DE69129556T2

DE69129556T2 - Vorrichtung für medizinische Behandlungen unter Verwendung von elektroakustischen Wandlern

Info

Publication number: DE69129556T2
Application number: DE69129556T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro C/O Intellectual Propertydiv. Minato-Ku Tokyo 105 Iinuma
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1991-02-28
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2011-03-01
Also published as: US5448994A; JPH03251240A; EP0444680B1; EP0444680A1; DE69129556D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Ausführung medizinischer Behandlungen unter Einsatz der Energie von Schallwellen, wie beispielsweise von Ultraschallwellen, die durch ein piezoelektrisches Element oder durch ein elektroakustisches Wandlerelement, bei dem eine elektromagnetische Induktion ausgenutzt wird, erzeugt werden. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein akustisches medizinisches Behandlungsgerät wie etwa auf ein medizinisches Behandlungsgerät (Steinzertrümmerungsgerät), das zum Erzeugen einer Stoßwelle (diese wird im folgenden als eine starke Ultraschallwelle bezeichnet) unter Verwendung beispielsweise eines elektroakustischen Wandlerelements ausgelegt ist und bei dem ein Stein (Konkrement) in einem Körper durch Abstrahlung der starken Ultraschallwelle zu dem Stein zertrümmert wird, oder auf ein medizinisches Behandlungsgerät (Hyperthermiegerät), das zum Aussenden einer kontinuierlichen Ultraschallwelle durch ein elektroakustisches Wandlerelement zu Krebszellen in einem Körper ausgelegt ist, um hierdurch eine thermische Therapie der Krebszellen zu bewirken.
Ein herkömmliches akustisches medizinisches Behandlungsgerät, beispielsweise ein Steinzertrümmerungsgerät bzw. ein Lithotripter, ist dazu ausgelegt, eine starke Ultraschallwelle von dem Bereich außerhalb eines Körpers zu einem in einem Körper befindlichen Stein, wie etwa zu einem Nierenstein oder einem Gallenstein zu senden, um diesen hierdurch zu zerstören. Bei diesem Steinzertrümmerungsgerät ist ein konkaver Wandler, der einen Durchmesser von 30 bis 40 cm aufweist, in einem Applikator angeordnet, und es wird eine starke Ultraschallwelle von dem konvexen Wandler zu einem Brennpunkt gesendet. In diesem Fall wird der Applikator in Relation zu dem Körper derart positioniert, daß die Brennpunktposition mit dem Stein zusammenfällt, und es wird der Stein durch die Energie der starken Ultraschallwelle zerstört. Dieser konkave Wandler ist ein piezoelektrischer Wandler, d. h. ein elektroakustisches Wandlerelement, und strahlt eine schmale Ultraschallimpulswelle von seiner konkaven Oberfläche ab. Darüber hinaus ist eine zur tomographischen Bildgabe ausgelegte Ultraschallsonde dazu vorgesehen, in ein Loch eingeführt zu werden, das in der Mitte des kon kaven Wandlers ausgebildet ist. Eine elektronische Sektorabtastung jedes Wandlers dieser Ultraschallsonde wird ausgeführt, um hierdurch ein tomographisches Bild auf einem Monitor anzuzeigen. Die Position des Steins kann auf eine gewünschte Position fixiert werden, indem das tomographische Bild beobachtet wird. In diesem Fall pflanzt sich eine starke Ultraschallwelle in der Form eines Kegels fort. Dies bedeutet, daß die Welle eine relativ große Schnittebene in der Nähe der Oberfläche des Körpers besitzt und allmählich in Richtung zu dem Stein auf einen Punkt fokussiert wird.
Aufgrund der Sektorabtastung weist das Bild, das von der Ultraschallsonde erhalten wird, eine sektorförmige Gestalt auf. Dies bedeutet, daß das Bild im wesentlichen als ein Punkt nahe bei der Oberfläche des Körpers gesehen wird und sich allmählich in Richtung zu einer gegebenen Position in dem Körper aufspreitzt. Aus diesem Grund werden Regionen in der Nähe der Oberfläche des lebenden Körpers eines Patienten, mit Ausnahmen des vorstehend angesprochenen Punkts, zu blinden Regionen. Selbst wenn daher die Lungen oder ein Darmabschnitt oder ein Knochen in dem Strahlungspfad einer starken Ultraschallwelle in der Nähe der Oberfläche des Körpers vorhanden sein sollten bzw. sollte, wird bzw. werden diese nicht auf einem tomographischen Bild angezeigt. Da das tomographische Bild ferner eine Schnittebene repräsentiert, werden andere Regionen als diese Schnittebene nicht dargestellt und bilden eine große blinde Region. Damit ein Stein so klar wie möglich angezeigt werden kann, wird die Ultraschallsonde vorzugsweise so nahe wie möglich bei dem Stein positioniert. Bei einer solchen Vorgehensweise vergrößert sich jedoch die blinde Region entsprechend. Aus diesem Grund kann die Anzeige des Bildes nicht über den gesamten Ausbreitungspfad einer starken Ultraschallwelle hinweg ausgeführt werden.
Ferner ist ein Stein normalerweise an einer Position lokalisiert, die mehrere Zentimeter von der Oberfläche des Körpers entfernt liegt. Falls ein Knochen, ein intestinales Gas, ein Abschnitt einer Lunge oder dergleichen in dem Ausbreitungspfad einer starken Ultraschallwelle vorhanden sein sollte, kann die Ultraschallenergie nicht effektiv zu dem Stein gesendet werden. Ferner kann ein Knochen beschädigt werden, oder es kann die Ultraschallwelle durch ein Gas reflektiert werden, so daß sich die reflektierte Welle streuend ausbreitet. Dies kann dazu führen, daß der lebende Körper Schmerzen erleidet, oder kann auch zu Verletzungen des lebenden Körpers führen.
In der DE 37 36 733 A ist ein akustisch arbeitendes, medizinisches Behandlungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 offenbart. Hierbei ist der Applikator mit einer Brennpunktverschiebeeinrichtung verbunden, die eine Treibereinrichtung zum Festlegen der Position des Stoßwellengenerators umfaßt. Bevor die Aussendung der Stoßwelle begonnen wird, werden Hindernisse, die zwischen dem zu zerstörenden Stein und dem Schockwellengenerator vorhanden sein sollten, erfaßt, und es werden die Ultraschallwandlerelemente, die auf solche Hindernisse gerichtet sind, inaktiv gehalten, wenn die Schockwelle ausgesendet wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein akustisch arbeitendes, medizinisches Behandlungsgerät zu schaffen, das mit elektroakustischen Wandlerelementen arbeitet und das einen geeigneten Sendepfad für eine Schallwelle auswählen kann, die für die medizinische Behandlung eingesetzt wird.
Es ist ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung, ein akustisches medizinisches Behandlungsgerät zu schaffen, bei dem elektroakustische Wandlerelemente zum Einsatz kommen und das eine medizinische Behandlung ohne Gefahr ausführen kann, indem das Vorhandensein bzw. Fehlen eines Knochens, eines Gases oder dergleichen leicht erfaßt werden kann, indem der Zustand einer blinden Region beobachtet wird, die nicht in einem Bild, das durch eine abbildende Ultraschallsonde erhalten wird, betrachtet werden kann.
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird ein akustisch arbeitendes medizinisches Behandlungsgerät gemäß dem Patentanspruch 1 geschaffen.
Einzelheiten von bevorzugten Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung läßt sich noch besser anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstehen, wobei gilt:
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, in dem lediglich Komponenten eines Steinzertrümmerungsgeräts, das mit der medizinischen Behandlung verknüpft ist, und das eine Ausführungsform einer akustischen medizinischen Behandlung veranschaulicht, bei der ein elektroakustisches Wandlerelement gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, dargestellt sind;
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild, in dem ein Hauptabschnitt eines hyperthermischen Geräts (Hyperthermiegerät) dargestellt ist, das ein Ausführungsbeispiel des akustisch arbeitenden medizinischen Behandlungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem ein elektroakustisches Wandlerelement zum Einsatz kommt, bildet;
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild, in dem die gesamte Ausgestaltung eines akustisch arbeitenden medizinischen Behandlungsgeräts wie etwa eines Lithotripters oder eines Hyperthermiegeräts dargestellt ist, das einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entspricht und derart ausgelegt ist, daß eine Schallwelle auf einen oberen Abschnitt eines lebenden Körpers abgestrahlt wird, wobei speziell ein System zum unabhängigen Steuern einer Sektion für die medizinische Behandlung und einer Sektion für die Ultraschallbildgabe gezeigt ist;
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das die gesamte Ausgestaltung eines akustisch arbeitenden medizinischen Behandlungsgeräts wie etwa eines Lithotripters oder eines Hyperthermiegeräts veranschaulicht, das in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel steht und dazu ausgelegt ist, eine Schallwelle zu einem unteren Abschritt eines lebenden Körpers zu senden, wobei speziell ein System zum unabhängigen Steuern einer Sektion für die medizinische Behandlung und einer Sektion für die Ultraschallbildgabe gezeigt ist;
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das den gesamten Aufbau eines akustisch arbeitenden medizinischen Behandlungsgeräts wie etwa eines Steinzertrümmerungsgeräts oder eines Hyperthermiegeräts veranschaulicht, das in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel steht und derart ausgelegt ist, daß eine Schallwelle auf einen oberen Abschnitt eines lebenden Körpers gerichtet wird, wobei speziell ein System zum kollektiven Steuern einer Sektion für die medizinische Behandlung und einer Sektion für die Ultraschallbildgabe gezeigt ist;
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das den gesamten Aufbau eines akustisch arbeitenden, medizinischen Behandlungsgeräts wie etwa eines Steinzertrümmerungsgeräts oder eines hyperthermischen Geräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, das derart ausgelegt ist, daß eine Schallwelle auf einen unteren Abschnitt eines lebenden Körpers gerichtet wird, und das speziell ein System zum kollektiven Steuern eines Abschnitts für die medizinische Behandlung und eines Abschnitts für die Ultraschallbildgabe veranschaulicht;
Fig. 7 zeigte eine schematische Draufsicht, in der ein konkaver Wandler gezeigt ist, der in eine Mehrzahl von partiellen Wandlern unterteilt ist, die in einem Applikator des Steinzertrümmerungsgeräts montiert sind;
Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittansicht, in der die positionsmäßige Positionierung zwischen einem lebenden Körper und einem Applikator veranschaulicht ist, in dem ein konkaver Wandler, eine Ultraschallsonde und dergleichen montiert sind;
Fig. 9 zeigt eine Ansicht, in der ein Teil einer Darstellungsform für die Anzeige der Intensitäten von empfangenen Signalen in einem Abschnitt für die medizinische Behandlung dargestellt ist;
Fig. 10 zeigt eine Ansicht, in der ein Teil einer Anzeigeform für die Anzeige der Intensitäten von empfangenen Signalen in dem zur medizinischen Behandlung dienenden Abschnitt dargestellt ist;
Fig. 11 zeigt eine Ansicht, in der eine Anzeigeform dargestellt ist, die in Übereinstim mung mit dem Patentanspruch 1 steht und zum Anzeigen der Intensitäten von empfangenen Signalen in dem zur medizinischen Behandlung dienenden Abschnitt dient; und
Fig. 12 zeigt eine schematische Draufsicht, in der ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung von konkaven Wandlern veranschaulicht ist.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, in dem lediglich Komponenten eines Steinzertrümmerungsgeräts dargestellt sind, das mit der Steinzertrümmerung verknüpft ist und ein Ausführungsbeispiel eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden, akustisch arbeitenden medizinischen Behandlungsgeräts darstellt. Ein Steinzertrümmerungsgeräts, das eine Funktion zur allgemeinen medizinischen Behandlung (Steinzertrümmerung) und eine Bildgabefunktion besitzt, wird dadurch realisiert, daß die in Fig. 1 dargestellte Ausgestaltung bei einem beliebigen der in den Fig. 3 bis 6 gezeigten, akustisch arbeitenden, medizinischen Behandlungsgeräte eingesetzt wird.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild gezeigt, das lediglich diejenigen Komponenten eines hyperthermisch arbeitenden Geräts (Hyperthermiegerät), die mit der hyperthermischen Behandlung verknüpft sind, zeigt, wobei das Hyperthermiegerät ein Ausführungsbeispiel des in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden, akustischen medizinischen Behandlungsgeräts darstellt. Ein Hyperthermiegerät, das eine Funktion zur allgemeinen medizinischen Behandlung (hyperthermischen Behandlung) und eine Abbildungsfunktion besitzt, wird dadurch realisiert, daß die in Fig. 2 gezeigte Ausgestaltung bei einem der akustisch arbeitenden, medizinischen Behandlungsgeräte zum Einsatz kommt.
In den Fig. 7 und 12 sind konkave Wandler gezeigt, die in diesen Steinzertrümmerungsgeräten und hyperthermischen Geräten vorhanden sind. Fig. 8 zeigt die positionsmäßige Beziehung zwischen einem lebenden Körper und einem Applikator in dem Steinzertrümmerungsgerät oder dem Hyperthermiegerät. Ferner zeigen die Fig. 9 bis 11 jeweils die Darstellungsformen zur Anzeige der Intensitäten der empfangenen Signale in dem Steinzertrümmerungsgerät oder dem hyperthermischen Gerät.
Eine Ausgestaltung eines Steinzertrümmerungsgeräts gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, die durch die Fig. 1, 3, 7 und 8 speziell veranschaulicht ist, wird nachstehend beschrieben. Die in Fig. 1 gezeigten, zur Steinzertrümmerung dienenden Komponenten umfassen einen konkaven Wandler 10, der elektroakustische Wandlerelemente aufweist, ein Treibersystem 20, das Pulsgeber 22 (22-1 bis 22-20) enthält, ein Empfangssystem, das Begrenzer 32 (32-1 bis 32-20), Vorverstärker 34 (34-1 bis 34-20), Signalverarbeitungsschaltungen 36 (36-1 bis 36-20) und eine Summierverarbeitungsschaltung 38 enthält, einen digitalen Abtastwandler DSC 40, der einen Einfrierknopf bzw. eine Feststelltaste 40A umfaßt, einen Monitor 50 und eine Steuersystem 60 (60A), das einen Ratenimpulsgenerator 62 und eine Steuereinrichtung 64 aufweist.
Ein in Fig. 3 dargestelltes Steinzertrümmerungsgerät bzw. Lithotripter weist die Komponenten für die Steinzertrümmerung auf, die den konkaven Wandler 10, das Treibersystem 20, das Empfangssystem 30, den digitalen Abtastwandler 40, den Monitor 50 und das Steuersystem 60 (60A), die in Fig. 1 gezeigt sind, und ein tomographisches Bildgabesystem zur Abbildung eines tomographischen Sektorbilds bzw. Schnittbilds (Bild in B-Modus) enthält, das eine zur Bildgabe dienende Ultraschallsonde 70, ein Sendesystem 71, einen digitalen Abtastwandler DSC 76, einen Monitor 78 und eine Bildgabesteuereinrichtung 60B umfaßt.
Nachfolgend wird jede für die Steinzertrümmerung vorgesehene Komponente erläutert. Der konkave Wandler 10 ist beispielsweise durch ein piezoelektrisches Element gebildet, das eine konkave Oberfläche besitzt, und ist in einem Applikator 12 angeordnet, der in Fig. 3 oder 8 dargestellt ist. Der konkave Wandler 10 wird durch die Impulsgeber 21 derart betrieben, daß er einen starken Ultraschallimpuls (Schockwelle) oder einen schwachen Ultraschallimpuls aussendet.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, besteht der konkave Wandler 10 aus zwei ringförmigen Elementen, die in gegenseitigem Kontakt stehen. Diese ringförmigen Elemente sind in eine Mehrzahl von unterschiedlichen partiellen Wandlern unterteilt. Beispielsweise ist das außenseitige ringförmige Element des konkaven Wandlers 10 in zwölf gleiche Abschnitte (a1, a2, a12) unterteilt, wohingegen das innenseitige ringförmige Element in acht gleiche Abschnitte (B1, B2, ..., B8) unterteilt ist. Dies bedeutet, daß der konkave Wandler 10 insgesamt in 20 Abschnitte unterteilt ist. Diese partiellen Wandler (a1 bis a12, b1 bis b8) sind elektrisch mit den Pulsgebern 22, die das Treibersystem 20 bilden, und mit den Begrenzern 32 verbunden, die jeweils als ein Element des Empfangssystems 30 dienen.
Wie in Fig. 3 oder 8 gezeigt ist, ist der Applikator 12 mit dem konkaven Wandler 10, einem Medium, beispielsweise Wasser, 14, einem Gummifilm 16, der zum Abdichten des Wassers 14 dient, der Ultraschallsonde 70, einem nicht gezeigten Mechanismus zum Betätigen der Ultraschallsonde 70 und dergleichen ausgestattet.
Ein starker Ultraschallimpuls, der von dem konkaven Wandler 10 ausgesendet wird, pflanzt sich zu einer Niere 82 durch das Wasser 14, den Gummifilm 16 und eine Oberfläche 80A des Körpers eines lebenden Patienten 80 hindurch fort. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, breitet sich die Ultraschallwelle in der Form eines Kegels aus. Dies bedeutet, daß die Schnittebene bzw. Schnittfläche der Welle in der Nähe des konkaven Wandlers 10 breit ist und sich allmählich in Richtung zu einem Stein 84 verengt. Dies liegt daran, daß der Wandler 10 eine konkave Schallabstrahlungsfläche aufweist und durch ein ringförmiges Element gebildet ist.
Die Ultraschallsonde 70 ist in ein in der Mitte des konkaven Wandlers 10 ausgebildetes Loch eingeführt und wird durch das Sendesystem 72 sektorförmig abgetastet, um hierdurch die Position des Steins 84, der in der Niere 82 vorhanden ist, zu überwachen. Wenn eine Sektorabtastung der Ultraschallsonde 70 ausgeführt wird, kann ein tomographisches Bild einer sektorförmigen Ebene oder Scheibe 72 um den Stein 84 in der Niere 82 herum auf dem Monitor 78 erhalten werden. Die Schnittebene 72 der Sektorabtastung seitens der Ultraschallsonde 70 verbreitert sich allmählich nach unten, um hierdurch eine Schnittebene zu bilden.
Bezugnehmend auf Fig. 1 erzeugt der Ratenimpulsgenerator 62 einen Ratenimpuls mit mehreren Hz und gibt diesen an jeden Impulsgeber 22 ab. Die Pulsgeber 22, die das Treibersystem 20 bilden, treiben die jeweiligen partiellen Wandler (a1 bis b8), die an den konkaven Wandler 10 angeordnet sind, in Abhängigkeit von dem Ratenimpuls an, der von dem Ratenimpulsgenerator 62 erzeugt wird. Die partiellen Wandler (a1 bis b8) werden jeweils durch die Pulsgeber 22 so betrieben, daß sie Ultraschallimpulse aussenden. Die Ultraschallimpulse pflanzen sich in dem lebenden Körper 80 fort.
Die Steuereinrichtung 64 gibt Signale zur Steuerung der Ausgangssignale der Pulsgeber 22 ab. Beispielsweise steuert die Steuereinrichtung 64 die folgenden Betriebsarten: einen Pulsbetrieb mit großer Ausgangsleistung, der zum Erzeugen eines starken Ultraschallimpulses dient; einen Pulsbetrieb mit partiell großer Ausgangsenergie, um hierdurch lediglich einige der partiellen Wandler zur Aussendung von starken Ultraschallimpulsen zu veranlassen; einen Pulsbetrieb mit geringer Ausgangsleistung zum Erzeugen von schwachen Ultraschallimpulsen für die Überwachung; einen selektiven Ansteuerungsmodus zur selektiven Ansteuerung der partiellen Wandler; und einen Beendigungsmodus zum Anhalten eines Impulserzeugungsbetriebs.
Die jeweiligen partiellen Wandler a1 bis a8 erfassen Ultraschallwellen, die von dem lebenden Körper 80 reflektiert werden, und geben elektrische Signale an die Vorverstärker 34 über die Begrenzer 32 ab. Jeder Begrenzer 32 führt einen Begrenzungsvorgang im Hinblick auf das Echosignal durch, das von einem entsprechenden partiellen Wandler eingegeben wird, um hierdurch lediglich eine gewünschte Signalkomponente zu erzielen. Jeder Vorverstärker 34 verstärkt die gewünschte Echosignalkomponente, die von einem zugehörigen Begrenzer 33 eingespeist wird, auf einen vorbestimmten Pegel. Jede Signalverarbeitungsschaltung 36 detektiert bzw. demoduliert das verstärkte Signal, das von einem entsprechenden Vorverstärker 34 zugeführt wird, unter Verwendung eines Hüllkurvendetektors bzw. Hüllkurvendemodulators, führt eine Einstellung des Pegels eines erhaltenen Signals für ein tomographisches Bild aus, bewirkt weiterhin eine Signalverarbeitung wie etwa eine A/D Umwandlung (Analog/Digitalwandlung), und gibt das verarbeitete Signal an den digitalen Abtastwandler DSC 40 ab. Der digitale Abtastwandler 40 enthält einen Bildspeicher und schreibt das verarbeitete Signal, das von jeder Signalverarbeitungsschaltung 36 zugeführt wird, in den Bildspeicher ein. Genauer gesagt schreibt der digitale Abtastwandler 40 die jeweiligen verarbeiteten Signale in den Bildspeicher unter Verwendung von Addresssignalen (nicht gezeigt) in Übereinstimmung mit den jeweiligen partiellen Wandlern ein, wodurch Bildmuster erzeugt werden, wie sie in den Fig. 9 bis 11 gezeigt sind. Zusätzlich wandelt der digitale Abtastwandler 40 das Abtastformat jedes verarbeiteten Signals, das in den Bildspeicher eingeschrieben ist, von dem Ultraschallabtastformat beispielsweise in das Abtastformat für ein Standard-Fernsehgerät um, und gibt zur gleichen Zeit das Bildmuster an den Monitor 50 ab.
Nachstehend wird ein Betrieb dieses Ausführungsbeispiels, das die vorstehend erläuterte Ausgestaltung besitzt, beschrieben. Die Steuereinrichtung 60 wird in den Beendigungsmodus versetzt und es wird eine Tasche 16 des Applikators 12 mit der Körperoberfläche 80A des lebenden Körpers 80 in Berührung gebracht. Nachfolgend wird eine Sektorabtastung mit Hilfe der Ultraschallsonde 70 ausgeführt, um hierdurch ein tomographisches Bild auf dem Monitor 78 anzuzeigen, das in Fig. 3 dargestellt ist. Weiterhin wird der Applikator 12 so bewegt, daß ein Bild des auf den tomographischen Bild angezeigten Steins 84 überlagert wird. Die Position und der Winkel des Applikators 12 werden dann so festgelegt, daß der Brennpunkt des konkaven Wandlers 10 auf dem Stein 84 fokussiert ist.
Die Steuereinrichtung 64 wird in den Pulsbetrieb mit kleiner Ausgangsleistung versetzt, so daß die partiellen Wandler a1 bis b8 jeweils durch die Pulsgeber 22 derart betrieben werden, daß sie schwache Ultraschallimpulse aussenden. Ultraschallwellen, die von dem lebenden Körper 80 reflektiert und durch die partiellen Wandler a1 bis b8 empfangen werden, werden in der Additionsverarbeitungsschaltung 38 addiert / verarbeitet. Das erhaltene Signal wird an den Monitor 50 über den digitalen Abtastwandler 40 abgegeben. Als Ergebnis dessen kann eine Reflexion, die durch den Stein 84 hervorgerufen wird, auf dem Monitor 50 erfaßt werden.
Da der Abstand zwischen dem konkaven Wandler 10 und der Brennpunktposition in diesem Fall konstant ist, werden Impulse erfaßt, die in einen gewissen Zeitbereich fal len, der der erforderlichen Zeit entspricht, die ein Impuls, der von dem konkaven Wandler 10 ausgesendet wird, benötigt, um zu der Brennpunktposition zu wandern und zu dem Wandler 10 zurück zu gelangen (ungefähr 133 us je 10 cm). Wenn der Stein 84 und der Brennpunkt miteinander übereinstimmen, wird ein starker reflektierter Impuls erfaßt.
Zur gleichen Zeit laufen die reflektierten Wellensignale, die durch die partiellen Wandler a1 bis b8 reflektierend empfangen werden, durch die Pulsgeber 22, die Begrenzer 32, die Vorverstärker 34 und die Signalverarbeitungsschaltungen 36 hindurch und werden in den digitalen Abtastwandler 40 eingespeist. Diese Signale werden dann auf dem Monitor 50 mit Hilfe von unterschiedlichen Anzeigemethoden dargestellt.
Ein erstes Anzeigemuster, das auf dem Monitor 50 dargestellt wird, wird im weiteren Text beschrieben. Die Intensitäten der Wellen, die von dem Stein 84 reflektiert werden, werden in den Signalverarbeitungsschaltungen 36 einer Helligkeitsmodulation unter zogen. Die modulierten Signale werden dann in den digitalen Abtastwandler 40 in Abhängigkeit von den Positionen der partiellen Wandler a1 bis b8 eingeschrieben. Die reflektierten Wellendaten werden dann aus dem digitalen Abtastwandler 40 für die Darstellung auf dem Monitor 50 in Abhängigkeit von den Pegeln der Helligkeit (Luminanz) ausgelesen.
Falls keine Hindernisse, beispielsweise ein Gas oder Knochen, in den Ausbreitungspfaden zwischen dem Stein 84 und den jeweiligen partiellen Wandlern vorhanden sind, werden starke reflektierte Wellen wie etwa die Wellen a1', ..., a5', a7' und a12' in Abhängigkeit von den jeweiligen partiellen Wandlern empfangen, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Als Ergebnis werden die Helligkeiten derjenigen Abschnitte des Anzeigemusters, das auf dem Monitor 50 angezeigt wird, die den jeweiligen Wandlern entsprechen, vergrößert.
Falls Hindernisse in den Ausbreitungspfaden der Ultraschallwellen vorhanden sind, werden schwache Ausgangssignale der reflektierten Wellen (ein Beispiel hierfür ist in Fig. 10 gezeigt), wie etwa die Wellenausgangssignale a6', a8', a10' und a11' oder a9', in Abhängigkeit von den Größen und den Qualitäten der Hindernisse erfaßt. Als Ergebnis dessen werden die Helligkeiten derjenigen Abschnitte des auf dem Monitor 50 angezeigten Anzeigemusters, die den Wandlern entsprechen, die die schwachen reflektierten Wellen empfangen, verringert.
Da die Helligkeit eines Signals in Abhängigkeit von der Intensität der Reflexion geändert wird, kann der Zustand eines Hindernisses in einem Ausbreitungspfad einfach erhalten werden, indem diese Helligkeit überprüft wird. Anstelle dieser Methode der Anzeigehelligkeit kann auch eine mit Flickeranzeige arbeitende Methode eingesetzt werden, bei der die Frequenz des Flickerns erhöht wird, wenn sich die Intensität der Reflektion verringert.
In diesem Fall ist es erforderlich, daß jeder partielle Wandler eine Fläche (Öffnung) besitzt, die ausreichend groß ist, um einen ausreichenden Fokussiereffekt herzustellen, so daß die von den jeweiligen partiellen Wandlern ausgesendeten Ultraschallwellen sich entlang ihrer eigenen Pfade fortpflanzen, ohne sich stark zu überlappen.
Ein zweites Anzeigemuster der Intensitäten der Wellen, die durch den Stein 84 reflektiert werden, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 10 erläutert, wobei dieses Anzeigemuster aber keinen Bestandteil des Patentanspruchs 1 darstellt. Bezugnehmend auf Fig. 10 werden die Amplituden der Signale, die von den partiellen Wandlern a1 bis aß empfangen werden, durch die Signalverarbeitungsschaltungen 36 korrekt verarbeitet, und es werden die erhaltenen Ausgangssignale entlang der Ordinatenachse des Monitors 50 aufgetragen. Darüber hinaus wird eine Zeit t nach der Aussendung eines Impulses, d. h. ein Abstand von dem partiellen Wandler, auf der Abszissenachse des Monitors 50 dargestellt. Mit dieser Einstellung wird die Intensität einer reflektierten Welle angezeigt, die von jedem partiellen Wandler empfangen wird. In dem in Fig. 10 dargestellten Fall kann ermittelt werden, daß keine speziellen großen Hindernisse existieren, da die Signale a"&sub1;, a"&sub2; und b"&sub8;, die von den partiellen Wandlern a&sub1;, a&sub2; und b&sub8; empfangen werden, keine starken reflektierten Wellen in den Pfaden anzeigen, die von den partiel len Wandlern zu dem Stein (Brennpunkt F&sub0;) führen. Da jedoch ein stark reflektierendes Objekt, beispielsweise ein im Darm befindliches Gas, in der Mitte entlang des Ausbreitungspfads zwischen dem partiellen Wandler und dem Stein vorhanden ist, tritt eine starke Reflexion an dem Objekt auf. Als Ergebnis dessen wird erfaßt, daß die Energie einer Ultraschallwelle, die den Stein erreicht, verringert ist, und daß die Reflexion durch den Stein abgeschwächt it.
Ein Anzeigemuster für die Intensitäten der reflektierten Wellen, das in Übereinstimmung mit dem Patentanspruch 1 besteht, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 11 erläutert. Dieses Anzeigemuster schließt ein Muster des konkaven Wandlers, das von dessen oberer Fläche her gesehen ist, und ein perspektivisches Muster ein, das durch Darstellung der Ausbreitungspfade der Ultraschallwellen zwischen dem konkaven Wandler und dem Stein oder dem Brennpunkt F&sub0; erhalten wird, wenn diese von der Seite des perspektivischen Musters betrachtet werden.
Es wird nun auf Fig. 11 Bezug genommen. Die Ausbreitungspfade der Ultraschallwellen sind in Regionen (T&sub1; bis F&sub0;), (T&sub2; bis F&sub0;), ... (T&sub6; bis F&sub0;) unterteilt. Die in Fig. 9 dargestellten Intensitäten der Ultraschallwellen sind in den unterteilten Pfaden entsprechenden Einheiten helligkeitsmoduliert und werden auf dem Monitor 50 angezeigt. In diesem Fall wird ein im wesentlichen perspektivisches Bild dargestellt. Als Beispiel kann daher ein mittleres Durchschnittssignal auf der Grundlage der Flächenverhältnisse der Signale, die von den partiellen Wandlern a&sub2;, a&sub3;, a&sub4; und a&sub5; empfangen werden, die in eine Region T&sub1; fallen, für die Regionen (T&sub1; - F&sub0;) benutzt werden. Da die Flächenverhältnisse in diesem Fall wie folgt lauten:
a&sub2; : a&sub3; : a&sub4; : a&sub5; = 0,3 : 0,9 : 0,9 : 0,3,
ergibt sich ein durchschnittliches Additionssignal wie folgt:
(a"&sub2; · 0,3 + a"&sub3; · 0,9 + a"&sub4; · 0,9 + a"&sub5; · 0,3) 2,4.
Für die Regionen T&sub2;, ... T&sub6; werden die gemittelten Additionssignale in der gleichen Weise wie für die Region T&sub1; erhalten.
Die Regionen T&sub1;, ... T&sub6; können in kleinere Regionen unterteilt werden. Da bei dieser Ausführungsform ein großes Hindernis in der Mitte entlang des Pfads an dem linken Ende, bezogen auf einen Beobachter, vorhanden ist (es handelt sich um den Pfad des partiellen Wandlers a&sub9;), wird eine starke Reflexion an dem entsprechenden Abschnitt angezeigt, und es ist die Reflexion in dem nachfolgenden Abschnitt des Pfads abgeschwächt, d. h. in dem von dem Hindernis zu dem Brennpunkt F&sub0; führenden Pfad.
Wie aus der starken Reflektion in der Region T&sub3; ersichtlich ist, ist ein Hindernis in dem Pfad des partiellen Wandlers a&sub6; vorhanden. Durch eine gleichzeitige Beobachtung des in Fig. 9 dargestellten Anzeigemusters und des Anzeigemusters, das durch die Betrachtung des konkaven Wandlers von seiner Oberseite her gemäß Fig. 11 erhalten wird, kann ein Benutzer die dreidimensionale positionsmäßige Beziehung zwischen einem Hindernis und dem konkaven Wandler leicht ermitteln.
Falls das in Fig. 11 dargestellte perspektivische Anzeigemuster, das durch Betrachtung der Ausbreitungspfade erhalten wird, angezeigt wird, während es einem tomographischen Bild überlagert wird, das durch die Ultraschallsonde erhalten wird, kann eine Beziehung zwischen einem Organ und dem Pfad einer ausgesendeten Ultraschallwelle leicht detektiert werden. Diese überlagerten Bilder können intermittierend mit Hilfe des Einfrierknopfes 40A, der in Fig. 1 gezeigt ist, eingefroren werden, um hierdurch eine nutzlose Aussendung von Ultraschallwellen zu verhindern.
Durch Überwachung des Zustands kann der Applikator 12 auf eine optimale Position in Relation zu dem lebenden Körper eingestellt werden, bei der lediglich einige wenige Hindernisse vorhanden sind. In diesem Fall wird der Brennpunkt mit dem Stein zur Übereinstimmung gebracht, und es werden die in den Fig. 9 bis 11 dargestellten Anzeigemuster angezeigt. Eine optimale Position für den Applikator, bei der der Brennpunkt stets mit dem Stein zusammenfällt, läßt sich leicht dadurch einstellen, daß eine Trägereinrichtung (nicht gezeigt) des Applikators 12 um den Brennpunkt herum gedreht wird.
Nachdem die optimale Position in der genannten Weise festgelegt ist, wird die Steuereinrichtung 64 in den Impulsbetrieb mit großer Ausgangsleistung ersetzt, so daß starke Ultraschallwellen aussendbar sind.
Falls ein Hindernis in einem Ausbreitungspfad nicht vermieden werden kann, wird die Steuereinrichtung 64 in den Impulsbetrieb mit partieller großer Ausgangsleistung versetzt, um hierdurch die Aussendung von starken Ultraschallwellen durch partielle Wandler, die demjenigen Pfad entsprechen, in dem das Hindernis vorhanden ist, zu beenden, und die anderen partiellen Wandler zur Aussendung von starken Ultraschallwellen zu veranlassen. Dieser Betrieb kann von Hand ausgeführt werden. Jedoch kann die Ansteuerung der entsprechenden Wandler automatisch bei einem Zustand angehalten werden, bei dem die Intensitäten der durch den Stein reflektierten Wellen, die z. B. in Fig. 9 oder 10 gezeigt sind, gleich groß wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert sind.
Ferner werden eine Anzeige, die eine flackernde Anzeige von aktiven (im betriebenen Zustand befindlichen) elektroakustischen Wandlerelementen gesteuert, und eine Darstellung von Echowellen, wie etwa gemäß der Darstellung in Fig. 9 oder 11, jeweils einander überlagert und angezeigt. Daher kann ein Benutzer klar verstehen, welche Wandler nicht betrieben werden und welche Wandler angesteuert werden.
Bei diesem Verfahren kann somit die Aussendung von unnötig starken Ultraschallwellen in einen lebenden Körper verhindert werden. Dies erhöht die Sicherheit eines lebenden Körpers und verringert die Schmerzen.
Die Formen und die Anzahl der partiellen Wandler sind nicht auf die in Fig. 1 gezeigten Verhältnisse beschränkt. Beispielsweise können kreisförmige partielle Wandler benutzt werden, wie sie in Fig. 12 gezeigt sind. Darüber hinaus kann jeder partielle Wandler durch eine Kombination aus einer Mehrzahl von Wandlern gebildet sein. Falls ein partieller Wandler durch eine Kombination aus kleineren Wandlern gebildet ist, ist der Freiheitsgrad bei der Kombination stark erhöht, was eine feinere Steuerung er möglicht.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist mit dem Verfahren des unabhängigen Empfangens von Empfangssignalen in den partiellen Wandlern entsprechenden Einheiten verknüpft. Da die Richtwirkung der Aussendung jedoch die gleiche ist, wie bei dem Empfang, können die gleichen Effekte, wie vorstehend bereits beschrieben, auch dadurch erhalten werden, daß Signale von den jeweiligen partiellen Wandlern jeweils unabhängig ausgesendet werden.
Genauer gesagt, werden die partiellen Wandler a&sub1;, a&sub2;, ... sequentiell durch die Steuereinrichtung 64 in dem Pulsbetrieb mit kleiner Ausgangsleistung betrieben. Eine reflektierte Welle kann durch einen entsprechenden partiellen Wandler bei jedem Ansteuerungsvorgang empfangen werden, oder kann durch alle Wandler empfangen werden, und es können die empfangenen Wellen als Signale benutzt werden, die jeweils den Pfaden der partiellen Wandler entsprechen.
Bei dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel ist als Beispiel auf eine Steinzertrümmerung Bezug genommen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Steinzertrümmerung beschränkt und kann in gleicher Weise beispielsweise bei einer Ultraschall-Hyperthermiebehandlung bzw. -Übererwärmungsbehandlung und bei einer Behandlung von Krebs durch starke Ultraschallwellen eingesetzt werden. In diesem Fall kann die starke Ultraschallwelle eine Pulswelle oder eine kontinuierliche Welle sein. Dies wird im weiteren Text erläutert.
Bei dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel ist ein piezoelektrischer Wandler als ein Beispiel für eine Einrichtung zur Erzeugung einer starken Ultraschallwelle erläutert. Jedoch kann auch ein Element benutzt werden, das auf der elektromagnetischen Induktion beruht. Solch ein Element ist derart ausgelegt, daß eine Metallplatte auf einer spiralförmigen Spule angeordnet ist. Wenn ein großer Strom momentan an die Spule angelegt wird, wird eine Stoßwelle durch die Oberfläche der Metallplatte erzeugt. Daher kann die gleiche Ausgestaltung wie diejenige bei dem in Fig. 1 dargestellten konkaven Wandler realisiert werden, indem eine Mehrzahl von solchen Elementen als partielle Wandler zum Einsatz kommen. In diesem Fall können zur Erhöhung der Empfindlichkeit eines Empfangssignals die Empfangssignale benutzt werden, die von einer Mehrzahl von auf elektromagnetischer Induktion beruhenden partiellen Wandlern empfangen werden. Alternativ können piezoelektrische Elemente zwischen den partiellen Wandlern angeordnet werde, und es kann eine Kombination dieser Elemente zum Einsatz kommen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden weiterhin die Intensitäten der reflektierten Wellen in Übereinstimmung mit der Helligkeitsmodulation dargestellt. Jedoch können die Intensitäten von reflektierten Wellen beispielsweise auch durch ein Farbanzeigeschema dargestellt werden.
Vorstehend ist ein Steinzertrümmerungsgerät beschrieben worden, wie es durch die Fig. 1 und 3 veranschaulicht ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist dieses Steinzertrümmerungsgerät derart ausgelegt, daß es eine Stoßwelle auf einen oberen Abschnitt eines lebenden Körpers aussendet, wobei es, genauer gesagt, ein System zum unabhängigen Steuern eines Abschnitts für die Steinzertrümmerung und eines Abschnitts für die Ultraschallbildgabe repräsentiert. Ein Applikator 12 ist in einem lebenden Körper 80 angeordnet. Das System enthält eine Steuereinrichtung 60A zur Steuerung eines konvexen elektroakustischen Wandlerelements, und eine Bildgabesteuereinrichtung 60B.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist das Steinzertrümmerungsgerät, das durch die Fig. 1 und 4 spezifiziert ist, derart ausgelegt, daß es eine Stoßwelle auf einen unteren Abschnitt eines lebenden Körpers richtet, wobei das Gerät, genauer gesagt, ein System zum unabhängigen Steuern eines Abschnitts für die Steinzertrümmerung und eines Abschnitts für die Ultraschallbildgabe repräsentiert. Ein Applikator 12 ist unterhalb eines lebenden Körpers 80 angeordnet. Das System enthält eine Steuereinrichtung 60A zur Steuerung eines konkaven elektroakustischen Wandlerelements, und eine Bildgabesteuerung 60B.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist ein Steinzertrümmerungsgerät, das durch die Fig. 1 und 5 veranschaulicht ist, so ausgelegt, daß es eine Stoßwelle zu einem oberen Abschnitt eines lebenden Körpers aussendet, wobei das Gerät, genauer gesagt, ein System zum kollektiven Steuern eines Abschnitts für die Steinzertrümmerung und eines Abschnitts für die Ultraschallbildgabe repräsentiert. Ein Applikator 12 ist an einem lebenden Körper 80 angeordnet. Das System enthält ein kollektives Steuersystem 60'.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ein Steinzertrümmerungsgerät, das durch die Fig. 1 und 6 veranschaulicht ist, derart ausgelegt, daß es eine Schockwelle zu einem unteren Abschnitt eines lebenden Körpers ausendet, wobei das Gerät, genauer gesagt, ein System zum gemeinsamen Steuern eines Abschnitts zur Steinzertrümmerung und eines Abschnitts zur Ultraschallbildgabe repräsentiert. Ein Applikator 12 ist unterhalb des lebenden Körpers eingeordnet. Das System enthält ein Hauptsteuersystem 60'.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild dargestellt, das lediglich diejenigen Komponenten eines Hyperthermiegeräts zeigt, die mit der überthermischen Behandlung verknüpft sind, wobei das Hyperthermiegerät ein Ausführungsbeispiel des in Übereinstimmung der vorliegenden Erfindung stehenden, akustisch arbeitenden medizinischen Behandlungsgeräts darstellt. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausgestaltung sind die Pulsgeber 22, die das in Fig. 1 gezeigte Treibersystem 20 bilden, durch kontinuierliche Wellen erzeugende Treiber 24 ersetzt, die folglich den für die Hyperthermiebehandlung dienenden Abschnitt bilden. In den Fig. 2 und 3 ist die gesamte Anordnung des Hyperthermiegeräts dargestellt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist dieses Hyperthermiegerät derart ausgelegt, daß es eine kontinuierliche Welle oder eine Burstwelle auf einen oberen Abschnitt eines lebenden Körpers abstrahlt, und stellt, genauer gesagt, ein System zur unabhängigen Steuerung des für die hyperthermische Behandlung vorgesehenen Abschnitts und des für die Ultraschallbildgabe vorgesehenen Abschnitts dar. Ein Applikator 12 ist an dem lebenden Körper 80 angeordnet. Das System enthält eine zur Steuerung eines konkaven elektroakustischen Wandlerelements vorgesehene Steuereinrichtung 60A und eine Bildgabesteuereinrichtung 60B.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist ein Hyperthermiegerät, das durch die Fig. 2 und 4 veranschaulicht ist, derart ausgelegt, daß es eine kontinuierliche Welle oder eine Burstwelle zu einem unterem Abschnitt eines lebenden Körpers aussendet, wobei das Gerät, genauer gesagt, ein System zum unabhängigen Steuern eines für die hyperthermische Behandlung vorgesehenen Abschnitts und eines für die Ultraschallbildgabe vorgesehenen Abschnitts repräsentiert. Ein Applikator 12 ist unterhalb eines lebenden Körpers 80 angeordnet. Das System enthält eine zur Steuerung eines konkaven elektroakustischen Wandlerelements vorgesehene Steuereinrichtung 60A und eine Bildgabesteuereinrichtung 60B.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist ein Hyperthermiegerät, das durch die Fig. 2 und 5 veranschaulicht ist, derart ausgelegt, daß es eine kontinuierliche Welle zu einem oberen Abschnitt eines lebenden Körpers aussendet, wobei das Gerät, genauer gesägt, ein System zum kollektiven Steuern eines für die hyperthermische Behandlung vorgesehenen Abschnitts und eines für die Ultraschallbildgabe vorgesehenen Abschnitts darstellt. Ein Applikator 12 ist an dem lebenden Körper 80 angeordnet. Das System enthält ein Hauptsteuersystem 60'.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist ein hyperthermisches Gerät, das durch die Fig. 2 und 6 veranschaulicht ist, derart ausgelegt, daß es eine kontinuierliche Welle zu einem unteren Abschnitt eines lebenden Körpers aussendet, wobei das Gerät, genauer gesagt, ein System zum kollektiven Steuern eines für die hyperthermische Behandlung vorgesehenen Abschnitts und eines für die Ultraschallbildgabe vorgesehenen Abschnitts dargestellt. Ein Applikator 12 ist unterhalb eines lebenden Körpers 80 angeordnet. Das System enthält ein Hauptsteuersystem 60'.
Jedes der Hyperthermiegeräte, die jeweils durch die Fig. 2 und 3, Fig. 2 und 4, Fig. 2 und 5 bzw. Fig. 2 und 6 repräsentiert sind, können mit dem konkaven Wandler arbeiten, der in Fig. 7 oder 12 gezeigt ist. Ferner ist in Fig. 8 eine positionsmäßige Beziehung zwischen einem lebenden Körper und dem Applikator für jedes der Hyperthermiegeräte dargestellt. Weiterhin können die in den Fig. 9 bis 11 gezeigten Anzeigeformen als Anzeigeformen zur Anzeige der Intensitäten von Empfangssignalen bei diesen Hyperthermiegeräten zum Einsatz kommen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Wandler in eine Mehrzahl von partiellen Wandlern unterteilt. Schwache Ultraschallwellen werden jeweils von diesen partiellen Wandlern ausgesendet, und es werden die reflektierten Wellen jeweils durch die partiellen Wandler für die Anzeige erfaßt. Daher kann der Zustand eines Ausbreitungspfads, der einen jeweiligen partiellen Wandler mit einem Brennpunkt verbindet, leicht detektiert werden, wodurch blinde Regionen beseitigt werden. Bei dieser Vorgehensweise kann eine Stoßwelle oder eine kontinuierliche Welle für die medizinische Behandlung ausgesendet werden, nachdem ein optimaler Fortpflanzungspfad einfach ausgewählt und bestätigt worden ist, wodurch ein akustisches medizinisches Behandlungsgerät bereitgestellt wird, bei dem ein elektroakustisches Wandlerelement zum Einsatz kommt und das die nachteiligen Effekte von unnötigen Reflexionen der Wellen von einem Knochen, einer Lunge oder einem Eingeweidegas auf einen Patienten, sowie die Schmerzen in dem lebenden Körper, stark verringern kann, die Sicherheit verbessern kann und eine effiziente medizinische Behandlung ermöglicht.

Claims

1. Akustisch arbeitendes, medizinisches Behandlungsgerät, bei dem elektroakustische Wandlerelemente zum Einsatz kommen und diese elektroakustischen Wandlerelemente dazu veranlaßt werden, eine Schallwelle zu einem kranken Abschnitt in einem lebenden Körper abzustrahlen, um hierdurch eine medizinische Behandlung mit Hilfe der Energie der zu dem kranken Abschnitt abgestrahlten Schallwelle zu bewirken, mit:

einer Schallwellenerzeugungseinrichtung (10), die eine Mehrzahl dieser elektroakustischen Wandlerelemente aufweist und dazu ausgelegt ist, die jeweiligen elektroakustischen Wandlerelemente zur Erzeugung von Schallwellen bei dem Anlegen von Spannungen an die elektroakustischen Wandlerelemente zu veranlassen, wobei die elektroakustischen Wandlerelemente so angeordnet sind, daß sie eine konkave Oberfläche zur Ausbildung eines Brennpunkts bilden,

einer Treibersteuereinrichtung (20) zum Treiben/Steuern der Mehrzahl von elektroakustischen Wandlerelementen derart, daß diese selektiv Schallwellen für eine medizinische Behandlung sowie Schallwellen, die nicht zur Behandlung dienen, erzeugen,

einer Empfangseinrichtung (30) zum Empfangen von elektrischen Signalen, die von den elektroakustischen Wandlerelementen stammen, die ihrerseits reflektierte Schallwellen empfangen, wenn die Schallwellenerzeugungseinrichtung (10) durch die Treibersteuereinrichtung (20) derart angesteuert worden ist, daß Schallwellen, die nicht zur Behandlung dienen, erzeugt werden, und

einer Erzeugungs/Anzeigeeinrichtung (40, 50, 60) zum Erzeugen von Informationen, die mit Schallwellenausbreitungspfaden zwischen der Mehrzahl von elektroakustischen Wandlerelementen und dem Brennpunkt zusammenhängen, in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen, die durch die Empfangseinrichtung (30) empfangen worden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungs/Anzeigeeinrichtung (40, 50, 60) die erzeugten Informationen in einem Anzeigemuster anzeigt, das ein erstes, die Anordnung der elektroakustischen Wandlerelemente darstellendes Muster und ein zweites, perspektivisches Muster enthält, das dadurch gebildet ist, daß die Ausbreitungspfade der Schallwellen zwischen den elektroakustischen Wandlerelementen und dem Brennpunkt (F&sub0;) veranschaulicht sind, wobei das zweite Muster eine Anzeige von erfaßten Hindernissen enthält.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwellenerzeugungseinrichtung (10) in einem Applikator (12) angeordnet ist, der eine Tasche (16) enthält, in der ein Ultraschallausbreitungsmedium enthalten ist, wobei die Tasche (16) dazu ausgelegt ist, mit einer Körperoberfläche eines lebenden Körpers in Berührung gebracht zu werden.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwellenerzeugungseinrichtung (10) eine Mehrzahl von elektroakustischen Wandlerelementen enthält, die so angeordnet sind, daß sie eine ringförmige Form bilden.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwellenerzeugungseinrichtung (10) eine Mehrzahl von elektroakustischen Wandlerelementen enthält, die in Form von Punkten angeordnet sind.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibersteuereinrichtung (20) die Mehrzahl von elektroakustischen Wandlerelementen derart betreibt/steuert, daß diese selektiv starke Ultraschallwellen in Form von Stoßwellen zum Zerstören eines Steins sowie Ultraschallwellen zum Erfassen von Ausbreitungspfaden der starken Ultraschallwellen erzeugen.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibersteuereinrichtung (20) die Mehrzahl von elektroakustischen Wandlerelementen derart betreibt/steuert, daß diese selektiv starke Ultraschallwellen in Form von Stoßwellen für eine hyperthermische Behandlung sowie Ultraschallwellen für die Erfassung von Ausbreitungspfaden der starken Ultraschallwellen erzeugen.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß das Gerät weiterhin aufweist:

eine zur Bildgabe dienende Ultraschallsonde (70), die in einem im wesentlichen zentralen Abschnitt der konkaven Oberfläche der Schallwellenerzeugungseinrichtung (10) entlang einer axialen Richtung in Richtung auf den Brennpunkt eingefügt ist, wobei die Sonde (70) eine große Anzahl von kleinen Ultraschallwandlern aufweist, und

eine tomographische Bildgabeeinrichtung (60B, 72, 74, 76, 78) zum Abtasten/- Betreiben jedes der Ultraschallwandler der Ultraschallsonde (70) zur Erzeugung eines tomographischen Bilds und zur Anzeige des tomographischen Bilds.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigemuster, das durch die Erfassungseinrichtung (40, 50, 60) erzeugt wird, und das tomographische Bild, das durch die tomographische Bildgabeeinrichtung (70, 72, 74, 76, 80, 60B) erzeugt wird, in gegenseitiger Übereinstimmung angezeigt werden.

9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibersteuereinrichtung (20) weiterhin die Sende/Empfangs-Arbeitsvorgänge der tomographischen Bildgabeeinrichtung (60B, 72, 74, 76, 78) steuert.

10. Gerät nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die tomographische Bildgabeeinrichtung (60B, 72, 74, 76, 78) ein tomographisches Sektorbild erzeugt und das tomographische Sektorbild anzeigt.