DE69203038T2 - Ultraschalltherapievorrichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschalltherapievorrichtung für die Zerstörung eines Gegenstandes, z.B. einer Krebszelle, eines Steins, in einem Patienten mit Hilfe fokussierter Energie einer Stoßwelle oder für die Durchführung einer anderen derartigen Behandlung.
• Eine konventionelle Ultraschalltherapievorrichtung, beispielsweise ein extrakorporales Stoßwellenbehandlungsgerät, besteht aus einem Applikator, einer Applikator-Trageeinheit, einer Liege für die Lagerung eines Patienten, einer Stoßwellen-Steuervorrichtung, einer tomographischen abbildenden Ausgabeeinheit und Wasser-Steuervorrichtungen usw.. Der Applikator besteht aus einem Stoßwellenwandler, welcher eine Vielzahl elektroakustischer Wandlerelemente für die Übertragung einer fokussierten Stoßwelle in eine vorbestimmte Richtung und Tiefe bei dem Patienten hat. Die Übertragungsseite des Applikators ist nach unten auf den Patienten hin gerichtet, und die übertragene Stoß welle von dem Wandler kann dann benutzt werden, um einen Nierenstein oder Gallenstein in dem Patienten zu zerstören.
• Folglich ist bei einem konventionellen Stoßwellen-Behandlungsgerät der Applikator über dem Patienten angeordnet und überträgt die Stoßwelle auf den Patienten nach unten. Diese Applikatoranordnung nennt man den Typ mit Bestrahlungsweise nach unten. Die alternative Anordnung, bei welcher der Applikator unter dem Patienten angeordnet ist und die Stoßwelle nach oben zum Patienten hin überträgt, wird als Typ mit Bestrahlungsweise nach oben bezeichnet. Ein Vorteil des Typs mit Bestrahlungsweise nach unten ist deren einfache Betriebsweise bei der Fokussierung der Stoßwelle auf einen Calculus (ein Steinchen). So kann die Bedienungsperson die Position des Applikators durch Koordinieren mehrerer Parameter einstellen, z.B. der Lage und der Körperoberfläche des Patienten und des Kontaktzustandes zwischen dem Patienten und dem Applikator.
• Obwohl der Typ mit nach oben gerichteter Bestrahlungsweise den Vorteil einer leichten Bedienung beim Einstellen der Fokusposition bezüglich des Calculus hat, hat er auch Nachteile, wenn das Therapieobjekt ein Gallenstein ist.
• Wenn der Gallenstein durch eine Stoßwelle von einem Applikator bei einem Typ mit nach oben gerichteter Bestrahlungsweise zerstört wird, muß der Patient mit dem Gesicht nach unten liegen. In der Stellung mit nach unten gerichtetem Gesicht liegt der Gallenstein unter einer Rippe und einem Lungenflügel. Folglich wird die übertragene Stoßwelle durch Luft in der Lunge absorbiert und gedämpft. Desgleichen wird bei einem Stoßwellen-Therapiegerät, das eine Ultraschall-Abbildungssonde benutzt, die zentral zum Applikator angeordnet ist, die Struktur unterhalb der Lunge nicht auf dem tomografischen Ultraschallbild abgebildet, weil der Ultraschallstrahl von der Abbildungssonde ebenfalls durch Luft in der Lunge absorbiert und gedämpft wird. Weiterhin wird der Gallenstein durch eine Patientenbewegung bewegt, die beispielsweise durch Atmung verursacht wird. Folglich ist die vorstehend genannte Operation für ein Einstellen der Fokusposition auf den Gallenstein sehr schwierig.
• Wenn ein Applikator, der die Bestrahlungsweise nach unten benutzt, mit dem Patienten in Kontakt gebracht wird, dann beträgt der Abstand zwischen dem Applikator und dem Nierenstein ungefähr 5 cm bis 12 cm, und wenn der Applikator, der die Bestrahlungsweise nach unten benutzt, mit dem Patienten in Kontakt ist, dann beträgt der Abstand zwischen dem Applikator und dem Gallenstein in dem Patienten ungefähr 2 cm bis 7 cm. Wie bei der Ultraschalltechnik allgemein bekannt ist, steht der Dämpfungskoeffizient von Gewebe mit der Tiefe des Objekts in Beziehung. Der Dämpfungskoeffizient von Gewebe nimmt nennenswert mit der Frequenz zu, wobei die hochfrequenten Spektralkomponenten eines reflektierten Signals stärker als die niederfrequenten Komponenten gedämpft werden. Typischerweise fällt die Mittenfrequenz des empfangenen Signals in der Frequenz mit der Eindringtiefe ab.
• Solche Probleme beziehen sich auf das Stoßwellen-Behandlungsgerät und auch auf eine Therapie, die eine Hyperthermie mit der Bestrahlungsweise nach unten mit sich bringt.
• Dementsprechend trachtet die vorliegende Erfindung danach, für ein verbessertes Ultraschalltherapiesystem für das Fokussieren von Ultraschall auf ein zu zerstörendes Objekt zu sorgen.
• Der Leser wird weitere Hinweise in bezug auf den Stand der Technik in EP-A-405 282 finden, unter Bezugnahme auf welche Anspruch 1 dieser Anmeldung gekennzeichnet ist.
• Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird für eine Ultraschallbehandlungsvorrichtung gesorgt, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
• Die Ultraschallbehandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann folglich benutzt werden, um die Bestrahlungsweise nach unten oder die Bestrahlungsweise nach oben zu wählen, und die Bestrahlungsrichtung kann durch das aus gegebene tomographische Bild deutlich angezeigt werden. Dementsprechend wird beispielsweise die Bestrahlungsweise nach unten dann gewählt, wenn das zu behandelnde Objekt ein Nierenstein ist, und die Bestrahlungsweise nach oben dann gewählt, wenn das zu zerstörende Objekt ein Gallenstein ist, und diese Bestrahlungsrichtungen können durch das ausgegebene tomographische Bild bestätigt werden.
• Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems der Ultraschallbehandlungsvorrrichtung, eingestellt auf eiiien Bestrahlungszustand nach unten, entsprechend der vorliegeden Erfindung;
• Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems der Ultraschallbehandlungsvorrichting, eingestellt auf einen Bestrahlungszustand nach oben, entsprechend der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das eine Anordnung für eine Stoßwellen-Behandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 4 zeigt eine Schalttafel für die Vorrichtung von Fig. 2;
• Fig. 5 veranschaulicht, wie die Bestrahlungsweise nach unten auf einem Monitor angezeigt wird;
• Fig. 6 veranschaulicht, wie die Bestrahlungsweise nach oben auf einem Monitor angezeigt wird;
• Fig. 7 ist eine modifizierte Form des Ultraschall-Abbildungssystems, das in Fig. 3 gezeigt wird;
• Fig. 8 ist eine Ansicht von oben auf einen Applikator und eine Applikator-Haltevorrichtung, wie in Fig. 3 gezeigt, wobei aus Gründen der Deutlichkeit Teile davon weggebrochen sind;
• Fig. 9 ist eine Ansicht von vorn auf die Vorrichtung von Fig. 8;
• Fig. 10 ist eine Seitenansicht auf die Vorrichtung von Fig. 8;
• Fig. 10 bis 13 sind veranschaulichende Diagramme, die ein Beispiel für den Applikator-Neigungsmechanismus von Fig. 8 zeigen;
• Fig. 14 und 15 veranschaulichen verschiedene relative Stellungen des Applikators und des Patienten;
• Fig. 16 ist eine modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung von Fig. 10;
• Fig. 17 ist eine teilweise Schnittansicht der in Fig. 16 gezeigten Vorrichtung;
• Fig. 18 ist eine zweite Ausfuhrungsform, die einen Zustand der Bestrahlungsweise nach oben, ausgegeben auf einem Monitor, der in Fig. 3 gezeigt wird, zeigt;
• Fig. 19 ist eine zweite Ausführungsform von Fig. 17;
• Fig. 20 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer in Fig. 1 gezeigten Liege für einen Patienten; und
• Fig. 21 ist eine zweite Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Applikator-Haltevorrichtung.
• Jetzt soll eine Ausführungsform einer Stoßwellen-Behandlungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 besteht die Stoßwellen-Behandlungsvorrichtung der ersten Ansführungsform aus einem Applikator 10, einer Applikator-Haltevorrichtung 20, einer Stoßwellen-Steuervorrichtung 30, einer Ultraschall-Tomogramm-Abbildungseinrichtung 40, einer Wasser-Steuereinrichtung 50 und einer Liege 60. Der Applikator 10 (Fig. 3) besteht aus einem Stoßwellenerzeuger 11, welcher eine Durchgangsöffnung an einem mittleren Teil hat, einem Balg 12, einer Membran 3, und der Applikator 10 bildet einen luftdichten Behälter 14. Der luftdichte Behälter 14 ist an einem Rahmen 15 befestigt und ist mit Wasser als Ultraschall- Durchdringungsmaterial gefüllt. Ein Stangenelement 17 ist in die luftdichte Konstruktion 14 durch die Durchgangsöffnung des Rahmens 15 und des Stoßwellengenerators 11 eingesetzt. Ein Ultraschallwandler 18 für die Beobachtung des tomographischen Bildes ist in einem Ende von Stangenelement 17 angeordnet, folglich ist eine Ultraschallsonde 18a daraus hergestellt. Der Rahmen 15 hat einen Sondenbewegungsmechanismus 19, welcher gestattet, die Ultraschallsonde 18a innerhalb der luftdichten Konstruktion 14 nach oben und nach unten zu bewegen. Der Stoßwellengenerator 11 wird durch eine Vielzahl von Hochleistungs-Ultraschallwandlern gebildet, welche in einem Kreis auf dem Rahmen 15 um die Durchgangsöffnung des Rahmens 15 herum angeordnet sind. Bei dieser Ultraschallwandler-Anordnung bildet die übertragene Stoßwelle einen Brennpunkt in einer vorbestimmten Tiefe, welche vom Radius der konkaven Gestalt von Stoßwellengenerator 11 abhängt.
• Die Applikator-Haltevorrichtung 20 trägt den Applikator 20, was eine gewisse Bewegung gestattet, d.h. eine horizontale (XY-Achse), eine große Aufwärts- und Abwärts- (große Z-Achse), eine kleine Aufwärts- und Abwärts- (kleine Z-Achse), eine Dreh- und eine Neigungsbewegung. Die Applikator-Haltevorrichtung 20 wird nachstehend detaillierter beschrieben.
• Jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 3 besteht die Stoßwellen-Steuereinrichtung 30 aus einer Ultraschall-Sende- und Empfangseinheit (T/R) 31, einem Impulsgeber 32, einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 33, einem festen Bedienpult 34, einer Arbeitstafel 35, welche leicht eingesteckt und herausgezogen werden kann, einem Monitor 36 und einer Sondenstellungs-Steuereinrichtung 37. Die T/R 31 gestattet, Impulse hoher Energie oder niedriger Energie von dem Impulsgeber 32 selektiv dem Stoßwellengenerator zuzuführen. Hier wird der Impuls mit hoher Energie erzeugt, um die Stoßwelle zu erhalten, und der Impuls mit niedriger Energie wird erzeugt, um einen Zustand des Zusammenfallens zwischen dem Stoßwellenbrennpunkt und dem Calculus zu bestätigen. Statistische Daten, die man als Anzahl des Abgebens usw. der Impulse mit hoher Energie und derjenigen mit niedriger Energie erhält, werden auf dem Monitor angezeigt. Die Sondenstellungs-Steuereinrichtung 37 steuert die Abwärts/Aufwärts-Bewegung der Ultraschallsonde 18a durch ein Steuersignal von CPU 33 und bringt die Ultraschallsonde 18a in eine vorbestimmte Stellung innerhalb der luftdichten Konstruktion 14. Die Bedientafel 35, welche leicht eingesteckt und herausgezogen werden kann, ist an dem Rahmen 15 des Applikators 10 befestigt. Diese Bedientafel 35 hat fünf Funktionsschalter für die Bewegung des Applikators, d.h. erstens einen 35a für die Neigungsbewegung entlang der Drehrichtung, zweitens einen 35b für die Neigungsbewegung entlang einer Richtung vor und hinter dem Applikator 10, drittens einen 35c für die XY-Bewegung entlang der XY-Achse, viertens einen 35d für die kleine Aufwärts- und Abwärtsbewegung entlang der kleinen Z-Achse und fünftens einen 35e für die große Aufwärts- und Abwärtsbewegung entlang der großen Z-Achse.
• Die Ultraschall-Tomographie-Abbildungsvorrichtung 40 umfaßt eine B-Modus-Steuervorrichtung 41 und einen Monitor 42. Spezieller gesagt, die B-Modus-Steuervorrichtung 41 besteht aus einer Sende- und Empfangseinheit (T/R) 411, einem A/D-Wandler 412 für das Konvertieren gelieferter analoger Daten in digitale Daten, einem Rahmenspeicher 413 für das Speichern der digitalen Daten von dem A/D-Wandler 412, einem D/A-Wandler 414 für das Konvertieren der von dem Rahmenspeicher gelieferten digitalen Daten in analoge Daten, und die analogen Daten von dem D/A 414 werden dem Monitor 42 zugeführt, folglich wird ein tomographisches Ultraschallbild auf dem Monitor 42 ausgegeben. Hier werden ein oberer und ein unterer Wert an gespeicherten Tomogrammdaten in dem Rahmenspeicher 413 auf Basis eines Steuersignals von CPU 33 über eine Schalteinheit 43 oder einen Umschalter 44 umgeschaltet, welche gestatten, das Umschalten in einer gewünschten Zeitfolge durchzuführen, und die Schalteinheit 43 wird zwischen einer Stellung AUTO und einer Stellung MANUAL entsprechend geändert, damit der Schalter durch den Bedienungsmann betätigt werden kann.
• Die Applikator-Haltevorrichtung 20 besteht aus einer Anzahl von Motoren und den Schaltkreisen zum Steuern der Motoren. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist ein Ausgang aus einer Motor-Steuereinheit 70, welche zwei Schalter 70a und 70b hat, mit Motor 122c, 124c, 132 und 182 direkt verbunden und ist mit Motor 173 und 142 sowohl direkt, als auch über Inverterschaltungen IN 1 beziehungsweise IN 2 verbunden. Die Schalter 70a und 70b können eine direkte Verbindung oder eine invertierte Verbindung über die Inverterschaltungen IN 1 und IN 2 mit den Motoren 173 und 142 wählen. Die Schalter 70a und 70a werden auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines Bestrahlungsrichtungs-Detektors 149 gewählt, welcher nachstehend beschrieben wird. Die Funktionsweise der Motoren ist wie folgt: der Motor 122c verschiebt die Applikator-Haltevorrichtung 20 entlang der Richtung der X-Achse, der Motor 124c verschiebt die Applikator-Haltevorrichtung 20 entlang der Richtung der Y-Achse, der Motor 132 bewegt den Applikator 10 entlang der Richtung der Z-Achse (große Bewegungen), der Motor 173 bewegt den Applikator 10 entlang der Richtung der Z-Achse (kleine Bewegungen), der Motor 182 neigt den Applikator 10, und der Motor 142 dreht den Applikator 10.
• Die Wasser-Steuervorrichtung 50 steuert das Zuführen und das Ableiten des Wassers 16 innerhalb der luftdichten Konstruktion 14 des Applikators 10. Entsprechend dieser Wassersteuerung wird eine Tiefe des Stoßwellenbrennpunktes innerhalb des Patienten auf eine geeignete Tiefe für die Behandlung des Calculus eingestellt. Eine Tischplatte 60a, um den Patienten zu tragen, hat eine sich öffnende und sich schließende Öffnung 60b. Die Öffnung 60b wird geöffnet, wenn die Bestrahlungsweise nach oben für die Stoßwellenbehandlung durch den Bedienungsmann gewählt wird.
• Bei der vorstehenden Konstruktion kann der Applikator 10 in eine Stellung für eine Bestrahlungsweise nach oben gebracht werden, wie in Fig. 2 gezeigt. Diese Wahl der Bestrahlungsrichtung wird durch Betätigen der Applikator-Haltevorrichtung 20 ermöglicht. Wenn der Applikator für eine Bestrahlungsweise nach unten eingestellt ist, dann wird ein tomographisches Sektorbild 42a auf dem Monitor 42 mit der Fokusmarke FM, wie in Fig. 5 gezeigt, ausgegeben, und wenn der Applikator 10 für die Bestrahlungsweise nach oben eingestellt ist, wird das tomographische Sektorbild mit der Oberseite nach unten auf dem Monitor 42 mit Fokusmarke FM ausgegebenen, wie in Fig. 6 gezeigt. Infolgedessen können der Zustand der Bestrahlungsweise, nach cben oder nach unten, die Fokusstellung der Stoßwelle und die Lage des Calculus leicht beobachtet werden. Ein Feld "CI" in dem Bild zeigt eine alphanumerische Zeicheninformation bezogen auf den Patienten und/oder Strahl-Nr. der Stoßwelle usw., und ein Feld "CA" zeigt das Calculusbild.
• Weiterhin kann der Ultraschallwandler wie in Fig. 7 gezeigt modifiziert werden, nämlich der Ultraschallwandler 18 besteht aus zwei Wandlern 18-1 und 18-2 auf einem Trägerelement B. Der Wandler 18-1 liegt zwischen zwei Elektroden 21-1 und 21-2 für die Speisung der Wandler, und der Wandler 18-2 liegt zwischen der Elektrode 21-2 und einer Erdung 22, welche sich auf dem Trägerelement B befindet. Die Elektroden 21-1 und 21-2, die mit dem Impulsgeber 25 zu verbinden sind, werden durch Schalter 23 gewählt. Der Schalter 23 wird durch einen Wähler 24 geändert, welcher durch das Ausgangssignal aus dem Bestrahlungsrichtungs- Detektor 149 gesteuert wird. Das Ergebnis der vorstehenden Konstruktion ist, daß sich die Frequenz des abgestrahlten Ultraschalls ändern kann, es wird nämlich die Frequenz des abgestrahlten Ultraschalls in Abhängigkeit von einer Wandlerdicke zugelassen, folglich wählt der Schalter 23 die zutreffende. Wenn sowohl die Wandler 18-1, als auch 18-2 erregt werden, dann wird die Frequenz des abgestrahlten Ultraschalls 3,5 MHz, und wenn nur der Wandler 182 erregt wird, dann wird die Frequenz des abgestrahlten Ultraschalls 5 MHz. Die Ultraschallfrequenz von 3,5 MHz wird dann verwendet, wenn das Behandlungsobjekt der Nierenstein ist, die Ultraschallfrequenz von 5 MHz wird dann verwendet, wenn das Behandlungsobjekt der Gallenstein ist.
• Wenn der Applikator bei Verwendung der Bestrahlungsweise nach unten mit dem Patienten in Kontakt gebracht wird, dann liegt der Nierenstein an einer verhältnismäßig tiefen Stelle. Dann wird die Ultraschallfrequenz von 3,5 MHz verwendet, folglich kann der an der tieferen Stelle liegende Nierenstein deutlich beobachtet werden. Wenn der Applikator bei Verwendung der Bestrahlungsweise nach oben in Kontakt mit dem Patienten gebracht wird, dann liegt der Gallenstein an einer verhältnismäßig flachen Stelle. Dann wird die Ultraschallfrequenz von 5 MHz verwendet, folglich kann der an einer verhältnismäßig flachen Stelle liegende Gallenstein ebenfalls mit einem Bild mit hohem Kontrast beobachtet werden.
• Jetzt wird eine Ausführungsform der Applikator-Haltevorrichtung 20 detailliert beschrieben. Wie in Fig. 8 gezeigt, trägt eine auf dem Fußboden gestellte Grundplatte 100 einen Turmaufbau 110. Dieser Turmaufbau 110 kann sich, wie in Fig. 9 und Fig. 10 gezeigt, sowohl in Richtung dem X-Achse, als auch in Richtung der Y-Achse durch die XY-Achsen-Verschiebeeinrichtung 120 verschieben, die innerhalb der Grundplatte 100 vorgesehen ist. Diese XY- Achsen-Verschiebeeinrichtung 120 umfaßt einen Y-Achsen-Verschiebemechanismus 124, der an dem X-Achsen-Verschiebemechanismus 122 montiert ist, wie in Fig. 9 gezeigt. Die Verschiebemechanismen haben beide Führungsschrauben. Wie in Fig. 9 gezeigt, hat die X- Achsen-Verschiebeeinrichtung 122 eine drehbare Schraube 122b, die an einer festen X-Achsenplatte 122a vorgesehen ist. Die Schraube 122b kann mit Hilfe eines Motors 122c gedreht werden, der an einem Ende der Schraube angeordnet ist. Eine X-Achsenführung 122d steht in Eingriff mit der Schraube 122b, folglich kann die X-Achsenführung 122d durch Antreiben des Motors 122c entlang der X-Richtung bewegt werden. Wie in Fig. 10 gezeigt, besteht die Y-Achsen-Verschiebeeinrichtung 124 aus einer drehbaren Schraube 124b, die an einer festen Y-Achsenplatte 124a vorgesehen ist. Die Schraube 124b kann durch Drehen eines Motors 124c gedreht werden, der an einem Ende der Schraube angeordnet ist. Eine Y-Achsenführung 124d steht in Eingriff mit der Schraube 124b, folglich kann die Y-Achsenführung 124d entlang der Y-Achsenrichtung durch Antreiben des Motors 124c bewegt werden. Die feste Y-Achsenplatte 124a ist an der Grundplatte 100 befestigt, und die feste X-Achsenplatte 122a ist mit dem Turmaufbau 110 gekoppelt. Infolgedessen kann der Turmaufbau 110 sowohl in Richtung der X-Achse, als auch in Richtung der Y-Achse individuell mit Hilfe des Antreibens der Motoren 122c und 124c der XY-Achsen-Verschiebeeinrichtung 120 verschoben werden.
• In Fig. 10 hat der Turmaufbau 110 ein C-förmiges Gleitelement 130, und das Gleitelement 130 kann entlang einer Z-Achse an dem Turmaufbau 110 verschoben werden. Dieser Turmaufbau 110 hat auch ein Kettenrad 131 und einen Motor 132 in einem Ende des Turmaufbaus 110, und in das Kettenrad 131 und den Motor 132 greift eine Kette 133 ein. In das Kettenrad 131 greift auch ein Draht 134 ein, welcher eine Verbindung zu dem Gleitelement 130 an einem Ende und eine Verbindung mit einem Ausgleichsgewicht 135 am anderen Ende herstellt. Folglich wird, wenn der Motor 132 unter Spannung gesetzt wird, das Gleitelement 130 entlang der Z- Achse an dem Turmaufbau in die gewünschte Position eingestellt. Mit anderen Worten, der Applikator kann sich entlang der Z-Richtung bewegen.
• Das Gleitelement 130 hat eine rotierende Achse 140, welche ein Kettenrad 141 an einem Ende der rotierenden Achse 140 hat. Ein anderes Ende der rotierenden Achse 140 ist an einem C-förmigen Arm 150 befestigt. Und das Gleitelement 130 hat einen Arm-Drehmechanismus 144, welcher aus einem Kettenrad 141, Motor 142 und Kette 143 besteht, die zwischen dem Kettenrad 141 und dem Motor 142 eingreift. Folglich kann sich durch unter Spannung Setzen des Motors 142 der C-förmige Arm 150 um einen Pfeil r drehen, wie in Fig. 10 gezeigt. Mit anderen Worten, die Abstrahlungsrichtung der Stoßwelle von dem Applikator kann sich zwischen der Bestrahlungsweise nach unten und der Bestrahlungsweise nach oben mit einer gewünschten zeitlichen Steuerung ändern.
• Der C-förmige Arm 150 hat eine C-förmige Auflagerung 160, welche mit dem C-förmigen Arm 150 an einer Achse 161 verbunden ist, die an beiden Enden der C-förmigen Auflagerung 160 vorgesehen ist. An einem Mittelteil der C-förmigen Auflagerung 160 ist eine Applikator-Auflagerplatte 170 befestigt, welche den Applikator 10 gleitfähig an der C-förmigen Auflagerung 160 haltert. Die Applikator-Auflagerplatte 170 hat einen Schraubenmechanismus 171, welcher aus einer Schraube 172, einem Motor 173 zum Drehen der Schraube 172 und einer Führung 174 besteht, die mit der Schraube 172 in Eingriff ist. Ein Endteil der Führung 174 ist an dem Applikator 10 befestigt. Infolgedessen kann der Applikator 10 durch Drehen des Motors 173 entlang der Z-Achse bewegt werden.
• Ein Basisteil des C-förmigen Arms 150 hat einen Neigungsmechanismus 180. Dieser Neigungsmechanismus 180 besteht aus einem gekrümmten Zahnstangentrieb 181, der an der Applikator-Auflagerfläche 170 mit Hilfe einer Befestigungseinrichtung 181A befestigt ist, einem Ritzel 182 für einen Eingriff in den gekrümmten Zahnstangentrieb 181, einem Motor 183 zum Drehen des Ritzels 182. Bei der vorstehenden Konstruktion wird dann, wenn der Motor 183 auf der Grundlage eines Steuersignals von dem zweiten Schalter erregt wird, der gekrümmte Zahnstangentrieb 181 nach oben oder nach unten geschoben. Infolgedessen wird der mit der C- förmigen Auflagerung 160 fest verbundene Applikator 10 geneigt, wie in Fig. 11 bis Fig. 13 gezeigt.
• Eine Klemmvorrichtung 190 ist an dem Armteil des C-förmigen Arms 150 befestigt. Mit Hilfe der Klemmvorrichtung 190 kann der Applikator in die für die Behandlungsoperation am besten geeignete Lage eingestellt werden, und diese gestattet auch ein Drehen zwischen der Bestrahlungsweise nach unten und der Bestrahlungsweise nach oben durch manuelle Betätigung.
• Wie vorstehend beschrieben, kann entsprechend der vorliegenden Ausführungsform das Bedienungspersonal eine Bestrahlungsweise, nach oben oder nach unten, wählen, und darüberhinaus ist es dem Bedienungspersonal leicht möglich, den Brennpunkt der Stoßwelle mit dem Calculus sowohl bei der Bestrahlungsweise nach oben, als auch der nach unten zur Deckung zu bringen. Folglich ist, wie in Fig. 14 und 15 gezeigt, diese Stoßwellen-Behandlungsvorrichtung sehr bequem für eine Behandlungsoperation sowohl des Gallensteins, als auch des Nierensteins. In diesem Fall ist dann, wenn die Bestrahlungsweise nach unten gewählt ist, der Öffnungsteil 60B geschlossen, und wenn die Bestrahlungsweise nach oben gewählt ist, dann ist die Öffnung 60B geöffnet. Dann erfolgt die Wahl, welche der beiden Bestrahlungsweisen nach oben oder nach unten, man erreicht, durch Betätigen des Arm-Drehmechanismus' 144 innerhalb seines Gleitelementes 130. Das Bedienungspersonal kann ein Kommando an die CPU 33 liefern, um den Applikator in mehren Richtungen zu bewegen, d.h. eine Bewegung horizontal (XY- Achse), groß nach oben und nach unten (große Z-Achse), klein nach oben und nach unten (kleine Z-Achse), Dreh- und Neigungsbewegung. Dann entspricht das Kommando von der CPU, das an den Motor geliefert wird, dem Kommando, das an die feste Bedientafel 34 oder die Bedientafel 35, die leicht angeschlossen und abgenommen werden kann, durch das Bedienungspersonal geliefert wird. Die Bedientafel 35 kann entfernt werden, wenn der Applikator von der Bestrahlungsweise nach unten in die Bestrahlungsweise nach oben gedreht wird. Danach wird die Bedientafel 35 wieder an dem Applikator 10 befestigt. Wenn sie hier eingesteckt ist, dann wird, wenn die Bestrahlungsrichtung des Applikators 10 geändert wird, die Bewegungsrichtung, die durch die Bedientafel 35 bezüglich der Bewegung in der kleinen Z-Achse und der Drehbewegung als Instruktion gegeben wird, gegenüber einem angezeigten Pfeil auf der Bedientafel 35 invertiert. Jedoch kann bei dieser Erfindung diese invertierte Bewegung bezüglich der kleinen Z-Achse und der Drehbewegung durch einen Effekt der Inverterschaltung IN 1 und IN 2, in Fig. 2 gezeigt, verhütet werden. Wenn nämlich die Bestrahlungsrichtung von nach unten auf nach oben geändert wird, dann wird der Schalter 70A und 70B innerhalb der Motor-Steuereinheit 70 zur Seite der Inverterschaltung IN 1 beziehungsweise IN 2 auf der Grundlage des Ausgangssignals aus dem Bestrahlungsrichtungsdetektor 149 geschaltet. Entsprechend dem vorstehenden Schalten wird das Steuersignal von den Schaltern 35a und 35d innerhalb der Bedientafel 35 durch die Inverterschaltung IN 1 beziehungsweise IN 2 invertiert. Folglich kann, obwohl die Bestrahlungsrichtung des Applikators umgedreht worden ist, das Bedienungspersonal in Richtung des Pfeils arbeiten, der auf der Bedientafel 35 angezeigt wird.
• Darüberhinaus gestattet es die Bedientafel 35, den Applikator für ein Positionieren in Fernsteuerung aus einem gesonderten Bereich heraus zu betreiben.
• Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 16 und Fig. 17 beschrieben. Das Wesentliche bei der zweiten Ausführungsform ist, daß sie eine Funktion hat, daß das auf dem Monitor 42 im B-Modus ausgegebene Bild automatisch auf Basis des Bestrahlungszustands als Bestrahlungsweise nach unten oder nach oben ausgegeben wird. Die Erkennungsvorrichtung für die Rotationsstellung 145 ist nämlich, wie in Fig. 16 gezeigt, innerhalb des Gleitelementes 130 vorgesehen. Diese Rotationsstellungs-Erkennungsvorrichtung 145 umfaßt eine an der Rotationsachse 140 befestigte Stange 146 und vier Sensoren 147A, 147B, 147C und 147D zum Feststellen einer Position der Stange 146. Die Sensoren 147A bis 147D sind entlang eines geometrischen Ortes der gedrehten Stange 146 in gleichem Abstand voneinander zum Feststellen der Position der Stange angeordnet, die untrennbar verbunden mit der rotierenden Achse 140 gedreht wird. Ein Ausgangssignal aus den Sensoren 147A bis 147D wird an einen in Fig. 3 gezeigten Bestrahlungsrichtungsdetektor 149 geliefert. Dieser Bestrahlungsrichtungsdetektor 149 beurteilt, ob sich der Applikator 10 in der Bestrahlungsweise nach unten oder in der Bestrahlungsweise nach oben befindet, auf der Grundlage des Ausgangssignals aus den Sensoren 147A bis 147D, das die Lage der Stange 146 anzeigt. Speziell beurteilt, wie in Fig. 17 gezeigt, dann wenn die Stange 146 sich in einem Bereich 148A befindet, der zwischen den Sensoren 147A und 147B liegt, der Bestrahlungsrichtungsdetektor 149 den Zustand als nach unten gerichtet, und wenn sich die Stange 146 in einem Bereich 148B befindet, der zwischen den Sensoren 147C und 147D liegt, dann beurteilt der Bestrahlungsrichtungsdetektor den Zustand als nach oben gerichtet.
• Ein Beurteilungsignal des Bestrahlungsrichtungsdetektors 149 wird über den Applikator 20 zur CPU 33 geliefert. Die CPU 33 liefert ein Steuersignal an die B-Modus-Steuereinrichtung 41 über die Schalteinheit 43, um den ausgegebenen Zustand des auf dem Monitor 42 angezeigten B-Modus-Bildes auf der Grundlage des Beurteilungssignals für den Bestrahlungszustand einzustellen.
• Diese B-Modus-Steuereinrichtung 41 ist mit einer Schalteinheit 43 verbunden, welche manuell zwischen einer Stellung AUTO und MANUAL geändert werden kann. Wenn die Stellung AUTO gewählt ist, dann wird der ausgegebene Zustand durch das Steuersignal bezüglich des Bestrahlungszustandes von der CPU 33 geändert. Wenn sich beispielsweise der Applikator im Zustand nach unten befindet, dann wird das tomographische Sektorbild auf dem Monitor so ausgegeben, wie in Fig. 4 gezeigt, und wenn sich der Applikator in dem Zustand nach oben befindet, dann wird das tomographische Sektorbild mit der Oberseite nach unten auf dem Monitor 42 so ausgegeben, wie in Fig. 5 gezeigt. Wenn andererseits der manuelle Kontakt gewählt ist, dann wird der ausgegebene Zustand auf Basis eines Instruktionssignals von einem Umdreh-Einstellschalter 44 geändert. Als andere Weise für die Anzeige des Bestrahlungszustandes kann auch eine grafische Marke GM in der seitlichen Ecke des Monitors 42 ausgegeben werden, wie in Fig. 18 gezeigt. Hier zeigt eine Stabmarke GM1 die Liege und zeigt eine Pfeilmarke GM2 die Bestrahlungsrichtung des Applikators 10 an. Folglich zeigt die grafische Marke GM die Bestrahlungsweise nach oben. Wenn die Stellung MANUAL gewählt ist, gibt es keine Beziehung zwischen dem Bestrahlungszustand und der Anzeigezustand auf dem Monitor 42. In diesem Stadium wird der Anzeigezustand auf dem Monitor 42 nur auf Basis eines Instruktionssignals von einem Umdreh-Einstellschalter 44 geändert.
• Die vorstehende Ausführungsform bezieht sich auf die Stoßwellen- Behandlungsvorrichtung, diese Erfindung kann aber auch für die Hyperthermievorrichtung durch Anderung von einem Stoßwellengenerator auf einen kontinuierlichen Ultraschallgenerator angewendet werden.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene andere Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Zum Beispiel kann die Rotationspositions-Feststellvorrichtung 145 so modifiziert werden, wie als 200 in Fig. 19 gezeigt. Das Wesentliche dieser Konstruktion ist, daß ein Potentiometer 210 als Ersatz für die Stange 146 und die Detektoren 147a und 147d vorgesehen sind. Desgleichen kann die Liege 60 so modifiziert werden, wie die in Fig. 20(a) und 20(b) gezeigte Liege. So hat die Öffnung 221 Gleittische 222a und 222b, welche entlang der Längsausdehnung der Liege 220 verschoben werden können, wobei die Gleittische 222a und 222b in Aufnahmeräumen 223a und 223b untergebracht sind. Weiterhin sind die Gleittische 222a und 222b mit Grundflächen 224a und 224b konstruiert, welche Rollen 225a und 225b haben, die an beiden Enden der Grundfläche 224a und 224b vorgesehen sind, wobei Riemen 226a und 226b zwischen beiden Rollen 225a und 225b hängen und wobei eine Vielzahl von Auflageelementen 227 an Riemen 226a und 226b befestigt ist, so daß die Gleittische 222a und 222b in horizontaler Richtung verschoben werden können, ohne, daß die Auflageelemente 227 gegen den Patienten schaben. Weiterhin kann die Applikator-Haltevorrichtung 20 als J-förmiger Tragarm 230 modifiziert werden, welcher den Applikator 10 an einem Endteil davon trägt, wobei dieser J-förmige Tragarm durch eine Achse 232 um die Achse 232 herum und gleitfähig entlang eines Pfeils C gelagert ist. Bei dieser Ausführungsform kann dann, wenn das Bedienungspersonal wünscht, den Applikator umzudrehen, der J-förmige Tragarm 230 um die Achse 232 gedreht werden.
• Bei der Vorrichtung dieser Erfindung kann das Bedienungspersonal in geeigneter Weise zwischen der Bestrahlungsweise des Applikators nach unten und nach oben wählen, und diese Bestrahlungsweise kann mit Hilfe des Monitors beobachtet werden, auf welchem die Bestrahlungsweise ausgegeben wird. Infolgedessen wählt das Bedienungspersonal die Bestrahlungsweise nach unten, wenn die zu behandelnde Position der Nierenstein ist und wählt das Bedienungspersonal die Bestrahlungsweise nach oben, wenn die zu behandelnde Position der Gallenstein ist, und diese gewählten Bestrahlungsweisen können auf dem Monitor beobachtet werden. Das Steuersignal von den Schaltern 35a und 35d innerhalb der Bedientafel 35 wird durch die Inverterschaltung IN 1 beziehungsweise IN 2 invertiert. Folglich wird, obwohl die Bestrahlungsweise des Applikators umgedreht wird, die Bewegungsrichtung nicht invertiert, deshalb kann das Bedienungspersonal entlang des auf der Bedientafel angezeigten Pfeils arbeiten, ohne sich um die Bestrahlungsweise des Applikators nach oben oder nach unten zu kümmern.
• Entsprechend der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ermöglicht es die Ultraschall-Behandlungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, gleichgültig, welche Bestrahlungsrichtung gewählt wird, daß das Personal noch leicht das Positionieren des Applikators steuern kann.

Claims (9)

1. Ultraschallbehandlungsvorrichtung, mit einem Applikator (10) zum Erzeugen und zum Anwenden von Ultraschall auf einen zu behandelnden Gegenstand und einer Applikatorhalteeinrichtung (20), um den Applikator (10) in verschiedene Richtungen bewegbar zu halten, wobei die Vorrichtung aufweist:

einen Ultraschallmeßfühler (18a), der im Applikator (10) angeordnet ist, um tomographische Bildinformationen des zu untersuchenden und zu zerstörenden Gegenstandes zu erhalten;

eine Einrichtung (144), um eine Bestrahlungsrichtung des Applikators (10) bezüglich des Gegenstandes zwischen einer nach unten gerichteten Bestrahlung und einer nach oben gerichteten Bestrahlung zu verändern, um eine geeignete Behandlung des zu behandelnden Gegenstandes zu erreichen; und

eine Monitoreinrichtung (42), um die vom Ultraschallmeßfühler (18a) gelieferten tomographischen Bildinformationen des Gegenstandes anzuzeigen;

dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (18a) einen auf einem Trägerbauteil (B) angeordneten Zweischicht-Meßwandler (18-1 und 18-2), um wahlweise Ultraschall mit hoher und geringer Frequenz zu emittieren, und eine Ultraschallfrequenz-Umschalteinrichtung (23 und 24) enthält, die mit einem Schalter (23) versehen ist, um die vom Ultraschallmeßfühler (18a) emittierte Ultraschallfrequenz auf die geringe Frequenz umzuschalten, wenn die nach oben gerichtete Bestrahlung gewählt ist, und die in Reaktion auf die Bestrahlungsrichtung des Ultraschallmeßfühlers (18a), welche durch eine Erfassungseinrichtung (145) für die Bestrahlungsrichtung erfaßt wird, die erfaßt, ob die Bestrahlung nach oben oder nach unten gerichtet ist. durch den Schalter (23) automatisch umgeschaltet wird.

2. Ultraschallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bestrahlungsrichtung auf dem Monitor angezeigt wird.

3. Ultraschallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Anzeigeeinrichtung (40) für die Bestrahlungsrichtung anzeigt, daß die nach oben gerichtete Bewegung ausgewählt ist, indem das tomographische Bild auf dem Monitor kopfstehend dargestellt wird.

4. Ultraschallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 2, die außerdem eine Einrichtung zum Erzeugen graphischer Markierungen enthält, um zwei graphische Markierungen zu erzeugen, die jeweils den Tisch zum Tragen des Gegenstandes und einen Pfeil darstellen, der die Richtung des Applikators angibt.

5. Ultraschallbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Applikatorhalteeinrichtung (20) ein auf einem Boden feststehendes Grundgestell (100), eine am Grundgestell (100) montierte Einrichtung (120) zum Verschieben in X-Y-Richtung, um den Applikator (10) in einer zweidimensionalen Ebene zu verlagern, eine am Grundgestell (100) angebrachte Stütze (110), eine an der Stütze (110) montierte Einrichtung (131, 132, 133 und 171) zum Verschieben in Z-Richtung, um den Applikator (10) senkrecht zur zweidimensionalen Ebene zu verlagern, einen Querträger (150) mit einer Drehachse (140), der entlang der Drehachse (140) durch die Stütze (110) gehalten wird, und eine zum Drehen des Querträgers (150) vorgesehene Dreheinrichtung (141, 142, 143 und 144) aufweist, um den Applikator (10) um die Achse (140) zu drehen, die entlang der zweidimensionalen Ebene horizontal angeordnet ist.

6. Ultraschallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Erfassungseinrichtung (145) für die Bestrahlungsrichtung vier Sensoren (147a bis 147d) aufweist, die an der Stütze (110) angebracht sind, um den Drehwinkel der Drehachse (140) zu erfassen, indem ein Teil der sich drehenden Anordnung erfaßt wird, welches jeweils zwischen zwei Sensoren liegt.

7. Ultraschallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Erfassungseinrichtung für die Bestrahlungsrichtung ein Drehpotentiometer (210) aufweist, um den Drehwinkel zu erfassen.

8. Ultraschallbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Anzeigeeinrichtung (40) für die Bestrahlungsrichtung durch einen Umschalter (44) gesteuert werden kann, der von einem Bediener manuell betätigt wird.

9. Ultraschallbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 8, die außerdem eine Schaltereinheit (43) aufweist, um die Anzeige der Bestrahlungsbedingung auszuwählen, die entweder automatisch durch die Erfassungseinrichtung (145) für die Bestrahlungsrichtung oder manuell durch den Umschalter (44) gesteuert wird.