
Lithiasis zentriert ist, wobei die betreffenden Elektroden mit Einrichtungen ausgestattet
sind, die ihrer Abnutzung entgegenwirken.
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Stand der
Technik
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Ein
Lithotriptor ist ein Gerät,
welches zur Fraktionierung oder Zerstörung von Nierensteinen oder
Lithiasen zum Beispiel durch mittels eines elektrischen Lichtbogens
erzeugte Stoßwellen
verwendet wird, die auf im Inneren der in den Nieren lokalisierten
Steine liegende Stellen fokussiert werden. Die Stoßwellen
werden durch elektrische Lichtbogen erzeugt, die an einem der Brennpunkte
eines metallischen, semiellipsoid-förmigen Reflektors, der Sendebrennpunkt
genannt wird, erzeugt werden, der einen Behälter ausbildet. Dieser Behälter ist
während
des Eingriffes mit Kochsalzlösung
gefüllt,
und ist mit einer weichen und dichten Membran bedeckt, die direkt
auf der Haut des Patienten aufgebracht wird, um die Beständigkeit
des leitenden Milieus der Stoßwellen
sicherzustellen. Der Reflektor ist so positioniert, dass der andere
Brennpunkt, der Empfangsbrennpunkt genannt wird, im Inneren der
zu fraktionierenden oder zu zerstörenden Lithiasis angeordnet
ist.
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Die
Wirksamkeit eines solchen Gerätes
sowie die Zuverlässigkeit
der Behandlung beruhen hauptsächlich
auf der Positionierung des Empfangsbrennpunktes auf dem Ziel. Zu
diesem Zweck sind zwei Steuerungseinrichtungen unerlässlich.
Eine betrifft die genaue Positionierung der Elektroden, die einen
Lichtbogen erzeugen, im Verhältnis
zu dem Sendebrennpunkt, und die andere betrifft die genaue Positionierung
des Empfangsbrenn- punktes
im Verhältnis
zu der Lithiasis, wobei die Letztere direkt visualisiert werden
muss, um eine genaue Positionierung zu ermöglichen.
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Es
sind verschiedene Vorrichtungen zur Durchführung dieser Behandlung bekannt.
Sie alle weisen jedoch Mängel
und Unannehmlichkeiten auf, die ihre Konstruktion kompliziert und
kostspielig, sowie ihre Anwendung wenig präzise gestalten, wodurch folglich
die Behandlung des Patienten vom Zufall abhängig und wenig wirksam ist.
Eine der Unannehmlichkeiten liegt in dem Mangel an Genauigkeit der
Position des Stoßwellengenerators
begründet, der
insbesondere auf Grund der Abnutzung der Elektroden, aus welchen
der Generator besteht, idealerweise in dem Sendebrennpunkt des Behälters positioniert
ist. Der Abstand der einander gegenüberliegenden äußeren Enden
der Elektroden im Verhältnis zu
diesem Brennpunkt führt
zu Schussungenauigkeiten und ist der Grund für bestimmte festgestellte Wirksamkeitsmängel. Eine
weitere Unannehmlichkeit liegt in der Ungenauigkeit der Lokalisierung
der Lithiasis begründet.
Die genaue Bestimmung dieser Position ist wesentlich, damit das
Betreuungspersonal den Empfangsbrennpunkt mit der Lithiasis in Übereinstimmung
bringen, und somit die Wirksamkeit der Vorrichtung sicherstellen
kann.
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Bei
der Veröffentlichung
FR 2 593 383, die dem Oberbegriff des ersten Anspruches entspricht, besteht
der Gegenstand insbesondere in einer Vorrichtung zur Erzeugung von
Frequenzstoßwellen
zur Zerstörung
von Zie len wie zum Beispiel Nierensteinen. Diese Vorrichtung weist
zwei in Form einer Translationsbewegung axial bewegbare Elektroden auf,
die im Verhältnis
zu der Drehachse des Reflektors quer positioniert sind. Durch diese
Konzeption deckt die Anordnung der Elektroden einerseits das Feld
der Erzeugung von Stoßwellen
ab, und andererseits führt
die ausschließlich
axiale Verlagerung der Elektroden zu einer unregelmäßigen Abnutzung
dieser Elektroden und somit zu einer Verringerung der Präzision der
Positionierungsgenauigkeit auf den Sendebrennpunkt.
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Die
letztere Unannehmlichkeit ist auch bei der in dem U.S.-Patent 4
608 983 beschriebenen Vorrichtung vorhanden, wenn man von der Tatsache ausgeht,
dass die Elektroden auf ähnliche
Weise nur in Form einer axialen Translationsbewegung bewegbar sind.
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Bestimmte
andere bekannte Vorrichtungen weisen Einrichtungen auf, die eine
Verlagerung des Patienten im Verhältnis zu der Vorrichtung ermöglichen,
um die Lithiasis und den Empfangsbrennpunkt in Übereinstimmung zu bringen,
oder um den mechanisch mit der Vorrichtung verbundenen Empfangsbrennpunkt
mit der Lithiasis in Übereinstimmung
zu bringen. In beiden Fällen
sind die Konstruktionen schwer und platzraubend. Außerdem sind
alle Komponenten, und insbesondere die Visualisierungseinrichtungen
zweckbestimmt, was die Vorrichtungen beträchtlich verteuert.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Vorrichtung der Erfindung ermöglicht
die Beseitigung dieser verschiedenen Unannehmlichkeiten und die
wirksame Sicherstellung der Fraktionierung der Lithiasen durch die
Anwendung von Stoßwellen
auf dieselben mit einer vollkommen angepassten Stärke, und
vollkommen zielgerichtet, um Verletzungen des umgebenden Gewebes
zu vermeiden. Dies ist insbesondere auf die Tatsache zurückzuführen, dass
das System zum Ausgleichen der Abnutzung der Elektroden, wie es
realisiert ist, die Verhinderung einer Abnutzung der Elektroden
von der Seite her ermöglicht,
wodurch eine Dezentrierung des Stoßwellengenerators im Verhältnis zu
dem Sendebrennpunkt des Reflektors verursacht wird. Außerdem ist
diese Vorrichtung im Verhältnis
zu bekannten Vorrichtungen kaum platzraubend und ermöglicht leichte,
schnelle und wirksame Eingriffe, wobei die Schüsse eine sehr große Genauigkeit
aufweisen. Außerdem
sind die angebauten Ausrüstungsteile
wie zum Beispiel Visualisierungsvorrichtungen nicht zweckbestimmt,
und können
für andere
Eingriffe verwendet werden.
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Dieses
Ziel wird durch einen Lithotriptor gemäß der Erfindung erreicht, der
mit Einrichtungen ausgestattet ist, welche die Abnutzung der Elektroden
ausgleichen und dafür
aus mindestens einem Ausgleichsmechanismus bestehen, die entsprechend
angeordnet sind, um die beiden Elektroden unabhängig voneinander auf einer
Achse zu verschieben, die der Symmetrieachse des Reflektors entspricht,
und mindestens eine der beiden Elektroden zum Rotieren um ihre Längsachse
bringt. Aus diesem Grund nutzen sich die äußeren Enden der Elektroden
regelmäßig ab und
können
immer genau so positioniert werden, dass der Stoßwellengenerator, den sie darstellen,
unabhängig
von dem Abnutzungsgrad der Elektroden auf den Sendebrennpunkt zentriert
ist, der den Behälter
ausbildet. Daraus folgt, dass eine der zwei oben formulierten Grundbedingungen,
nämlich
dass die Stoßwellen
gut auf die zu behandelnden Lithiasen gezielt sein müssen, erfüllt ist.
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Auf
besonders vorteilhafte Art und Weise entspricht eine der beiden
Elektroden der Achse des Reflektors, inmitten eines Rohrs, das mit
einem ersten Mechanismus verbunden ist, der so angelegt ist, um
das betreffende Rohr mitsamt der enthaltenen Elektrode axial zu
versetzen und das betreffende Rohr zum Rotieren um die Längsachse
zu bringen. Die andere Elektrode besteht aus zwei durch einen Stab
miteinander verbundenen Teilen, wobei das eine Teil der Achse des
Reflektors entspricht und das andere Teil im Inneren des Rohrs,
das Rohr an einen zweiten Mechanismus gebunden ist, der das betreffende
Rohr mitsamt der enthaltenen Elektrode axial versetzt.
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Vorzugsweise
weist die Vorrichtung einen Rechner zur Ermittlung der jeweiligen
Raumkoordinaten der zu behandelnden Lithiasis sowie des Reflektors,
Einrichtungen zum Senden von Befehlssignalen in Abhängigkeit
von den ermittelten Werten der Raumkoordinaten, sowie Einrichtungen
auf, um den betreffenden Reflektor in Ab hängigkeit von den entsprechenden
Signalen auf die Weise zu verschieben, dass der Fokus-Empfänger bzw.
Empfängerbrennpunkt
auf der betreffenden Lithiasis positioniert ist. Durch diese Vorgehensweise
wird ermöglicht,
eine große
Positionierungsgenauigkeit der Lithiasis zu garantieren und eine
bisher nicht erreichte Anwendungsflexibilität zu erzielen.
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Vorteilhafterweise
weisen die Einrichtungen zum Versetzen des Reflektors ein Gehäuse auf,
das den den Reflektor darstellenden Behälter sowie einen Wagen trägt, auf
dem das betreffende Gehäuse montiert
ist, horizontal und gekreuzt angelegte Schienen, um diesem Wagen
eine Verlagerung in zwei orthogonale Richtungen zu erlauben, vertikal
angelegte Schienen um seine Versetzung in eine dritte, senkrecht
zu den zwei anderen Richtungen verlaufende Richtung zu ermöglichen,
sowie Antriebsteile für
diesen Wagen in die drei Richtungen. Aus diesem Grund wird einfach
der Stoßwellengenerator
verlagert, ohne dass es erforderlich ist, den Patienten oder die
gesamte Vorrichtung zu verlagern.
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Gemäß einer
ersten vorteilhaften Ausführungsform
weist das Bildschirmgerät
zur Direktübertragung
eine Radioskopieausstattung mitsamt einem Röntgenstrahlgenerator, sowie
Vorrichtungen zum Empfang der betreffenden Strahlen auf, die jeweils an
den beiden äußeren Enden
eines Arms in Form eines Kreisbogens montiert sind, der sich in
seiner Ebene um sein Zentrum dreht, und weist einen Bildschirm zum
Anzeigen der Radioskopiebilder sowie Einrichtungen zur Übermittlung
der visua lisierten Daten an den Rechner im Hinblick auf die Erstellung
der Koordinaten im Zusammenhang mit dem Sendebrennpunkt und der
Lithiasis auf.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform weist
das Bildschirmgerät
zur Direktübertragung
eine Echografieausstattung, sowie zumindest zwei voneinander entfernte
bzw. im Verhältnis
zueinander versetzte Kameras zur Bildaufnahme, einen Bildschirm zum
Aufblenden der Echografiebilder sowie Vorrichtungen zur Übermittlung
der visualisierten Daten an den Rechner im Hinblick auf die Erstellung
der Koordinaten im Zusammenhang mit dem Sendebrennpunkt und der
Lithiasis auf.
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In
diesem Fall ist eine der Kameras vorteilhafterweise unten am Apparat
unterhalb der Behandlungszone installiert, um von dieser Zone ein
senkrechtes Bild zu liefern und die andere Kamera ist auf der Seite
montiert, um ein schräges
Bild der betreffenden Zone zu liefern.
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Zusammenfassende
Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgend
gegebene Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines Lithotriptors
gemäß der Erfindung,
und unter Bezugnahme auf die beispielhaften und nicht begrenzenden
Zeichnungen besser verständlich,
wobei:
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1 eine perspektivische Gesamtansicht der
Vorrichtung gemäß der Erfindung
darstellt,
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2 eine das Funktionsprinzip
der Vorrichtung gemäß der Erfindung
veranschaulichende schematische Darstellung ist,
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3 eine Axialschnittansicht
des Reflektors und der Elektroden des Lithotriptors gemäß der Erfindung
schematisch darstellt,
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4 eine Ansicht einer besonderen
Ausführungsform
der mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung
verbundenen Visualisierungsvorrichtung darstellt.
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Art(en) der Ausführung der
Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf 1 weist
der so dargestellte Lithotriptor 10 im Wesentlichen ein
Gestell 11 auf, welches von einem Behandlungstisch 12 zum
Aufbahren eines Patienten während
einer Behandlung überragt
wird. Das Gestell 11 weist die Form eines Koffers auf,
dessen rechter Teil 13 im Wesentlichen elektrische oder
elektronische Ausrüstungen
enthält,
dessen linker Teil 14 im Wesentlichen mechanische Ausrüstungen,
und dessen mittlerer Teil 15 hauptsächlich einen beweglichen Wagen 16 enthält, der
einen semiellipsoid-förmigen
Reflektor 17 und eine Vorrichtung zur Stoßwellenerzeugung trägt, die
eine Zerstückelung
von Lithiasen herbeiführen
soll. Ein von einem ausrichtbaren Träger 19 getragener
Bildschirm 18 ist auf dem Gestell 11 angebracht.
Ein Bildschirmgerät
zur direkten Visualisierung der Behandlungszone, dessen Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 4 beschrieben
werden wird, ist vorzugsweise unabhängig mit der Vorrichtung und
mit dem Bildschirm 18 verbunden.
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In 2 ist der von einer Membran 31 überragte
Reflektor 17 schematisch dargestellt, die eine Geräuschübertragungsflüssigkeit 32 enthält, die
vorgesehen ist, um die Beständigkeit
des Übertragungsmilieus
der Stoßwellen
sicherzustellen, wenn die Membran gegen den Körper des Patienten gedrückt wird.
Der semi-ellipsoid-förmige
Reflektor 17 in Form eines Behälters enthält zwei Elektroden 33 und 34, deren
einander gegenüberliegend
positionierte äußere Enden 33a und 34a axial
praktisch in dem Sendebrennpunkt Fe des
Ellipsoids positioniert sind. Die Ausbildung eines elektrischen
Lichtbogens nach einer Entladung eines Kondensators in diesen Elektroden
verursacht eine Druckwelle, die von den Wänden des Behälters reflektiert
wird.
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Wie
in der Figur dargestellt, werden die von den Elektroden 33 und 34 erzeugten
Stoßwellen
auf eine in der Niere eines Patienten vorhandene Lithiasis 35 fokussiert,
die so positioniert ist, dass sie mit dem Empfangsbrennpunkt Fr des Reflektors übereinstimmt. Die Elektroden 33 und 34 stellen
einen elektrohydraulischen Druckwellengenerator mit hohem Wirkungsgrad
dar.
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3 ist eine Axialschnittansicht
des Behälters,
welche den semi-ellipsoid-förmigen
Reflektor 17 und die Elektroden darstellt, die den elektrohydraulischen
Druckwellengenerator darstellen. Der Behälter ist auf einem Gehäuse 40 befestigt
und enthält
die zwei Elektroden 33 und 34, die so angeordnet
sind, dass ihre jeweiligen äußeren Enden 33a und 34a mit spitzem
Abschluss auf der Symmetrieachse des Behälters beiderseits des Sendebrennpunktes
Fe des Reflektors angeordnet sind. Die Elektrode 33 durchquert
ein Elektrodenträgerrohr 41 aus
Kunststoff, welches im Inneren eines am Boden des Behälters axial
angebrachten festen Ansatzstückes 42 untergebracht
ist. Dieses Elektrodenträgerrohr 41 ist
mit einem Antriebsmechanismus verbunden, der einen Getriebemotor 43 umfasst,
dessen erste Funktion in der Sicherstellung einer Axialverlagerung
der Elektrode 33 besteht, um deren Abnutzung auszugleichen
und deren äußeres Ende 33a ständig wieder
in seine Axialposition in der Nähe
des Sendebrennpunktes Fe zurückzubringen
und dessen zweite Funktion darin besteht, eine Drehung der Elektrode 33 um
ihre Achse zu erzeugen, um eine unregelmäßige Abnutzung von der Seite
her zu verhindern, die als schädliche
Wirkung eine Verschiebung des äußeren Endes 33a im
Verhältnis
zu dem Sendebrennpunkt Fe zur Folge hätte.
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Die
Elektrode 34 besteht aus zwei durch einen Stab 46 miteinander
verbundenen, parallel zueinander verlaufenden Teilen 44 und 45.
Das Teil 45 ist in einem Elektrodenträgerrohr 47 untergebracht, welches
den Boden des Behälters
in einem geeigneten Ansatzstück 48 durchquert.
Dieses Elektroden trägerrohr 47 ist
mit einem Antriebsmechanismus verbunden, der einen Getriebemotor 49 umfasst, dessen
Funktionen in der Sicherstellung einer Axialverlagerung der Elektrode 34 bestehen,
um deren Abnutzung auszugleichen und deren äußeres Ende 34a ständig wieder
in seine Axialposition in der Nähe des
Sendebrennpunktes Fe zurückzubringen.
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Das
Ansatzstück 42 weist
eine wulstförmige Dichtung 50 auf,
welche die Dichtheit des Elektrodenträgerrohres 41 sicherstellt.
Auf ähnliche
Weise weist das Ansatzstück 48 eine
wulstförmige
Dichtung 51 auf, welche die Dichtheit des Elektrodenträgerrohres 47 sicherstellt.
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In 4 ist ein Teil der Vorrichtung
dargestellt, der das Bildschirmgerät 60 zur direkten
Visualisierung der Behandlungszone darstellt. Dieses Gerät ist vorzugsweise
von der Vorrichtung unabhängig, kann
jedoch auch dauerhaft angebracht sein. Es handelt sich bei dem dargestellten
Beispiel um einen Radioskopiearm 61 in Form eines kleinen
Bogens, der als C-förmiger
Arm bezeichnet wird, und der an seinem äußeren unteren Ende einen Röntgenstrahlgenerator 62 trägt, und
an seinem äußeren oberen Ende
Vorrichtungen zum Empfang der betreffenden Strahlen, wie zum Beispiel
einen Helligkeitsverstärker 63 trägt. Der
C-förmige
Arm ist kreisförmig
und auf seiner Ebene um seinen Drehpunkt R drehbar, der im Verhältnis zu
der durch den Generator 62 und den Verstärker 63 festgelegten
Achse versetzt ist. Der zwischen R und dem Schnittpunkt O der
Achse 64 mit der durch den Drehpunkt R verlaufenden senk rechten
Achse vorhandene Versatz d liegt in der Größenordnung von 40 bis 80 mm.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
kann das Bildschirmgerät
zur Visualisierung durch Röntgenstrahlen
durch eine Vorrichtung zum Markieren der Lithiasen durch Echografie
ersetzt werden, worin auf eine an sich bekannte Art eine Echografiesonde und
Bildschirm 18 enthalten ist, der die erfassten Bilder anzeigt.
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Im
Verlauf der Operation werden zwei aufeinanderfolgende Bildaufnahmen
vorgenommen. Eine der Bildaufnahmen erfolgt senkrecht zu dem Tisch 12,
der zum Aufbahren eines Patienten dient, und die andere erfolgt
schräg
im Verhältnis
zu dem Tisch. Die ermittelten und auf dem Bildschirm angezeigten
Koordinaten werden an einen Rechner übermittelt, der die Koordinaten
des Stoßwellengenerators
genau bestimmt. Dieser Schritt stellt einen Abgleichvorgang der
Vorrichtung durch Triangulierung dar. Diese wird durch die Tatsache
ermöglicht,
dass sich der C-förmige
Arm in seiner Ebene um seinen Drehpunkt drehen kann, der im geometrischen
Zentrum des Kreisbogens angeordnet ist. Nach der Positionierung
des Patienten auf dem Operationstisch wird auf die gleiche Weise
vorgegangen, um die Position der Lithiasis zu bestimmen. Es wird
eine erste Radioskopie der Behandlungszone durchgeführt, wobei
sich der Radioskopiearm in vertikaler Position befindet, und eine zweite
Radioskopie dieser Zone durchgeführt,
wobei sich der Arm in schräger
Position befindet und die Neigung zum Beispiel in der Größenordnung
von 20 Grad im Verhältnis
zur Vertikalen liegt. Die Koordinaten der Lithiasis auf den zwei
Bildern werden in den Rechner eingegeben. Letzterer bestimmt dann
mit Genauigkeit die Position des Stoßwellengenerators, damit der
Sendebrennpunkt Fe so positioniert wird, dass
der Empfangsbrennpunkt Fr der Lithiasis
entspricht.
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Ein ähnlicher
Schritt kann durchgeführt
werden, indem die Radioskopie durch Echografie ersetzt wird. Bei
dieser Ausführung
weist die Vorrichtung zwei Kameras zur Bildaufnahme, das heißt Markierungskameras
auf, wovon eine jeweils unten am Apparat unterhalb der Behandlungszone
installiert ist, um von dieser Zone ein senkrechtes Bild zu liefern und
die andere Kamera auf der Seite montiert ist, um ein schräges Bild
der betreffenden Zone zu liefern. Wenn der Operateur eine Echografie
des Patienten mithilfe einer Echografiesonde durchführt, zeichnen die
Markierungskameras die Position der Sonde in dem Raum der Vorrichtung
auf. Ein Rechner bestimmt die Raumkoordinaten dieser Position, wodurch
nachfolgend die Berechnung der Position der Lithiasis, und die genaue
Festlegung der Position des Stoßwellengenerators
ermöglicht
wird, damit der Sendebrennpunkt Fe so positioniert
wird, dass der Empfangsbrennpunkt Fr der
Lithiasis entspricht.
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Nach
der Bestimmung dieser Koordinaten ist es angebracht, den Sendebrennpunkt
Fe in seine richtige Position zu bringen.
Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung Einrichtungen zur Verlagerung
des Reflektors 17 oder genauer ausgedrückt des Gehäuses 40 an die ge wünschte Stelle
auf, welches den Behälter
trägt.
Diese Einrichtungen umfassen einen Wagen, auf dem das betreffende
Gehäuse
montiert ist, horizontal und gekreuzt angelegte Schienen um diesem
Wagen eine Verlagerung in zwei orthogonale Richtungen zu erlauben,
vertikal angelegte Schienen um seine Versetzung in eine dritte,
senkrecht zu den zwei anderen Richtungen verlaufende Richtung zu ermöglichen,
sowie Antriebsteile für
diesen Wagen in die drei Richtungen. Diese Einrichtungen werden durch
von dem Rechner erzeugte Signale, oder durch von einem mit dem Rechner
verbundenen Signalgenerator gesteuert, und vorzugsweise an mit mechanischen
Einrichtungen verbundene Schrittmotoren übertragen, welche die Verlagerungen
des Wagens sicherstellen.