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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Bereich der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf
ein Gerät zum
therapeutischen Behandeln und/oder Diagnostizieren von Verletzungen
im Muskel-Skelett-Bereich durch
Ultraschall. Ultraschalltherapie ist besonders geeignet, um die
Heilung von Knochen- und Muskulaturverletrungen - Frakturen, Brüche, Belastungen und
dergleichen - zu forcieren, ist aber auch auf andere Verletzungen
anwendbar.
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2. Beschreibung verwandter
Techniken
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Die Verwendung von Ultraschall, um
Knochenverletzungen therapeutisch zu behandeln und zu beurteilen,
ist bekannt. Die Anwendung von Ultraschall von angemessenen Parametern
in geeigneten Dosen an einer korrekten äußeren Position, anliegend an
eine Knochenverletzung, beschleunigt natürliche Heilung mit wenigen
oder keinen nachteiligen Nebenwirkungen. Für Patienten mit verringertem Heilungsvermögen, wie
beispielsweise viele ältere Personen,
kann Ultraschalltherapie die Heilung von Knochenverletzungen, die
andernfalls Prothesenersatz erfordern oder den Patienten mit dauerhaften Behinderungen
zurücklassen
würden,
fordern.
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U. S. Patent Nr. 4,530,360 an Duarte
("Duarte") beschreibt eine grundlegende therapeutische Methode und
ein grundlegend therapeutisches Gerät zur Anwendung von Uliraschallimpulsen
von einer operativen Oberfläche,
die auf die Haut an einer Position, anliegend an eine Knochenverletzung,
platziert wird. Die "operative Oberfläche" eines Ultraschaltverabreichungssystems,
wie der Begriff in dieser Anmeldung verwendet wird, ist die freiliegende konkrete
Oberfläche
des Systems, die die Ultraschallimpulse an die Umgebung überträgt. Bei
Systemen, bei denen die Wandleroberfläche freiliegt, ist die operative
Oberfläche
die Wandleroberfläche.
Duarte nennt eine Auswahl an RF-Signalen zum Erzeugen des Ultraschalls,
ein Ultraschall-Leistungsdichtpegel, eine Zeitdauer für jeden
Ultraschallimpuls und eine Auswahl an Ultraschallimpulsfrequenzen.
Die Länge der
täglichen
Behandlung wird auch beschrieben.
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U. S. Patent Nr. 5,003,965 und 5,186,162 beide
an Talish und Lifshey ("Talish '965" bzw. "Talish '162,") beschreiben
ein Ultraschallverabreichungssystem, in dem sowohl der RF-Generator
als auch der Wandler Teil einer modularen Applikatoreinheit, die
an der Hautposition platziert ist, sind. Die Signale, die die Dauer
der Ultraschallimpulse und die Impulsfolgefrequenz steuern, werden
getrennt von der Applikatoreinheit erzeugt. Talish '965 und Talish
'162 beschreiben auch eine Spannvorrichtung zum Anbringen der Applikatoreinheit,
so dass die operative Oberfläche
an der Hautposition anliegt. In Talish '965 und Talish '162 ist
die Haut von einem Gipsverband umgeben, während in U. S. Patent Nr. 5,211,160
an Talish und Lifshey ("Talish '160") eine Spannvorrichtung zum
Montieren auf unbedeckten Körperteilen
(d. h. ohne einen Gipsverband oder andere medizinische Umwicklurigen)
beschrieben wird. Talish '160 beschreibt auch verschiedene Verbesserungen
an der Applikatoreinheit.
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Duarte, Talish '965, Talish '162
und Talish '160 sind alle in dieser Anmeldung durch Verweis eingeschlossen.
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Während
die Systeme, die unter diesen Bezügen beschrieben sind, und andere,
das zu Grunde liegende therapeutische Verfahren und Gerät dem Fachmann
offenbaren, offenbaren sie kein Verfahren oder Gerät zur Positionierung
der an der Haut anliegenden operativen Oberfläche zur therapeutischen Behandlung.
Das Positionieren der operativen Oberfläche an der ungefähren äußeren Hautposition
der Verletzung optimiert die erhaltene Ultraschalltherapie. Wenn
die operative Oberfläche
nicht korrekt angeordnet ist, kann der an der Verletzung empfangene Ultraschall
abgeschwächt
werden, und die Verminderung des Heilungszeitraums ist weniger ideal.
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US
5,052,035 offenbart eine Positionierungsvorrichtung zur
Bestimmung einer äußeren Position,
die einer inneren Verletzung entspricht. Das beschriebene Verfahren
beinhaltet die Schritte des Positionierens einer Markierung an einer äußeren Position,
anliegend an eine innere Verletzung, gleichzeitige Visualisierung
der Markierung und der inneren Verletzung und Markieren eines geeigneten äußeren Bereichs,
der der inneren Verletzung entspricht. SU 1088706 A offenbart eine
Markierung, die an einer äußeren Stelle
entfernbar untergebracht ist, und ein Mittel zur sicheren Befestigung
der Markierung.
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Es ist daher ein Ziel der Erfindung,
ein verbessertes Gerät
zur Bestimmung einer äußeren Position,
die einer inneren Verletzung entspricht, bereitzustellen. Eine äußere Position
umfasst eine Position auf der Haut, einen Gipsverband oder eine
andere medizinische Umwicklung. Es ist ein besonderes Ziel der Erfindung,
ein Gerät
zur Durchführung
eines Verfahrens zum Verabreichen von Ultraschallbehandlung an einer
Hautposition, die einer inneren Verletzung entspricht, insbesondere
einer Verletzungen im Muskel-Skelett-Bereich, bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das oben genannte Ziel wird durch
eine Positionierungsvorrichtung mit den Merkmalen aus Anspruch 1
erreicht. Die Unteransprüche
beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen.
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Um diese Ziele zu erreichen, umfasst
die vorliegende Erfindung ein Gerät zur Bestimmung einer äußeren Position,
die einer Verletzung im Muskel-Skelett-Bereich
entspricht, die eine Markierung entfernbar positionierbar an einer äußeren Position, anliegend
an eine Verletzung, beinhaltet, wobei die Markierung in mindestens
einem Teil aus einem Material, das mindestens teilweise durch ein
Mittel zur Visualisierung der Verletrung sichtbar ist, gebildet
ist. Die Visualisierung der Verletzung kann beispielsweise mit Röntgenstrahlen
durchgeführt
werden, und in diesem Fall würde
die Markierung aus einem Material, das auf einem Röntgenbild
sichtbar ist; wie beispeilsweise Edelstahl, gebildet sein.
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Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden,
um ein Verfahren zur Bestimmung einer äußeren Position, die einer inneren
Verletzung entspricht, durchzuführen,
das die Schritte des Positionierens einer Markierung an einer äußeren Position, anliegend
an eine innere Verletzung, gleichzeitige Visualisierung der Markierung
und der inneren Verletzung und Markieren einer ungefähren äußeren Position,
die der inneren Verletzung entspricht, beinhaltet. Wenn Röntgenstrahlen
zur gleichzeitigen Visualisierung der Markierung und der inneren
Verletzung verwendet werden, wird das Röntgenbild verwendet, um die
ungefähre äußere Position,
die der inneren Verletzung entspricht, abzubilden.
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Die vorliegende Erfindung kann auch
verwendet werden, um ein Verfahren zum Verabreichen von Ultraschallbehandlung
an einer Hautposition, die einer inneren Verletzung entspricht,
durchzuführen, das
die Schritte des Positionierens einer Markierung an einer äußeren Position,
anliegend an eine innere Verletzung, gleichzeitige Visualisierung
der Markierung und der inneren Verletzung, Markieren eines ungefähren äußeren Bereichs,
der der inneren Verletzung entspricht und Positionieren einer operativen Oberfläche eines
Ultraschallverabreichungssystems, anliegend an die ungefähre Hautposition,
die der inneren Verletzung entspricht, beinhaltet. An den Stellen,
an denen die Haut von einem Gipsverband oder anderer medizinischer
Umwicklung umgeben ist, wird eine ungefähre äußere Position auf dem Gipsverband
oder der medizinischen Umwicklung, die der inneren Verletzung entspricht,
zuerst bestimmt. Der Gipsverband oder die medizinische Umwicklung
wird dann teilweise entfernt, wobei die ungefähre Hautposition, die der inneren
Verletzung entspricht, offengelegt wird, wodurch Zugang zu der operativen
Oberfläche,
die anliegend an die Haut platziert werden soll, ermöglicht wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung werden unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben,
die wie folgt beschrieben werden:
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1 ist
eine Perspektivansicht eines Positionierungsring und eines Riemens;
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2 ist
eine Perspektivansicht eines Positionierungsring und eines Riemens,
die anliegend an eine von einem Gipsverband umgebene Gliedmaße, montiert
sind;
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3 ist
eine Perspektivansicht einer Schablone, die über einer Kennzeichnung auf
dem Gipsverband zentral angeordnet ist;
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4 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht des Gipsverbands mit
einem entfernten Teilabschnitt und einer Spannvorrichtung zum Halten und
Ausrichten eines Ultraschallbehandlungsmoduls;
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5 ist
eine Perspektivansicht einer Spannvorrichtung, die am Gipsverband
am entfernten Teilabschnitt sicher befestigt ist;
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6 ist
eine Perspektivansicht des Gipsverbands, der Spannvorrichtung und
einer Kappe für die
Spannvorrichtung;
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7 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines Behandlungsmoduls,
das nach der Spannvorrichtung ausgerichtet ist;
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8 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht einer Spannvorrichtung,
die an einer entblößten Gliedmaße angebracht
ist; und
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9 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht einer Spannvorrichtung
und eines Behandlungsmoduls, die an einer entblößten Gliedmaße angebracht
sind.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
das Gerät 10,
das die Erfindung in Form eines Positionierungsring 14 mit
einem Riemen, der zwei Teilabschnitte 18, 22 aufweist,
umfasst. Der Ring 14 ist aus einem Material konstruiert, das
mit einem ausgewählten
medizinischen Visualisierungssystem gesehen werden kann. Daher ist
der Ring 14, wenn Röntgenstrahlen
verwendet werden, gegenüber
Röntgenstrahlung
mindestens teilweise lichtundurchlässig; wenn Infrarotstrahlung
verwendet wird, ist der Ring 14 gegenüber Infrarotstrahlung mindestens
teilweise lichtundurchlässig; wenn
bildgebende Kernspintomographie verwendet wird, ist der Ring 14 mindestens
teilweise paramagnetisch.
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Die Dimensionen des Rings 14 aus 1 sind eine Funktion der
Größe des Gegenstands,
der Größe und Position
der Verletzung und des verwendeten Visualisierungssystems. Für eine Knochenfraktur
bei einer durchschnittlichen menschlichen Gliedmaße und für Visualisierungssysteme,
die zum Beispiel Röntgenstrahlen,
Infrarot und bildgebende Kernspintomographie verwenden, kann der
Durchmesser des Rings nominal 1,5 Inch sein, der Ring kann ein steifer
Toroid aus metallischem Material sein, wobei der Querschnittsdurchmesser
nominal 0,2 Inch beträgt.
Wenn das Visualisierungssystem unter den oben genannten Umständen Ultraschall verwendet,
ist der Ring im Wesentlichen elastisch und eben, so dass er eine
Oberfläche,
an die er anliegend platziert ist, umreißen kann, wodurch dem Wandler
ermöglicht
wird, sich über
die Oberfläche und
den Ring zu bewegen.
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Der Riemen aus 1 weist zwei Teilabschnitte 18, 22 auf,
wobei jeder Teilabschnitt an dem Ring 14 festgemacht ist.
Die zwei Teilabschnitte 18, 22 weisen eine Haken-
und Schleifenverschlussanordnung auf, so dass sie aneinander festgemacht werden
können.
Andere Mittel zum Festmachen und Einstellen können ersetzt werden.
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2 bis 7 stellen eine Verwendungs-Abfolge
zur der Erfindung im Verfahren dar. Die folgende Beschreibung setzt
voraus, dass das medizinische Visualisierungssystem ein Röntgenbild
ist, aber es ist leicht an andere derartige Systeme, einschließlich der
oben genannten, anpassbar.
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2 zeigt
das an eine Gliedmaße
mit einem Gipsverband 34 festgeschnallte Gerät 10 aus 1. Der Positionsring 14 wird
zunächst auf
dem Gipsverband 34 an einer Position, die der Knochenfraktur
entspricht, untergebracht. Diese anfängliche Lage ist eine vorläufige Schätzung der äußeren Position
der Knochenfraktur und kann auf den vorher gemachten Röntgenbildern
oder auf der Erinnerung des Arztes oder Patienten an den Punkt der
Verletzung auf der Oberfläche
basieren.
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Es wird ein äußeres Röntgenbild vom Frakturbereich
gemacht, um den Positionierungsring 14 einzuschließen. Obwohl
die anfängliche
Lage des Positionierungsring 14 mit Bezug auf die innere
Verletzung eine vorläufige
Schätzung
ist, wird in vielen Fällen
die anfängliche
Platzierung ausreichend genau sein, so dass das Röntgenbild
die innere Verletzung, die durch den Ring 14 umrahmt ist,
veranschaulichen wird.
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Das Röntgenbild zeigt die Lage der
Knochenfraktur relativ zum Positionierungsring 14. Das Röntgenbild
wird als eine Führung
verwendet, um den entsprechenden Punkt auf dem Gipsverband relativ
zum eigentlichen Positionierungsring 14 zu lokalisieren
und zu markieren 38. Die Kennzeichnung 38 gibt eine ungefähre äußere Position
auf dem Gipsverband der Knochenfraktur an. Wenn größere Genauigkeit
erforderlich ist, kann der Ring 14 um die Kennzeichnung 38 zentriert
werden, ein weiteres Röntgenbild
wird gemacht und eine neue Kennzeichnung (nicht gezeigt) wird auf
dem Gipsverband, basierend auf der Position der Knochenfraktur relativ zum
Ring auf dem Röntgenbild,
gemacht. Fortlaufende Wiederholungen der neuerlichen Unterbringung des
Positionierungsring 14 und des Röntgens der Stelle werden sogar
eine größere Genauigkeit
ergeben.
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Wie in 3 gezeigt,
wird eine rechteckige Schablone 42 gegen den Gipsverband 34 gepresst und
auf der Kennzeichnung 38 der äußeren Position auf dem Gipsverband 34 der
Knochenfraktur zentriert. Der Umriss der inneren Ränder der
Schabtonenöffnung
wird auf dem Gipsverband 34 nachgezeichnet, und der nachgezeichnete
Abschnitt des Gipsverbands wird entfernt, so dass die Öffnung im Gipsverband 46 die
Haut freilegt, wie in 4 gezeigt.
Wie auch in 4 gezeigt,
empfängt
der entfernte Abschnitt des Gipsverbands ein Filzpolster 50 von
ungefähr
der gleichen Stärke
des Gipsverbands. Die Unterlage 50 weist auch eine zylindrische
Bohrung, die ein zylindrisches Filzpolster 54 empfängt, auf.
Die Schablone 42 und demzufolge die Öffnung im Gipsverband 46,
sind kleiner als der Flansch 62 der Spannvorrichtung 58 zum
Halten und Ausrichten eines Ultraschallbehandlungsmoduls, so dass
der Flansch 62 mit der Gipsoberfläche, die die Öffnung 46 umgibt,
wenn sie über
der Öffnung 46 platriert
ist, in Eingriff steht. Die Spannvorrichtung 58 weist auch eine
runde Öffnung 66 und
Bajonettverriegelungsnasen 70 auf. Die Öffnung 66 weist im
Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie das zylindrische Filzpolster 54 auf.
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5 zeigt
die Spannvorrichtung 58, die über der Öffnung des Gipsverbands 34 und
des Filzpolsters 50 untergebracht ist, so dass die Öffnung 66 und
das zylindrische Filzpolster 54 koaxial ausgerichtet sind.
Die Spannvorrichtung 58 drückt das Filzpolster 50 (wie
aus 4 ersichtlich) teilweise
gegen die Haut, wenn ihr Flansch 62 (wie aus 4 ersichtlich) mit dem Gipsverband 34 in
Eingriff steht, wodurch der Druck des entfernten Abschnitts des
Gipsverbands, an der Stelle, an der das Filzpolster mit der Haut
in Eingriff steht, angenähert
wird.
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6 zeigt
ein Kappenystem für
die Spannvorrichtung 58 zur Verwendung nach Abschluss der täglichen
Ultraschallbehandlung. Eine Kappe 74 weist einen zylindrischen
Abschnitt 78, der sich in die Öffnung 66 der Spannvorrichtung 58 erstreckt,
auf. Die Kappe 74 weist geschlitzte Nasen 82 auf
dem Zylinder 78, der mit den Bajonettnasen 70 in
der Spannvorrichtung 58 in Eingriff steht, auf. Das zylindrische Filzpolster 54 wird
in der Öffnung 66 untergebracht und
der zylindrische Abschnitt 78 wird in der Öffnung 66 mit
den geschlitzten Nasen 82, die von den Bajonettnasen 70 versetzt
Liegen, eingeführt.
Die geschlitzten Nasen 82 werden konfiguriert, um der Kappe 74 zu
ermöglichen,
bei einer vorgegebenen Tiefe relativ zur Spannvorrichtung 58 beibehalten
zu werden. Dies berücksichtigt
einen genaueren Druck auf das Filzpolster 54. Die Kappe 74 wird
gegen das Filzpolster 54 gepresst, bis sich der von der
Kappe 74 und des zylindrischen Filzpolsters 54 ausgeübte Druck
gegen die Haut dem Druck des Gipsverbands 34 annähert. Dieses
Polster 54 erzeugt einen Druck auf der Hautoberfläche, wenn
die Spannvorrichtung durch die Kappe 74 geschlossen wird,
um Fensterödeme
an dieser Position zu verhindern. (Das Filzpolster 54 kann
auch im Wesentlichen ebene kreisförmige Schichten beinhalten,
die eine nach der anderen entfernt werden können, um die Stärke des
Filzpolsters und den daraus resultierenden Druck gegen die Haut
einzustellen.) Die Kappe 74 wird darin gedreht, so dass
seine geschlitzten Nasen 82 mit den Bajonettnasen 70 in
Eingriff stehen.
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7 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines Behandlungsmoduls 90 und
der Spannvorrichtung 58. Der Modulvorsprung 94 weist geschlitzte
Nasen 98 auf, die mit den Bajonettnasen 70, die
anliegend an die äußere Oberfläche der Spannvorrichtung 58 disponiert
sind, in Eingriff kommt. Wenn die Kappe 74 und die zylindrische
Unterlage 54 (in 6 gezeigt)
entfernt sind, passt der Modulvorsprung 94 in die Öffnung 66 der
Spannvorrichtung 58 (und die Bohrung des Filzpolsters 50)
und wird mit den geschlitzten Nasen 98, die von den Bajonettnasen 70 versetzt
liegen, eingeführt.
Die operative Oberfläche 102 des
Moduls 90 wird anliegend an die Haut 106 gepresst
und das Modul 90 wird dann gedreht, so dass seine geschlitzten
Nasen 98 mit den Bajonettnasen 70 in Eingriff
stehen. Die geschlitzten Nasen 98 sind konfiguriert, um
dem Behandlungsmodul 90 zu ermöglichen, bei einer vorgegebenen
Tiefe relativ zur Spannvorrichtung 58 beibehalten zu werden.
Dann beginnt die Ultraschallbehandlung.
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Die operative Oberfläche 102 ist
normalerweise mit einem Haftgel vorbeschichtet, bevor sie in die
Spannvorrichtung 58 eingeführt wird und mit der Haut 106 in
Eingriff steht. Das Gel kann, anliegend an die operative Oberfläche 102,
unter Verwendung eines Gelsacks, einer Gelblase oder eines gelartigen Behälters, eingegrenzt
werden.
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8 zeigt
eine andere Variante der Erfindung mit einer Spannvorrichtung 106,
die an einer entblößten Gliedmaße 110 durch
einen Riemen 114 angebracht ist. Der radiale Flansch 118 der
Spannvorrichtung 106 steht mit der Haut in Eingriff und
eine Schaumstoffverstärkung 122 wird
zusammengedrückt,
wenn der Riemen 114 festgemacht und festgezogen wird.
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Die Spannvorrichtung 106 wird
auf einer ungefähren
Hautposition der Knochenverletzung unter Verwendung eines Verfahrens,
das analog dem oben beschriebenen ist, untergebracht: das heißt, ein
Positionsring wird direkt auf der Gliedmaße an einer äußeren Hautposition
in der Nähe
der Verletzung angebracht, ein Röntgenbild
wird von der Verletzung und dem Ring gemacht und eine ungefähre Hautposition der
Knochenverletzung wird auf der Haut, unter Verwendung der relativen
Lagen der Verletzung und des Rings auf dem Röntgenbild als eine Führung, markiert.
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Eine nicht dauerhafte. Kennzeichung
kann zum Beispiel unter Verwendung einer vorübergehenden Tätowierung
oder eines wegwischbaren Markierstifts auf der ungefähren Hautposition
verwendet werden, so dass die Spannvorrichtung 106 entfernt werden
kann, wenn es an dieser Stelle keine Behandlung gibt, und für die Ultraschalltherapie
erneut genau angebracht werden kann.
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9 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht des Behandlungsmoduls 134 und
der Spannvorrichtung 106 bei Verwendung auf einer entblößten Gliedmaße 110.
Wie oben passt der Modulvorsprung 138 in die Öffnung 126 der
Spannvorrichtung 106. Die Platzierung des Moduls 134 für Ultraschalltherapie
läuft wie
oben ab: der Modulvorsprung 138 wird mit den geschlitzten
Nasen 142, die von den Bajonettnasen 130 versetzt
liegen, eingeführt.
Das Ende des Modulvorsprungs 138, der die operative Oberfläche 146 unterbringt,
wird gegen die Haut 150 gepresst (nochmals, die operative
Oberfläche
ist normalerweise mit einem Haftgel vorbeschichtet) und das Modul 134 wird
dann gedreht, so dass seine geschlitzten Nasen 142 mit
den Bajonettnasen 130 in Eingriff stehen. Dann beginnt
die Ultraschallbehandlung.
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Es versteht sich, dass verschiedene
Modifizierungen an verschiedenen Ausführungsformen der hier offenbarten
vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von ihrem Bereich
abzuweichen. Zum Beispiel werden verschiedene Größen des Positionsring sowie
verschiedene Arten von Konstruktionsmaterial in Erwägung gezogen.
Verschiedene Modifizierungen können
auch bei der Konfiguration der Teile vorgenommen werden. Zum Beispiel kann
der Positionsring unter Verwendung eines Gummibands oder sogar eines
Klebebands untergebracht werden. Auf ähnliche Weise können verschiedene
Modifizierungen an der oben beschriebenen Verwendungs-Abfolge der
Erfindung im Verfahren vorgenommen werden. Zum Beispiel kann der Flansch
der Spannvorrichtung selbst verwendet werden, um die Öffnung auf
dem Gipsverband zu markieren, anstatt eine Schablone zu verwenden.
Deshalb sollte die obige Beschreibung die Erfindung nicht begrenzen,
sondern lediglich die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
darstellen. Der Fachmann wird andere Modifizierungen innerhalb des
Bereichs der vorliegenden Erfindung, wie durch die unten dargestellten
Ansprüche
definiert wird, erkennen.