WO2007128611A1 - Stosswellenkopf für eine stosswellenbehandlungsvorrichtung und verfahren zur fragmentierung und zur kontrolle der fragmentierung eines in einem untersuchungsobjekt angeordneten fragmentierungsobjekts - Google Patents

Stosswellenkopf für eine stosswellenbehandlungsvorrichtung und verfahren zur fragmentierung und zur kontrolle der fragmentierung eines in einem untersuchungsobjekt angeordneten fragmentierungsobjekts Download PDF

Info

Publication number
WO2007128611A1
WO2007128611A1 PCT/EP2007/052513 EP2007052513W WO2007128611A1 WO 2007128611 A1 WO2007128611 A1 WO 2007128611A1 EP 2007052513 W EP2007052513 W EP 2007052513W WO 2007128611 A1 WO2007128611 A1 WO 2007128611A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shock wave
fragmentation
shockwave
source
shock
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/052513
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Fehre
Ralf Nanke
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to EP07726992A priority Critical patent/EP2015686A1/de
Publication of WO2007128611A1 publication Critical patent/WO2007128611A1/de
Priority to IL194884A priority patent/IL194884A0/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/225—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves
    • A61B17/2256—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves with means for locating or checking the concrement, e.g. X-ray apparatus, imaging means
    • A61B17/2258—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves with means for locating or checking the concrement, e.g. X-ray apparatus, imaging means integrated in a central portion of the shock wave apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/225—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves
    • A61B17/2251—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for for extracorporeal shock wave lithotripsy [ESWL], e.g. by using ultrasonic waves characterised by coupling elements between the apparatus, e.g. shock wave apparatus or locating means, and the patient, e.g. details of bags, pressure control of bag on patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/22004—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
    • A61B2017/22005—Effects, e.g. on tissue
    • A61B2017/22007—Cavitation or pseudocavitation, i.e. creation of gas bubbles generating a secondary shock wave when collapsing

Definitions

  • the invention relates to a shock wave head for a Stoßwel- len aspectsvorraum, wherein the shock wave head operates- least a first shock wave source for emitting the shock waves and a focusing means for focusing the shock waves on a treatment area of an examination object on ⁇ has.
  • the invention further relates to a process for fragmentation of a arranged in an object under examination fragmentation object by means of shock waves and to control this fragmentation, at least one shock wave with ⁇ means of a first, disposed on or within a shock wave head shock wave source emits, by means of a focus ⁇ sier planted the fragmentation object focused and is coupled into the examination object.
  • shock waves methods for their use and devices for their production have been established in the past years and decades in the field of medical technology.
  • a shockwave head for generating shockwaves is usually a component of a shockwave treatment device which, for example, in orthopedics or in lithotripsy, i. in the fragmentation of concretions such as bile, ureteral and kidney stones.
  • Another application for shock wave treatment is pain therapy.
  • the shock waves used are medium-bound longitudinal waves, which as a rule have an ultrasonic frequency range.
  • the extracorporeal shock wave therapy (ESWT) or extracorporeal Stoßwel ⁇ lenlithotripsie (ESWL) is used.
  • the Stoßwel ⁇ len means of a different executable shock wave source generated in the shockwave head, then coupled into a water reservoir also located in the shockwave head and introduced from there by means of a coupling bellows in the object under investigation.
  • the shock waves are previously focused by means of a focusing device onto a focus area whose position substantially coincides with the position of the treatment zone or the concretion in the examination object.
  • shock waves different energies per unit time are coupled into the examination subject by means of the shock waves.
  • high energy and high amplitude shock waves are coupled into the subject to be examined in order to focus the structures in focus, e.g. Ureteral stones or kidney stones, smash or fragment.
  • An orthopedic application in which the energies of the shock waves used lie between those of the lithotriptic application of shock waves and the pain therapy application of shock waves is, for example, the calculus shoulder. Attempts to remove limescale in the shoulder joint to maintain the mobility of the shoulder. Pain therapy uses lower energies.
  • the aim here is to achieve a compressive and tensile loading of the aching tissue by means of the shock waves in order to stimulate the metabolism at these sites and to relieve pain.
  • the treatment zone of the examination subject which is intended for treatment with shock waves, is usually located by means of an ultrasound imaging device or an X-ray device.
  • the be ⁇ is rich adjusted emanating from the shock wave source shock waves into the treatment zone of the object such that it is located in the treatment zone.
  • the emitted shock waves are bundled in the treatment zone, where ⁇ can be achieved by, for example, a fragmentation of a calculus.
  • shock wave heads usually only the amplitude of the shock waves is changed, which correlates directly with the introduced into the examination subject Ener gy ⁇ .
  • Ultrasonic and shock wave methods are technically related. Both methods use medium-bound longitudinal waves in order to bring about an examination success or treatment success.
  • the longitudinal waves used for the ultrasonic methods differ from the longitudinal waves used in shock wave methods.
  • the pressure amplitudes of the longitudinal waves for ultrasound methods are significantly lower than in shockwave methods, and on the other hand, longitudinal waves for ultrasound methods usually have periodic oscillations with limited frequency bandwidth and time duration.
  • a shock wave usually consists of a single pressure pulse, which is composed of frequencies of a few kilohertz to megahertz.
  • the pressure components and tensile components of the pressure pulse are strongly divergent.
  • the pressure component in a shock wave is significantly greater than the tensile component, while they are approximately equally distributed for an ultrasonic wave or for ei ⁇ nen ultrasonic wave train.
  • the maximum positive pressure generated by the shock wave and the pressure load of the fabric is dependent on the shock wave source and is of the order of et ⁇ wa 50 to 100 megapascals, in shorthand 50 to 100 MPa, or 500 to 1000 bar.
  • the ma ⁇ ximum negative pressure generated by the shock waves or the tensile stress caused by the pressure pulse of the tissue is approximately ten percent of the maximum pressure load of the pressure pulse and thus in-called Example at about 5 to 10 MPa.
  • the time period for ⁇ nde ⁇ tion of the pressure from the maximum of the positive pressure to the amount ⁇ moderate maximum of the negative pressure is in the order of a few microseconds.
  • the amount of tensile or compressive stress of the tissue in ultrasound procedures is usually below 1 MPa, to avoid mechanical or thermal damage to tissue.
  • the cavitation erosion is to be called a fragmentation object which gently on the Doomed from the pressure pulse ⁇ tensile load of the tissue is due.
  • the tensile load generated by the pressure pulse leads to a cavitation of water in the focus area, ie bubble formation in the form of water vapor.
  • the collapse of cavitation bubbles near a fragmentation object leads to a strong erosion of Oberflä ⁇ che fragmentation of the object and contributes significantly to decomposition or fragmentation of the fragmentation comminution object at.
  • the cavitation-based effects ie the fragmentation of a fragmentation object on the one hand, and the damage to the tissue surrounding the fragmentation object, on the other hand, can be influenced by following a second shock wave with a short time interval, which is referred to as a tandem pulse, to a first shock wave.
  • the first shock wave subsequent shock wave can collapse the energy of the shock wave formed by the first Kavi ⁇ tationsblasen near a fragmentation object are set depen ⁇ gig from the shock wave parameters of the first and / or second shock wave.
  • the relevant shock wave Para ⁇ meter are, inter alia, the time interval of at ⁇ the shock waves in the treatment zone, spatial displacement of the two shock wave profile or the respective focus zones to each other, the amplitudes of the first and second shock wave, etc.
  • a shock wave lithotripter comprising a first shock wave source with a focusing sier worn, a plurality of piezoelectric elements and a delay device for adjusting the time period between a first and a second shock wave.
  • the disadvantage of this device is that the carrying out of further examinations, for example, imaging examinations, is possible only by means of at least one additional device.
  • the arrangement in connection with further advantages is compact and space saving devices what the Offense ⁇ and restricts freedom of movement of medical personnel and brings additional risks to the object under examination and the device used with it.
  • the invention is based on the object len a gattungsgemä ⁇ SEN shockwave head of the type initially presszustel ⁇ mentioned that in a compact training provides a plurality of unskilled tersuchungs- and / or treatment options. It is another object of the invention to provide a generic method of the type mentioned, which allows an improved control of a fragmentation process or a shock wave treatment.
  • the object is achieved according to the invention in that the shockwave head has at least one opening in which at least one replaceable module device is used for treatment and / or examination of an examination object can be arranged.
  • a removable arrangement of at least a Moduleinrich- tung for the treatment and / or investigation of an examination object the function can extend a shock wave head much ⁇ TION CAREFULLY and inexpensive. It may, for example. Treatmen ⁇ averaging module devices or examination module devices with different functions, function parameters, etc. are provided, which can be arranged interchangeably in the opening and operated there. The operation of the respective module device can be made possible by at least one interface for data exchange and / or energy supply, which can be provided at the boundary of the opening of the shockwave head.
  • a module device arranged in the opening of the shockwave head can be operated independently of a data connection and power supply connection to the shockwave head.
  • the module device has its own energy supply and / or control device.
  • the shape of the opening of the shockwave head can be designed almost arbitrarily.
  • the opening of the shockwave head on the side facing away from the coupling bellows, so the back of the shockwave head be arranged.
  • a front-side arrangement of the opening, that is incorporated in the coupling bellows is conceivable.
  • this embodiment he ⁇ calls for a much higher design effort and has other disadvantages, for example.
  • the opening is arranged ro ⁇ tationssymmetrisch to a central axis of the shock wave head.
  • a plurality of operating stations assigned to specific module devices may be provided in the opening, so that, if appropriate, interfaces are adapted to the requirements of the respective module device.
  • the module devices can be connected via locking devices, in particular plug-in connections, latching connections, clamping devices. bonds, etc. are interchangeably locked in the opening of the shockwave head.
  • the connecting means for locking the module device are preferably simultaneously interfaces for data traffic with a control device and, if appropriate, for supplying power to the module device.
  • the shock wave head according to the invention comprises at least one shock wave source, which is arranged on the shock wave head or within the shock wave head, that the shock waves are ⁇ out towards the coupling face of the Koppelbalgs.
  • the shockwaves emitted by the shockwave source can be focused with different focussing devices.
  • focusing devices can be provided which superimpose a plurality of shock waves originating from different shock wave sources in the respective focus area.
  • at least one shock wave is focused or concentrated on the treatment zone, for example a concretion, or a partial area of a concretion.
  • the shock waves can be generated, for example, electro-hydraulically.
  • a high-voltage discharge is carried out in a water reservoir.
  • Such a spark discharge taking place under water leads to the generation of a shockwave in the water reservoir.
  • an electro-hydraulic ar ⁇ beitende shock wave source has a number of disadvantages, un ⁇ ter alia, a high wear, a bad adjustment ⁇ bility of the amplitude of the shock wave fluctuations in the Entste- hung location of the shock waves, among other things, however, the resulting from the processing performed underwater spark discharge Stoßwel ⁇ le be well focused with a rotational elliptical focusing, the shock wave source is disposed in the first focus of the ellipsoid and the treatment zone in the second focus of the ellipsoid.
  • the piezoelectric shock wave generation can be applied.
  • a plurality of piezoelectric arranged electrical elements on a spherical cap or on a spherical surface element By an application of a voltage of several kilovolts disposed on the spherical cap piezoelectric elements undergo simultaneous deflection which is specific as a convergent sphäri ⁇ wave in the water reservoir and the inspection object propagates.
  • the energy density of the shock waves is increased so that a fragmentation of a concretion is made possible.
  • the focusing device forms a device unit with the shockwave source.
  • shockwaves Another possibility for generating shockwaves is the electromagnetic shock wave generation.
  • magnetic induction is used to generate a membrane movement in a water reservoir, wherein the arrangement of coils and at least one membrane is optimized in such a way that strong and short deflection movements occur. It can be distinguished thereby two arrangements, on the one hand a flat coil arrangement, whereby a focusing by an acoustic lens is provided, on the other hand a cylindrical coil with a paraboloid reflector.
  • At least one module device is displaceable and / or rotatable by means of a drive relative to the first shockwave source.
  • the module device can be moved independently of their training relative to the first shock wave source or the shockwave head, whereby a variety of settings is possible. This can lead to different effects of success or investigation.
  • At least one module device has at least one function for action of an examination subject and / or at least one function for examining the examination subject.
  • a module device may comprise a plurality of subassemblies, each of which contributes, for example, to the therapy and / or to the performance of diagnostic procedures on the examination subject. As a result, a number of ausutau ⁇ shear module devices can be reduced.
  • the subassemblies of a module device can be operated independently or simultaneously.
  • the module device may comprise a carrier, on or on which the subassemblies are preferably also arranged interchangeably, wherein the carrier, for example, may have a node for data traffic and / or for supplying energy to the various subassemblies.
  • Such a combined module device facilitates the replacement, ie insertion and removal, of the module device on the shockwave head and possibly the operation of the module device, since data interfaces and / or power supply interfaces for a combined module device can be performed together and are not separately required for each module device with a subunit function ,
  • a first module device and a second module device are arranged concentrically, at least partially within the opening.
  • the module devices can advantageously be cylindrical or hollow-cylindrical in shape.
  • At least ei ⁇ ne module means is provided as at least one second shock wave source formed.
  • a rotatable relative to the first shock wave source and / or slidable storage of the second shock wave source can be used to achieve a spatial displacement of the second shock wave relative to the first shock wave.
  • the shockwave profile effective in the treatment zone can be adapted to the requirements of the treatment.
  • several shock wave profiles derived shock waves, a treatment adapted to the individual total shock wave profile are produced from the sum of from different? ⁇ chen shock wave sources.
  • the second shock wave source can be with ⁇ voted shock wave parameters, be exchanged for another shock wave source with other shock wave parameters from ⁇ such as depth of focus.
  • a module device, which shock wave source as formed, are elements on Kugelobervidele ⁇ or arranged on a paraboloid surface elements piezo-zo-electric elements advantageously applicable.
  • a plurality of shock wave sources having formed ⁇ th module devices are driven as a loading in the opening of the shock wave head having different shock wave parameters, such as position of the focus area have.
  • a spatial distribution of shock wave which tion of a fragmentation object to improved Fragmentie ⁇ , eg. A calculus leads.
  • Another possibility for focusing shock waves can be effected by means of piezoelectric elements, which are formed as a phased array.
  • ultrasound signals are emitted by a piezoelectric array, wherein the signals emitted by a respective piezoelectric element have a fixed phase difference from one another.
  • the maximum shock wave energy can be adjusted in any direction, in particular on the treatment zone.
  • at least one module device is designed as an ultrasonic device. This allows for a Fragmen ⁇ tation of a fragmentation object success the Fragment istser- or watching fragmentation process.
  • ⁇ given case can further designed as a shock wave source module means are provided to improve the fragmentation of the fragmentation object based on the ultrasonic control of at least fragmentation.
  • images of the treatment zone or the fragmentation object are obtained by means of the ultrasound device, wherein the ultrasound used to display the examination subject penetrates the same tissue as the shockwave on the way to the treatment zone.
  • more than ultrasonic devices formed module means may be provided, so that a spatial representation of theomme ⁇ monitoring object, in particular the treatment zone, can be determined from the ge ⁇ wonnenen ultrasound data.
  • the ultrasonic means is rotationssymmet ⁇ driven to the symmetry axis of a shock wave profile of an outgoing from a first shockwave source shock wave angeord ⁇ net, wherein the axis of symmetry of the shock wave profile is identical with the axis of symmetry of the ultrasound device.
  • at least one further shock wave source can be arranged concentrically with respect to this axis of symmetry.
  • At least one module device is designed such that it can be operated as an ultrasound device and as a shockwave source.
  • the operation of the module device as an ultrasonic device and as a shock wave source can be made possible by subassemblies of the module device. Since however lerdings the generation of ultrasonic and shock waves are used together, it is also possible to module ⁇ means so to design that can be generated as well as ER- ultrasonic waves by means of the same device both shock waves.
  • the shock wave source or ultrasonic wave source can also be used as a shock wave receiver or ultrasonic wave receiver for the ultrasonic waves or shock waves reflected by the examination object.
  • Control device which controls an operation of at least one module device and / or at least one first shock wave source.
  • a control means controls advantageous ⁇ adhesive enough, at least a first shock wave source and at least one module means.
  • the control device of the module device also includes the adjustment of the position and / or position of the module device, ie in particular the displacement and / or rotation or inclination of the module device relative to the first shockwave source, which can be effected by a drive device, as well as the control of the function of the module device.
  • a particular time interval can a first shock wave to a second, formed from an extended as a second shock wave source ⁇ module means outgoing shock wave can be set, and thus the intensity of the cavitation erosion in the fragmentation of a fragmentation object or the large ⁇ SSE of Cavitation-induced tissue damage.
  • a spatial offset of a shockwave profile of a first shockwave relative to a shockwave profile of a second shockwave can be controlled by adjusting the position and / or position of the second shockwave source of relatively first shockwave source by means of the control device.
  • the amplitudes and optionally the be ⁇ rich at least one shock wave source via the Steuerein ⁇ direction as with a conventional shock wave head, for example. Be set to the shock waves induced dy- namic fragmentation ⁇ ren a fragmentation object to steu.
  • a setting of a time interval be- see at least a first in the treatment zone eintref ⁇ fenden shock wave which lenán derived from at least a first Stoßwel ⁇ , and at least a second in the treatmen ⁇ lung zone incoming shock wave, which is derived from at least ei ⁇ ner second shock wave source, by means of an adjustment of a spatial distance between the first shock wave source and the second shock wave source feasible.
  • the setting of a time interval over a spatial distance between at least a first shock wave source and at least a second shock wave source based on the propagation time difference between first and second shock wave due to the spatial separation of the first and second shock wave source ⁇ . Since first and second shock wave in the shockwave We ⁇ sentlichen have an identical propagation path, the resulting time differences are not taken into account in the control.
  • the spatial distance between the first and second shock wave source can be easily provided by means to see ⁇ ner means be adjusted.
  • shock waves time interval can be supplied via an input / output device of the control device, which then the Shock wave generation of at least the first shock wave source and the second shock wave source controls such that the shock wave generated by the respective shock wave source with the desired time interval to each other shock wave in the treatment zone or the Fragment istsêt a ⁇ applies.
  • the control device can be supplied by the medical staff with a fragmentation rate or shockwave profile via the input / output device, whereupon the control device determines an associated time interval for a first and a second shockwave, and the shockwave ⁇ sources controls such that the predetermined Fragmentie ⁇ rate is achieved or the predetermined shockwave profile is generated.
  • the use of a controller allows to adjust the treatment of the object to be examined individually to the present fragmentation object and fibers to verbes ⁇ .
  • an X-ray source to determine the treatment zone of the object is at least partially within the Publ ⁇ voltage of the shockwave head arranged.
  • the X-ray source has spatial dimensions, which allow the Rönt ⁇ gene source in the aperture of the shock wave head to arrange.
  • the X-ray source is rotationally symmetrical to
  • Shock wave profile of a shock wave emitted by a first shock wave source can be arranged.
  • inline X-ray examinations can be implemented on the examination object, which illuminates the path of the shock waves coupled into the examination subject and by means of which a localization of the treatment zone can be carried out.
  • the X-ray source By introducing the X-ray source into the shockwave head, the acquisition area can be increased, since a larger X-ray opening angle can be realized.
  • the x-ray source can be designed as a module device.
  • the X-ray source by means of a drive device rela- tiv to the shockwave head displaced and / or rotatable.
  • An adjustment of the position and / or position of the X-ray source by means of the drive device preferably takes place via a control device, which may be identical to the control device for controlling the module devices. This allows an accurate, fast, repeatable and secure adjustment of the position and / or location of the X-ray source.
  • the object is achieved in that during an interaction of the at least one shock wave fragmentation object with the fragmentation of Fragmen ⁇ t ists réelles, by means of a shock wave from the head ⁇ interchangeable module device is controlled.
  • the progress of a fragmentation of the fragmentation object is controlled by means of a sequence of image representations of the fragmentation object.
  • it can be checked whether, for example, a change in the focus adjustment or an adaptation of the amplitude of the shock waves to improve the fragmentation is required, whether the fragmentation object has particularly resistant areas, whether an improvement in cavitation erosion is possible.
  • image-based control of fragmentation other methods can also be used.
  • the method according to the invention allows observation of a fragmentation of a fragmentation object, which as a rule takes place within an examination subject.
  • the control by means of at least one interchangeable arranged on the shock ⁇ wave head module device allows for a use of various control methods by replacing the module devices. Furthermore, in the event of a defect of the module device, replacement with another module device can be carried out quickly. Furthermore, an inline arrangement of the module device can be made so that at least the projection of the fragmentation object in the propagation direction of the shockwaves can always be detected. Thus, for example, depending on the state of the fragmentation Fragmentie ⁇ changed approximately object of focus range, for example, be expanded or tightened in order to focus on a specific area of the fragmentation object. A setting of Fo ⁇ kus Schemes depending on the progress of the Fragmentie ⁇ insurance process can also be done in terms of prevention of damage to the environment of the fragmentation object.
  • the fragmentation means of an ultrasonic process formed by ei ⁇ ne as an ultrasonic device module means is controlled.
  • Ultrasonic methods are implemented by means of a rapid rapid-action device. Ultrasonic devices are relatively inexpensive, have no damaging effect on tissue, such as ionizing radiation, and are easy to handle. Therefore, ultrasonic methods for controlling the fragmentation of a fragmentation object are advantageously applicable.
  • One possible method uses ultrasound to control the fragmentation no self-generated ultrasonic waves ⁇ but detects the light reflected by a shock wave in the direction of the shock wave head portion of the shock wave. As a result, it is possible to control the fragmentation of the fragmentation object by means of ultrasound waves without additional loading of the examination subject. In this case, shock waves can be alternatelyStekop ⁇ pelt in the object to be examined and reflected portions of the shock waves are detected at Fragment réelle Meeting.
  • an ultrasonic device emits ultrasonic waves and detects the light reflected from the structures of the sec ⁇ monitoring object ultrasonic waves.
  • an ultrasound wave filter device which, for example, allows only those ultrasound waves to be taken into account for further processing into image datasets. have significant the frequency and the amplitude of the ultrasonic waves emitted by the ultrasonic device.
  • the fragmentation of the fragmentation object ilias controlled by we ⁇ a first module means, and currency ⁇ rend the control emits at least one second processing by at least one second formed as a shock wave source Moduleinrich ⁇ generated shock wave, focused and in the Un - Test object coupled, wherein the at least first
  • the method for fragmenting the fragmentation object can be improved, for example by using ultrasound images to set a time interval between a first shock wave and a second shock wave in such a way that the kavation activity is improved.
  • the improvement can, for example, in an increased rate of fragmentation Fragmentie ⁇ approximately object consist or in reducing damage to the surrounding tissue by the fragmentation object occurring cavitation.
  • the cavitation activity by means of a second shock wave, which follows a first shock wave in a short time interval.
  • E- b a focal region of the first shock wave, and the focus area, the second shock wave can be set such that a spatial position of the be ⁇ realm of the first shock wave does not coincide with the spatial position of the focus of the second shock wave together.
  • the position of the focus areas of the first and second shockwaves may be determined by displacement and / or rotation of the Shock wave sources are changed relative to each other.
  • shock wave sources can be provided whose emitted shock waves can be superimposed temporally and spatially in the treatment zone with the shock waves of the other shock wave sources. This allows larger fragmentation objects to be fragmented with high efficiency.
  • the second shock wave is spatially offset and / or temporally spaced coupled to the first shock wave in the Untersu ⁇ monitoring object.
  • a localization of the treatment zone and / or an inspection is made of fragmentation of the fragmentation object by means of Wenig ⁇ least a second shock wave source.
  • the second shock wave source By means of the second shock wave source, a shock wave reflected by the fragmentation object is detected.
  • the ultrasound receiving device may be identical to the shockwave source, for example in the case of electromagnetic shock sources or piezoelectric elements. Due to the reflected portion of the shock wave striking the membrane, the membrane is deflected. The deflection can be detected and converted into an electrical signal.
  • the recording of the temporal Chen the course of the incoming reflected portion of the previously irradiated to the fragmentation shock wave.
  • a control of the fragmentation is a Fragmentie ⁇ approximately object a setting of at least one Stoßwellenpa ⁇ rameters provided at least one shock wave source currency rend.
  • the effect of a shock wave with changed Stoßwellenpa ⁇ rametern the fragmentation object immediately monitored or observed.
  • the medical Per ⁇ can personnel will assess the change in Fragment istspro ⁇ zesses. This makes it possible to improve the setting of the shockwave parameters during the treatment and, if appropriate, to shorten the treatment time or to make the treatment for an examination object more pleasant.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a side view of a shockwave head according to the invention
  • FIG. 2 shows a shockwave head operated on an examination object as part of a shockwave treatment device
  • FIG. 3 shows a sectional view of a side view of a shockwave head with two concentrically arranged
  • FIG. 1 shows a shockwave head 10 with a first shockwave ⁇ lenán 11, wherein the first shockwave source 11 is formed as elekt ⁇ romagnetician shockwave source.
  • the first shock wave source 11 therefore has a vibration diaphragm 12 and a coil carrier 13. It is a flat coil arrangement. If an electric current flows through the coil carrier 13, the magnetic field caused by the electric current causes an induction current in the diaphragm 12 and, as a consequence, an opposing force which causes a deflection of the diaphragm 12.
  • the membrane 12 is arranged in a water reservoir 16 so that the deflection of the membrane 12 propagates as a shock wave in the water reservoir 16.
  • the generated shock wave is then focused by means of a focusing device 14, which is designed as an acoustic lens.
  • the acoustic lens 14 is also disposed in the water reservoir 16.
  • the water reservoir 16 between the first shock wave source 11 and the focusing device 14 and between the focusing device 14 and a coupling bellows 15 are in the
  • the volume of the water reservoir 16 is adjustable.
  • the water reservoir 16 is surrounded by an elastic coupling bellows 15, which serves to couple the shockwave into an examination object (not shown in FIG. 1).
  • the coupling bellows 15 is pressed when performing ei ⁇ ner treatment or investigation of the examination subject, wherein between coupling bellows 15 and Informsob ⁇ jekt yet another unillustrated coupling medium may be provided, for example in the form of a gel pad. That investigation object and the shock wave head 10 are ⁇ during the ban deviation in physical contact.
  • shock waves by means of a first shock wave source
  • other concepts for generating shock waves can also be implemented.
  • the focusing devices specified here also differ from Weil's shock wave source to provide suitable focusing.
  • the shockwave head 10 further has a tube 17, which is rotationally symmetrical to the central axis A of the shockwave head 10 at least partially disposed within the shockwave ⁇ head 10.
  • the tube 17 is substantially a hollow cylindrical structure and provides the opening according to the invention of the shockwave head 10, in which a module device can be arranged exchangeably.
  • the tube 17 is enclosed by the focusing device 14, the first shock wave source 11 and the water reservoir 16.
  • a module means arranged damage to loading has the tube 17, a waterproof sound-trans ⁇ parente Tubusver gleichkappe 18.
  • the tube 17 may ⁇ inner half of the shock wave head 10 relative to the first shock-wave source 11 is displaced by means of a Tubusantriebs 19 and rotates ge ⁇ be.
  • sealing elements 20 are provided which ei ⁇ ne rotary motion of the tube 17 about an axis with a vertical component to the central axis A allow while the water in the water reservoir 16 always keep it from escaping from the water reservoir 16.
  • the expansion of the sealing elements 20 is optionally controllable by means of a control device depending on the position and / or position of the tube 17 in order to always ensure optimal completion of the water reservoir 16 of the shock ⁇ wave head 10 to the environment.
  • the sealing elements 20 can also serve to dampen the motion and pressure between the focusing device 14 and the shockwave source 11 and the tube 17.
  • conventional gaskets may be provided if none
  • the tube 17 is hollow on the inside and optionally provided with locking devices, data line interface and E- nergiemakerssexcellentstellen, so that a module device, not shown in FIG 1 insertable, feststell ⁇ bar and operable without further data line connections or power supply connections are provided on the Modulein ⁇ direction.
  • each module device may have its own data lines and possibly power supply lines.
  • FIG. 2 shows a shockwave head 10 operated on an examination object U as part of a shockwave treatment apparatus.
  • the shockwave head 10 is mounted on a, not shown, movable support arm which is movably arranged on a tripod unit or a trolley, also not shown.
  • the examination object U includes a concrement K which trümmert shock wave zer ⁇ or is to be fragmented.
  • a coupling bellows 15 of the shockwave head 10 is thereby pressed against the examination object U, so that the shock waves generated by a first shockwave source 11 and focused with a focusing device 14 can be coupled into the examination object U.
  • the focus range of the focusing device 14 is DA, selected in such a way that its position substantially i- dentisch is with the position of the concrement K in ban ⁇ monitoring object U.
  • the propagation directions of different shock wave elements of a shock wave after it the focus ⁇ sier worn have happened 14, are denoted by 13 '.
  • the shock waves all converge in the focus area, whereby the energy density of the shock wave per shock wave reaches a maximum in the focus area.
  • the shockwave head 10 shown in FIG. 2 further shows a module device 30, which is inserted into a tube 17.
  • the module device 30 is releasably locked within the tube 17 with a number of latching connections 33.
  • the module device 30 has a rotatably mounted module head 31 on which motor ge by means of a module head drive 32 ⁇ can be rotated.
  • the module head 31 may, for example, be designed as an ultrasound transmitting and ultrasound receiving device, likewise a design as a second shockwave source 35, see FIG. 3, is possible.
  • a superposition of shock wave profile is the first shock ⁇ wave source 11 and the second shock wave source 35, see FIG 3, it is possible with spatial offset in the focus area, so that the overall shock wave profile into the treatment zone ⁇ is adjustable.
  • an off-axis arrangement may be provided for the module device 30 within the tube 17, i. the center axis of the tube 17 does not coincide with the central axis of the module device 30.
  • an off-axis arrangement relative to the central axis of the shockwave head 10 can also be provided for the entire tube 17 with inserted module device 30, i. the longitudinal central axis or the axis of rotational symmetry of the tube 17 does not coincide with the central axis A of the shockwave head 10.
  • relative to the effective range of a first shock wave emitted by a first shock wave source 11 may be simply, e.g. be changed by rotation of the tube 17 with a not-shown off-axis arranged module device about its rotational symmetry axis. This also makes it possible to change the location of the coupling of shock waves into the examination object U, and thus to adjust the energy density during the coupling of the shock waves.
  • FIG. 2 further shows an X-ray device 40, which can be positioned such that an X-ray can be taken through the tube 17 when the module device 30 is removed.
  • the x-ray apparatus 40 is an X-ray source, said x-ray source of the x-ray device inserted into the tube 40 and can optionally be locked.
  • the X-ray source by means of the Tubu ⁇ santriebs 19. within the shock head 10 in a Posi ⁇ tion near the object to be examined U be brought further wherein an X-ray examination is substantially in the direction of the propagation direction of the shock waves can be made.
  • the central axis of the x-rays emanating from the x-ray source of the x-ray device and the central axis of the tube 17 generally coincide substantially.
  • a localization of the calculus K can take place by means of an X-ray image thus carried out and shockwave obstacles in the examination subject U can be detected on the way to the focus area.
  • the X-ray device 40 and an X-ray source having operative part of the X-ray device 40 may be used as a off in the opening of the shock wave head can be arranged and operable interchangeable module means being ⁇ be formed.
  • conventional in-line X-ray devices may be used, for example a C-arm X-ray device.
  • the C-arm X-ray device is positioned in such a way that the X-ray emitter arranged on the C-arm of the C-arm X-ray device passes through the opening of the shockwave head in order to acquire X-ray images in the propagation direction of the shockwaves.
  • the module device 30 is designed as an ultrasound device, so that localization of a treatment zone of the examination object U can be carried out without ionizing radiation.
  • a further advantageous embodiment of the module device 30 is a second shock wave source designed for the detection of ultrasound.
  • the latter thus has a dual function and permits, on the one hand, the fragmentation of a fragmentation object by means of shock waves and, on the other hand, the detection of shock waves reflected and scattered on structures of the examination object U.
  • an ultrasonic device can be saved under certain circumstances.
  • the module device 30 embodied as an ultrasound device is here connected to a programmable controller 50, which also controls further functions of the shock treatment device.
  • the control device 50 controls the function of the ultrasound device, as well as the processing of the received ultrasound signals of the ultrasound device.
  • the control device 50 is further connected to a data processing device 60, which determines an image data record from the ultrasonic signals received by the ultrasound device. Such an image data record is then output on an input / output device 70. This allows the medical staff knowledge about the treatment zone and on the lying between treatment ⁇ zone and shockwave source structures of the sec ⁇ monitoring object can win.
  • the medical staff can communicate with the medical staff. Furthermore, the medical staff can communicate with the medical staff. Furthermore, the medical staff can communicate with the medical staff. Furthermore, the medical staff can communicate with the medical staff. Furthermore, the medical staff can communicate with the medical staff.
  • the inputs of the shock wave parameters are supplied to the controller 50, which thereupon to the ⁇ controlling shock wave source 11 and 35, see FIG 3, controls and adapts to be controlled shock wave parameters corresponding to the input of the medical staff.
  • FIG 3 is a sectional representation of a side view ei ⁇ nes shockwave head 10 is shown having a tube 17 into which a module device 30 with a Ultra ⁇ sound device 34 and a second shock wave source is introduced 35th
  • a module device 30 with a Ultra ⁇ sound device 34 and a second shock wave source is introduced 35th
  • This is a combined Mo ⁇ dul sensible 30, wherein the ultrasonic means 34 and the second source of shock are arranged on a common carrier 36 Toggle 35th
  • the ultrasonic device 34 and the second shock source 35 are connected to each other via a carrier 36 and therefore are also interchangeable, the exchange, especially in concentric arrangement, a first module device, here an ultrasonic device 34, and a second module device, here a second shock wave source 35, facilitated.
  • FIG. 3 as in FIG. 1 and FIG. 2, one is a
  • Membrane 12 and a bobbin 13 having first shock ⁇ wave source 11 is provided, wherein a shock wave emitted from the shock wave source 11 is focused by a focusing device 14 on a focusing, which preferably has substantially the same position as a concretion K in a study object U, which is to be fragmented.
  • the coupling of the shock waves of the first shock wave source 11 into the examination object U er ⁇ follows by means of a water reservoir 16 and a coupling bellows 15, which is pressed against the examination object U.
  • the first shock wave source 11 and the second shock wave source 35 have a distance d, which can be changed by a displacement of the tube 17 relative to the first shock wave source 11. This can be exploited, for example, to control a time interval with simultaneous emission of at least a first and a second shock wave.
  • the transit time difference of the first and second shockwaves via the path difference, ie the distance d of the first shockwave source 11 to the second shockwave source 35 for example. Adjusted by means of ei ⁇ ner control device.
  • the required path difference to provide a specific time difference between a first within the treatment zone incoming shock wave and a second arriving in the treatment zone shock wave may, for example, on the basis of Ausbreitungsgeschwindig ⁇ ness of the shock waves in the examination object U determined ⁇ the.
  • the combined module device 30 which has both an ultrasound device 34 and a second shockwave source 35, the fragmentation rate of Konkre ⁇ ment K and the Fragment istssecures in cooperation of a first, originating from the first shockwave source 11 Shock wave and a second, derived from a second shock wave source 35 shock wave increases or the unwanted side effects are reduced to the tissue.
  • a resul ⁇ advantage a shortened treatment time. Those emitted from the first one emitted from the first shock wave source 13
  • shock wave and the second focused, indicated by the second shock wave source 35 shock wave Ausbrei ⁇ processing direction 13 'and 35' are exemplary in FIG 3 Darge ⁇ represents.
  • ultrasonic means 34 and second shock wave source 35 are used separately ie, are not operated gleichzei ⁇ tig.
  • a ge for performing the method ⁇ suitable device Figures 2 and is already positioned in an object under examination in accordance with U 3, and is aligned with a valve disposed in the examination object calculus.
  • a first shock wave is generated by a ten ers ⁇ shock wave source 11, which propagates in a water reservoir 16 and a kussier sensible Fo 14 applies.
  • the focusing device 14 By means of the focusing device 14, the light emitted from the first shock wave source 11 shockwave in a process step 102 is set to the rich be ⁇ the focusing device 14 focuses, wherein the position of the focus coincides with the position of the concrement K substantially. Subsequently, the focus catalyzed shock wave of the first shock-wave source 11 by means of the water reservoir 16 and the coupling bellow is object in the assayed ⁇ U coupled.
  • a control device 50 controls a second shockwave source 35 such that after a period of time after the first shockwave of the first shockwave source 11 has been emitted, in a method step 101 'a second shockwave of the second shockwave source 35 is emitted.
  • the second Stoßwel- lenario 35 is preferably designed as a number of piezo-electric elements ⁇ with adjustable focus range, wherein the arrangement of the piezo-electric elements generates a focusing of the emitted shock wave. Thus, there is no need for a separate focusing device for focusing the shock waves emitted by the second shock wave source 35.
  • the focusing of a shock wave of the second shock wave source 35 in a method step 102 ' generally takes place simultaneously with the emission of this shock wave in the method step 101'.
  • the shock wave emitted by the second shock wave source 35 propagates in the water reservoir 16, wherein the shock wave previously passes through the sound-transparent tube closure cap 18.
  • the second shock wave emitted by the second shock wave source 35 is also coupled into the examination object U, by means of a method step 103 '.
  • an imaging Ultraschallverfah ⁇ is reindeer, which is referred to in FIG 4 as method step 104, already carried out at the time of emission of the first shock wave from the first shock wave source 11 and at the time of emission of the second shock wave from the second shockwave source 35th
  • the method step 104 of the image-based ultrasound control of the calculus K can also begin with the emission time of a first or a second shock wave. It is expedient that a control method, in particular an ultrasound imaging method, be started at such a time that the interaction of the first shockwave with the concretion K, or the interaction of the second shockwave with the concretion K or the common
  • Interaction of the first and second shock wave with the concretion K can be detected or controlled.
  • fragmentation and in particular the cavitation activity in the treatment zone can be controlled and, if appropriate, adjusted in the desired manner by setting shock wave parameters.
  • a filter device which frequencies of the shock waves from the Ultrasound signal filters out, so that the image quality of the imaging ultrasound examination is increased. If appropriate, a frequency comparison between the frequency range of the shock waves emitted by a shock wave source and the frequency range of the ultrasonic waves detected by the ultrasound device can be carried out. On the basis of the comparison, desired frequency ranges can then be removed from the detected ultrasonic signal and an image determination with the residual signal can be provided.
  • a further representation of the treatment zone is desired.
  • a further check may be made of the treatment zone by means of UIT raschall until the time, for example at the.
  • Medi ⁇ zinisches personnel aware decides to terminate the investigation, eg. By operating the input / output unit, switching off the module device 30 or removing the Module device 30 from the shockwave head 10th
  • a method step 106 the setting of the shockwave parameters, eg amplitudes of the shockwaves used, temporal distance between a first shockwave emitted by a first shockwave source 11 and a second shockwave emitted from a second shockwave source 35, spatial distribution of the effective in the focus area Shock wave profile, etc. then checks whether changed values are provided by the medical staff for the shock wave parameters that have been supplied to the control device by means of the input / output unit 70.
  • the shockwave parameters eg amplitudes of the shockwaves used, temporal distance between a first shockwave emitted by a first shockwave source 11 and a second shockwave emitted from a second shockwave source 35, spatial distribution of the effective in the focus area Shock wave profile, etc.
  • shockwave parameters not shown in FIG. 4 can also be provided which, for example, provide for the stepwise increase of the intensity of the shockwaves or the fragmentation rate, possibly up to a predefinable limit value.
  • the query according to method step 106 preferably does not require regular activities of the medical staff. Rather, the control device 50 checks in the method step 106 whether a change of shock wave parameters by the medical personnel has taken place in a method step 107 by the input / output device 70 or whether the control device 50 provides a stored change of a shock wave parameter. Only if the shock Waveform parameters by medical personnel by means of the input / output device 70 or, for example, by an examination time-dependent, stored in the controller 50 Ver ⁇ change a shock wave parameter is carried out during the next run of the method, an adjustment of the prescribed by the medical staff or the controller values for the change provided shockwave parameters. The change of a shock wave parameter by the medical personnel is usually caused by evaluation of a number of ultrasound images.
  • the treatment of the object U with shock waves dau ⁇ ert usually it up as long ent to the calculus K ⁇ neither is completely fragmented or treatment is stopped by the medical staff.
  • the imaging Ult ⁇ raschalluntersuchung can be used for further examination of the treatmen ⁇ development success after shock wave treatment of the object U.
  • no white ⁇ tere device is required to, it is turned off, only the generation of shock waves of the shock wave head 10 by means of the input / output device, but the ultrasound method further carried out with the arranged inside the shock wave head 10 ultrasonic device 34th
  • Shock wave parameters is possible by, for example, by means of ultrasound or X-ray fragmentation rate for the incorporated ⁇ set is determined shock wave parameters, and then the shock wave parameters are comparable such changes of the control device that the fragmentation rate is increased. Since ⁇ is on the well-being of the object U, insbeson ⁇ particular of a patient during treatment gen to begursichti ⁇ . This can be done by having the patient adjusting the intensity of the shock wave energy to a certain extent, with- means of an appropriate control element, even departmenth can men ⁇ . Basically, the control of the fragmentation process can be controlled with a variety of measures.
  • a control by means of X-rays ⁇ SUC gene wherein while the second shockwave source 35 preferably has a hollow cylindrical shape and no further Modulein ⁇ device 30 in which is arranged by the second shock wave source 35 gebil ⁇ Deten cavity.
  • in-line X-ray imaging may be enabled during an interaction of at least one shockwave with the fragmentation object.
  • the advantage here is that no disturbing superposition of the control signal, so the the object under examination convinced Anlagendrin ⁇ constricting X-rays carried out with the shock waves such as this.
  • With ultrasonic devices can be carried out as a control device for shock wave treatment device.
  • number of Stoßwel ⁇ lenánn to illustrate the invention can be expanded.
  • the number of spatially fixed shock wave sources and the number of relative to a spatially detected shock wave source movable shock wave sources can be significantly increased over the number mentioned in the embodiment.
  • all shock wave sources can be displaceable and / or rotatable relative to one another.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoßwellenkopf (10) für eine Stoßwellenbehandlungsvorrichtung, wobei der Stoßwellenkopf (10) wenigstens eine erste Stoßwellenquelle (11) zur Emission von Stoßwellen sowie eine Fokussiereinrichtung (14) zur Fokussierung der Stoßwellen auf eine Behandlungszone (K) eines Untersuchungsobjekts (U) aufweist. Indem der Stoßwellenkopf (10) wenigstens eine Öffnung (17) aufweist, in der wenigstens eine austauschbare Moduleinrichtung (30, 34, 35) zur Behandlung und/oder Untersuchung eines Untersuchungsobjekts (U) anordenbar ist, kann ein Stoßwellenkopf bereitgestellt werden, welcher bei kompakter Ausbildung eine Mehrzahl von Untersu- chungs- und/oder Behandlungsmöglichkeiten bietet. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fragmentierung eines in einem Untersuchungsobjekt (U) angeordneten Fragmentierungsobjekts (K) mittels Stoßwellen und zur Kontrolle dieser Fragmentierung, wobei wenigstens eine Stoßwelle mittels einer ersten, an oder innerhalb eines Stoßwellenkopfs (10) angeordneten Stoßwellenquelle emittiert (101), mittels einer Fokussiereinrichtung (14) auf das Fragmentierungsobjekt (K) fokussiert (102) und in das Untersuchungsobjekt (U) eingekoppelt (103) wird. Indem während einer Wechselwirkung der wenigstens einen Stoßwelle mit dem Fragmentierungsobjekt (K) die Fragmentierung des Fragmentierungsobjekts (K), mittels einer an dem Stoßwellenkopf (10) austauschbar angeordneten Moduleinrichtung (30, 34, 35), kontrolliert (104) wird, kann ein Verfahren bereitgestellt werden, welches eine verbesserte Kontrolle eines Fragmentierungsprozesses bzw. einer Stoßwellenbehandlung erlaubt.

Description

Beschreibung
Stoßwellenkopf für eine Stoßwellenbehandlungsvorrichtung und Verfahren zur Fragmentierung und zur Kontrolle der Fragmen- tierung eines in einem Untersuchungsobjekt angeordneten Frag¬ mentierungsobjekts
Die Erfindung betrifft einen Stoßwellenkopf für eine Stoßwel- lenbehandlungsvorrichtung, wobei der Stoßwellenkopf wenigs- tens eine erste Stoßwellenquelle zur Emission von Stoßwellen sowie eine Fokussiereinrichtung zur Fokussierung der Stoßwellen auf eine Behandlungszone eines Untersuchungsobjekts auf¬ weist. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fragmentierung eines in einem Untersuchungsobjekt angeordneten Fragmentierungsobjekts mittels Stoßwellen und zur Kontrolle dieser Fragmentierung, wobei wenigstens eine Stoßwelle mit¬ tels einer ersten, an oder innerhalb eines Stoßwellenkopfs angeordneten Stoßwellenquelle emittiert, mittels einer Fokus¬ siereinrichtung auf das Fragmentierungsobjekt fokussiert und in das Untersuchungsobjekt eingekoppelt wird.
Stoßwellen, Verfahren zu deren Anwendung und Vorrichtungen zu deren Erzeugung haben sich in den vergangen Jahren und Jahrzehnten auf dem Gebiet der Medizintechnik etabliert. Ein Stoßwellenkopf zur Erzeugung von Stoßwellen ist in der Regel ein Bestandteil einer Stoßwellenbehandlungsvorrichtung, welche bspw. in der Orthopädie oder in der Lithotripsie, d.h. bei der Zertrümmerung bzw. Fragmentierung von Konkrementen, wie etwa Gallen-, Harnleiter- und Nierensteinen, eingesetzt werden. Ein weiteres Einsatzgebiet für Stoßwellenbehandlungen ist die Schmerztherapie.
Bei den genutzten Stoßwellen handelt es sich um mediumgebundene Longitudinalwellen, welche in der Regel einen Ultra- schall-Frequenzbereich aufweisen. Häufig kommt die extrakorporale Stoßwellentherapie (ESWT) bzw. extrakorporale Stoßwel¬ lenlithotripsie (ESWL) zum Einsatz. Dabei werden die Stoßwel¬ len mittels einer verschieden ausführbaren Stoßwellenquelle im Stoßwellenkopf erzeugt, anschließend in ein ebenfalls im Stoßwellenkopf befindliches Wasserreservoir eingekoppelt und von dort mittels eines Koppelbalgs in das Untersuchungsobjekt eingeleitet. Im Wasserreservoir des Stoßwellenkopfs werden zuvor die Stoßwellen mittels einer Fokussiereinrichtung auf einen Fokusbereich gebündelt, dessen Position im Wesentlichen mit der Position der Behandlungszone bzw. des Konkrements im Untersuchungsobjekt übereinstimmt .
Je nach durchzuführender Behandlung am Untersuchungsobjekt werden mittels der Stoßwellen unterschiedliche Energien pro Zeiteinheit in das Untersuchungsobjekt eingekoppelt. Bei der Lithotripsie werden Stoßwellen mit hoher Energie bzw. großer Amplitude in das Untersuchungsobjekt eingekoppelt, um die im Fokusbereich liegenden Strukturen, z.B. Harnleitersteine oder Nierensteine, zu zertrümmern bzw. zu fragmentieren. Eine orthopädische Anwendung, bei welcher die verwendeten Energien der Stoßwellen zwischen denen der lithotriptischen Anwendung von Stoßwellen und der schmerztherapeutischen Anwendung von Stoßwellen liegen, ist bspw. die Kalkschulter. Dabei wird versucht Kalkablagerungen im Schultergelenk zu entfernen, um die Beweglichkeit der Schulter zu erhalten. Bei der Schmerztherapie werden niedrigere Energien genutzt. Ziel hierbei ist es, mittels der Stoßwellen eine Druck- und Zugbelastung des schmerzenden Gewebes zu erreichen, um den Stoffwechsel an diesen Stellen zu stimulieren und Schmerzen zu lindern.
Die Behandlungszone des Untersuchungsobjekts, welche für eine Behandlung mit Stoßwellen vorgesehen ist, wird in der Regel mittels einer bildgebenden Ultraschalleinrichtung oder einer Röntgeneinrichtung geortet. Anschließend wird der Fokusbe¬ reich der von der Stoßwellenquelle ausgehenden Stoßwellen in die Behandlungszone des Untersuchungsobjekts derart justiert, dass dieser in der Behandlungszone liegt. Somit werden die emittierten Stoßwellen in der Behandlungszone gebündelt, wo¬ durch bspw. eine Zertrümmerung eines Konkrements erreicht werden kann. Bei den derzeit klinisch verwendeten Stoßwellenköpfen wird in der Regel nur die Amplitude der Stoßwellen geändert, welche direkt mit der in das Untersuchungsobjekt eingebrachten Ener¬ gie korreliert. Indem nur die Amplitude einer Stoßwelle geän- dert wird, ist für alle vom Stoßwellenkopf abgegebenen Sto߬ wellen eine gleiche relative Energieverteilung bzw. ein gleiches relatives Stoßwellenprofil gegeben. Die Energievertei¬ lung bzw. das Stoßwellenprofil einer Stoßwelle kann somit nicht individuell auf den vorliegenden Behandlungsfall ange- passt werden.
Ultraschallverfahren und Stoßwellenverfahren sind technisch verwandt. Beide Verfahren nutzen mediumgebundene Longitudi- nalwellen um einen Untersuchungserfolg bzw. Behandlungserfolg herbeizuführen. Jedoch unterscheiden sich die für die Ultraschallverfahren genutzten Longitudinalwellen von den bei Stoßwellenverfahren genutzten Longitudinalwellen. Zum einen sind die Druckamplituden der Longitudinalwellen für Ultraschallverfahren deutlich geringer als bei Stoßwellenverfah- ren, zum anderen weisen Longitudinalwellen für Ultraschallverfahren meist periodische Schwingungen mit limitierter Frequenz-Bandbreite und Zeitdauer auf. Dagegen besteht eine Stoßwelle in der Regel aus einem einzigen Druckpuls, welcher sich aus Frequenzen von einigen Kilohertz bis Megahertz zu- sammensetzt. Zudem sind die Druckanteile und Zuganteile des Druckpulses stark voneinander abweichend. In der Regel ist der Druckanteil bei einer Stoßwelle deutlich größer als der Zuganteil, während sie für eine Ultraschallwelle bzw. für ei¬ nen Ultraschallwellenzug annähernd gleich verteilt sind.
Der durch die Stoßwelle erzeugte maximale positive Druck bzw. die Druckbelastung des Gewebes ist abhängig von der verwendeten Stoßwellenquelle und liegt in einer Größenordnung von et¬ wa 50 bis 100 Megapascal, in Kurzschreibweise 50 bis 100 MPa, bzw. 500 bis 1000 bar. Der durch die Stoßwellen erzeugte ma¬ ximale negative Druck bzw. die durch den Druckpuls verursachte Zugbelastung des Gewebes liegt bei etwa zehn Prozent der maximalen Druckbelastung des Druckpulses und damit im genann- ten Beispiel bei etwa 5 bis 10 MPa. Die Zeitdauer zur Ände¬ rung des Drucks vom Maximum des positiven Drucks zum betrags¬ mäßigen Maximum des negativen Drucks liegt in der Größenordnung von wenigen Mikrosekunden . Der Betrag der Zug- oder Druckbelastung des Gewebes bei Ultraschallverfahren liegt hingegen in der Regel unter 1 MPa, um mechanische oder thermische Schädigungen von Gewebe zu vermeiden.
Heute sind mehrere Mechanismen bekannt, welche zur Fragmen- tierung bzw. Zertrümmerung eines Fragmentierungsobjekts, bspw. eines Konkrements, durch Stoßwellen beitragen. Zum einen ist dies die Stoßwellen-induzierte dynamische Fragmentie¬ rung, welche sich dadurch auszeichnet, dass sie zu einer Nukleation, zu einer Vergrößerung und zu einem Zusammenwach- sen von vorhandenen Mikrorissen im Fragmentierungsobjekt führt, wodurch das Konkrement fragmentiert wird. Dieser Me¬ chanismus ist im Wesentlichen auf den positiven Druckanteil des Druckpulses zurückzuführen, welcher zu einer Druckbelas¬ tung im Fokusbereich innerhalb des Untersuchungsobjekts führt.
Zum anderen ist die Kavitations-Erosion eines Fragmentierungsobjekts zu nennen, welche auf die vom Druckpuls verur¬ sachte Zugbelastung des Gewebes zurückzuführen ist. Die vom Druckpuls erzeugte Zugbelastung führt einer Kavitation von Wasser im Fokusbereich, d.h. Blasenbildung in Form von Wasserdampf. Der Kollaps von Kavitationsblasen nahe einem Fragmentierungsobjekt führt zu einer starken Erosion der Oberflä¬ che des Fragmentierungsobjekts und trägt wesentlich zur Zer- trümmerung bzw. Fragmentierung des Fragmentierungsobjekts bei .
Die auf Kavitation beruhenden Effekte, d.h. zum einen die Fragmentierung eines Fragmentierungsobjekts, zum anderen die Schädigung des das Fragmentierungsobjekt umgebenden Gewebes, können beeinflusst werden, indem einer ersten Stoßwelle eine zweite Stoßwelle mit geringem Zeitabstand nachfolgt, was als so genannter Tandempuls bezeichnet wird. Durch die zweite, der ersten Stoßwelle nachfolgenden Stoßwelle kann die Kollapsenergie der durch die erste Stoßwelle entstandenen Kavi¬ tationsblasen in der Nähe eines Fragmentierungsobjekts abhän¬ gig von den Stoßwellenparametern der ersten und/oder zweiten Stoßwelle eingestellt werden. Die relevanten Stoßwellenpara¬ meter sind dabei unter anderem der zeitliche Abstand der bei¬ den Stoßwellen in der Behandlungszone, räumlicher Versatz der beiden Stoßwellenprofile bzw. der jeweiligen Fokusbereiche zueinander, Amplituden der ersten und zweiten Stoßwelle, usw.
Aus der WO 2005/018469 Al ist ein Stoßwellen-Lithotripter bekannt, umfassend eine erste Stoßwellenquelle mit einer Fokus- siereinrichtung, eine Mehrzahl an piezo-elektrischen Elementen und eine Verzögerungseinrichtung zur Einstellung der Zeitspanne zwischen einer ersten und einer zweiten Stoßwelle. Der Nachteil dieser Vorrichtung liegt darin, dass die Durchführung weiterer Untersuchungen, bspw. bildgebender Untersuchungen, nur durch wenigstens ein zusätzliches Gerät möglich ist. Somit ist die Anordnung in Verbindung mit weiteren Vor- richtungen nicht kompakt und platzsparend, was die Handlungs¬ und Bewegungsfreiheit des medizinischen Personals einschränkt und zusätzliche Risiken für das Untersuchungsobjekt und das verwendete Gerät mit sich bringt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemä¬ ßen Stoßwellenkopf der eingangs genannten Art bereitzustel¬ len, welcher bei kompakter Ausbildung eine Mehrzahl von Un- tersuchungs- und/oder Behandlungsmöglichkeiten bietet. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine verbesserte Kontrolle eines Fragmentierungsprozesses bzw. einer Stoßwellenbehandlung erlaubt.
Bei einem gattungsgemäßen Stoßwellenkopf der eingangs genann- ten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Stoßwellenkopf wenigstens eine Öffnung aufweist, in der wenigstens eine austauschbare Moduleinrichtung zur Behandlung und/oder Untersuchung eines Untersuchungsobjekts anordenbar ist .
Eine austauschbare Anordnung wenigstens einer Moduleinrich- tung zur Behandlung und/oder Untersuchung eines Untersuchungsobjekts kann die Funktion eines Stoßwellenkopfs viel¬ fältig und kostengünstig erweitern. Es können bspw. Behand¬ lungsmoduleinrichtungen bzw. Untersuchungsmoduleinrichtungen mit unterschiedlichen Funktionen, Funktionsparametern, usw. vorgesehen werden, welche in der Öffnung austauschbar angeordnet und dort betrieben werden können. Der Betrieb der jeweiligen Moduleinrichtung kann durch wenigstens eine Schnittstelle zum Datenaustausch und/oder zur Energieversorgung ermöglicht werden, welche an der Begrenzung der Öffnung des Stoßwellenkopfs vorgesehen werden kann. Alternativ kann eine in der Öffnung des Stoßwellenkopfs angeordnete Moduleinrich¬ tung unabhängig von einer Datenverbindung und Energieversorgungsverbindung mit dem Stoßwellenkopf betrieben werden. Beispielsweise weist die Moduleinrichtung eine eigene Energie- Versorgung und/oder Steuereinrichtung auf.
Die Form der Öffnung des Stoßwellenkopfs kann nahezu beliebig gestaltet sein. In der Regel wird die Öffnung des Stoßwellenkopfs auf der der Koppelbalg abgewandten Seite, also der Rückseite des Stoßwellenkopfs, angeordnet sein. Allerdings ist auch eine vorderseitige Anordnung der Öffnung, d.h. in den Koppelbalg eingearbeitet, denkbar. Diese Ausführung er¬ fordert jedoch einen deutlich höheren Konstruktionsaufwand und weist weitere Nachteile auf, bspw. bei der Streuung fo- kussierter Stoßwellen. Vorteilhafterweise ist die Öffnung ro¬ tationssymmetrisch zu einer Mittelachse des Stoßwellenkopfs angeordnet. In der Öffnung können mehrere, bestimmten Moduleinrichtungen zugeordnete Betriebsplätze vorgesehen sein, so dass gegebenenfalls Schnittstellen auf die Erfordernisse der jeweiligen Moduleinrichtung angepasst sind.
Die Moduleinrichtungen können über Feststelleinrichtungen, insbesondere Steckverbindungen, Rastverbindungen, Klemmver- bindungen, usw. in der Öffnung des Stoßwellenkopfs austauschbar arretiert werden. Vorzugsweise sind die Verbindungsmittel zur Arretierung der Moduleinrichtung gleichzeitig Schnittstellen zum Datenverkehr mit einer Steuereinrichtung und ge- gebenenfalls zur Energieversorgung der Moduleinrichtung ausgebildet .
Der Stoßwellenkopf gemäß der Erfindung weist wenigstens eine Stoßwellenquelle auf, welche derart am Stoßwellenkopf bzw. innerhalb des Stoßwellenkopfs angeordnet ist, dass die Sto߬ wellen in Richtung der Koppelfläche des Koppelbalgs führbar sind. Abhängig von der Ausgestaltung der Stoßwellenquelle können die von der Stoßwellenquelle emittierten Stoßwellen mit unterschiedlichen Fokussiereinrichtungen fokussiert wer- den. Insbesondere können Fokussiereinrichtungen vorgesehen sein, welche mehrere, von unterschiedlichen Stoßwellenquellen stammende Stoßwellen im jeweiligen Fokusbereich überlagern. Dabei wird wenigstens eine Stoßwelle auf die Behandlungszone, bspw. ein Konkrement, oder einen Teilbereich eines Konkre- ments, fokussiert bzw. konzentriert.
Die Stoßwellen können bspw. elektrohydraulisch erzeugt werden. Hierzu wird eine Hochspannungsentladung in einem Wasserreservoir durchgeführt. Eine derartige, unter Wasser statt- findende Funkenentladung führt zur Erzeugung einer Stoßwelle im Wasserreservoir. Jedoch weist eine elektrohydraulische ar¬ beitende Stoßwellenquelle eine Anzahl von Nachteilen auf, un¬ ter anderem einen hohen Verschleiß, eine schlechte Einstell¬ barkeit der Amplitude der Stoßwelle, Schwankungen des Entste- hungsortes der Stoßwellen u.a. Jedoch kann die durch die unter Wasser durchgeführte Funkenentladung entstehende Stoßwel¬ le gut mit einer rotationselliptischen Fokussiereinrichtung fokussiert werden, wobei die Stoßwellenquelle im ersten Brennpunkt des Ellipsoids angeordnet ist und die Behandlungs- zone im zweiten Brennpunkt des Ellipsoids.
Vorteilhaft kann die piezo-elektrische Stoßwellenerzeugung angewendet werden. Dabei wird bspw. eine Vielzahl von piezo- elektrischen Elementen auf einer Kugelkalotte bzw. auf einem Kugeloberflächenelement angeordnet. Durch eine Applikation einer Spannung von mehreren Kilovolt erfahren die auf der Kugelkalotte angeordneten piezo-elektrischen Elemente eine gleichzeitige Auslenkung, welche sich als konvergente sphäri¬ sche Welle in dem Wasserreservoir und dem Untersuchungsobjekt fortpflanzt. Im Bereich des von der Kugelkalotte definierten Kugelmittelpunkts bzw. Fokusbereichs, welcher in die Behand¬ lungszone platziert wird, erhöht sich die Energiedichte der Stoßwellen derart, dass eine Fragmentierung eines Konkrements ermöglicht wird. Die Fokussiereinrichtung bildet in diesem Fall mit der Stoßwellenquelle eine Einrichtungseinheit. Durch die Wahl des Radius, der Größe des Kugeloberflächenelements und piezo-elektrischer Doppelschichten kann die Energiedichte im Fokusbereich geändert werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Stoßwellenerzeugung ist die e- lektromagnetische Stoßwellenerzeugung. Hier wird magnetische Induktion zur Erzeugung einer Membranbewegung in einem Was- serreservoir genutzt, wobei die Anordnung von Spulen und wenigstens einer Membran derart optimiert ist, dass kräftige und kurze Auslenkungsbewegungen entstehen. Es lassen sich dabei zwei Anordnungen unterscheiden, zum einen eine Flachspulenanordnung, wobei eine Fokussierung durch eine akustische Linse bereitgestellt wird, zum anderen eine Zylinderspule mit einem Paraboloid-Reflektor .
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine Moduleinrichtung mittels eines Antriebs relativ zur ersten Stoßwellenquelle verschiebbar und/oder drehbar.
Damit kann die Moduleinrichtung unabhängig von ihrer Ausbildung relativ zur ersten Stoßwellenquelle bzw. dem Stoßwellenkopf bewegt werden, wodurch eine Vielzahl an Einstellungen ermöglicht wird. Damit können unterschiedliche Wirk- bzw. Un- tersuchungserfolge verbunden sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist wenigstens eine Moduleinrichtung wenigstens eine Funktion zur Be- handlung eines Untersuchungsobjekts und/oder wenigstens eine Funktion zur Untersuchung des Untersuchungsobjekts auf. Eine Moduleinrichtung kann eine Mehrzahl an Untereinrichtungen umfassen, welche jeweils einen Beitrag z.B. zur Therapie und/oder zur Durchführung diagnostischer Verfahren am Untersuchungsobjekt leisten. Dadurch kann eine Anzahl an auszutau¬ schenden Moduleinrichtungen reduziert werden. Die Untereinrichtungen einer Moduleinrichtung können unabhängig voneinander oder auch gleichzeitig betrieben werden. Dabei kann die Moduleinrichtung einen Träger aufweisen, an oder auf welchem die Untereinrichtungen vorzugsweise ebenfalls austauschbar angeordnet sind, wobei der Träger bspw. einen Knotenpunkt zum Datenverkehr und/oder zur Energieversorgung der verschiedenen Untereinrichtungen aufweisen kann. Eine derartige kombinierte Moduleinrichtung erleichtert das Austauschen, d.h. Einbringen und Entfernen, der Moduleinrichtung am Stoßwellenkopf sowie gegebenenfalls das Betreiben der Moduleinrichtung, da Datenschnittstellen und/oder Energieversorgungsschnittstellen für eine kombinierte Moduleinrichtung gemeinsam ausgeführt werden können und nicht für jede Moduleinrichtung mit Funktion einer Untereinrichtung separat erforderlich sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind eine erste Moduleinrichtung und eine zweite Modulein- richtung konzentrisch, wenigstens teilweise innerhalb der Öffnung angeordnet. Durch eine derartige Anordnung ist es möglich eine Mehrzahl an Moduleinrichtungen rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse eines von einer Stoßwelle aufgewie¬ senen Stoßwellenprofils anzuordnen. Die Moduleinrichtungen können dazu vorteilhaft zylinderförmig oder hohlzylinderför- mig ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist wenigstens ei¬ ne Moduleinrichtung als wenigstens eine zweite Stoßwellen- quelle ausgebildet. Dadurch kann wenigstens eine zweite Sto߬ wellenquelle bereitgestellt werden, welche zur Behandlung ei¬ nes Konkrements genutzt werden kann. Insbesondere kann eine relativ zur ersten Stoßwellenquelle drehbare und/oder ver- schiebbare Lagerung der zweiten Stoßwellenquelle dazu genutzt werden, eine räumliche Verschiebung der zweiten Stoßwelle relativ zur ersten Stoßwelle zu erreichen. Dadurch kann das in der Behandlungszone wirksame Stoßwellenprofil an die Erfor- dernisse der Behandlung angepasst werden. Insbesondere kann aus der Summe mehrer Stoßwellenprofile von aus unterschiedli¬ chen Stoßwellenquellen stammenden Stoßwellen ein der individuelle Behandlung angepasstes Gesamt-Stoßwellenprofil erzeugt werden .
Weiter kann bei Bedarf die zweite Stoßwellenquelle mit be¬ stimmten Stoßwellenparametern, z.B. Fokustiefe, gegen eine andere Stoßwellenquelle mit anderen Stoßwellenparametern aus¬ getauscht werden. Für eine Moduleinrichtung, welche als Stoß- wellenquelle ausgebildet ist, sind auf Kugeloberflächenele¬ menten oder auf Paraboloid-Flächenelementen angeordnete pie- zo-elektrische Elemente vorteilhaft anwendbar. Gegebenenfalls können gleichzeitig mehrere als Stoßwellenquellen ausgebilde¬ te Moduleinrichtungen in der Öffnung des Stoßwellenkopfs be- trieben werden, welche unterschiedliche Stoßwellenparameter, wie etwa Position des Fokusbereichs, aufweisen. Damit kann eine räumliche Stoßwellenverteilung in der Behandlungszone ermöglicht werden, welches zu einer verbesserten Fragmentie¬ rung eines Fragmentierungsobjekts, bspw. eines Konkrements, führt.
Eine weitere Möglichkeit zur Fokussierung von Stoßwellen kann mittels piezo-elektrischen Elementen erfolgen, welche als Phased Array ausgebildet sind. Dabei werden Ultraschallsigna- Ie von einem piezo-elektrischen Array abgegeben, wobei die von einem jeweiligen piezo-elektrischen Element abgegebenen Signale einen festen Phasenunterschied zueinander haben. Durch Änderung des festen Phasenunterschieds der von den piezo-elektrischen Elementen ausgehenden Signale kann die Stoß- wellenmaximalenergie in einer beliebigen Richtung, insbesondere auf die Behandlungszone, eingestellt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine Moduleinrichtung als Ultraschalleinrichtung ausgebildet. Dadurch wird ermöglicht, während einer Fragmen¬ tierung eines Fragmentierungsobjekts den Fragmentierungser- folg bzw. Fragmentierungsprozess zu beobachten. Gegebenen¬ falls kann zur Verbesserung der Fragmentierung des Fragmentierungsobjekts auf Grundlage der Ultraschallkontrolle der Fragmentierung wenigstens eine weitere als Stoßwellenquelle ausgebildete Moduleinrichtung vorgesehen werden. Dabei werden mittels der Ultraschalleinrichtung Bilder von der Behandlungszone bzw. dem Fragmentierungsobjekt gewonnen, wobei der zur Darstellung des Untersuchungsobjekts genutzte Ultraschall das gleiche Gewebe durchdringt, wie die Stoßwelle auf dem Weg zur Behandlungszone. Gegebenenfalls können mehrere als Ultra- schalleinrichtungen ausgebildete Moduleinrichtungen vorgesehen sein, so dass eine räumliche Darstellung des Untersu¬ chungsobjekts, insbesondere der Behandlungszone, aus den ge¬ wonnenen Ultraschalldaten ermittelt werden kann.
Vorzugsweise ist die Ultraschalleinrichtung rotationssymmet¬ risch zur Symmetrieachse eines Stoßwellenprofils einer von einer ersten Stoßwellenquelle ausgehenden Stoßwelle angeord¬ net, wobei die Symmetrieachse des Stoßwellenprofils identisch ist mit der Symmetrieachse der Ultraschalleinrichtung. Dabei kann konzentrisch zu dieser Symmetrieachse wenigstens eine weitere Stoßwellenquelle angeordnet werden. Eine derartige Anordnung von Moduleinrichtungen ermöglicht somit eine InIi- ne-Ultraschalluntersuchung bei gleichzeitiger Durchführung einer Fragmentierung eines Fragmentierungsobjekts mittels mehrerer, von verschiedenen Stoßwellenquellen stammenden, Stoßwellen .
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist wenigstens eine Moduleinrichtung derart ausgebildet, dass diese als Ultraschalleinrichtung und als Stoßwellenquelle betreibbar ist. Der Betrieb der Moduleinrichtung als Ultraschalleinrichtung und als Stoßwellenquelle kann durch Untereinrichtungen der Moduleinrichtung ermöglicht werden. Da al- lerdings die Erzeugung von Ultraschall und Stoßwellen miteinander verwandt sind, ist es jedoch auch möglich eine Modul¬ einrichtung derart zu konzipieren, dass mittels derselben Einrichtung sowohl Stoßwellen als auch Ultraschallwellen er- zeugt werden können. Dabei kann die Stoßwellenquelle bzw. Ultraschallwellenquelle auch als Stoßwellenempfänger bzw. Ultraschallwellenempfänger für die vom Untersuchungsobjekt reflektierten Ultraschallwellen bzw. Stoßwellen genutzt werden. Durch eine derartig ausgebildete Moduleinrichtung können Kosten und Platz in der Öffnung des Stoßwellenkopfs einge¬ spart werden, wodurch weitere Moduleinrichtungen am Stoßwellenkopf vorgesehen werden können und die Funktionalität des Stoßwellenkopfs noch weiter erhöht werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Steuereinrichtung vorgesehen, welche einen Betrieb wenigstens einer Moduleinrichtung und/oder wenigstens einer ersten Stoßwellenquelle steuert. Eine Steuereinrichtung steuert vorteil¬ hafterweise wenigstens eine erste Stoßwellenquelle und we- nigstens eine Moduleinrichtung. Die Steuereinrichtung der Moduleinrichtung umfasst dabei auch die Einstellung der Position und/oder Lage der Moduleinrichtung, d.h. insbesondere die durch eine Antriebseinrichtung bewirkbare Verschiebung und/oder Drehung bzw. Neigung der Moduleinrichtung relativ zur ersten Stoßwellenquelle, sowie die Steuerung der Funktion der Moduleinrichtung. Durch die Steuereinrichtung kann somit ein bestimmter zeitlicher Abstand einer ersten Stoßwelle zu einer zweiten, von einer als zweite Stoßwellenquelle ausge¬ bildeten Moduleinrichtung ausgehenden Stoßwelle eingestellt werden, und damit die Intensität der Kavitations-Erosion bei der Fragmentierung eines Fragmentierungsobjekts bzw. die Grö¬ ße von Kavitations-induzierten Gewebeschädigungen.
Weiter kann bspw. ein räumlicher Versatz eines Stoßwellenpro- fils einer ersten Stoßwelle relativ zu einem Stoßwellenprofil einer zweiten Stoßwelle durch Einstellung der Position und/oder Lage der zweiten Stoßwellenquelle relativ ersten Stoßwellenquelle mittels der Steuereinrichtung gesteuert wer- den. Zudem können, wie bei einem herkömmlichen Stoßwellenkopf, bspw. die Amplituden und gegebenenfalls der Fokusbe¬ reich wenigstens einer Stoßwellenquelle über die Steuerein¬ richtung eingestellt werden um die Stoßwellen-induzierte dy- namische Fragmentierung eines Fragmentierungsobjekts zu steu¬ ern .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist eine Einstellung eines zeitlichen Abstands zwi- sehen wenigstens einer ersten in der Behandlungszone eintref¬ fenden Stoßwelle, welche von wenigstens einer ersten Stoßwel¬ lenquelle stammt, und wenigstens einer zweiten in der Behand¬ lungszone eintreffenden Stoßwelle, welche von wenigstens ei¬ ner zweiten Stoßwellenquelle stammt, mittels einer Einstel- lung eines räumlichen Abstands zwischen der ersten Stoßwellenquelle und der zweiten Stoßwellenquelle durchführbar. Die Einstellung eines zeitlichen Abstands über einen räumlichen Abstand zwischen wenigstens einer ersten Stoßwellenquelle und wenigstens einer zweiten Stoßwellenquelle basiert auf dem Laufzeitunterschied zwischen erster und zweiter Stoßwelle aufgrund des räumlichen Abstands der ersten und zweiten Sto߬ wellenquelle. Da erste Stoßwelle und zweite Stoßwelle im We¬ sentlichen einen identischen Ausbreitungspfad aufweisen, sind daraus resultierende Laufzeitunterschiede in der Regel nicht zu berücksichtigen. Der räumliche Abstand der ersten und zweiten Stoßwellenquelle kann einfach mittels dazu vorgesehe¬ ner Mittel eingestellt werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Einstellung eines bestimmten zeitlichen Abstands zweier Stoßwellen zueinander ist es, eine Steuereinrichtung zur Steuerung wenigstens der ersten Stoßwellenquelle und wenigstens der zweiten Stoßwellenquelle vor¬ zusehen und derart einzurichten, dass ein zeitlicher Abstand zwischen einer ersten in der Behandlungszone eintreffenden Stoßwelle und wenigstens einer zweiten in der Behandlungszone Stoßwelle einstellbar ist. Ein für die Stoßwellen vorgesehener zeitliche Abstand kann über eine Ein-/Ausgabeeinrichtung der Steuereinrichtung zugeführt werden, welche daraufhin die Stoßwellenerzeugung wenigstens der ersten Stoßwellenquelle und der zweiten Stoßwellenquelle derart steuert, dass die von der jeweiligen Stoßwellenquelle erzeugte Stoßwelle mit dem gewünschten zeitlichen Abstand zur jeweils anderen Stoßwelle in der Behandlungszone bzw. am Fragmentierungsobjekt ein¬ trifft. Gegebenenfalls kann der Steuereinrichtung, sofern das Fragmentierungsobjekt bekannt ist, vom medizinischen Personal eine Fragmentierungsrate bzw. ein Stoßwellenprofil über die Ein-/Ausgabeeinrichtung zugeführt werden, woraufhin die Steu- ereinrichtung einen zugehörigen zeitlichen Abstand für eine erste und eine zweite Stoßwelle ermittelt, und die Stoßwel¬ lenquellen derart steuert, dass die vorgegebene Fragmentie¬ rungsrate erreicht wird bzw. das vorgegebene Stoßwellenprofil erzeugt wird. Die Nutzung einer Steuereinrichtung erlaubt es, die Behandlung des Untersuchungsobjekts individuell auf das vorliegende Fragmentierungsobjekt anzupassen und zu verbes¬ sern .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Röntgenquelle zur Bestimmung der Behandlungszone des Untersuchungsobjekts wenigstens teilweise innerhalb der Öff¬ nung des Stoßwellenkopfs anordenbar. Die Röntgenquelle weist also räumliche Abmessungen auf, welche es erlauben, die Rönt¬ genquelle in die Öffnung des Stoßwellenkopfs anzuordnen. Vor- zugsweise ist die Röntgenquelle rotationssymmetrisch zum
Stoßwellenprofil einer von einer ersten Stoßwellenquelle e- mittierten Stoßwelle anordenbar. Dadurch lassen sich Inline- Röntgenuntersuchungen am Untersuchungsobjekt umsetzen, welche den Pfad der in das Untersuchungsobjekt eingekoppelten Stoß- wellen durchleuchtet und mittels welcher eine Lokalisierung der Behandlungszone vorgenommen werden kann. Durch Einführung der Röntgenquelle in den Stoßwellenkopf kann der Aufnahmebe¬ reich vergrößert werden, da ein größerer Röntgenstrahlen- Öffnungswinkel realisiert werden kann. Die Röntgenquelle kann als Moduleinrichtung ausgebildet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Röntgenquelle mittels einer Antriebseinrichtung rela- tiv zum Stoßwellenkopf verschiebbar und/oder drehbar. So kann auch die Röntgenquelle, falls erforderlich, flexibel ver¬ stellt werden, und auf die Erfordernisse der Untersuchung bzw. Behandlung angepasst werden. Eine Einstellung der Posi- tion und/oder Lage der Röntgenquelle mittels der Antriebseinrichtung erfolgt vorzugsweise über eine Steuereinrichtung, welche mit der Steuereinrichtung zur Steuerung der Moduleinrichtungen identisch sein kann. Dadurch kann eine genaue, schnelle, wiederholbare und sichere Einstellung der Position und/oder Lage der Röntgenquelle erfolgen.
Bei einem gattungsgemäßen Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass während einer Wechselwirkung der wenigstens einen Stoßwelle mit dem Fragmentierungsobjekt die Fragmentierung des Fragmen¬ tierungsobjekts, mittels einer an dem Stoßwellenkopf aus¬ tauschbar angeordneten Moduleinrichtung, kontrolliert wird. Dabei wird bspw. mittels einer Folge von Bilddarstellungen des Fragmentierungsobjekts der Fortgang einer Fragmentierung des Fragmentierungsobjekts kontrolliert. Insbesondere kann kontrolliert werden, ob bspw. eine Veränderung der Fokuseinstellung oder eine Anpassung der Amplitude der Stoßwellen zur Verbesserung der Fragmentierung erforderlich ist, ob das Fragmentierungsobjekt besonders widerstandsfähige Bereiche aufweist, ob eine Verbesserung der Kavitations-Erosion möglich ist. Alternativ zur bildbasierten Kontrolle der Fragmentierung können auch weitere Verfahren genutzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt also eine Beobachtung einer in der Regel innerhalb eines Untersuchungsobjekts stattfin- denden Fragmentierung eines Fragmentierungsobjekts.
Die Kontrolle mittels wenigstens einer austauschbar am Sto߬ wellenkopf angeordneten Moduleinrichtung erlaubt zum einen die Nutzung verschiedener Kontrollverfahren durch Austausch der Moduleinrichtungen. Weiter kann bei einem Defekt der Moduleinrichtung ein Austausch gegen eine andere Moduleinrichtung schnell vorgenommen werden. Des Weiteren kann eine InIi- ne-Anordnung der Moduleinrichtung vorgenommen werden, so dass stets zumindest die Projektion des Fragmentierungsobjekts in Ausbreitungsrichtung der Stoßwellen erfasst werden kann. So kann bspw. je nach Fragmentierungszustand des Fragmentie¬ rungsobjekts der Fokusbereich verändert, z.B. geweitet oder verschärft werden, um auf einen bestimmten Bereich des Fragmentierungsobjekts zu fokussieren. Eine Einstellung des Fo¬ kusbereichs in Abhängigkeit vom Fortschritt des Fragmentie¬ rungsprozesses kann auch im Hinblick auf Vermeidung von Schädigungen der Umgebung des Fragmentierungsobjekts erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Fragmentierung mittels eines Ultraschallverfahrens, durch ei¬ ne als Ultraschalleinrichtung ausgebildete Moduleinrichtung, kontrolliert. Ultraschallverfahren werden mittels einer UIt- raschalleinrichtung umgesetzt. Ultraschalleinrichtungen sind relativ kostengünstig, haben keine schädigende Wirkung auf Gewebe, wie etwa ionisierende Strahlung, und sind leicht handhabbar. Daher sind Ultraschallverfahren zur Kontrolle der Fragmentierung eines Fragmentierungsobjekts vorteilhaft an- wendbar. Ein mögliches Ultraschallverfahren nutzt zur Kontrolle der Fragmentierung keine selbst erzeugten Ultraschall¬ wellen, sondern detektiert den von einer Stoßwelle in Richtung des Stoßwellenkopfs reflektierten Anteil der Stoßwelle. Dadurch wird ohne zusätzliche Belastung des Untersuchungsob- jekts mittels Ultraschallwellen eine Kontrolle der Fragmentierung des Fragmentierungsobjekts ermöglicht. Dabei können alternierend Stoßwellen in das Untersuchungsobjekt eingekop¬ pelt werden und Reflektionsanteile der Stoßwellen am Fragmentierungsobjekt erfasst werden.
Alternativ sendet eine Ultraschalleinrichtung Ultraschallwellen aus und detektiert die von den Strukturen des Untersu¬ chungsobjekts reflektierten Ultraschallwellen. Insbesondere bei gleichzeitigem Betrieb von Ultraschalleinrichtung und we- nigstens einer Stoßwellenquelle kann es zweckmäßig sein, eine Ultraschallwellen-Filtereinrichtung vorzusehen, welche es bspw. erlaubt nur jene Ultraschallwellen für die Weiterverarbeitung zu Bilddatensätzen zu berücksichtigen, welche im We- sentlichen die Frequenz und die Amplitude der von der Ultraschalleinrichtung emittierten Ultraschallwellen aufweisen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Fragmentierung des Fragmentierungsobjekts durch we¬ nigstens eine erste Moduleinrichtung kontrolliert, und wäh¬ rend der Kontrolle wenigstens eine zweite, durch wenigstens eine zweite als Stoßwellenquelle ausgebildete Moduleinrich¬ tung erzeugte Stoßwelle emittiert, fokussiert und in das Un- tersuchungsobjekt eingekoppelt, wobei die wenigstens erste
Stoßwelle und die wenigstens zweite Stoßwelle derart in einem Bereich des Fragmentierungsobjekts überlagert werden, dass die erste Stoßwelle und die zweite Stoßwelle gemeinsam an dem Fragmentierungsobjekt wechselwirken. Mittels einer zweiten als Stoßwellenquelle ausgebildeten Moduleinrichtung kann das Verfahren zur Fragmentierung des Fragmentierungsobjekts verbessert werden, indem bspw. Ultraschallbilder genutzt werden, um einen zeitlichen Abstand zwischen einer ersten Stoßwelle und einer zweiten Stoßwelle derart einzustellen, dass die Ka- vitationsaktivität verbessert wird. Die Verbesserung kann bspw. in einer erhöhten Fragmentierungsrate des Fragmentie¬ rungsobjekts bestehen oder auch in der Verringerung von Schäden an dem das Fragmentierungsobjekt umgebenden Gewebe durch die auftretende Kavitation.
Insbesondere besteht die Möglichkeit die Kavitationsaktivität mit mittels einer zweiten Stoßwelle, welcher einer ersten Stoßwelle in kurzem Zeitabstand nachfolgt, einzustellen. E- benfalls vorteilhaft kann ein Fokusbereich der ersten Stoß- welle und der Fokusbereich der zweiten Stoßwelle derart eingestellt werden, dass eine räumliche Position des Fokusbe¬ reichs der ersten Stoßwelle nicht mit der räumlichen Position des Fokus der zweiten Stoßwelle zusammen fällt. Dadurch kann eine variable Energieverteilung der Stoßwelle in der Behand- lungszone bzw. dem Fragmentierungsobjekt ermöglicht werden, welche die Fragmentierung des Fragmentierungsobjekts verbes¬ sern kann. Die Position der Fokusbereiche der ersten und zweiten Stoßwelle kann durch Verschiebung und/oder Drehen der Stoßwellenquellen relativ zueinander geändert werden. Es können neben einer ersten und zweiten Stoßwellenquelle weitere Stoßwellenquellen vorgesehen werden, deren emittierte Stoßwellen zeitlich und räumlich in der Behandlungszone mit den Stoßwellen der anderen Stoßwellenquellen überlagert werden können. Dadurch können auch größere Fragmentierungsobjekte mit hoher Effizienz fragmentiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Er- findung wird die zweite Stoßwelle räumlich versetzt und/oder zeitlich beabstandet zur ersten Stoßwelle in das Untersu¬ chungsobjekt eingekoppelt. Durch unterschiedliche Ein¬ kopplungsorte für von unterschiedlichen Stoßwellenquellen stammende Stoßwellen kann die Energiedichte, d.h. Stoßwellen- energie pro Volumeneinheit, bei gleichem Wirkerfolg verrin¬ gert werden. Dadurch wird die Belastung eines mit Stoßwellen behandelten Untersuchungsobjekts bei gleichem Behandlungser- folgt reduziert, da die im Fokusbereich wirksamen Energie ü- ber eine größere Fläche des Untersuchungsobjekts eingekoppelt wird. Die Behandlung wird dadurch, von einem Patienten, als angenehmer empfunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Lokalisierung der Behandlungszone und/oder eine Kontrolle ei- ner Fragmentierung des Fragmentierungsobjekts mittels wenigs¬ tens einer zweiten Stoßwellenquelle vorgenommen. Dadurch kann auf eine separate als Ultraschalleinrichtung ausgebildete Mo¬ duleinrichtung verzichtet werden. Mittels der zweiten Stoßwellenquelle wird eine von dem Fragmentierungsobjekt reflek- tierte Stoßwelle detektiert. Dazu weist die zweite Stoßwel¬ lenquelle eine Ultraschallempfangseinrichtung auf. Gegebenenfalls kann die Ultraschallempfangseinrichtung mit der Stoßwellenquelle identisch sein, bspw. bei elektromagnetischen Stoßquellen oder piezo-elektrischen Elementen. Durch den auf die Membran treffenden reflektierten Anteil der Stoßwelle wird die Membran ausgelenkt. Die Auslenkung kann detektiert werden und in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Vorteilhaft dabei ist unter anderem die Erfassung des zeitli- chen Verlaufs des ankommenden reflektierten Anteils der vormals auf das Fragmentierungsobjekt eingestrahlten Stoßwelle.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird wäh- rend einer Kontrolle der Fragmentierung eines Fragmentie¬ rungsobjekts eine Einstellung wenigstens eines Stoßwellenpa¬ rameters wenigstens einer Stoßwellenquelle vorgesehen. Dabei kann die Wirkung einer Stoßwelle mit geänderten Stoßwellenpa¬ rametern am Fragmentierungsobjekt sofort kontrolliert bzw. beobachtet werden. Damit verbunden kann das medizinische Per¬ sonal eine Bewertung der Veränderung des Fragmentierungspro¬ zesses vornehmen. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Einstellung der Stoßwellenparameter während der Behandlung und damit verbunden ggf. eine Verkürzung der Behandlungszeit oder angenehmere Gestaltung der Behandlung für ein Untersuchungsobjekt .
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel, welches anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert wird, in deren
FIG 1 eine Schnittdarstellung einer Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Stoßwellenkopfs,
FIG 2 einen an einem Untersuchungsobjekt betriebenen Stoßwellenkopf als Teil einer Stoßwellenbehand- lungsVorrichtung,
FIG 3 eine Schnittdarstellung einer Seitenansicht eines Stoßwellenkopfs mit zwei konzentrisch angeordneten
Moduleinrichtungen,
FIG 4 ein Flussdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
schematisch dargestellt sind. FIG 1 zeigt einen Stoßwellenkopf 10 mit einer ersten Stoßwel¬ lenquelle 11, wobei die erste Stoßwellenquelle 11 als elekt¬ romagnetische Stoßwellenquelle ausgebildet ist. Die erste Stoßwellenquelle 11 weist daher eine Schwingungsmembran 12 sowie einen Spulenträger 13 auf. Es handelt sich hierbei um eine Flachspulenanordnung. Fließt ein elektrischer Strom durch den Spulenträger 13 kommt es durch das vom elektrischen Strom verursachte Magnetfeld zu einem Induktionsstrom in der Membran 12 und als Folge davon zu einer Gegenkraft, welche eine Auslenkung der Membran 12 bewirkt. Die Membran 12 ist ein einem Wasserreservoir 16 angeordnet, so dass sich die Auslenkung der Membran 12 als Stoßwelle im Wasserreservoir 16 fortpflanzt. Die erzeugte Stoßwelle wird anschließend mittels einer Fokussiereinrichtung 14, welche als akustische Linse ausgebildet ist, fokussiert.
Die akustische Linse 14 ist ebenfalls in dem Wasserreservoir 16 angeordnet. Das Wasserreservoir 16 zwischen erster Stoßwellenquelle 11 und Fokussiereinrichtung 14 sowie zwischen Fokussiereinrichtung 14 und einem Koppelbalg 15 sind in der
Regel jeweils abgeschlossen. Das Volumen des Wasserreservoirs 16 ist einstellbar. Das Wasserreservoir 16 wird von einem e- lastischen Koppelbalg 15 umgeben, welcher zur Einkopplung der Stoßwelle in ein in FIG 1 nicht dargestelltes Untersuchungs- Objekt dient. Der Koppelbalg 15 wird bei der Durchführung ei¬ ner Behandlung bzw. Untersuchung an das Untersuchungsobjekt angedrückt, wobei zwischen Koppelbalg 15 und Untersuchungsob¬ jekt noch ein weiteres nicht dargestelltes Koppelmedium z.B. in Form eines Gel-Kissens vorgesehen sein kann. D.h. Untersu- chungsobjekt und Stoßwellenkopf 10 sind während der Untersu¬ chung in physischem Kontakt.
Zur Erzeugung von Stoßwellen mittels einer ersten Stoßwellenquelle können auch andere Konzepte zur Stoßwellenerzeugung als die im Ausführungsbeispiel genannten umgesetzt werden. Je nach Konzept der Stoßwellenerzeugung sind auch von den hier angegebenen Fokussiereinrichtungen abweichende, für die je- weilige Stoßwellenquelle geeignete Fokussiereinrichtungen vorzusehen .
Der Stoßwellenkopf 10 weist weiterhin einen Tubus 17 auf, welcher rotationssymmetrisch zur Mittelachse A des Stoßwellenkopfs 10 wenigstens teilweise innerhalb des Stoßwellen¬ kopfs 10 angeordnet ist. Der Tubus 17 ist im Wesentlichen ein hohlzylinderförmiges Gebilde und stellt die erfindungsgemäße Öffnung des Stoßwellenkopfs 10 bereit, in welche eine Modul- einrichtung austauschbar anordenbar ist. Der Tubus 17 ist von der Fokussiereinrichtung 14, von der ersten Stoßwellenquelle 11 und vom Wasserreservoir 16 umschlossen. Um ein Eindringen von Wasser in den Innenraum des Tubus 17 zu vermeiden und dabei gegebenenfalls eine angeordnete Moduleinrichtung zu be- schädigen, weist der Tubus 17 eine wasserdichte, schalltrans¬ parente Tubusverschlusskappe 18 auf. Der Tubus 17 kann inner¬ halb des Stoßwellenkopfs 10 relativ zur ersten Stoßwellenquelle 11 mittels eines Tubusantriebs 19 verschoben und ge¬ dreht werden.
Zur Ermöglichung einer Drehung des Tubus 17 um eine Achse mit einer senkrechten Komponente zu einer Mittelachse A des Sto߬ wellenkopfs 10 sind Abdichtelemente 20 vorgesehen, welche ei¬ ne Drehbewegung des Tubus 17 um eine Achse mit senkrechter Komponente zur Mittelachse A erlauben und dabei das Wasser im Wasserreservoir 16 stets vom Austreten aus dem Wasserreservoir 16 abhalten. Die Ausdehnung der Abdichtelemente 20 ist gegebenenfalls mittels einer Steuereinrichtung abhängig von der Position und/oder Lage des Tubus 17 steuerbar, um stets einen optimalen Abschluss des Wasserreservoirs 16 des Sto߬ wellenkopfs 10 zur Umgebung zu gewährleisten. Neben der Abdichtfunktion können die Abdichtelemente 20 auch zur Bewe- gungs- und Druckdämpfung zwischen Fokussiereinrichtung 14 bzw. Stoßwellenquelle 11 und Tubus 17 dienen. Alternativ kön- nen herkömmliche Dichtungen vorgesehen werden, wenn keine
Drehung des Tubus 17 um eine Achse mit einer senkrechten Komponente zu der Mittelachse A des Stoßwellenkopfs 10 ermög¬ licht werden soll. Der Tubus 17 ist innenseitig hohl und gegebenenfalls mit Feststelleinrichtungen, Datenleitungsschnittstellung und E- nergieversorgungsschnittstellen versehen, so dass eine in FIG 1 nicht dargestellte Moduleinrichtung einführbar, feststell¬ bar und betreibbar ist, ohne dass weitere Datenleitungsanschlüsse oder Energieversorgungsanschlüsse an der Modulein¬ richtung vorzusehen sind. Alternativ kann jede Moduleinrichtung eigene Datenleitungen und ggf. Energieversorgungsleitun- gen aufweisen.
FIG 2 zeigt einen an einem Untersuchungsobjekt U betriebenen Stoßwellenkopf 10 als Teil einer Stoßwellenbehandlungsvor- richtung. In der Regel ist der Stoßwellenkopf 10 an einem nicht dargestellten, bewegbaren Tragearm gelagert, der an einer ebenfalls nicht dargestellten Stativeinheit bzw. einem Gerätewagen beweglich angeordnet ist. Das Untersuchungsobjekt U weist ein Konkrement K auf, welches mittels Stoßwellen zer¬ trümmert bzw. fragmentiert werden soll. Ein Koppelbalg 15 des Stoßwellenkopfs 10 ist dabei an das Untersuchungsobjekt U an- gepresst, so dass die von einer ersten Stoßwellenquelle 11 erzeugten und mit einer Fokussiereinrichtung 14 fokussierten Stoßwellen in das Untersuchungsobjekt U eingekoppelt werden können. Der Fokusbereich der Fokussiereinrichtung 14 wird da- bei derart gewählt, dass dessen Position im Wesentlichen i- dentisch ist mit der Position des Konkrements K im Untersu¬ chungsobjekt U. Die Ausbreitungsrichtungen verschiedener Stoßwellenelemente einer Stoßwelle, nachdem diese die Fokus¬ siereinrichtung 14 passiert haben, sind mit 13' bezeichnet. Die Stoßwellen laufen alle im Fokusbereich zusammen, wodurch die Energiedichte der Stoßwelle pro Stoßwelle ein Maximum im Fokusbereich erreicht.
Der in FIG 2 dargestellte Stoßwellenkopf 10 zeigt weiter eine Moduleinrichtung 30, welche in einen Tubus 17 eingeführt ist. Die Moduleinrichtung 30 ist innerhalb des Tubus 17 mit einer Anzahl an Rastverbindungen 33 lösbar arretiert. Zudem weist die Moduleinrichtung 30 einen drehbar gelagerten Modulkopf 31 auf, welcher mittels eines Modulkopfantriebs 32 motorisch ge¬ dreht werden kann. Der Modulkopf 31 kann bspw. als Ultra- schall-Sende- und Ultraschall-Empfangseinrichtung ausgebildet sein, ebenfalls ist eine Ausbildung als zweite Stoßwellen- quelle 35, siehe FIG 3, möglich. Bei einer mittels des Modul¬ kopfantriebs 31 drehbar gelagerten zweiten Stoßwellenquelle ist eine Überlagerung des Stoßwellenprofils der ersten Sto߬ wellenquelle 11 und der zweiten Stoßwellenquelle 35, siehe FIG 3, mit räumlichem Versatz im Fokusbereich möglich, so dass das Gesamt-Stoßwellenprofil in der Behandlungszone ein¬ stellbar ist.
Insbesondere kann für die Moduleinrichtung 30 innerhalb des Tubus 17 eine off-axis-Anordnung vorgesehen sein, d.h. die Mittelachse des Tubus 17 stimmt nicht mit der Mittelachse der Moduleinrichtung 30 überein. Zum anderen kann auch für den gesamten Tubus 17 mit eingeführter Moduleinrichtung 30 eine off-axis-Anordnung relativ zur Mittelachse des Stoßwellenkopfs 10 vorgesehen sein, d.h. die Längs-Mittelachse bzw. die Achse der Rotationssymmetrie des Tubus 17 stimmt nicht mit der Mittelachse A des Stoßwellenkopfs 10 überein. Dadurch kann eine Überlagerung eines räumlichen Wirkbereichs einer zweiten, von einer zweiten Stoßwellenquelle 35, siehe FIG 3, emittierten Stoßwelle relativ zum Wirkbereich einer ersten, von einer ersten Stoßwellenquelle 11 emittierten Stoßwelle einfach, z.B. durch Drehung des Tubus 17 mit einer nicht dargestellten off-axis angeordneten Moduleinrichtung um seine Rotationssymmetrieachse, verändert werden. Auch ist dadurch der Ort der Einkopplung von Stoßwellen in das Untersuchungs- Objekt U veränderbar, und damit die Energiedichte bei der Einkopplung der Stoßwellen einstellbar.
FIG 2 zeigt weiter eine Röntgenvorrichtung 40, welche derart positionierbar ist, dass bei entfernter Moduleinrichtung 30 eine Röntgenaufnahme durch den Tubus 17 erfolgen kann. Insbe¬ sondere weist die Röntgenvorrichtung 40 eine Röntgenquelle auf, wobei die Röntgenquelle der Röntgeneinrichtung 40 in den Tubus eingeführt und gegebenenfalls arretiert werden kann. Insbesondere kann die Röntgenquelle, mittels des Tubu¬ santriebs 19, innerhalb des Stoßwellenkopfs 10 in eine Posi¬ tion nahe dem Untersuchungsobjekt U gebracht werden, wobei weiterhin eine Röntgenuntersuchung im Wesentlichen in Rich- tung der Ausbreitungsrichtung der Stoßwellen erfolgen kann. Die Mittelachse der von der Röntgenquelle der Röntgenvorrich- tung ausgehenden Röntgenstrahlen und die Mittelachse des Tubus 17 stimmen dabei in der Regel im Wesentlichen überein. Mittels einer derart durchgeführten Röntgenaufnahme kann eine Lokalisierung des Konkrements K erfolgen und es können Stoßwellenhindernisse im Untersuchungsobjekt U auf dem Weg zum Fokusbereich erkannt werden. Die Röntgeneinrichtung 40 bzw. ein die Röntgenquelle aufweisender Teil der Röntgeneinrichtung 40 kann als eine in der Öffnung des Stoßwellenkopfs aus- tauschbar anordenbare und betreibbare Moduleinrichtung ausge¬ bildet sein.
Alternativ können herkömmliche Inline-Röntgenvorrichtungen genutzt werden, bspw. eine C-Bogen-Röntgenvorrichtung. Die C- Bogen-Röntgenvorrichtung wird dabei derart positioniert, dass der am C-Bogen der C-Bogen-Röntgenvorrichtung angeordnete Röntgenstrahler durch die Öffnung des Stoßwellenkopfes hindurchstrahlt, um Röntgenaufnahmen in Ausbreitungsrichtung der Stoßwellen zu gewinnen.
Vorteilhaft ist die Moduleinrichtung 30 als Ultraschalleinrichtung ausgebildet, so dass eine Lokalisierung einer Behandlungszone des Untersuchungsobjekts U ohne ionisierend wirkende Strahlen erfolgen kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Moduleinrichtung 30 ist eine zur Detektion von Ultraschall ausgebildete zweite Stoßwellenquelle. Letztere besitzt somit eine Doppelfunktion und erlaubt zum einen die Fragmentierung eines Fragmentie- rungsobjekts mittels Stoßwellen und zum anderen die Detektion von an Strukturen des Untersuchungsobjekts U reflektierten und gestreuten Stoßwellen. Dadurch kann eine Ultraschalleinrichtung unter gewissen Umständen eingespart werden. Die als Ultraschalleinrichtung ausgebildete Moduleinrichtung 30 ist hier mit einer speicherprogrammierbaren Steuereinrichtung 50 verbunden, welche auch weitere Funktionen der Stoßbe- handlungsvorrichtung steuert. So ist keine separate Steuer¬ einrichtung für die Moduleinrichtung erforderlich, wodurch Kosten eingespart werden können. Die Steuereinrichtung 50 steuert die Funktion der Ultraschalleinrichtung, sowie die Verarbeitung der empfangenen Ultraschall-Signale der Ultra- schalleinrichtung. Die Steuereinrichtung 50 ist weiter mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 60 verbunden, welche aus den von der Ultraschalleinrichtung empfangenen Ultraschall- Signalen einen Bilddatensatz ermittelt. Ein solcher Bilddatensatz wird dann auf einer Ein-Ausgabeeinrichtung 70 ausge- geben. Dadurch kann das medizinische Personal Erkenntnisse über die Behandlungszone sowie über die zwischen Behandlungs¬ zone und Stoßwellenquelle liegenden Strukturen des Untersu¬ chungsobjekts gewinnen.
Des Weiteren kann das medizinische Personal über die Ein-
/Ausgabeeinrichtung 70 Einstellungen der Stoßwellenparameter vornehmen. Die Eingaben der Stoßwellenparameter werden der Steuereinrichtung 50 zugeführt, welche daraufhin die anzu¬ steuernde Stoßwellenquelle 11 bzw. 35, siehe FIG 3, ansteuert und den zu steuernden Stoßwellenparameter entsprechend der Eingabe des medizinischen Personals anpasst.
In FIG 3 ist eine Schnittdarstellung einer Seitenansicht ei¬ nes Stoßwellenkopfs 10 dargestellt, welcher einen Tubus 17 aufweist, in den eine Moduleinrichtung 30 mit einer Ultra¬ schalleinrichtung 34 und einer zweiten Stoßwellenquelle 35 eingeführt ist. Es handelt sich dabei um eine kombinierte Mo¬ duleinrichtung 30, wobei die Ultraschalleinrichtung 34 und die zweite Stoßquelle 35 auf einem gemeinsamen Träger 36 an- geordnet sind. Indem die Ultraschalleinrichtung 34 und die zweite Stoßquelle 35 über einen Träger 36 miteinander verbunden sind und daher auch gemeinsam austauschbar sind, wird der Austausch, insbesondere bei konzentrischer Anordnung, einer ersten Moduleinrichtung, hier eine Ultraschalleinrichtung 34, und einer zweiten Moduleinrichtung, hier eine zweite Stoßwellenquelle 35, erleichtert.
Weiter sind in FIG 3, wie bei FIG 1 und FIG 2, eine eine
Membran 12 und einen Spulenträger 13 aufweisende erste Sto߬ wellenquelle 11 vorgesehen, wobei eine von der Stoßwellenquelle 11 emittierte Stoßwelle von einer Fokussiereinrichtung 14 auf einen Fokussierbereich fokussiert wird, welcher vor- zugsweise im Wesentlichen die gleiche Position aufweist, wie ein Konkrement K in einem Untersuchungsobjekt U, welches fragmentiert werden soll. Die Einkopplung der Stoßwellen der ersten Stoßwellenquelle 11 in das Untersuchungsobjekt U er¬ folgt mittels eines Wasserreservoirs 16 und einem Koppelbalg 15, welcher an das Untersuchungsobjekt U angedrückt wird.
Die erste Stoßwellenquelle 11 und die zweite Stoßwellenquelle 35 weisen einen Abstand d auf, welcher durch eine Verschieben des Tubus 17 relativ zur ersten Stoßwellenquelle 11 geändert werden kann. Dies kann bspw. ausgenutzt werden, zur Steuerung eines zeitlichen Abstands bei gleichzeitiger Emission wenigstens einer ersten und einer zweiten Stoßwelle. Dazu wird der Laufzeitunterschied der ersten und der zweiten Stoßwelle über die Wegdifferenz, d.h. den Abstand d der ersten Stoßwellen- quelle 11 zur zweiten Stoßwellenquelle 35, bspw. mittels ei¬ ner Steuereinrichtung eingestellt. Die benötigte Wegdifferenz zur Bereitstellung einer bestimmten Zeitdifferenz zwischen einer ersten in der Behandlungszone eintreffenden Stoßwelle und einer zweiten in der Behandlungszone eintreffenden Stoß- welle kann bspw. auf Grundlage der Ausbreitungsgeschwindig¬ keit der Stoßwellen im Untersuchungsobjekt U ermittelt wer¬ den .
Durch die kombinierte Moduleinrichtung 30, welche sowohl eine Ultraschalleinrichtung 34 als auch eine zweite Stoßwellenquelle 35 aufweist, kann die Fragmentierungsrate des Konkre¬ ments K bzw. des Fragmentierungsobjekts bei Zusammenwirken von einer ersten, von ersten Stoßwellenquelle 11 stammenden Stoßwelle und einer zweiten, von einer zweiten Stoßwellenquelle 35 stammenden Stoßwelle erhöht bzw. die unerwünschten Nebenwirkungen auf das Gewebe reduziert werden. Daraus resul¬ tiert eine verkürzte Behandlungsdauer. Die von der ersten fo- kussierten, von der ersten Stoßwellenquelle 13 emittierten
Stoßwelle und der zweiten fokussierten, von der zweiten Stoßwellenquelle 35 emittierten Stoßwelle aufgewiesene Ausbrei¬ tungsrichtung 13' bzw. 35' sind beispielhaft in FIG 3 darge¬ stellt.
Weiter kann eine so genannte Inline-Ultraschalluntersuchung durchgeführt werden, welche es erlaubt den Fragmentierungs- prozess in Ausbreitungsrichtung der Stoßwellen zu überwachen und Stoßwellenparameter der Stoßwellenquellen 11 bzw. 35 auf die veränderte Form des Konkrements K, durch die bereits er¬ folgte Fragmentierung, anzupassen. Dazu ist es erforderlich, dass die Ultraschalleinrichtung 34 und wenigstens eine Sto߬ wellenquelle 11 bzw. 35 gleichzeitig betrieben werden.
Alternativ können Ultraschalleinrichtung 34 und zweite Stoßwellenquelle 35 separat genutzt werden, d.h. nicht gleichzei¬ tig betrieben werden. Beispielsweise ist es zweckmäßig bei der Lokalisierung der Behandlungszone bzw. des Konkrements K die vorgesehenen Stoßwellenquelle nicht zu betreiben, da hier noch kein Fokusbereich für die Stoßwellen festlegbar ist und daher eine unnötige Belastung des Untersuchungsobjekts U mit Stoßwellen erfolgen würde, sofern diese appliziert würden.
Im Folgenden werden die Verfahrensschritte gemäß FIG 4 in Verbindung mit der in FIG 3 gezeigten Vorrichtung und der aus FIG 2 bekannten Steuereinrichtung, der Datenverarbeitungseinrichtung und der Ein-/Ausgabeeinrichtung erläutert, wobei sich Bezugszeichen von Vorrichtungskomponenten auf FIG 2 bzw. FIG 3 beziehen. Bei der Erläuterung des Verfahrens wird dabei vorausgesetzt, dass eine zur Durchführung des Verfahrens ge¬ eignete Vorrichtung gemäß FIG 2 und FIG 3 bereits an einem Untersuchungsobjekt U positioniert ist, und auf ein in dem Untersuchungsobjekt angeordnetes Konkrement ausgerichtet ist. In einem ersten Verfahrensschritt 101 wird mittels einer ers¬ ten Stoßwellenquelle 11 eine erste Stoßwelle erzeugt, welche sich in einem Wasserreservoir 16 fortpflanzt und auf eine Fo- kussiereinrichtung 14 trifft. Mittels der Fokussiereinrich- tung 14 wird die von der ersten Stoßwellenquelle 11 emittierte Stoßwelle in einem Verfahrensschritt 102 auf den Fokusbe¬ reich der Fokussiereinrichtung 14 fokussiert, wobei die Position des Fokussierbereichs mit der Position des Konkrements K im Wesentlichen übereinstimmt. Anschließend wird die fokus- sierte Stoßwelle der ersten Stoßwellenquelle 11 mittels des Wasserreservoirs 16 und dem Koppelbalg in das Untersuchungs¬ objekt U eingekoppelt.
Eine Steuereinrichtung 50 steuert eine zweite Stoßwellenquel¬ le 35 derart an, dass nach einer Zeitspanne nachdem die erste Stoßwelle der ersten Stoßwellenquelle 11 emittiert wurde, in einem Verfahrensschritt 101' eine zweite Stoßwelle der zwei¬ ten Stoßwellenquelle 35 emittiert wird. Die zweite Stoßwel- lenquelle 35 ist dabei vorzugsweise als eine Anzahl piezo¬ elektrischer Elemente mit einstellbarem Fokusbereich ausgebildet, wobei die Anordnung der piezo-elektrischen Elemente eine Fokussierung der emittierten Stoßwelle erzeugt. Es ist also keine separate Fokussiereinrichtung zur Fokussierung der von der zweiten Stoßwellenquelle 35 emittierten Stoßwellen erforderlich. Daher erfolgt die Fokussierung einer Stoßwelle der zweiten Stoßwellenquelle 35 in einem Verfahrenschritt 102' in der Regel zeitgleich mit der Emission dieser Stoßwelle in dem Verfahrensschritt 101'. Anschließend pflanzt sich die von der zweiten Stoßwellenquelle 35 emittierte Stoßwelle im Wasserreservoir 16 fort, wobei die Stoßwelle zuvor die schalltransparente Tubusverschlusskappe 18 passiert. An¬ schließend wird auch die von der zweiten Stoßwellenquelle 35 emittierte zweite Stoßwelle in das Untersuchungsobjekt U, mittels eines Verfahrensschritts 103', eingekoppelt.
Bei der Nutzung eines Stoßwellenkopfs 10, wie aus FIG 3 be¬ kannt, erfolgt die Lokalisierung des Konkrements K mittels Ultraschall. Daher wird ein bildgebendes Ultraschallverfah¬ ren, welches in FIG 4 als Verfahrensschritt 104 bezeichnet wird, bereits zum Zeitpunkt der Emission der ersten Stoßwelle von der ersten Stoßwellenquelle 11 und zum Zeitpunkt der E- mission der zweiten Stoßwelle von der zweiten Stoßwellenquelle 35 durchgeführt.
Alternativ kann der Verfahrensschritt 104 der bildbasierten Ultraschallkontrolle des Konkrements K auch mit dem Emissi- onszeitpunkt einer ersten oder einer zweiten Stoßwelle beginnen. Zweckmäßig ist es, dass ein Kontrollverfahren, insbesondere ein bildgebendes Ultraschallverfahren, zu einem solchen Zeitpunkt gestartet wird, dass die Wechselwirkung der ersten Stoßwelle mit dem Konkrement K, oder die Wechselwirkung der zweiten Stoßwelle mit dem Konkrement K oder die gemeinsame
Wechselwirkung der ersten und zweiten Stoßwelle mit dem Konkrement K erfasst bzw. kontrolliert werden kann. Dadurch können Fragmentierung und insbesondere die Kavitationsaktivität in der Behandlungszone kontrolliert und gegebenenfalls durch Einstellung von Stoßwellenparametern in gewünschter Weise an- gepasst werden.
Bei der Verwendung einer Ultraschalleinrichtung 34 bei gleichzeitiger Verwendung von Stoßwellen zur Fragmentierung eines Konkrements K kann es zweckmäßig sein, dass, wenn eine Kontrolle nicht durch eine Detektion von am Konkrement re¬ flektierten Stoßwellen erfolgt, eine Filtereinrichtung vorgesehen ist, welche Frequenzen der Stoßwellen aus dem Ultraschallsignal herausfiltert, so dass die Bildqualität der bildgegebenden Ultraschalluntersuchung erhöht wird. Gegebenenfalls kann ein Frequenzvergleich zwischen dem Frequenzbereich der von einer Stoßwellenquelle emittierten Stoßwellen mit dem Frequenzbereich der von der Ultraschalleinrichtung detektierten Ultraschallwellen vorgenommen werden. Auf Grund- läge des Vergleichs können dann gewünschte Frequenzbereiche aus dem detektierten Ultraschallsignal entfernt werden und eine Bildermittlung mit dem Restsignal vorgesehen werden. Nach der Ermittlung eines Ultraschallbildes kann in einem Verfahrensschritt 105 entschieden werden, ob eine weitere Darstellung der Behandlungszone erwünscht ist. Vorzugsweise kann eine weitere Kontrolle der Behandlungszone mittels UIt- raschall bis zum dem Zeitpunkt erfolgen, bei dem bspw. medi¬ zinisches Personal bewusst entscheidet, die Untersuchung zu beenden, bspw. durch Bedienung der Ein-/Ausgabeeinheit , Ausschalten der Moduleinrichtung 30 oder Entfernen der Moduleinrichtung 30 aus dem Stoßwellenkopf 10.
Durch die mittels Ultraschall gewonnenen Bilder kann das me¬ dizinische Personal Erkenntnisse über den Verlauf der Frag¬ mentierung des Konkrements K erhalten. Daher wird in einem Verfahrensschritt 106 die Einstellung der Stoßwellenparame- ter, z.B. Amplituden der verwendeten Stoßwellen, zeitlicher Abstand zwischen einer ersten, von einer ersten Stoßwellenquelle 11 emittierten Stoßwelle und einer zweiten, von eine zweiten Stoßwellenquelle 35 emittierten Stoßwelle, räumliche Verteilung des im Fokusbereich wirksamen Stoßwellenprofils, usw. daraufhin überprüft, ob durch das medizinische Personal geänderte Werte für die Stoßwellenparameter vorgesehen sind, die der Steuereinrichtung mittels der Ein-/Ausgabeeinheit 70 zugeführt wurden.
Zu Beginn können zudem nicht in FIG 4 gezeigte automatische Änderungen von Stoßwellenparameter vorgesehen werden, welche bspw. die stufenweise Erhöhung der Intensität der Stoßwellen oder der Fragmentierungsrate ggf. bis zu einem vorgebbaren Grenzwert vorsehen.
Vorzugsweise erfordert die Abfrage nach Verfahrenschritt 106 dabei keine regelmäßigen Tätigkeiten des medizinischen Personals. Vielmehr prüft die Steuereinrichtung 50 im Verfahrensschritt 106, ob eine Änderung von Stoßwellenparametern durch das medizinischen Personal in einem Verfahrensschritt 107 durch die Ein-/Ausgabeeinrichtung 70 stattgefunden hat bzw. ob die Steuereinrichtung 50 eine hinterlegte Veränderung eines Stoßwellenparameters vorsieht. Nur bei Änderung der Stoß- wellenparameter durch medizinisches Personal mittels der Ein- /Ausgabeeinrichtung 70 oder bspw. durch eine Untersuchungszeit-abhängige, in der Steuereinrichtung 50 hinterlegte Ver¬ änderung eines Stoßwellenparameters erfolgt beim nächsten Durchlauf des Verfahrens eine Anpassung der vom medizinischen Personal oder der Steuereinrichtung vorgegebenen Werte für die für die Änderung vorgesehenen Stoßwellenparameter. Die Änderung eines Stoßwellenparameters durch das medizinische Personal ist in der Regel durch Bewertung einer Anzahl von Ultraschallbildern veranlasst.
Die Behandlung des Untersuchungsobjekts U mit Stoßwellen dau¬ ert in der Regel dabei solange an, bis das Konkrement K ent¬ weder vollständig fragmentiert ist, oder die Behandlung durch das medizinische Personal beendet wird. Die bildgebende Ult¬ raschalluntersuchung kann nach der Stoßwellenbehandlung des Untersuchungsobjekts U zur genaueren Untersuchung des Behand¬ lungserfolgs genutzt werden. Insbesondere ist dazu keine wei¬ tere Vorrichtung erforderlich, sondern es wird lediglich die Stoßwellenerzeugung des Stoßwellenkopfs 10 mittels der Ein- /Ausgabeeinrichtung abgeschaltet, jedoch das Ultraschallverfahren mit der innerhalb des Stoßwellenkopfs 10 angeordneten Ultraschalleinrichtung 34 weiter durchgeführt.
Gegebenenfalls ist eine Automatisierung der Einstellung der
Stoßwellenparameter möglich, indem bspw. mittels Ultraschalloder Röntgenaufnahmen eine Fragmentierungsrate für die einge¬ stellten Stoßwellenparameter ermittelt wird, und anschließend die Stoßwellenparameter derart von der Steuereinrichtung ver- ändert werden, dass die Fragmentierungsrate erhöht wird. Da¬ bei ist das Wohlergehen des Untersuchungsobjekts U, insbeson¬ dere eines Patienten, während der Behandlung zu berücksichti¬ gen. Dies kann geschehen, indem der Patient eine Einstellung der Intensität der Stoßwellenenergie in gewissem Rahmen, mit- tels eines dafür vorgesehenen Bedienelements, selbst vorneh¬ men kann. Grundsätzlich kann die Kontrolle des Fragmentierungsprozesses mit einer Vielzahl an Maßnahmen kontrolliert werden. Insbesondere kann eine Kontrolle mittels Röntgenaufnahmen erfol¬ gen, wobei dabei die zweite Stoßwellenquelle 35 vorzugsweise eine Hohlzylinderform aufweist und keine weitere Modulein¬ richtung 30 in dem von der zweiten Stoßwellenquelle 35 gebil¬ deten Hohlraum angeordnet ist. So kann eine Inline- Röntgenaufnähme während einer Wechselwirkung wenigstens einer Stoßwelle mit dem Fragmentierungsobjekt ermöglicht werden. Vorteil hierbei ist es, dass keine störende Überlagerung des Kontrollsignals, also der das Untersuchungsobjekt durchdrin¬ genden Röntgenstrahlen, mit den Stoßwellen erfolgt, wie dies bspw. bei Ultraschalleinrichtungen als Kontrolleinrichtung bei Stoßwellenbehandlungsvorrichtung erfolgen kann.
Die in diesem Ausführungsbeispiel genutzte Anzahl an Stoßwel¬ lenquellen zur Erläuterung der Erfindung ist beliebig erweiterbar. Insbesondere bei der Verwendung von piezoelektrischen Elementen als Stoßwellenquelle kann bspw. die Anzahl der räumlich fixierten Stoßwellenquellen als auch die Anzahl der relativ zu einer räumlich festgestellten Stoßwellenquelle bewegbaren Stoßwellenquellen deutlich gegenüber der in dem Ausführungsbeispiel genannten Anzahl erhöht sein. Im Übrigen können alle Stoßwellenquellen relativ zueinander ver- schiebbar und/oder drehbar sein.

Claims

Patentansprüche
1. Stoßwellenkopf (10) für eine Stoßwellenbehandlungsvorrich- tung, wobei der Stoßwellenkopf (10) wenigstens eine erste Stoßwellenquelle (11) zur Emission von Stoßwellen sowie eine Fokussiereinrichtung (14) zur Fokussierung der Stoßwellen auf eine Behandlungszone (K) eines Untersuchungsobjekts (U) auf¬ weist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Stoßwel- lenkopf (10) wenigstens eine Öffnung (17) aufweist, in der wenigstens eine austauschbare Moduleinrichtung (30, 34, 35) zur Behandlung und/oder Untersuchung eines Untersuchungsobjekts (U) anordenbar ist.
2. Stoßwellenkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens eine Moduleinrichtung (30, 34, 35) mittels eines Antriebs (19, 32) relativ zur ersten Stoßwellenquelle (11) verschieb¬ bar und/oder drehbar ist.
3. Stoßwellenkopf nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens eine Moduleinrichtung (30, 34, 35) wenigstens eine Funktion zur Behandlung eines Untersuchungsobjekts (U) und/oder we- nigstens eine Funktion zur Untersuchung des Untersuchungsob¬ jekts (U) aufweist.
4. Stoßwellenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine erste Moduleinrichtung (34) und eine zweite Moduleinrichtung (35) konzentrisch wenigstens teilweise innerhalb der Öffnung (17) angeordnet sind.
5. Stoßwellenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens eine Moduleinrichtung (30, 34, 35) als wenigstens eine zweite Stoßwellenquelle (35) ausgebildet ist.
6. Stoßwellenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens eine Moduleinrichtung (30, 34, 35) als Ultraschalleinrichtung
(34) ausgebildet ist.
7. Stoßwellenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens eine Moduleinrichtung (30, 34, 35) derart ausgebildet ist, dass diese als Ultraschalleinrichtung und als Stoßwellenquel- Ie betreibbar ist.
8. Stoßwellenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Steuer¬ einrichtung (50) vorgesehen ist, welche einen Betrieb wenigs- tens einer Moduleinrichtung (30, 34, 35) und/oder wenigstens einer ersten Stoßwellenquelle (11) steuert.
9. Stoßwellenkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Ein- Stellung eines zeitlichen Abstands zwischen wenigstens einer ersten in der Behandlungszone (K) eintreffenden Stoßwelle, welche von wenigstens einer ersten Stoßwellenquelle (11) stammt, und wenigstens einer zweiten in der Behandlungszone (K) eintreffenden Stoßwelle, welche von wenigstens einer zweiten Stoßwellenquelle (35) stammt, mittels einer Einstel¬ lung eines räumlichen Abstands (d) zwischen der ersten Sto߬ wellenquelle (11) und der zweiten Stoßwellenquelle (35) durchführbar ist.
10. Stoßwellenkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Steuer¬ einrichtung (50) zur Steuerung wenigstens der ersten Stoßwel¬ lenquelle (11) und wenigstens der zweiten Stoßwellenquelle
(35) vorgesehen und derart eingerichtet ist, dass ein zeitli- eher Abstand zwischen einer ersten in der Behandlungszone (K) eintreffenden Stoßwelle und wenigstens einer zweiten in der Behandlungszone (K) Stoßwelle einstellbar ist.
11. Stoßwellenkopf nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein räumli¬ cher Abstand (d) zwischen wenigstens der ersten Stoßwellenquelle (11) und wenigstens der zweiten Stoßwellenquelle (35) mittels der Steuereinrichtung (50) einstellbar ist.
12. Stoßwellenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Rönt¬ genquelle (40) zur Bestimmung der Behandlungszone (K) des Un- tersuchungsobjekts (U) wenigstens teilweise innerhalb der Öffnung (17) des Stoßwellenkopfs (10) anordenbar ist.
13. Stoßwellenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Röntgen- quelle (40) mittels einer Antriebseinrichtung (19) relativ zum Stoßwellenkopf (19) verschiebbar und/oder drehbar ist.
14. Verfahren zur Fragmentierung eines in einem Untersuchungsobjekt (U) angeordneten Fragmentierungsobjekts (K) mit- tels Stoßwellen und zur Kontrolle dieser Fragmentierung, wobei wenigstens eine Stoßwelle mittels einer ersten, an oder innerhalb eines Stoßwellenkopfs (10) angeordneten Stoßwellen¬ quelle emittiert (101), mittels einer Fokussiereinrichtung (14) auf das Fragmentierungsobjekt (K) fokussiert (102) und in das Untersuchungsobjekt (U) eingekoppelt (103) wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass während ei¬ ner Wechselwirkung der wenigstens einen Stoßwelle mit dem Fragmentierungsobjekt (K) die Fragmentierung des Fragmentie¬ rungsobjekts (K), mittels einer an dem Stoßwellenkopf (10) austauschbar angeordneten Moduleinrichtung (30, 34, 35), kontrolliert (104) wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fragmen- tierung mittels eines Ultraschallverfahrens, durch eine als Ultraschalleinrichtung (34) ausgebildete Moduleinrichtung (30, 34, 35), kontrolliert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fragmen¬ tierung des Fragmentierungsobjekts (K) durch wenigstens eine erste Moduleinrichtung (30, 34, 35) kontrolliert (104) wird, und während der Kontrolle (104) wenigstens eine zweite, durch wenigstens eine zweite als Stoßwellenquelle (35) ausgebildete Moduleinrichtung (30, 34, 35) erzeugte Stoßwelle emittiert (101'), fokussiert (102') und in das Untersuchungsobjekt U eingekoppelt (103') wird, wobei die wenigstens erste Stoßwel- Ie und die wenigstens zweite Stoßwelle derart in einem Be¬ reich des Fragmentierungsobjekts (K) überlagert werden, dass die erste Stoßwelle und die zweite Stoßwelle gemeinsam an dem Fragmentierungsobjekt (K) wechselwirken.
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Fokusbe¬ reich der ersten Stoßwelle und der Fokusbereich der zweiten Stoßwelle derart eingestellt wird, dass eine räumliche Posi¬ tion des Fokusbereichs der ersten Stoßwelle nicht mit der räumlichen Position des Fokus der zweiten Stoßwelle zusammen fällt.
18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zweite Stoßwelle räumlich versetzt und/oder zeitlich beabstandet zur ersten Stoßwelle in das Untersuchungsobjekt (U) eingekoppelt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Lokali¬ sierung der Behandlungszone und/oder eine Kontrolle (104) ei¬ ner Fragmentierung des Fragmentierungsobjekts (K) mittels we¬ nigstens einer zweiten Stoßwellenquelle (35) vorgenommen wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass während ei¬ ner Kontrolle (104) der Fragmentierung eines Fragmentierungs- Objekts (K) eine Einstellung (107) wenigstens eines Stoßwel¬ lenparameters wenigstens einer Stoßwellenquelle (11, 35) vor¬ genommen wird.
PCT/EP2007/052513 2006-05-05 2007-03-16 Stosswellenkopf für eine stosswellenbehandlungsvorrichtung und verfahren zur fragmentierung und zur kontrolle der fragmentierung eines in einem untersuchungsobjekt angeordneten fragmentierungsobjekts WO2007128611A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07726992A EP2015686A1 (de) 2006-05-05 2007-03-16 Stosswellenkopf für eine stosswellenbehandlungsvorrichtung und verfahren zur fragmentierung und zur kontrolle der fragmentierung eines in einem untersuchungsobjekt angeordneten fragmentierungsobjekts
IL194884A IL194884A0 (en) 2006-05-05 2008-10-23 Shock wave head for a shock wave treatment apparatus and method for the fragmentation of and for controlling the fragmentation of a fragmentation object arranged in an object under investigation

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006021049A DE102006021049A1 (de) 2006-05-05 2006-05-05 Stoßwellenkopf für eine Stoßwellenbehandlungsvorrichtung und Verfahren zur Fragmentierung und zur Kontrolle der Fragmentierung eines in einem Untersuchungsobjekt angeordneten Fragmentierungsobjekts
DE102006021049.2 2006-05-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007128611A1 true WO2007128611A1 (de) 2007-11-15

Family

ID=38229388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/052513 WO2007128611A1 (de) 2006-05-05 2007-03-16 Stosswellenkopf für eine stosswellenbehandlungsvorrichtung und verfahren zur fragmentierung und zur kontrolle der fragmentierung eines in einem untersuchungsobjekt angeordneten fragmentierungsobjekts

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2015686A1 (de)
CN (1) CN101437459A (de)
DE (1) DE102006021049A1 (de)
IL (1) IL194884A0 (de)
WO (1) WO2007128611A1 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009012955U1 (de) 2009-09-24 2009-12-10 Ast Gmbh Elektrohydraulische Elektrode
EP2529678B1 (de) * 2011-05-31 2015-01-28 Storz Medical Ag Druckwellengerät zur Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers
CN104614100A (zh) * 2014-09-28 2015-05-13 李众利 一种测量扩散式冲击波能量的装置
CN105249995B (zh) * 2015-10-29 2017-10-10 杭州迪比声学技术有限公司 利用超声波定位治疗点的体外震波碎石仪的定位方法
CN105919632B (zh) * 2016-06-21 2018-09-07 深圳市慧康医疗器械有限公司 一种中置b超定位的体外心脏冲击波治疗头
CN107198555A (zh) * 2017-07-07 2017-09-26 北京索迪医疗器械开发有限责任公司 一种复式脉冲体外冲击波碎石系统
DE102018101215B4 (de) * 2018-01-19 2023-09-07 Ferton Holding S.A. Vorrichtung zur Zertrümmerung eines Körpersteins
CN108720897B (zh) * 2018-07-09 2023-12-05 北京万孛力医疗器械有限公司 组合波治疗设备及治疗系统
EP3682822B1 (de) * 2019-01-18 2024-05-08 Storz Medical AG Kombinierte stosswellen- und ultraschallquelle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165412A (en) * 1990-03-05 1992-11-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Shock wave medical treatment apparatus with exchangeable imaging ultrasonic wave probe
US5582578A (en) * 1995-08-01 1996-12-10 Duke University Method for the comminution of concretions
DE19644314A1 (de) * 1995-11-23 1997-05-28 Siemens Ag Therapiegerät mit einer Quelle akustischer Wellen
US20050015023A1 (en) * 2003-07-17 2005-01-20 Moshe Ein-Gal Shockwave generating system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3916093A1 (de) * 1989-05-17 1990-11-22 Wolf Gmbh Richard Lithotriptor
DE3932577C1 (de) * 1989-09-29 1990-11-22 Dornier Medizintechnik Gmbh, 8000 Muenchen, De
DE19748071A1 (de) * 1997-10-30 1998-10-29 Siemens Ag Therapiegerät mit einer Quelle fokussierter akustischer Wellen
DE10228550B3 (de) * 2002-06-26 2004-02-12 Dornier Medtech Systems Gmbh Lithotripter zur Fragmentierung eines Zielobjekts in einem Körper und Verfahren zur Überwachung der Fragmentierung eines Zielobjekts in einem Körper
AU2003262631A1 (en) * 2003-08-14 2005-03-10 Duke University Apparatus for improved shock-wave lithotripsy (swl) using a piezoelectric annular array (peaa) shock-wave generator in combination with a primary shock wave

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165412A (en) * 1990-03-05 1992-11-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Shock wave medical treatment apparatus with exchangeable imaging ultrasonic wave probe
US5582578A (en) * 1995-08-01 1996-12-10 Duke University Method for the comminution of concretions
DE19644314A1 (de) * 1995-11-23 1997-05-28 Siemens Ag Therapiegerät mit einer Quelle akustischer Wellen
US20050015023A1 (en) * 2003-07-17 2005-01-20 Moshe Ein-Gal Shockwave generating system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2015686A1 (de) 2009-01-21
DE102006021049A1 (de) 2007-11-08
CN101437459A (zh) 2009-05-20
IL194884A0 (en) 2009-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007128611A1 (de) Stosswellenkopf für eine stosswellenbehandlungsvorrichtung und verfahren zur fragmentierung und zur kontrolle der fragmentierung eines in einem untersuchungsobjekt angeordneten fragmentierungsobjekts
DE69631555T2 (de) Gerät zum zerkleinern von konkrementen
DE4443947B4 (de) Endoskop
EP0133946B1 (de) Einrichtung zum berührungslosen Zertrümmern von Konkrementen
DE102005037043B4 (de) Stoßwellentherapiegerät mit Bildgewinnung
DE102008038214B4 (de) Verfahren und Stoßwellenkopf zum Erzeugen von fokussierten Ultraschall-Stoßwellen
EP2341835B1 (de) Anordnung zur zerstörung von tumorzellen und tumorgewebe
EP0397980B1 (de) Lithotriptor
EP0372174B1 (de) Lithotriptor
EP0369177B1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung von fokussierten akustischen Druckwellen
DE3119295A1 (de) Einrichtung zum zerstoeren von konkrementen in koerperhoehlen
WO1994028540A2 (de) Vorrichtung zur behandlung von biologischem gewebe und körperkonkrementen
DE4110102C2 (de)
DE10140064A1 (de) Vorrichtung zur Behandlung subkutaner Zellbereiche
DE3328039C2 (de) Einrichtung zum beruehrungslosen zertruemmern eines im koerper eines lebewesens befindlichen konkrements
EP2719344A1 (de) Fluidchirurgisches Instrument mit variablem Strahlbild
EP1151724B1 (de) Ultraschallzertrümmerer zum Zerkleinern oder Entfernen von Gewebe
EP0372119B2 (de) Lithotripter
EP0355178B1 (de) Einrichtung zum berührungslosen Zertrümmern von Konkrementen im Körper eines Lebewesens
DE10394286T5 (de) Vorrichtung für verbesserte Schockwellen-Nierenzertrümmerung (SWL) unter Verwendung eines piezoelektrischen Ringanordnungs- (PEAA) Schockwellengenerators in Kombination mit einer primären Schockwellenquelle
DE3806532C2 (de)
DE3814743C2 (de) Einrichtung zur Auflösung von Konkrementen in einer Körperhöhle
WO2023099466A1 (de) Lithotripsievorrichtung zum zertrümmern von körpersteinen und verfahren zum einstellen einer beschleunigungsstrecke eines beschleunigungsrohres einer lithotripsievorrichtung
DE19928491A1 (de) Vorrichtung, insbesondere Therapievorrichtung, zum Beschallen von Objekten mit fokussiertem Schall
DE4205030A1 (de) Therapeutische ultraschallvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07726992

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007726992

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 194884

Country of ref document: IL

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780016017.4

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE