DE3608877C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zertrümmern von Körperkonkrementen, insbesondere Nierensteinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer aus der DE 32 20 751 A1 bekannten Vorrichtungen der vorstehend genannten Art erfolgt die Lokalisierung der zu zerstörenden Nierensteine mit Hilfe von Röntgengeräten, deren Bilder über Bildverstärker auf Monitoren beobachtet werden können, auf denen die Sollage für den Nierenstein mit Fadenkreuzen markiert ist. Durch eine Verlagerung des Patienten kann der Stoßwellengenerator so justiert werden, daß ein zu zerstörender Nierenstein im zweiten Brennpunkt des Ellipsoids liegt. Die Lokalisierung der Nierensteine mit Hilfe von Röntgengeräten ist nicht nur aufwendig, sondern belastet auch den Patienten.
Aus der DE 33 28 039 A1 ist eine Zertrümmungseinrichtung für Körperkonkremente bekannt, bei denen zur Zerstörung der Konkremente Stoßwellenrohre eingesetzt werden, deren Stoßwellen durch am Ausgang der Rohre angeordnete Linsen auf das zu zerstörende Konkrement fokussiert werden. Neben den Stoßwellenrohren ist ein Ultraschallwandler zur Ortung der Konkremente angeordnet.
Aus der EP 1 48 653 schließlich ist eine Vorrichtung zum Zertrümmern von Körperkonkrementen bekannt mit einem kugelkalottenförmigen Ultraschalltransducer zur Erzeugung einer Schockwelle und einem Ultraschalltransducer zur Ortung des zu zerstörenden Steines.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit möglichst einfachen Mitteln eine genaue Justierung des Stoßwellengenerators relativ zu dem zu erstörenden Konkrement möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Dadurch, daß der Ultraschallabtaster zumindest für den Abtastvorgang innerhalb des Reflektors liegt, befindet er sich schon an einer Stelle, die nahe dem Ort der Funkenstrecke ist. Dies ermöglicht es, ausgehend von dem vom Ultraschallabtaster gelieferten Bild, auf einfache Weise den zu zerstörenden Stein in den zweiten Brennpunkt des Ellipsoids zu bringen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die darin vorgeschlagenen Lösungen stellen sicher, daß der Abtaster einerseits für den Meßvorgang innerhalb des Reflektors angeordnet werden kann, andererseits aber durch die Stoßwellen nicht zerstört wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Zertrümmern von Nierensteinen mittels akustischer Stoßwellen,
Fig. 2 den in Fig. 1 gezeigten Nierensteinzertrümmerer, bei dem in Verbindung mit dem ellipsoidförmigen Reflektor eine bewegliche Muffe vorgesehen ist,
Fig. 3 einen Nierensteinzertrümmerer in einer anderen Aus­ führung, wobei in Verbindung mit den Teilen zum Ansetzen und Festlegen ein Teleskoprohr angeordnet ist, das sich dicht an die Hautoberfläche des Patienten an­ legen läßt,
Fig. 4 den in Fig. 3 gezeigten Nierensteinzertrümmerer in einem Patiententisch angeordnet,
Fig. 5 einen Nierensteinzertrümmerer mit einem Ultraschall­ abtaster zum Lokalisieren von Nierensteinen und
Fig. 6 einen Reflektor, dessen unterer Teil drehbar ist, so daß man abwechselnd den Ultraschallabtaster zum Lokalisieren des Steins und die Funkenstrecke zum Erzeugen von Stoßwellen verwenden kann.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zum Zertrümmern von Nieren­ steinen umfaßt einen Reflektor bzw. eine Fokussierungskammer 1, die Teil eines Ellipsoids ist. In einem Brennpunkt des Ellip­ soids ist eine Funkenstrecke 2 zum Erzeugen von Stoßwellen vor­ gesehen. Die Stoßwellen werden vom Ellipsoid reflektiert und im anderen Brennpunkt gesammelt. Ein Nierenstein 3 in dem nur schematisch angedeuteten Körper eines Patienten ist vorher mittels eines Ultraschallabtasters lokalisiert worden, der ein Schnittbild des Patienten hervorbringt, wobei man im ent­ sprechenden Schnittbild (das auf einem Oscilloskop erscheint) gleichzeitig die Brennpunkte des Ellipsoids auf einer Ziel­ linie, die durch die Brennpunkte führt, sieht. Ein Beispiel eines solchen Ultraschallabtasters ist in der DE-OS 26 20 793 beschrieben. Danach orientiert man das Ellipsoid derart, daß der äußere Brennpunkt im Zentrum des Nierensteins 3 zu liegen kommt. Die Funkenstrecke 2 ist konventioneller Ausführung und kann beispielsweise des in der deutschen Auslegeschrift 31 46 627 erwähnten Typs sein. Die zugeführte Spannung ist in der Größen­ ordnung von 20 000 V. Der Reflektor ist mit einer Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, gefüllt, so daß sich die bestmögliche akus­ tische Transmission erreichen läßt. Mit dem Reflektor 1 ist eine Gummimuffe oder ein Gummibalg 4 verbunden, der direkt an der Hautoberfläche des Patienten anliegt. Die Gummimuffe oder der Gummibalg 4 läßt sich beispielsweise an der Hautoberfläche des Patienten ankleben. Ein solcher Balg (vgl. Fig. 2) hat den Vorteil, daß man leichter den ellipsoidförmigen Reflektor 1 orientieren kann. Es lassen sich auch umlaufende Halteteile in Form von Vakuumkammern vorsehen. Diese Kammern lassen sich der­ art unterteilen, daß eine eventuelle Undichtigkeit nicht die ganze Muffe beeinflußt. Alternativ kann ein teleskopartiges Rohr (vgl. Fig. 3) vorgesehen sein. Das Rohr endet in einer oder mehreren Kanten 7, die dicht an der Hautoberfläche an­ liegen. Ein solcher Reflektor kann durch die Schwereeinwirkung gegen die Hautoberfläche des Patienten gepreßt werden, und er kann beispielsweise in einem Patiententisch angeordnet sein (vgl. Fig. 4), so daß der Patient durch die Schwereeinwirkung gegen die Vorrichtung herabgepreßt wird, wodurch die genannte Kante 7 des Teleskoprohres zum dichten Anliegen an die Haut­ oberfläche des Patienten gebracht wird. Die Vorrichtung wird mittels untenliegender Federn 8 gegen die Hautoberfläche des Patienten hochgepreßt. Ein besonderer Vorteil an dieser Vor­ richtung ist, daß die Dichtigkeit längs der Kante nicht so kritisch ist und ein eventueller Ablauf für die Flüssigkeits­ menge, die längs der Kante des Reflektors oder des teleskop­ artigen Rohres herausgesickert ist, sich einrichten läßt. Alternativ dazu kann die Vorrichtung oberhalb des Patienten angeordnet werden. Sie wird bei einer passenden Belastung nach unten gegen die Hautoberfläche des Patienten gepreßt. Die Vor­ richtung kann auch mittels eines umlaufenden Bandes am Pati­ enten befestigt werden.
Der Ultraschallabtaster 9 läßt sich im Reflektor beispiels­ weise in einem Konus 10 anbringen, der an einer um ihre Längs­ achse drehbaren Stange 11 befestigt ist. Der Konus 10 ist außen mit einer Schicht aus einem stoßwellenabsorbierenden Silikongummi 12 mit einer gewellten Oberfläche versehen. Unter dieser Schicht befindet sich eine Schicht aus einem stoßwellen­ reflektierenden Material. Im Konus 10 selbst ist Luft, die gegen Transmission von Stoßwellen isoliert. Der den Ultra­ schallabtaster bildende Kristall 9 ist auf einer Unterlage 9′ montiert, die die nach rückwärts gesandte Strahlung des Kri­ stalls absorbiert. Gemäß der Erfindung wird diese Unterlage 9′ aber auch für das Absorbieren der Stoßwellen, die dort ge­ gebenenfalls ankommen, verwendet.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der untere Teil 13 des Reflektors um eine Achse 14 drehbar, wobei auf der einen Seite des drehbaren Teils ein piezoelektrisches Kristall 9 und auf der anderen Seite eine Funkenstrecke 2 vorhanden sind (vgl. Fig. 6). Da die Elektroden nicht immer für eine ganze Behandlung halten, ist es von großem Vorteil, daß der untere Teil der Vorrichtung drehbar ist, so daß sich ein Auswechseln der Elektroden während der Behandlung vornehmen läßt. Sowohl die Funkenstrecke wie auch der Abtaster werden durch den drehbaren Teil des Reflektors mit Strom versorgt. Alternativ läßt sich der Abtaster auf einem besonderen Schaft, der von der Seite hineingeführt wird und der im zurückgeführten Zu­ stand mit dem Ellipsoid fluchtet, anordnen. Alternativ wird über einen oscillierenden Spiegel abgetastet, der im Ellip­ soid angeordnet ist. Der Abtaster steht mit einem Oscilloskop das ein Schnittbild durch einen Patienten zeigt, in Verbindung.
Das Ellipsoid kann - in einem Querschnitt senkrecht zur Längs­ achse des Ellipsoids betrachtet - eventuell derart elliptisch sein, daß ein gewisses Verwischen der Brennpunkte erreicht wird.
Um das Befestigen des Reflektors an der Hautoberfläche zu verbessern, kann man eventuelle Luftmengen aus den flüssig­ keitsgefüllten Kammern heraussaugen. Das Heraussaugen soll nur in dem Augenblick unterbrochen werden, wenn ein Fühler im Aussaugkanal naß wird.
Vorstehend wurde gezeigt, wie sich auf einfache Weise ein Nierenstein mittels eines Ultraschallabtasters lokalisieren läßt, ohne daß der entsprechende Ultraschallkristall von Stoß­ wellen zerstört wird.
In einem besonders zweckmäßigen Ausführungsbeispiel wird der Reflektor mittels eines Servosystems, das eine passende Anzahl von Servomotoren umfaßt, eingestellt. Die gewünschte Einstel­ lung des äußeren Brennpunktes läßt sich entweder durch eine Tastatur oder mittels eines Führungsstiftes durchführen, indem sich das Einstellen auf dem Schirm verfolgen läßt. In den meisten Fällen sind drei Servomotoren zum Einstellen von X-, Y- und Z-Koordinaten des äußeren Brennpunktes im Ver­ hältnis zum Nierenstein ausreichend. Das Einstellen läßt sich eventuell automatisch vornehmen, indem ein Computer auf Basis eines Ultraschallbildes die Lage des Nierensteins ausrechnet und danach berechnet, wie das Servosystem einzu­ stellen ist. Die Apparatur braucht deshalb nicht von hoch­ qualifizierten Spezialisten bedient zu werden, sondern läßt sich von weniger qualifiziertem Personal bedienen. Der Computer wird auch in der Lage sein, eine Arealabschätzung der Steine nach einer gewissen Anzahl von Schüssen zu machen. Es läßt sich dadurch schätzen, wieviele zusätzliche Schüsse vorzunehmen sind und man bekommt gleichzeitig eine Schätzung der Effektivität der Behandlung. Im Falle von mehreren Stei­ nen wird der Computer automatisch die Einstellung nach einer gewissen Anzahl von Schüssen ändern. Die Steinplazierung ändert sich beim Atmen. Man kann jedoch durch Computerbehandlung des Computerbildes sicherstellen, daß die Stoßwelle immer im Stein fo­ kussiert wird, entweder dadurch, daß die Stoßwelle nur ausge­ sendet wird, wenn sich das typische Steinecho nicht durch den anderen Brennpunkt des Ellipsoids bewegt, oder dadurch, daß die computergesteuerten Servomotoren kontinuierlich den Brenn­ punkt auf dem Stein halten.
Die Vorrichtung läßt sich auch zur Zertrümmerung von Gallen­ steinen anwenden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Zertrümmern von Körperkonkrementen, umfassend einen eine Fokussierungskammer (1) bildenden Reflektor, der Teil eines Ellipsoids ist, in dessen einem Brennpunkt eine Funkenstrecke (2) zur Erzeugung von Stoßwellen angeordnet ist, wobei die Fokussierungskammer (1) mit einer Einrichtung (4, 7) zum dichten Anschluß der Fokussierungskammer (1) an der Hautoberfläche eines Patienten verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Ultraschallabtaster (9) zum Lokalisieren der Körperkonkremente (3) aufweist, der zumindest für den Abtastvorgang in eine Stellung innerhalb des Reflektors bewegbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallabtaster (9) in einem konusförmigen Teil (10) innerhalb der Fokussierungskammer (1) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das konusförmige Teil (10) an einer Stange (11) angeordnet ist, welche die Fokussierungskammer (1) im wesentlichen senkrecht zu deren Längsrichtung durchsetzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Patienten ferner Abschnitt (13) des Reflektors um eine Achse (14) drehbar angeordnet ist, die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Fokussierungskammer (1) gerichtet ist, und daß der drehbare Reflektorabschnitt (13) zwei im wesentlichen spiegelsymmetrisch bezüglich der Drehachse (14) liegende Ellipsoidflächenabschnitte umfaßt, wobei die Funkenstrecke (2) dem einen Ellipsoidflächenabschnitt und der Ultraschallabtaster (9) dem anderen Ellipsoidflächenabschnitt zugeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallabtaster (9) auf einem Schaft angeordnet ist, der von der Seite her in die Fokussierungskammer (1) einführbar ist und der im zurückgezogenen Zustand mit der Ellipsoidfläche fluchtet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor Teil eines Rotationsellipsoides ist.
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