WO2006136517A1 - Verfahren zum betreiben einer lithotripsie-einrichtung und mit diesem verfahren betriebene lithotripsie-einrichtung - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer lithotripsie-einrichtung und mit diesem verfahren betriebene lithotripsie-einrichtung Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsie-Einrichtung, bei dem an einen zu behandelnden Patienten (12) eine Stoßwellenquelle (2) angekoppelt wird, die eine in einem Fokus (S) fokussierte Stoßwelle erzeugt, wird gemäß der Erfindung zumindest eine auf die Stoßwellenquelle (2) beim Ankoppeln ausgeübte Kraft (F) erfasst und ausgewertet.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsie-Einrichtung und mit diesem Verfahren betriebene Lithotripsie-Einrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsie-Einrichtung und auf eine mit diesem Verfahren betriebene Lithotripsie-Einrichtung.
Bei der Lithotripsie handelt es sich um eine therapeutische Methode, bei der ein im Körper eines Patienten befindliches Konkrement ohne operativen Eingriff mit Hilfe einer fokus- sierten Stoßwelle zerstört wird. Hierzu wird an den Patienten mechanisch eine Stoßwellenquelle angekoppelt, indem diese mit einem so genannten fluidgefüllten Koppelbalg auf die Körperoberfläche aufgesetzt wird. Um die Stoßwelle möglichst ver¬ lustarm in den Patienten einzukoppeln, ist es notwendig, dass sich der Koppelbalg frei von Hohlräumen an die Körperoberflä¬ che anschmiegt.
Um eine solche verlustarme akustische Kopplung sicherzustel¬ len, ist es bekannt, die Kraft, mit der die Stoßwellenquelle auf die Körperoberfläche des Patienten aufgesetzt oder ange¬ koppelt wird, mit Hilfe des im Koppelbalg herrschenden FIu- iddruckes zu regeln. Je nach Anatomie des Patienten und der zur Behandlung notwendigen Eindringtiefe der Stoßwellen kann es aber vorkommen, dass Ankoppelkräfte wirken, die durch eine Druckregelung, wie sie beispielsweise aus der DE 197 48 071 Al bekannt ist, nicht mehr ausgeglichen werden können. Darüber hinaus wirkt auch in den Fällen, in denen der Fluiddruck auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt ist, nicht immer dieselbe Kraft zwischen Stoßwellenquelle und Körperoberflä¬ che, da diese von der Auflagefläche und der Auflagegeometrie abhängig ist.
Die auf die Stoßwellenquelle beim Ankoppeln ausgeübte Kraft bewirkt nun eine Verformung der die Stoßwellenquelle tragen- den Teile, die zur Folge hat, dass der Fokus der Stoßwelle aus seiner Sollposition auswandern kann. Diese Sollposition fällt in der Regel mit dem Bildzentrum einer zur Ortung des Konkrements verwendeten Röntgeneinrichtung zusammen. Diese Situation ist in Fig. 3 näher dargestellt. Gemäß dieser Figur ist eine Stoßwellenquelle 2 über einen Tragarm 4 schwenkbar auf einem C-Bogen 6 angeordnet, der an einer nur schematisch angedeuteten Konsole 8 gelagert ist. Die Stoßwellenquelle 2 weist einen Koppelbalg 10 auf, mit dem sie auf die Körper¬ oberfläche eines Patienten 12 aufgesetzt und akustisch ange¬ koppelt wird. Im Idealfall, d.h. bei kleinen auf die Stoßwel¬ lenquelle 2 wirkenden Kräften F fällt der Fokus S der Sto߬ welle mit seiner Solllage C, im Beispiel das Isozentrum des C-Bogens 6, zusammen. Diese Solllage C ist zugleich auch das Bildzentrum einer in der Figur nicht dargestellten und zur Ortung des Konkrements verwendeten Röntgeneinrichtung. In der Figur ist nun gestrichelt eine Situation eingezeichnet, die sich ergibt, wenn auf die Stoßwellenquelle 2 in Richtung ih¬ rer Mittenachse 14 durch das Ankoppeln an den Patienten 12 eine Kraft F ausgeübt wird. In diesem Fall stellt sich in der Regel eine elastische, reversible Verformung der aus Tragarm 4 und C-Bogen 6 bestehenden Tragmechanik ein, die bewirkt, dass der Fokus S der Stoßwelle aus seiner Solllage C in eine Ist-Lage C auswandert.
Eine solche Auswanderung des Fokus S führt, falls sie nicht erkannt und berücksichtigt wird, zu einem verschlechterten Therapieerfolg und zu einer unnötigen Belastung des Patienten .
Um dies zu vermeiden, ist es im Stand der Technik bekannt, die entstehenden Verformungen dadurch auszugleichen, dass der Fokus S der Stoßwelle in Abwesenheit von auf die Stoßwellen¬ quelle 2 wirkenden Kräften sich außerhalb der Solllage C be¬ findet. Wird dann die Stoßwellenquelle 2 an die Körperober¬ fläche des Patienten 12 angekoppelt, bewirkt dann im Ideal¬ fall die damit einhergehende Verformung, dass der Fokus S mit Solllage C übereinstimmt. Diese Situation ist in Figur 4 ge¬ strichelt dargestellt. Da jedoch die Kraft, mit der die Sto߬ wellenquelle 2 an den Patienten 12 angekoppelt wird, von An¬ wendung zu Anwendung verschieden ist, ist auch durch diese Maßnahme nicht immer sichergestellt, dass der Fokus S mit der Solllage C übereinstimmt.
Neben der anhand Figuren 3 und 4 erläuterten reversiblen Verschiebung der Lage des Fokus S können außerdem bei gewollt oder ungewollt wirkenden großen Kräften auch irreversible Verformungen auftreten, die zur dauerhaften Auswanderung des Fokus S aus der Solllage C führen und ein erhebliches Risiko für den Patienten darstellen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsie-Einrichtung anzugeben, mit dem die vorstehend genannten Probleme vermieden werden können. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit diesem Verfahren betreibbare Lithotripsie-Einrichtung anzugeben .
Hinsichtlich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsie-Einrichtung wird an einen zu behandelnden Patienten eine Stoßwellenquelle angekoppelt, die eine in einem Fokus fokussierte Stoßwelle erzeugt und es wird zumindest ei¬ ne auf die Stoßwellenquelle beim Ankoppeln ausgeübte Kraft erfasst und ausgewertet. Dadurch steht dem Anwender ein wei¬ teres Bewertungskriterium zur Verfügung, das zu einer Verbesserung des Behandlungserfolgs ausgenutzt werden kann. So kön¬ nen dem Anwender beispielsweise ein Sollwert oder ein Soll¬ wertbereich für die Kraft vorgegeben werden, bei dem bzw. in dem das Auswandern des Fokus innerhalb tolerabler Grenzen bleibt. Darüber hinaus können Behandlungserfolg, Schmerzemp¬ finden, Behandlungsdauer mit der bei der Behandlung wirkenden Kraft korreliert werden und die dabei gemachten Erfahrungen gegebenenfalls patientenspezifisch für Folgebehandlungen genutzt werden. Durch Messung der Kraft ist es auch möglich, diese auf einen vorgegebenen, gegebenenfalls patientenspezifischen Sollwert zu regeln.
Insbesondere wird die erfasste Kraft zum Ermitteln einer Ist- Lage des Fokus und zum korrekten Positionieren der Stoßwellenquelle herangezogen. Ist nämlich die auf die Stoßwellenquelle beim Ankoppeln wirkende Kraft bekannt, kann aus dieser anhand anlagenspezifischer Größen, beispielsweise experimentell verifizierter Look-up-Tabellen, das Ausmaß der Verformung der Tragkonstruktion und damit die Ist-Lage, d.h. die tatsächliche Lage des Fokus ermittelt werden.
Wenn die Ist-Lage des Fokus in einem Röntgenbild des Patien¬ ten angezeigt wird, ist ein korrektes Positionieren des Fokus der Stoßwelle vereinfacht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die ausgeübte Kraft mit einer oberen Grenzkraft vergli¬ chen und ein Überschreiten dieser oberen Grenzkraft angezeigt. Durch diese Maßnahme wird eine unbeabsichtigte dauer¬ hafte Schädigung der Lithotripsie-Einrichtung aufgrund einer von einer zu hohen Kraft verursachten irreversiblen Verformung vermieden.
Wenn außerdem ein Überschreiten der oberen Grenzkraft eine die Kraft verringernde automatische Ausgleichsbewegung aus¬ löst, ist sichergestellt, dass auch im Falle einer Unachtsam¬ keit des Anwenders eine irreversible Beschädigung vermieden wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die ausgeübte Kraft mit einer unteren Grenzkraft verglichen und ein Unterschreiten dieser unteren Grenzkraft als Indiz für eine unzureichende Ankopplung angezeigt. Wenn die beim Ankoppeln ausgeübte Kraft gemeinsam mit anderen patienten- und behandlungsspezifischen Daten gespeichert wird, ist es möglich nach erfolgter Behandlung eine Beziehung zwischen der Kraft und dem Therapieerfolg hergestellt werden.
Hinsichtlich der Lithotripsie-Einrichtung wird die Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 8. Weitere vor¬ teilhafte Ausgestaltungen der Lithotripsie-Einrichtung sind in den diesem Patentanspruch zugeordneten Unteransprüchen angegeben. Die Vorteile der auf die Lithotripsie-Einrichtung bezogenen Patentansprüche ergeben sich sinngemäß aus den Vor¬ teilen der diesen jeweils zugeordneten Verfahrensansprüche.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausführungsbeispiel der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Lithotripsie-Einrichtung gemäß der Erfindung in einer schematischen Prinzipdarstellung,
Fig. 2 ein schematisches Röntgenbild, in dem die Ist- Lage des Fokus der Stoßwelle angezeigt ist,
Fig. 3 und 4 jeweils schematisch die sich beim Ankoppeln einer Stoßwellenquelle an einen zu behandelnden Patienten ergebenden Verformungen jeweils anhand einer schematisch dargestellten Lithotripsie-Einrichtung.
Gemäß Fig. 1 ist wie auch bereits anhand der Figuren 3 und 4 erläutert, die Stoßwellenquelle 2 über den Tragarm 4 am C- Bogen 6 schwenkbar um die Solllage C des Fokus der Stoßwel¬ lenquelle 2, im Beispiel das Isozentrum des C-Bogens 6, gela¬ gert. Die Solllage C des Fokus der Stoßwellenquelle 2 liegt in der Bildmitte einer bildgebenden Röntgeneinrichtung 18, im Beispiel eine C-Bogen-Röntgenanlage, bei der ein Röntgenemp- fänger 20 und eine Röntgenröhre 22 an einem Röntgen-C-Bogen 16 angeordnet sind, dessen Isozentrum mit der Solllage C des Fokus zusammenfällt. Röntgenempfänger 20 und Röntgenröhre 22 können gemeinsam um diese Solllage C geschwenkt werden.
Der zu behandelnde Patient 12 ist auf einem Patientenlager¬ tisch 24 gelagert und die Stoßwellenquelle 2 ist mit ihrem Koppelbalg 10 an die Körperoberfläche des Patienten 12 ange¬ koppelt. In der Figur ist außerdem ein zu zerstörendes Kon¬ krement K angedeutet, das im Idealfall im Isozentrum des Röntgen-C-Bogens 16 positioniert ist.
Eine zentrale Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 dient zur Steuerung der Röntgeneinrichtung 18 sowie der Stoßwellenquelle 2, wie dies in der Figur durch Doppelpfeile symbolisch veranschaulicht ist. An die Steuer- und Auswerteeinrich¬ tung 26 sind Bedien- und Anzeigegeräte angeschlossen, die in der Figur ebenfalls symbolisch durch eine Tastatur 28 bzw. einen Monitor 30 veranschaulicht sind. Das im Isozentrum des Röntgen-C-Bogens 16 positionierte Konkrement K erscheint bei einem im Monitor 30 wiedergegebenen Röntgenbild B des Patienten 12 in der Bildmitte.
Zwischen der Stoßwellenquelle 2 und dem Tragarm 4 sind eine Mehrzahl von Messaufnehmern 32 angeordnet, mit denen jeweils eine beim Ankoppeln der Stoßwellenquelle 2 an den Patienten 12 in Richtung der Mittenachse 14 der Stoßwellenquelle 2 aus¬ geübte Kraft gemessen wird. Die von den einzelnen Messaufnehmern 32 jeweils gemessenen Kräfte sind bei einer schräg zur Mittenachse 14 erfolgenden Ankopplung nicht zwingend notwendig gleich groß . Durch eine geeignete Auswahl und Anordnung der Messaufnehmer 32 können grundsätzlich auch die bei nicht exakt axial wirkender Kraft die anderen, zur Mittenachse senkrechten Kraftkomponenten erfasst werden. Mit anderen Worten: Es wird nicht nur eine Kraft oder eine Kraftkomponente sondern eine Verteilung der auf den Tragarm wirkenden Kräfte gemessen. In der Regel ist es aber ausreichend, wenn ledig¬ lich ein Mittelwert der auf die Messaufnehmer 32 jeweils in Richtung der Mittenachse 14 wirkenden Kraftkomponente gebil¬ det und ausgewertet wird.
Die Messsignale M der Messaufnehmer 32 werden an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 weitergeleitet und dort zum Ermit¬ teln der Ist-Lage des Fokus der Stoßwellenquelle 2 ausgewer¬ tet. Dies kann beispielsweise durch eine Auswertesoftware er¬ folgen, die beispielsweise experimentell verifizierte Look- up-Tabellen enthält, in der die Abweichungen des Fokus von der Solllage C in Abhängigkeit von der Position der Stoßwel¬ lenquelle 2 und den auf sie ausgeübten Kräften d.h. den von den Messaufnehmern 32 gemessenen Messsignalen M gespeichert sind.
Die auf diese Weise ermittelte Ist-Lage wird durch ein geeig¬ netes Symbol 34, im Beispiel ein Fadenkreuz im von der Röntgeneinrichtung 18 erzeugten Röntgenbild B wiedergegeben.
In der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 werden die Messsignale M außerdem dahingehend überprüft, ob ein unterer oder ein oberer Grenzwert für die Kraft unter- bzw. überschritten ist. Ein solches Unter- oder Überschreiten wird durch Anzeigeelemente 36 bzw. 38 angezeigt, die auch in die Bildoberflä¬ che des Monitors 30 integriert werden können.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 ist außerdem an einen in der Figur nicht dargestellten Antrieb für den Patientenlagertisch 24 angeschlossen und löst ein automatisches Wegfahren - veranschaulicht durch einen Pfeil 40 - des Patientenla¬ gertisches 24 aus, wenn die von den Messaufnehmern 32 gemessene Kraft den oberen Grenzwert überschreitet.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 enthält außerdem eine Speichereinrichtung 42 zum Speichern der während der Behandlung jeweils ausgeübten Kraft F bzw. Kräfte und weiterer zugehöriger patienten- und behandlungsspezifischer Daten D. Gemäß Fig. 2 ist das Konkrement K in der Bildmitte des von der Röntgeneinrichtung erzeugten Röntgenbildes B positioniert. Im Idealfall fällt die Bildmitte mit der Solllage C des Fokus der Stoßwellenquelle zusammen, wenn auf diese keine äußere Kraft ausgeübt wird. Beim Ausüben einer äußeren Kraft auf die Stoßwellenquelle wandert der Fokus der Stoßwellen¬ quelle aus der Solllage C in eine Ist-Lage C, die für den Anwender anhand des Symbols 34 angezeigt wird. Im dargestell¬ ten Beispiel erkennt der Anwender, dass sich die Ist-Lage C' des Fokus nicht mehr innerhalb des Konkrements K befindet, so dass eine Stoßwelle nicht ausgelöst werden darf. Der Anwender kann dann entweder durch Verringern der beim Ankoppeln ausgeübten Kraft oder durch eine nach Verlagerung des Patienten erneut vorgenommene Ankopplung erreichen, dass die im Rönt¬ genbild B angezeigte Ist-Lage C' auf dem Konkrement K positi¬ oniert oder das Konkrement K in die Ist-Lage C verlagert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Lithotripsie-Einrichtung, bei dem an einen zu behandelnden Patienten (12) eine Stoßwellenquelle (2) angekoppelt wird, die eine in einem Fokus (S) fokussierte Stoßwelle erzeugt, und bei dem zumindest eine auf die Stoßwellenquelle (2) beim Ankoppeln ausgeübte Kraft (F) erfasst und ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erfasste Kraft (F) zum Ermitteln einer Ist-Lage (C) des Fokus (S) und zur kor¬ rekten Positionierung der Stoßwellenquelle (2) herangezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Ist-Lage (C) des Fokus (S) in einem Röntgenbild (B) des Patienten (12) ange¬ zeigt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die ausgeübte Kraft (F) mit einer oberen Grenzkraft vergli¬ chen und ein Überschreiten dieser oberen Grenzkraft angezeigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein Überschreiten der oberen Grenzkraft eine die Kraft (F) verringernde Ausgleichs¬ bewegung auslöst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die ausgeübte Kraft (F) mit einer unteren Grenzkraft vergli¬ chen wird, und bei dem ein Unterschreiten dieser unteren Grenzkraft als Indiz für eine unzureichende Ankopplung ange¬ zeigt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kraft (F) gemeinsam mit anderen patienten- und behandlungsspezifischen Daten gespeichert wird.
8. Lithotripsie-Einrichtung mit einer Stoßwellenquelle (2) zum Erzeugen einer in einem Fokus (S) fokussierten Stoßwelle, sowie mit zumindest einem Messaufnehmer (32) zum Messen einer auf die Stoßwellenquelle (2) bei der Ankopplung an einen zu behandelnden Patienten (12) ausgeübten Kraft.
9. Lithotripsie-Einrichtung nach Anspruch 8, mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (26) zum Ermitteln einer Ist-Lage
(C ) des Fokus (S) aus der gemessenen Kraft (F) .
10. Lithotripsie-Einrichtung nach Anspruch 9, mit einer Röntgeneinrichtung (18) zum Erzeugen und Wiedergeben eines Röntgenbildes (B) vom Patienten (12) und zum Anzeigen der Ist- Lage (C ) des Fokus (S) im Röntgenbild (B) .
11. Lithotripsie-Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis
10, mit einem Anzeigeelement (36) zum Anzeigen einer fehlerhaften Ankopplung, wenn die gemessene Kraft (F) einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet.
12. Lithotripsie-Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis
11, bei der die Steuer- und Auswerteeinrichtung (26) automatisch Ausgleichsbewegung einleitet, wenn die gemessene Kraft
(F) einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet.
13. Lithotripsie-Einrichtung nach Anspruch 12, bei der die Ausgleichsbewegung durch ein von der Steuer- und Auswerteeinrichtung ausgelöstes Wegfahren eines Patientenlagertisches (24) ist, auf dem der zu behandelnde Patient (12) gelagert ist .
14. Lithotripsie-Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, mit einer Speichereinrichtung (42) zum gemeinsamen Speichern der Kraft (F) und weiterer zugehöriger patienten- und behandlungsspezifischer Daten (D) .
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