DE69025165T2

DE69025165T2 - Medizinische Vorrichtung zur Stosswellenbehandlung mit auswechselbarer Ultraschallsonde

Info

Publication number: DE69025165T2
Application number: DE1990625165
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Okazaki
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2010-03-07
Also published as: EP0445322A1; EP0445322B1; DE69025165D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung zur Stoßwellenbehandlung zum Behandeln eines zu behandelnden Objektes innerhalb eines Patienten, wie beispielsweise einer Krebszelle und Konkretion, durch deren Zersetzung mittels fokussierender Energie einer Stoßwelle.

Stand der Technik

Ein Beispiel einer herkömmlichen medizinischen Vorrichtung zur Stoßwellenbehandlung, ein in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung Nr.62-049843 (1987) beschriebener Ultraschallwellenapplikator ist in Fig. 1 dargestellt.
Dieser Ultraschallwellenapplikator 1 umfaßt einen konkaven Oszillator 2 von 10 cm Durchmesser und konstanter Krümmung zum Erzeugen fokussierter Ultraschallwellen, der in seiner Mitte eine Öffnung mit vorgeschriebener Form hat, ein Stützmaterial 3, das gleichmäßig an der Rückseite dieses konkaven Oszillators 2 befestigt ist, eine bilderzeugende Ultraschallsonde 4 zum Aufnehmen von Bildern des zu behandelnden Bereiches durch Senden und Empfangen von bilderzeugenden Ultraschallwellen, die an der Öffnung des konkaven Oszillators 2 befestigt ist und von der Sektor-Scan-Bauart ist mit einer Anordnung 4a von kleinen Oszillatorelementen an seiner Unterseite, und einen Akustikkoppler 5 zum Hindurchleiten der fokussierten Ultraschallwellen von dem konkaven Oszillator 2 zu einer Oberfläche 32S eines Patienten, welcher Akustikkoppler aus einem Beutel 6 mit dünner Wandstärke hergestellt ist, der eine der von Wasser im wesentlichen gleiche akustische Impedanz hat und mit Wasser gefüllt ist.
In diesem Ultraschallwellenapplikator list die Anordnung 4a der Oszillatorelemente der bilderzeugenden Ultraschallsonde 4 entweder mit einer gekrümmten ultraschallwellen erzeugenden Oberfläche des konkaven Oszillators 2 ausgerichtet oder weiter von der Oberfläche 32S des Patienten weg angeordnet als die gekrümmte ultraschallwellenerzeugende Oberfläche des konkaven Oszillators 2.
Bei einer solchen Konfiguration leiden die bilderzeugenden Ultraschallwellen, die von der bilderzeugenden Ultraschallsonde 4 gesendet und empfangen werden, unvermeidlich unter Streuung und Dissipation aufgrund des zwischenangeordneten Wassers innerhalb des Akustikkopplers 5 und der dünnen Haut des Beutels 6. Aus diesem Grund werden die an einer Anzeigeeinheit (nicht dargestellt) anzuzeigenden Bilder durch Störungen bzw. Rauschen beeinflußt, so daß die Lokalisierung des zu behandelnden Objektes schwierig wird.
Andererseits gibt es eine alternative Konfiguration für den Ultraschallwellenapplikator, der in Fig. 2 dargestellt ist.
Dieser Ultraschallwellenapplikator 7 umfaßt einen konkaven Oszillator 9 zum Erzeugen von Ultraschallwellen mit einer fokussierenden Bahn 12, der ähnlich dem konkaven Oszillator 2 des vorstehend beschriebenen Beispiels ist und unterhalb eines Bettes 8 angeordnet ist, einen mit Wasser gefülltem Wasserbeutel 10 zum Übertragen der Ultraschallwellen, der zwischen einer ultraschallwellenerzeugenden Oberfläche des konkaven Oszillators 9 und einer oberhalb des konkaven Oszillators 9 angeordneten Öffnung 13 des Bettes 8 vorgesehen ist, und eine mechanische Sonde 11, die innerhalb des Wasserbeutels 10 angeordnet ist und eine feste Brennweite hat.
Bei dieser alternativen Konfiguration besteht ebenfalls das Problem der Streuung und Dissipation, wie für das vorhergehende Beispiel beschrieben. Zusätzlich bestehen aufgrund der Tatsache, daß die Sonde 11 eine mechanische Sonde ist, Probleme wie Verschlechterung der Bildqualität, Vergrößerung der Konfiguration und Empfänglichkeit gegenüber Schwingungen. Weiter ist der Betrieb des Ultraschallapplikators 7 in einer Konfiguration gemäß Fig. 2 schwieriger, da dieser Ultraschallapplikator 7 an dem Bett 8 befestigt ist.
Um mit diesen Problemen einer herkömmlichen Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung fertig zu werden, hat der Erfinder der vorliegenden Anmeldung einen Stoßwellenapplikator vorgeschlagen, der einen Stoßwellenwandler zum Erzeugen von Stoßwellen mit einem innerhalb eines Patienten angeordneten Brennpunkt, einen an einer stoßwellenerzeugenden Oberfläche des Stoßwellenwandlers vorgesehenen Wassersack und einem bilderzeugenden Ultraschallwandler aufweist, der zwischen der stoßwellenerzeugenden Oberfläche und dem Brennpunkt liegt, um Bilddaten des Patienten in einem den Brennpunkt enthaltenen Bereich in einem Zustand aufzunehmen, in dem seine Ultraschallwellen sendende und empfangende Oberfläche eine Oberfläche des Patienten berührt, wie in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung Nr.62-290158 (1987) oder EP-A- 0361863 beschrieben.
Im allgemeinen ändert sich der Abstand zwischen einer Körperoberfläche und dem zu behandelnden Objekt entsprechend einem das zu behandelnde Objekt enthaltenden Organ und hängt davon ab, ob der Patient ein Erwachsener oder ein Kind ist. Weiter hängt die Dissipation der Ultraschallwellen von der physikalischen Konstitution des Patienten ab.
Aus diesen Gründen entsteht die Notwendigkeit, die bilderzeugende Ultraschallprobe derart auszuwechseln, daß verschiedene Eigenschaften entsprechend dem Abstand des zu behandelnden Objekts von der Körperoberfläche und der physikalischen Konstitution des Patienten erreicht werden können.
Bei den herkömmlichen Vorrichtungen zur medizinischen Stoßwellenbehandlung wurde jedoch eine Austauschbarkeit der bilderzeugenden Ultraschallsonde nicht in Betracht gezogen, so daß die bilderzeugende Ultraschallsonde nicht auf einfache Weise ausgetauscht werden konnte.
Ein Stoßwellenapplikator für eine Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung entsprechend dem Oberbegriff des beigefügten unabhängigen Anspruchs 1 ist in der EP-A- 0 361 863 beschrieben. Die Aufnahmerohrvorrichtung dieses bekannten Stoßwellenapplikators ist durch ein zylindrisches Bauteil gebildet, dessen oberes Ende mit dem Rand der zentralen Öffnung der Stoßwellenwandlervorrichtung verbunden bzw. verklebt ist und dessen unteres Ende einteilig mit dem Bodenbereich der Akustikkopplervorrichtung ausgebildet sein kann. Die Ultraschallsondenvorrichtung wird in das zylindrische Bauteil eingesetzt, das die Aufnahmerohrvorrichtung bildet. Es fehlt jedwelche Beschreibung einer Möglichkeit, die relative Lage zwischen der Ultraschallsondenvorrichtung und der Stoßwellenwandlervorrichtung zu verändern. Weiter würde bei diesem bekannten Stoßwellenapplikator jede Änderung der relativen Lage zwischen der Stoßwellenwandlervorrichtung und der Ultraschallsondenvorrichtung eine Veränderung in dem Abstand zwischen der Ultraschallsondenvorrichtung und der Oberfläche des zu behandelnden Körpers hervorrufen, was die Qualität der von der Ultraschallsondenvorrichtung erzeugten Bilder nachteilig beeinflussen könnte. Ein weiterer Gesichtspunkt dieses Stoßwellenapplikators liegt darin, daß der Abstand zwischen der Stoßwellenwandlervorrichtung und dem Boden bzw. der Unterseite der durch einen Wassertank gebildeten Akustikkopplervorrichtung durch das zylindrische Bauteil weitgehend fixiert ist, was eine geringere Flexibilität bezüglich der Anpassung der Vorrichtung an die Notwendigkeiten unterschiedlicher medizinischer Behandlungen bewirkt.
Aus der EP-A-0 301 360 ist ein Stoßwellenapplikator bekannt, dessen Akustikkopplervorrichtung an ihrer Bodenfläche geschlossen ist. Die Aufnahmerohrvorrichtung, die durch eine Öffnung der Stoßwellenwandlervorrichtung hindurchführt, endet innerhalb der Akustikkopplervorrichtung. Eine bilderzeugende Ultraschallsondenvorrichtung, die innerhalb der Aufnahmevorrichtung angeordnet ist, steht in direkter Berührung mit der Koppelflüssigkeit innerhalb der Akustikkopplervorrichtung. Aufgrund dieser Konstruktion muß eine Dichtungsvorrichtung zwischen der Aufnahmevorrichtung und der Stoßwellenwandlervorrichtung vorgesehen sein und muß zusätzlich eine Dichtungsvorrichtung zwischen der Aufnahmerohrvorrichtung und der Ultraschallsondenvorrichtung vorgesehen sein. Zusätzlich verändert sich die Weglänge der Ultraschallwellen der Wellensondenvorrichtung durch die Flüssigkeit innerhalb der Akustikkopplervorrichtung entsprechend der Lage der Ultraschallsondenvorrichtung innerhalb der Aufnahmerohrvorrichtung.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung zu schaffen, bei der die bilderzeugende Ultraschallsondenvorrichtung unter solchen mit unterschiedlichen Bildbereichtiefen ausgewechselt werden kann, so daß die Lokalisierung des zu behandelnden Objekts innerhalb des Patienten einfacher wird, und wobei die relative Lage der Stoßwellenwandlervorrichtung und der bilderzeugenden Ultraschallsondenvorrichtung einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Stoßwellenapplikator für eine Einrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1 gelöst.
Die einfache Austauschbarkeit der Ultraschallsonde besteht aufgrund der Tatsache, daß die Ultraschallsonde vollständig vom inneren der Akustikkopplervorrichtung getrennt ist und daß keine Notwendigkeit besteht, daß die Vorrichtung zum Bewegen der Ultraschallsondenvorrichtung relativ zur Stoßwellenwandlervorrichtung in irgendeine Oberfläche der Ultraschallsondenvorrichtung eingreift.
Die abhängigen Ansprüche 2 bis 6 sind auf vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Apparates gerichtet. Ein spezieller Vorteil der Ausführungsformen entsprechend den Ansprüchen 5 und 6 liegt darin, daß es in einfacher Weise möglich ist, die Ultraschallsondenvorrichtung an einer festen Position bezüglich der Körperoberfläche drehbar zu halten, während die relative Position der Stoßwellenwandlervorrichtung und der Ultraschallwellenvorrichtung verändert wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es stellen dar:
Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht eines Beispiels einer herkömmlichen Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung,
Fig. 2 eine schematische Querschnittansicht eines weiteren Beispiels einer herkömmlichen Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung,
Fig. 4 eine detaillierte Querschnittansicht eines Stoßwellenwandlers in der Vorrichtung gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittansicht einer Positionserfassungseinheit des Stoßwellenwandlers der Fig. 4,
Fig. 6 eine vergrößerte Querschnittansicht eines Bereiches A des Stoßwellenwandlers der Fig. 4,
Fig. 7 eine vergrößerte Querschnittansicht eines Bereiches B des Stoßwellenwandlers der Fig. 4,
Fig. 8 eine vergrößerte Querschnittansicht eines Bereiches C des Stoßwellenwandlers gemäß Fig. 4,
Fig. 9 eine vergrößerte Querschnittansicht eines Bereiches D des Stoßwellenwandlers gemäß Fig. 4 und
Fig. 10 eine vergrößerte Querschnittansicht einer alternativen Ausbildung des in Fig. 9 gezeigten Bereiches D.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Bezugnehmend auf Fig. 3 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung in Form einer Ultraschallvorrichtung zur medizinischen Behandlung dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehand lung einen Stoßwellenapplikator 17 mit einem Stoßwellenwandler 15 zum Erzeugen von Ultraschallstoßwellen als Stoßwellen zur Behandlung und eine bilderzeugende bzw. abbildende Ultraschallsonde 16 zum Senden und Empfangen bilderzeugender Ultraschallwellen, die nachfolgend genauer beschrieben wird, einen Impulsgeber 18 zum Aktivieren des Stoßwellenwandlers 15 durch Anlegen gepulster Signale, eine Sender-/Empfangerschaltung 19 zum Aktivieren der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 zu Sektor-Scannen bzw. Abtasten durch Anlegen gepulster Signale und Empfangen von Echosignalen, die von der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 als Ergebnis der Sektorabtastung erhalten werden, eine Signalverarbeitungsschaltung 20 zum Wandeln der Ausgangssignale der Sender-/Empfangerschaltung in Videosignale durch Erfassen der Amplituden der Ausgangssignale, eine Signalumformungseinheit 21, wie ein digitaler Scan-Konverter zum Durchführen einer Signalumformung an Ausgangssignalen der Signalverarbeitungsschaltung 20, eine CPU 22 zum Steuern von Elementen der Vorrichtung, einen gepulsten Signalcontroller 23 zum Steuern von Zeiten, Amplituden und Frequenzen der gepulsten Signale des Impulsgebers 18 und der Sender-/Empfangerschaltung 19, eine Anzeigeeinheit 27 zum Anzeigen von Bildern, wie solchen der Körperoberfläche eines Patienten, eines interessierenden Organs, einer in dem interessierenden Organ zu behandelnden Konkretion in einem fächerförmigen Bildbereich 25, der von der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 zusammen mit einer Brennpunktmarkierung 26 bildlich dargestellt wird, die einen Brennpunkt der von dem Stoßwellenwandler 15 erzeugten Ultraschallstoßwellen anzeigt und weitere Information, einen Schalter 29 zum Aktivieren des Anlegens der gepulsten Signale von dem Impulsgeber 18 an den Stoßwellenwandler 15, und einen Positionscontroller 30 zum Kontrollieren bzw. Steuern einer relativen Position des Stoßwellenwandlers 15 bezüglich der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16.
Bezugnehmend auf die Fig. 4 bis 9 erfolgt nun eine genauere Beschreibung des Stoßwellenapplikators 17.
Gemäß Fig. 4 umfaßt der Stoßwellenapplikator 17 den Stoßwellenwandler 15 zum Erzeugen der Ultraschallstoßwellen zum Behandeln eines zu behandelnden Objekts, wie einer Konkretion in einem Organ, aus seiner konstant gekrümmten Stoßwellenerzeugungsfläche isa, die mit einem konkaven Oszillator ausgerüstet ist, mit dem Brennpunkt 41a innerhalb des Patienten 32 angeordnet, welche Oberfläche 15a eine zentrale Öffnung A hat, einen Wasserbeutel 33 als Akustikkoppler, der mit Wasser gefüllt ist, zum Durchleiten der Ultraschallstoßwellen aus dem Stoßwellenwandler 15 zu dem Patienten 32 und der an dem Stoßwellenwandler 15 an der Seite der Stoßwellenerzeugungsfläche 15a befestigt ist, und die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 mit einer Anordnung von kleinen Oszillatorelementen an der Boden- bzw. Unterseite 16a zum Aufnehmen von Bildern in einem zu behandelnden, den Brennpunkt 41a enthaltenden Bereich 42 durch Senden und Empfangen von bilderzeugenden Ultraschallwellen mit der Unterseite 16a, die die Körperoberfläche 32S des Patienten 32 berührt und auf einer Linie L angeordnet ist, die das Zentrum der zentralen Öffnung A und den Brennpunkt 41a verbindet.
Bei diesem Stoßwellenapplikator 17 ist die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 innerhalb eines zylindrischen Aufnahmerohrs 54 untergebracht, das aus Edelstahl besteht und dessen innerer Durchmesser etwas größer als der äußere Durchmesser der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 ist, und an der zentralen Öffnung A des Stoßwellenwandlers 15 ist um das Aufnahmerohr 54 herum ein becherförmiges Verbindungsteil 43 vorgesehen, das einen etwas größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Aufnahmerohrs 54 aufweist, um den Stoßwellenwandler 15 bezüglich des Aufnahmerohrs 54 zu halten.
Der Stoßwellenapplikator 17 ist mit einem Schwenkmechanismus für den Stoßwellenwandler 15 und die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 ausgerüstet, so daß der Stoßwellenwandler 15 und die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 in eine gewünschte Richtung auf den Patienten 32 hin verschwenkt werden können. Der Schwenkmechanismus enthält ein Paar symmetrisch angeordneter Verbindungsteile 83, von denen jedes eine erste Führung 82 an einer Oberseite hat, die verschiebbar mit einer kreisförmigen Führungsschiene 81 in Eingriff ist. Die kreisförmige Führungsschiene 81 wird von einem Aufhängungsrahmen 80 getragen, der den gesamten Stoßwellenapplikator 17 tragen kann, und ist derart gekrümmt, daß sie die Form eines Teils eines Kreises hat, der um die Mitte der Bodenfläche bzw. Unterseite 16a der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 zentriert ist. Jedes Verbindungsteil 83 hat zwei untere Enden, von denen eines mit einem oberen Endbereich des Aufnahmerohrs 54 verbunden ist, während das andere mit einer senkrechten Führungsschiene 84 verbunden ist, die mittels des Stoßwellenwandlers 15 parallel zu dem Aufnahmerohr 54 vorgesehen ist. Der Stoßwellenwandler 15 ist mit den senkrechten Schienen 84 über zweite Führungen 85 verbunden, die an einem Rand des Stoßwellenwandlers 15 befestigt sind und verschiebbar mit den senkrechten Führungsschienen 84 in Eingriff sind. Jede der senkrechten Führungsschienen 84 hat an ihrem unteren Ende einen Anschlag, um zu verhindern, daß die zweite Führung 85 von der senkrechten Führungsschiene 84 freikommt. Durch manuelles Verschieben der ersten Führung 82 längs der kreisförmigen Führungsschiene 81 können der Stoßwellenwandler 15 und die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 in einer gewünschten Richtung zum Patienten 32 hin verschwenkt werden, ohne daß die relative Lage des Stoßwellenwandlers 15 relativ zu der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 verändert wird. Ebenfalls kann eine senkrechte Ebene, in der das Verschwenken stattfindet, gedreht werden, indem der Aufhängungsrahmen 80 verdreht wird.
Weiter ist zwischen dem Verbindungsbauteil 43 und dem Aufnahmerohr 54 eine Antriebseinheit 36 zum Bewegen des Stoßwellenwandlers 15 in einer Richtung E bezüglich des Aufnahmerohrs 54 vorgesehen. Diese Antriebseinheit 36 umfaßt eine Zahnstange 36a, die an einer Seitenfläche des Aufnahmerohrs 54 befestigt ist, ein Ritzel 36b, das in die Zahnstange 36a eingreift, einen Motor 66c als Antriebskraftquelle, dessen antreibende Achse mit dem Ritzel 36b verbunden ist, und ein Haltebauteil 36d zum Halten des Motors 36c relativ zum Verbindungsbauteil 43. Die Antriebseinheit 36 bewegt den Stoßwellenwandler 15 auf gewünschte Weise, die durch ein von dem Positionscontroller 30 gemäß Fig. 3 bereitgestelltes Steuersignal angezeigt wird.
Eine Position des Stoßwellenwandlers 15 in Richtung E bezüglich des Aufnahmerohrs 54 wird mittels einer Positionserfassungseinheit 90 erfaßt bzw. festgestellt. Wie in Fig. 5 dargestellt, umfaßt die Positionserfassungeinheit 90 Skalenmarkierungen 90a, die an einer Seitenfläche des Aufnahmerohrs 54 zum Anzeigen vorbestimmter Intervalle vorgesehen sind, einen Photosensor 90b zum Lesen der Anzeigenmarkierungen 90a, und ein Halteelement 91 zum Halten des Photosensors 90b bzgl. des Verbindungsbauteils 43.
Das Ablesen der von dem Photosensor 90b gelesenen Skalenmarkierungen wird dem Positionscontroller 30 signalisiert, der wiederum den Drehwinkel der Antriebsachse des Motors 36c derart steuert, daß die Position des Stoßwellenwandlers 15 bezüglich der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 auf gewünschte Weise gesteuert wird. Wenn der Motor 36c nicht aktiviert ist, wird die Position des Stoßwellenwandlers 15 festgehalten.
Wie in Fig. 6 dargestellt, enthält das Verbindungsbauteil 43 neben der zentralen Öffnung A des Stoßwellenwandlers 15 einen unteren Rohrbereich 43b mit einer Nut 43a zur Aufnahme eines O-Rings 52 an einer inneren Umfangsseite in Anlage an dem Aufnahmerohr 54. Das Verbindungsbauteil 43 ist weiter mit einem Anschlagbauteil 51 mit einem oberen Rohrbereich 51b, einem Mutterbereich 51a, der sich senkrecht zu dem oberen Rohrbereich 51b erstreckt, und einem Schraubbolzen 53 versehen, der in den Mutterbereich Sla eingeschraubt wird, um das Anschlagbauteil 51 am Hauptteil des Verbindungsbauteils 43 zu befestigen. Der untere Rohrbereich 43b und der obere Rohrbereich 51b haben die Funktion, das Aufnahmerohr 54 verkippungssicher bezüglich des Verbindungsrohrs 43 zu halten, während der O-Ring 52 die Funktion hat, das Auslaufen von in dem Wasserbeutel 53 enthaltenen Wasser zu verhindern, selbst wenn der Stoßwellenwandler 15 in der Richtung E bewegt wird.
Der Wasserbeutel 33 umfaßt eine Seitenfläche 33a in Form eines Balges, der sich in einem bestimmten Winkelbereich um die Richtung E verlängern oder zusammenziehen kann, dessen oberer Umfangsrand an dem Umfang des Stoßwellenwandlers 15 befestigt ist, und eine Unterseite 37, die aus einer dünnen Gummifolie besteht, die im wesentlichen die gleiche akustische Impedanz wie Wasser hat.
Wie in Fig. 7 dargestellt, ist um den Außenrand der Unterseite 37 ein äußerer Verstär kungsring 37a geformt und die Seitenfläche 33a und die Unterseite 37 sind durch Zusammenklemmen eines Randes der Seitenfläche 33a und des Verstarkungsrings 37a zwischen ringförmigen Anschlußteilen 61 und 62 verbunden, die mittels eines Schraubbolzens 63 aneinander befestigt sind.
Wie in Fig. 8 dargestellt, weist die Unterseite 37 um ihren Innenrand herum einen inneren Verstärkungsring 37b auf und die Unterseite 37 ist durch Einklemmen des Verstärkungsrings 37a zwischen ringförmigen Anschlußteilen 71 und 72 festgelegt, die mittels eines Schraubbolzens 73 aneinander befestigt sind.
Zusätzlich ist, um einen Endbereich der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 mit einem inneren Seitenwandbereich 37c der Unterseite 37 fest zu umschließen, ein zusätzliches Verstärkungsbauteil 75, das aus härterem Gummi als der der Unterseite 37 besteht, an dem inneren Seitenwandbereich 37c versehen, der mittels eines Bandes 74 an dem inneren Seitenwandbereich 37c festgehalten ist, und ein elastischer, ringförmiger Schwamm bzw. Schaum 76 ist an den Endbereich der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 befestigt.
Da sie aus einer dünnen Folie besteht, kann die Unterseite 37 aufgerissen werden; in einem solchen Fall kann die Unterseite 37 jedoch auf einfache Weise ersetzt werden, indem die Anschlußteile 61 und 62 an dem Außenrand voneinander getrennt werden, um den äußeren Verstärkungsring 37a abzunehmen, das Wasser innerhalb des Wasserbeutels 33 abgelassen wird, die Anschlußteile 71 und 72 an dem Innenrand voneinander getrennt werden und das Band 74 an dem inneren Seitenwandbereich 37c entfernt wird.
Die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 hat eine feste Eindringtiefe und dies wiederum bestimmt die Tiefe eines zu behandelnden Bereiches. Andererseits ist die Entfernung zwischen der Körperoberfläche und der Konkretion bei einem erwachsenen Patienten anders als bei einem kindlichen Patienten, selbst wenn das die Konkretion bzw. die Verfestigung enthaltende Organ identisch ist. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, für einen erwachsenen Patienten eine bilderzeugende Ultraschallsonde 16 niedriger Frequenz (3,75 MHZ) zu verwenden, um ein Bild in einem tieferen Bereich aufzunehmen, und eine bilderzeugende Ultraschallsonde 16 mit hoher Frequenz ( 5 MHZ) für einen kindlichen Patienten zu verwenden, um ein Bild in flacherer Lage zu nehmen. Die hochfrequente, bilderzeugende Ultraschallsonde 16 hat den weiteren Vorteil, daß damit hochqualitative Bilder erhalten werden können. Ähnlich ist es vorteilhaft, eine geeignete von mehreren bilderzeugenden Ultraschallsonden 16 unterschiedlicher Frequenzen auszuwählen, je nach der Tiefe der zu zersetzenden Konkretion. Auch ist es vorteilhaft, eine geeignete von mehreren von bilderzeugenden Ultraschallsonden 16 unterschiedlicher Frequenzen in Abhängigkeit von der physikalischen Konstitution des Patienten auszuwählen, wie beispielsweise die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 niedriger Frequenz für einen muskulösen Patienten und die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 hoher Frequenz für einen weniger muskulösen Patienten.
Aus diesem Grund ist bei dieser Ausführungsform die bilderzeugende Ultraschallprobe 16 derart innerhalb des Aufnahmerohrs 54 aufgenommen, daß sie in einfacher Weise durch eine andere ausgetauscht werden kann. Weiter ist bei dieser Ausführungsform die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 um ihre zentrale Achse drehbar. Genauer besteht, wie in Fig. 9 dargestellt, ein Spiel- bzw. Zwischenraum von etwa 0,5 bis 1 mm zwischen dem Innendurchmesser des Aufnahmerohrs 54 und dem Außendurchmesser der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16, so daß die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 auf einfacher Weise in das Aufnahmerohr 54 eingesetzt werden kann. Zusätzlich hat die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 ihrem oberen Endbereich benachbart eine Nut 16c, so daß ein Schraubbolzen 16b durch ein in dem Aufnahmerohr 54 vorgesehenes Loch 54a hindurch in der Nut 16c befestigt werden kann. Wenn der Schraubbolzen 16b voll festgezogen ist, kann die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 in einer gewünschten Lage festgelegt werden, wohingegen bei nur lose angezogenem Schraubbolzen 16 die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 um ihre zentrale Achse gedreht werden kann.
Im folgenden wird die Betriebsweise der beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung für einen beispielhaften Fall beschrieben, bei dem eine Konkretion 39 innerhalb eines Organs 38 gemäß Fig. 4 behandelt wird.
Die bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 mit einer für diese, zu behandelnde Konkretion 39 geeigneten Eindringtiefe wird vorher ausgewählt, in dem Aufnahmerohr 54 installiert und mittels des Schraubbolzens 16b festgelegt.
Dann wird der Wasserbeutel 33 des Stoßwellenapplikators 17 über der Körperoberfläche 32S des Patienten 32 oberhalb des Organs 38 angeordnet, wobei die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 die Körperoberfläche 32S berührt.
Anschließend wird die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 zusammen mit der Sende/Empfangerschaltung 19, der Signalverarbeitungsschaltung 20 und der Signalumformungseinheit 21 aktiviert, so daß auf der Anzeigeeinheit 27 ein tomographisches Bild des Patienten 32 angezeigt wird. Da die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 die Körperoberfläche 32S berührt, wird ein sehr klares Bild ohne Einflüsse von Wasser oder der Unterseite 37 des Wasserbeuteis 33 erhaltbar, und dies unterstützt eine rasche und einfache Erfassung der Konkretion 39.
Anschließend wird die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 betrieben, um die Konkretion 39 auf dem von der Anzeigeeinheit 27 angezeigten tomographischen Bild anzuzeigen. Dieser Vorgang kann zum Erhalten eines klareren Bildes solche Vorgänge umfassen, wie ein Schwenken der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 durch Verschieben der ersten Führungen 82 längs der kreisförmigen Führungsschiene 81 und Drehen der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 um die Linie L durch leichtes Lösen des Schraubbolzens 16b.
Auf dem fächerförmigen Bildbereich 25 der Anzeigeeinheit 27 wird die relative Lage des Brennpunktes 41a des Stoßwellenwandlers 15 relativ zur bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 in Realzeit in Form der Markierung 26 entsprechend den Signalen aus der Positionserfassungseinheit 90 angezeigt, die durch die CPU 22 und die Signalumformungseinheit 21 übertragen werden. Wenn die Konkretion 39 auf dem tomographischen Bild angezeigt wird, wird der Positionscontroller 30 betätigt, um den Stoßwellenwandler 15 in Richtung E zu bewegen, bis die Markierung 26 und die Konkretion 39 auf der Anzeigeeinheit 27 zusammenfallen. Da die Unterseite 16a der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 auf der Linie L angeordnet ist, die die Mitte der Zentralöffnung A und den Brennpunkt 41a verbindet, kann die Konkretion 39 im Zentrum des angezeigten Bildes angezeigt werden, wobei dies ebenfalls einer raschen und einfachen Erfassung der Konkretion 39 hilft. Da die relative Position des Stoßwellenwandlers 15 bezüglich der bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 einstellbar ist, wird der Behandlungsvorgang einfacher.
Anschließend wird der Schalter 29 betätigt, um das Steuersignal durch die CPU 22 und den gepulsten Signalcontroller 23 zum Impulsgerät zu senden, so daß die gepulsten Signale von dem Impulsgerät 18 auf den Stoßwellenwandler 15 übertragen werden und energiereiche Ultraschallstoßwellen vom Stoßwellenwandler 15 in Richtung auf die Konkretion 39 erzeugt werden, die sich an der von der Markierung 26 auf der Anzeigeeinheit 27 angezeigten Stelle befindet, um die Konkretion 39 zu zersetzen. Eine solche Stoßwellenapplikation wird so oft wiederholt wie notwendig, um die Konkretion 39 vollständig zu zersetzen.
Wie beschrieben ist bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung eine rasche und einfache Erfassung der Konkretion 39 möglich, da als ein Ergebnis der Tatsache, daß die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 die Körperoberfläche 32S berührt, ein sehr klares Bild ohne Einflüsse von Wasser oder der Unterseite 37 des Wasserbeutels 33 erhalten werden kann.
Ein klares Bild ist auch deshalb erzielbar, weil die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 um ihre zentrale Achse drehbar ist.
Weiter ist die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 innerhalb des Aufnahmerohrs 54 derart aufgenommen, daß eine Sonde mit einer geeigneten Eindringtiefe rasch und einfach eingebaut werden kann.
Da die bilderzeugende Ultraschallprobe 16 vom Wasser im Wasserbeutel 33 vollständig getrennt ist, kann weiter eine Beschädigung der bilderzeugenden Elemente aufgrund des Naßwerdens der bilderzeugenden Elemente über die Linsen, die die bilderzeugenden Elemente bedecken, verhindert werden, wie es beim Auswechseln der Sonde in einer herkömmlichen Vorrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung auftrat.
Wegen des Wasserbeutels 33, der als ein Akustikkoppler funktioniert, kann die Stoßwelle weiterhin wirksam übertragen werden.
Da die Seitenfläche des Wasserbeutels 33 balgförmig ist, kann der Wasserbeutel 33 in einfacher Weise in senkrechter Richtung gestreckt oder zusammengeschoben werden, und die Einstellung der Relativlage des Stoßwellenwandlers 15 zur bilderzeugenden Ultraschallsonde 16 wird einfacher. Das Austreten von Wasser aus dem Wasserbeutel 33 beim Bewegen des Stoßwellenwandlers 15 wird mittels des O-Rings 52 verhindert, der zwischen dem Verbindungsbauteil 43 und dem Aufnahmerohr 54 vorgesehen ist.
Da der Brennpunkt 41a der Ultraschallstoßwelle aus dem Stoßwellenwandler 15 auf der Anzeigeeinheit 27 durch die Markierung 26 angezeigt wird, kann auf einfache Weise eine genaue Behandlung erfolgen.
Es sind verschiedene Abänderungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform möglich.
Zunächst kann eine Konfiguration des Bereichs D in Fig. 4, die im Detail in Fig. 9 dargestellt ist, in die gemäß Fig. 10 abgeändert werden. Bei dieser alternativen Konfiguration ist die bilderzeugende Ultraschallsonde 162 an ihrem oberen Ende mit einem Anschlag 162a versehen, der die Nut 1öc der vorbeschriebenen Ausführungsform ersetzt. Wenn die bilderzeugende Ultraschallsonde 162 in das Aufnahmerohr 54 eingesetzt wird, wird auf diese Weise die Lage der bilderzeugenden Ultraschallsonde 162 dadurch festgelegt, daß der Anschlag 162a am Oberrand des Aufnahmerohrs 54 anliegt. Die bilderzeugende Ultraschallsonde 162 kann festgelegt werden oder frei drehbar sein, indem der Schraubbolzen 16b wie in der vorgenannten Ausführungsform festgezogen oder gelöst wird.
Der Stoßwellenwandler 15 kann anstelle eines Generators mit Oszillatorelementen, wie in der vorstehenden Ausführungsform, ein Stoßwellengenerator der elektromagnetischen Induktionsbauart sein.
Weiter kann die Positionserfassungseinheit 90 der vorstehenden Ausführungsform durch ein Potentiometer mit veränderlichem Widerstand ersetzt werden, das in Verbindung mit dem Ritzel 36b vorgesehen ist.
Weiter kann, statt den Stoßwellenwandler 15 zu bewegen, die bilderzeugende Ultraschallsonde 16 relativ zum Stoßwellenwandler 15 bewegbar gemacht werden.
Zusätzlich zu den genannten können viele Modifikationen und Abänderungen der vorbeschriebenen Ausführungsformen gemacht werden, ohne von den neuen und vorteilhaften Merkmalen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Entsprechend sollen alle solche Modifikationen und Abänderungen im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche enthalten sein.

Claims

1. Stoßwellenapplikator für eine Einrichtung zur medizinischen Stoßwellenbehandlung, enthaltend:

eine Stoßwellen-Wandlervorrichtung (15) zum Erzeugen von Stoßwellen, deren Brennpunkt (41a) innerhalb eines zu behandelnden Körpers (32) liegt, welche Stoßwellen- Wandlervorrichtung in ihrem Zentrum eine Öffnung aufweist;

eine bilderzeugende Ultraschallsondenvorrichtung (16) zum Aufnehmen von Bildern des zu behandelnden Körpers (32), die den Brennpunkt (41a) der Stoßwellen enthalten;

eine Akustikkopplervorrichtung (33), die derart angeordnet ist, daß sie in Berührung mit der Stoßwellen-Wandlervorrichtung (15) ist, zum Übertragen der Stoßwellen zwischen der Stoßwellen-Wandlervorrichtung (16) und dem zu behandelnden Körper (32), welche Akustikkopplervorrichtung (33) an einer Bodenfläche ein zentrales Loch aufweist; und

eine Aufnahmerohrvorrichtung (54) zum Halten der bilderzeugenden Ultraschallsondenvorrichtung (16) in sich, welche Aufnahmerohrvorrichtung (54) durch die Öffnung der Stoßwellen-Wandlervorrichtung (15) und das zentrale Loch der Akustikkopplervorrichtung (33) hindurchgehend angeordnet ist, das sich auf einer Linie befindet, die den Brennpunkt (41a) der Stoßwellen und das Zentrum der Öffnung der Stoßwellen-Wandlervorrichtung (15) verbindet, wodurch die Akustikkopplervorrichtung (33) mittels der Aufnahmerohrvorrichtung (54) vollständig von der bilderzeugenden Ultraschallsondenvorrichtung (16) getrennt ist, die innerhalb der Aufnahmerohrvorrichtung (54) gehalten ist,

dadurchgekennzeichnet,daß

eine Vorrichtung (36a, 36b, 36c, 36d) zum Verschieben der Stoßwellen-Wandlervorrichtung (15) längs der Aufnahmerohrvorrichtung (54) vorgesehen ist, und daß die bilderzeugende Ultraschallsondenvorrichtung (16) auswechselbar innerhalb der Aufnahmerohrvorrichtung (54) gehalten ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (36a, 36b, 36c, 36d) zum Verschieben die relative Lage der Stoßwellen-Wandlervorrichtung (15) bezüglich der bilderzeugenden Ultraschallsondenvorrichtung (16) und dern zu behandelnden Körper (32) verändert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Akustikkopplervorrichtung (33) einen mit Wasser gefüllten Wasserbehälter enthält, der zumindest in einer Richtung längs der Linie ausdehnbar und zusammenziehbar ist, die den Brennpunkt (41a) der Stoßwellen mit dem Zentrum der Öffnung der Stoßwellen-Wandlervorrichtung (15) verbindet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Bodenfläche (16a) der bilderzeugenden Ultraschallsondenvorrichtung (16) und die Bodenfläche (37) der Akustikkopplervorrichtung (33) eine extern freiliegende Fläche bilden, die in direkte Berührung mit einer Oberfläche (325) des zu behandelnden Körpers (32) bringbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufnahrnerohrvorrichtung (54) die bilderzeugende Ultraschallsondenvorrichtung (16) um eine zentrale Achse der bilderzeugenden Ultraschallsondenvorrichtung (16) drehbar hält.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, wobei die Aufnahmerohrvorrichtung (54) eine Vorrichtung (16b) zum Hindern der Drehung der bilderzeugenden Ultraschallsondenvorrichtung (16) enthält.