DE3919592C2

DE3919592C2 - Ultraschallbehandlungssystem

Info

Publication number: DE3919592C2
Application number: DE3919592A
Authority: DE
Inventors: Naomi Sekino; Shuichi Takayama; Masakazu Gotanda; Koichiro Ishihara; Naoki Uchiyama; Nobuhiko Watanabe; Masaaki Nakazawa; Tsuguhisa Sasai; Tsutomu Okada; Takeo Haneda; Masaaki Hayashi
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-08-19
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2009-06-16
Also published as: US5078144A; DE3919592A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Ultraschallbehandlungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der gattungsbildenden DE 37 21 187 A1 ist ein Ultraschall behandlungssystem zum Zertrümmern von Nieren- oder Gallenstei nen bekannt. Bei dem dort beschriebenen Behandlungssystem wird zunächst eine schwache Ultraschallwelle zur Bestimmung des Vor handenseins oder Nichtvorhandenseins eines Steins und ggf. zur Lagebestimmung des Steins ausgesandt. Erst wenn festgetellt worden ist, daß der Brennpunkt der schwachen Ultraschallwelle mit der Lage eines Steins übereinstimmt, wird eine starke Ultra schallwelle zur Zertrümmerung des Steins ausgesandt. Auf diese Weise soll eine genaue und für den Patienten sichere Steinzer trümmerung gewährleistet werden.

Aus der DE 37 43 883 A1 ist ein Ultraschallbehandlungssystem bekannt, das mittels zumindest zweier Ultraschall-Oszillations elemente einen Bereich in einem zu behandelnden Körperteil auf einer Beobachtungsvorrichtung dreidimensional anzeigt. Damit soll eine Überwachung des interessierenden Bereiches des zu behandelnden Körperteils erleichtert werden.

Aus dem Artikel "Extrakorporale Stoßwellen-Lithotripsie von Gallensteinen und die Rolle der Gallenchirurgie" in der Deutschen Medizinischen Wochenschrift, 112. Jahrgang (1987), Seite 1915 bis 1917 ist bekannt, nach einer mit Stoßwellen durchgeführten Zertrümmerung eines Gallensteins die zurück bleibenden Fragmente mit medizinischen Behandlungsmitteln nachzubehandeln. Diese Behandlungsmittel, wie z. B. Ursodes oxicholsäure, werden einem Patienten oral verabreicht und sollen eine Auflösung der verbleibenden Fragmente des Gallensteins bewirken.

Aus der DE 33 28 068 A1 ist ein Stoßwellen-Zertrümmerer zum berührungslosen Zerkleinern von Konkrementen bekannt, der mehrere Stoßwellenrohre aufweist. Durch Zu- oder Abschalten einzelner Stoßwellenrohre läßt sich die einzustrahlende Ener giemenge dem zu zertrümmernden Objekt anpassen. Dabei werden bevorzugt diejenigen Stoßwellenrohre zugeschaltet, bei denen sich keine Hindernisse, wie beispielsweise Knochen in der Stoßwellenlaufstrecke befinden.

Allen diesen Vorrichtungen ist gemeinsam, daß nach der Zer trümmerung von in einem Körper vorhandenen Steinen zurückblei bende Fragmente dieser Steine entfernt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ultraschallbe handlungssystem zu schaffen, bei dem eine Entfernung von Stein fragmenten, die nach einer durchgeführten Ultraschallbehandlung zurückbleiben, nicht mehr erforderlich ist, so daß eine schnellere und wirksamere Ultraschallbehandlung ermöglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Ultraschallbehand lungssystem gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Mit der Vorrichtung zum Einführen und/oder Entnehmen von Be handlungsmittel und der erfindungsgemäßen Führung für diese Vorrichtung gemäß Anspruch 1 wird ermöglicht, daß die Ultra schallbehandlung unterstützende Behandlungsmittel, z. B. zum Fördern der Auflösung von Konkrementfragmenten, in den Körper eingeführt und auch wieder entnommen werden können.

Erfindungsgemäß wurde auch erkannt, daß Ultraschallwellen die konkrement-auflösende Wirkung eines eingeführten steinlösenden Mittels fördern. Eine bei einer bevorzugten Ausführungsform vorhandene Vorrichtung zum Zirkulieren des eingeführten stein lösenden Mittels sowie eine Überwachungsvorrichtung für die Ar beitsbedingungen des steinlösenden Mittels ermöglichen eine exakte Anpassung der Konzentration desselben und der erforder lichen Behandlungsdauer.

Verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ultraschall behandlungssystems werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen vergrößerten Schnitt durch den Hauptteil einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ultra schallbehandlungssystems;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines vollständigen er findungsgemäßen Ultraschallbehandlungssystems;

Fig. 3 und 4 vergrößerte Schnitte durch ein in Fig. 1 gezeigtes Einführungsrohr mit daran angeordneter Spritze;

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch ein in Fig. 1 ge zeigtes Einführungsrohr mit eingeführter Korbzange;

Fig. 6 einen vergrößerten Schnitt durch das Einführungsrohr, in das eine Spritzenkanüle entsprechend Fig. 3 einge führt und mit einer Wasser-Speise/Saug-Pumpe verbunden ist;

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht einer zweiten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Ultraschallbehand lungssystems;

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Ultraschallbehand lungssystems der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht einer dritten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Ultraschallbehand lungssystems;

Fig. 10 eine vergrößerte Schnittansicht einer vierten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Ultraschallbehand lungssystems;

Fig. 11 einen vergrößerten Schnitt durch ein Einführungsrohr gemäß einer fünften Ausführungsform des Ultraschall behandlungssystems;

Fig. 12 eine vergrößerte Schnittansicht einer sechsten Aus führungsform des erfindungsgemäßen Ultraschallbe handlungssystems;

Fig. 13 eine schematische Darstellung der Gesamtstruktur eines Ultraschallbehandlungssystems der sechsten Ausführungsform;

Fig. 14 eine vergrößerte Darstellung einer Vorrichtung zur Führung einer Behandlungsvorrichtung gemäß der sech sten Ausführungsform;

Fig. 15 eine schematische Darstellung einer modifizierten Vorrichtung zur Führung der Behandlungsvorrichtung der sechsten Ausführungsform;

Fig. 16 eine schematische Darstellung des Hauptteils einer siebten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ultra schallbehandlungssystems;

Fig. 17 eine schematische Darstellung einer achten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Ultraschallbehand lungssystems;

Fig. 18 eine schematische Darstellung einer neunten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Ultraschallbehand lungssystems;

Fig. 19 eine schematische Darstellung einer zehnten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Ultraschallbehand lungssystems;

Fig. 20 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Lage einer Einstichkanüle zur Einfüh rung eines steinlösenden Mittels;

Fig. 21 beispielhaft eine schematische Darstellung, bei wel cher ein Ballonkatheter als Einstichkanüle zur Ein führung von steinlösendem Mittel verwandt wird;

Fig. 22 eine Ansicht einer elften Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Schnitt durch den Hauptteil eines Ultraschallbehandlungssystems dargestellt ist;

Fig. 23 eine Schnittansicht des Hauptteils des Ultraschallbe handlungssystems einer zwölften Ausführungsform;

Fig. 24 eine Schnittansicht des wesentlichen Teils einer dreizehnten Ausführungsform des Ultraschallbehand lungssystems;

Fig. 25 eine Auftragung der Impedanzcharakteristika eines Ul traschalloszillationselements in einem Ultraschall generator des Ultraschallbehandlungssystems gemäß der zwölften und dreizehnten Ausführungsform;

Fig. 26 und 27 Darstellungen, ähnlich wie Fig. 22, einer vierzehnten und fünfzehnten Ausführungsform mit jeweils einer Teilansicht des wesentlichen Teils des Ultraschallbe handlungssystems;

Fig. 28 eine schematische Darstellung einer sechzehnten Aus führungsform des Ultraschallbehandlungssystems;

Fig. 29 eine vergrößerte Schnittansicht, die die Art ver deutlicht, auf welche eine Steinzertrümmerung vor genommen wird;

Fig. 30 eine schematische Darstellung, die die Art verdeut licht, auf die ein Ballonkatheter verwandt wird, der von dem verschieden ist, der bei der Steinzertrümme rung gemäß Fig. 28 verwandt wird;

Fig. 31 eine vergrößerte Schnittansicht des Hauptteils des in Fig. 30 gezeigten Ballonkatheters; und

Fig. 32 einen Aufriß eines anderen Beispiels eines bei der Steinzertrümmerung verwandten Ballonkatheters.

Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Vorrichtung zur Führung eines Behandlungsinstruments, etwa einer Durchstichkanüle, die durch die ultraschallerzeugende Vorrichtung und die Vorrichtung mit dem Ultraschall übertragen dem Medium führt, beschrieben. In Fig. 1 und 2 bezeichnet (1) ein Ultraschallbehandlungssystem, (2) einen menschlichen Kör per, (3) ein Therapiebett, (4) ein Konkrement im menschlichen Körper und (5) einen Hochleistungsultraschallgenerator mit einer Vielzahl von Ultraschalloszillationselementen, die an der inneren Seite einer sphärischen Schale nebeneinander angeordnet sind. Der Ultraschallgenerator (5) wird von einem Ultraschallantriebskreis (6) betrieben, um Ultraschallwellen hoher Leistung auf den Brennpunkt F einer sphärischen Schale zu richten. Ein Wasser sack (7) aus einem weichen Kunststoff, der mit einem Ultraschall übertragungsmedium wie Wasser gefüllt ist, ist zwischen dem Ultraschallgenerator (5) und dem menschlichen Kör per (2) angeordnet. Der Ultraschallgenerator (5) wird mit Hilfe einer Bewegungsvorrichtung (8) unter Verwendung beispielsweise eines elektromagnetischen Motors oder einer hy draulischen Einheit in drei Richtungen bewegt und gedreht. Die Bewegungsvorrichtung (8) ist an der Oberseite eines Hauptkör pers (9) des Ultraschallbehandlungssystems angeordnet, das mit Hilfe der Laufrollen (10) beweglich ist. Ein die Wassermen ge einstellendes Gerät (11), das Wasser oder ein anderes Ultra schallwellen übertragendes Medium in den Wassersack (7) abgibt und daraus aufnimmt, ist innerhalb des Hauptkörpers (9) ange ordnet. Eine Positionierungsvorrichtung (13) bestimmt die Lage des Konkrements (4) im menschlichen Körper (2) mit Hilfe eines Ultraschalloszillationselements (12) zur Positionsbestimmung, das ungefähr im Zentrum des Ultraschallgenerators (5) angeordnet ist. Der Ultraschallgenerator (5) kann durch die Positionierungsvorrichtung (13) auf ein Positionierungssignal eines Schaltkreises (14) hin, der die Positionierungsvorrichtung (13) bil det, bewegt werden, so daß der Konvergenzpunkt der vom Ultraschallgenera tor (5) ausgesandten Ultraschallwelle mit der Lage des Konkre ments (4) zusammenfällt.

Der das Positionierungssignal erzeugende Schaltkreis (14) hat Funktionen zur Aussendung von Signalen an das Oszillationsele ment (12) und zum Empfang von Signalen davon sowie zur Verarbei tung der empfangenen Signale. Der Schaltkreis (14) schickt ein ultraschalltomographisches Signal, das durch die Verarbeitung von Signalen erzeugt wird, an eine Anzeige (15), um ein ultra schalltomographisches Bild darzustellen. Die Positionierungs vorrichtung (13) mit dem Schaltkreis (14) ist mit einer Vor richtung zur Anweisung der Position, etwa einem Schreibstift, einer Positionierungstaste in einer Tastatur, einer Maus oder einem Joy-stick, ausgestattet, die die Position auf der Anzei gefläche der Anzeige (15) anweist. Die gewünschte Position eines Markierungszeichens auf der Anzeigefläche wird durch Handhabung der Positionszuordnungvorrichtung zugeordnet. Durch vorherige Einstellung der Markerstellung auf die auf der Anzei gefläche wiedergegebene Lage des Konkrements 4′ wird die räum liche Lage der zugeordneten Position bestimmt. Ein Positionie rungssignal, das angibt, wohin die derzeitige Position des Kon vergenzpunkts bewegt werden soll, wird als Antwort auf diese Bestimmung erzeugt. Das Positionierungssignal wird an die Bewe gungsvorrichtung (8) weitergegeben, um den Bewegungsmotor zur Verlagerung des Ultraschallgenerators (5) anzu treiben. Gleichzeitig damit stellt die die Wassermenge einstel lende Vorrichtung (11) die Wassermenge in Wassersack (7) ein, um zu vermeiden, daß sich ein Luftraum zwischen dem Wassersack (7) und dem menschlichen Körper (2) bildet.

Wie in Fig. 1 gezeigt, hat der Ultraschallgenerator (5) dieser speziellen Ausführungsform eine Vielzahl von Ultraschalloszil lationselementen (16), die auf der inneren Seite einer sphäri schen Schale angeordnet sind, welche vom Wassersack (7) begrenzt bzw. abgeschlossen wird, der mit dem Ultraschall übertragenden Medium, etwa Wasser, gefüllt ist. Von den Ultraschalloszilla tionselementen (16) gehen starke Ultraschallwellen aus, die über die von den gestrichelten Linien angezeigte Fläche über tragen werden und im Brennpunkt F der sphärischen Schale zusammenlaufen. Der Ultraschallgenerator (5) ist mit einem Ultraschalloszillationselement zur Positionsbestim mung ausgestattet, mit dem das zu behandelnde Objekt, etwa ein Konkrement, in einer Stellung entlang der zentralen Achse des Elements lokalisiert werden kann. Ein ultraschalltomographi sches Bild einer durch die ausgezogenen Linien (18) wiederge gebenen Flächen wird über dieses Oszillationselement (12) er halten. Ein Insertions- oder Einführungsrohr (20) bildet eine Führung bzw. einen Durchgang, in welche(n) eine Kanüle (19) oder dergleichen eingeführt werden kann, so daß sie durch den Wassersack (7) und den Ultraschallgenerator (5) durchtritt. Das Einführungsrohr (20) ist mit einem Ende an der Oberfläche des Wassersacks (7) befestigt und mit dem anderen Ende an dem Verbindungsstück (21) für das Einführungsrohr. Das Verbindungsstück (21) kann entlang der äußeren Oberfläche der spärischen Schale des Ultraschallgenerators (5) gleitend bewegt werden. Die sphärische Schale ist mit einer Führungsöffnung (22) ausgestattet, so daß das Einführungsrohr (20) durch die Öffnung im Ultraschalloszillationselement (16) bewegt werden kann. Das vordere Ende einer Spritze (24) kann fest an der Einführungsöffnung (23) des Einführungsverbindungsstücks (21) angeordnet werden.

Fig. 3 und 4 zeigen Einzelheiten des Einführungsrohrs (20). Das Einführungsrohr (20) ist aus biegsamem Rohr hergestellt und ist verlängerbar, so daß es der Gleitbewegung des Einführungsrohrs (20) und der Auf- und Abbewegung des Wassersacks (7) folgen kann. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist das Einführungsrohr (20) an einem Verbindungsstück (25) mit dem Wassersack (7) verbunden und mit dem Verbindungsstück (21) des Einführungsrohrs an dessen inne rer peripherer Oberfläche (26). Wenn das Einführungsrohr (20) aus starrem Rohr hergestellt ist, wie in Fig. 4 gezeigt, ist es am Wassersack (7) über ein Verbindungsglied (27) befestigt. Wasserdichtigkeit zwischen dem Einführungsrohr (20) und dem Verbindungs stück (21) wird mit Hilfe eines wasserdichten Teils (28), etwa einem O-Ring, hergestellt, wobei das Einführungsrohr (20) in der durch einen Pfeil in der Abbildung gezeigten Richtung gleitend bewegt werden kann.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die zeigt, daß ein Behandlungsinstrument, etwa eine von der Kanüle (19) verschie dene Korbzange (29), in das Einführungsrohr (20) eingeführt werden kann. Da das Einführungsrohr (20), in das die Behand lungsinstrumente eingeführt werden, zwischen dem Wassersack (7) und dem Ultraschallgenerator (5) auf die beschrie bene Weise befestigt ist, kann ein Ultraschallwellen übertra gender Stab eines auf mechanischer Vibration beruhenden Ultra schall-Steinzertrümmerers oder eine Steinzertrümmerungssonde, die elektrisch eine Wasserdruck-Stoßwelle erzeugt, zur Stein zertrümmerung direkt eingeführt werden.

In Fig. 6 ist ein Gehäuse gezeigt, in dem die Kanüle (19) mit einer Speise/Saug-Pumpe (31) verbunden ist. Die Kanüle (19) ist über einen Adapter (30) mit einem Rohr (32) verbunden und das Rohr (32) über eine Rollen- oder Quetschpumpe (33) mit einem Reservoir (34), das eine Flüssigkeit oder angesaugtes Material enthält.

Der Betrieb des Ultraschallbehandlungssystems (1) dieser spe ziellen Ausführungsform ist nachstehend beschrieben. Der Haupt körper (9) des Ultraschallbehandlungssystems wird zuerst mit tels der Laufrollen (10), wie in Fig. 2 gezeigt, in die Nähe des Therapiebetts (3) gebracht. Der Ultraschallgenera tor (5) wird dann mit Hilfe der Bewegungsvorrichtung (8) so ge dreht und verlagert, daß der Wassersack (7) sich in Kontakt mit dem menschlichen Körper (2) befindet. Der Konvergenzpunkt der vom Ultraschallgenerator (5) ausgesandten Ultra schallwellen wird mit Hilfe der Positionierungsvorrichtung (13) in Übereinstimmung mit der Lage des Konkrements gebracht. Wäh rend die Lage des Konkrements (4) und anderer Organe auf der Anzeigenfläche der Anzeige (15) beobachtet wird, wird die Ka nüle (19) in das Einführungsrohr (20) eingeführt und die Spitze der Kanüle (19) durch Durchstechen der Haut des Patienten (2) in eine Stellung in der Nähe des Konkrements (4) gebracht. Das Verbindungsstück (21) des Einführungsrohrs kann zur Veränderung der Durchstichrichtung über die äußere Oberfläche der sphäri schen Hülle gleitend verschoben werden, so daß die Kanüle (19) kein anderes Organ als das Zielorgan, beispielsweise die Galle, durchdringt. Eine geeignete Menge an steinlösendem Mit tel wird über die Spritze (24) in die Gallenblase injiziert. Nach Injektion des steinlösenden Mittels wird der Ultraschallan triebskreis (6) gestartet, um das Konkrement (4) mit Ultra schallwellen hoher Energie zu bestrahlen. Das Konkrement wird dann durch Zusammenwirkung des steinlösenden Mittels und der Ultraschallwellen zerstört. Der aufgelöste Inhalt wird durch die Kanüle (19) mit der Spritze (24) abgezogen. Falls mit einer Behandlung keine vollständige Auflösung stattfindet, wird die oben beschriebene Arbeitsweise wiederholt. Alternativ können Instrumente zur Steinbehandlung, etwa die in Fig. 5 gezeigte Korbzange (29), zur Zerlegung des Konkrements (4) in Stücke, die kleiner sind als eine vorgegebene Dimension, eingeführt werden, und danach die Konkrementstücke durch Injektion des steinlösenden Mittels und Bestrahlung mit Ultraschallwellen aufgelöst werden. Die Injektion des steinlösenden Mittels und das Abführen des gelösten Inhalts können auch mit Hilfe der Speise/Saug-Pumpe (31) (siehe Fig. 5) wie auch mit Hilfe der Spritze (24) bewirkt werden.

Der Zugang zum Zielorgan kann ohne Durchstechen anderer Organe auf verläßliche Weise durch Einführen der Kanüle (19) und ande rer Behandlungsinstrumente erreicht werden, da das Einführungs rohr (20) im Ultraschallbehandlungssystem dieser speziellen Ausführungsform beweglich ist. Bemerkenswerte Wirkungen, etwa eine gute Auflösung von Gallenkonkrementen, können erreicht werden, da eine Hilfstherapie mit anderen Behandlungsinstrumen ten als Kanülen zur Injektion von steinlösenden Mitteln möglich ist, da das Einführungsrohr (20) verschiedene Behandlungsinstru mente aufnehmen kann. Stein- oder konkrementlösende Mittel, die erfindungsgemäß verwandt werden können, schließen t-Butylme thylether, Monooctanoin, d-Limonen, Dimethylsulfoxid, Natrium hexametaphosphat, Natriumethylendiamintetraacetat und beliebige Kombinationen derselben ein.

Obwohl das Ultraschallbehandlungssystem in der oben erwähnten Ausführungsform als System zur Förderung der Auflösung von Kon krementen, wie Gallensteinen, beschrieben ist, kann das erfin dungsgemäße Ultraschallbehandlungssystem auch für andere Be handlungen verwandt werden, beispielsweise für die Hyperther miebehandlung zur Heilung von Krebs oder für die Ultraschall- PDT-Methode. In der erstgenannten hyperthermischen Methode wird ein Material, das bei der Bestrahlung mit Ultraschallwellen Wärme erzeugt, beispielsweise ein Material wie Silicongummi, Polyethylen, Acrylharz, Tetrafluorethylen, das dem lebenden Körper nicht schadet, dem zu behandelnden Objekt anstelle der steinlösenden Flüssigkeit zugeführt. In der letztgenannten Ul traschall-PDT-Methode wird ein lichtempfindliches Material, wie Hematoporphyrinderivate und Pheophorbid a, injiziert.

Bei der Therapie von Krebs oder Tumoren kann ein Medikament zur Behandlung zusammen mit dem Material für die hyphothermische Behandlung und/oder dem lichtempfindlichen Material verwandt werden.

Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Das Ultraschallbehandlungssystem (1A) dieser Ausführungsform stimmt im wesentlichen mit dem in Fig. 1 gezeigten Ultraschall behandlungssystem (1) überein, abgesehen davon, daß ein oder mehrere Einführungsrohre (20′), die durch den Wassersack (7) und den Ultraschallgenerator (5) zur Ausbildung einer Führung bzw. eines Durchgangs für Behandlungsinstrumente durchführen, auf eine Weise angeordnet sind, daß zwischen zwei Einführungsrohren (20) und (20′) ein Ultraschalloszillationselement (12) zur Posi tionsbestimmung vorhanden ist. Das Einführungsrohr (20′) ist mit dem Wassersack (7) und dem Ultraschallgenerator (5) an anderer Stelle verbunden, hat jedoch die gleiche Struk tur, wie das Einführungsrohr (20). Das heißt, daß das Einführungs rohr (20′) an einem Ende mit der Oberfläche des Wassersacks (7) und mit dem anderen Ende mit dem Verbindungsstück (21′) des Einführungsrohrs verbunden ist. Das Verbindungsstück (21′) ist gleitend über die Oberfläche der sphärischen Hülle des Ultra schallgenerators (5) bewegbar. In dem Ultraschallgenerator (5) ist ein Führungsloch (22′) vorhanden, so daß das Einführungsrohr (20′) in einer Öffnung zwischen den Ultraschalloszillationselementen (16) bewegbar ist. In Fig. 7 ist die Spritze (24) mit der Kanüle (19) in das Einführungsrohr (20) eingeführt, während ein Ultraschall-Steinzertrümmerer (36) mit einem Ultraschallwellen übertragenden Stab (35) mit sehr kleinem Durchmesser in das Einführungsrohr (20′) eingeführt ist. Diese Struktur erlaubt es, verschiedene Behandlungsinstrumente miteinander zu kombinieren. Es ist natürlich möglich, mehr als nur zwei Einführungsrohre an zuordnen.

Da der gesamte Aufbau des Ultraschallbehandlungssystems (1A) dieser Ausführungsform mit der der in Fig. 1 und 2 gezeigten er sten Ausführungsform identisch übereinstimmt, ist der Betrieb bis zur Injektion des steinlösenden Mittels mit Hilfe der Kanüle (19) identisch mit dem der ersten Ausführungs form. Falls die Auflösung des Konkrements nicht ausreicht, wird das vordere Ende des ultraschallübertragenden Stabs (35) auf die gleiche Weise vorgeschoben, wie die Kanüle (19) und der Steinzertrümmerer (36) zur Zerstörung des Konkrements in Gang gesetzt. Nach Zerstörung des Konkrements in einzelne Stücke wird der Ultraschallantriebskreis (6) angestellt, um die Kon kremente (4) mit Ultraschallwellen hoher Energie zu bestrahlen. Nach Auflösung der Konkremente (4) wird der Lösungsinhalt durch die Kanüle (19) mit Hilfe der Spritze (24) abgezogen. Hilfstech niken zur Zerstörung des Konkrements sind nicht auf die Verwen dung eines Ultraschall-Steinzertrümmerers (36) beschränkt. An dere Korbzangen (29) und Steinzertrümmerer, die mit über elek trohydraulischen Druck erzeugten Stoßwellen arbeiten, können verwandt werden. Die Kanülen (19), die mit den in Fig. 6 gezeigten Wasser-Speise/Saugpumpen (31) verbunden sind, wer den in die Einführungsrohre (20, 20′) eingeführt, um die stein lösende Flüssigkeit zu injizieren und gleichzeitig den gelösten Inhalt abzuziehen. Die Konkrement auflösende Behandlung mit Ul trabeschallung kann durchgeführt werden, während die medizini sche Flüssigkeit auf diese Art und Weise zirkuliert wird.

Da eine Vielzahl von Führungen bzw. Durchgängen für die Einfüh rung von Behandlungsinstrumenten in dieser speziellen Ausfüh rungsform des Ultraschallbehandlungssystems (1A) vorhanden sind, kann die Ultraschall-Steinzertrümmerung gleichzeitig mit einer Hilfstherapie durch Injektion eines steinlösenden Mittels und Abziehen des aufgelösten Nierenkonkrements realisiert wer den, was zu einem verbesserten therapeutischen Effekt führt.

Fig. 8 zeigt eine dritte und vierte Ausführungsform der Erfin dung. Ein Hochleistungsultraschallgenerator (5′) umfaßt ein einzelnes konkaves oszillierendes Element (37). Das Element (37) wird von einem Ultraschallantriebskreis (6′) so betrie ben, daß die erzeugten Ultraschallwellen in einem Brennpunkt F zusammenlaufen. Das konkave Oszillationselement (37) ist mit Hilfe eines ringförmigen Befestigungselements (38) an dem Hauptkörper des Ultraschallgenerators befestigt. Ein aus einem weichen Kunststoff hergestellter Wassersack, der mit Wasser gefüllt ist, ist zwischen dem menschlichen Körper (2) und dem Ultraschallgenerator (5′) angeordnet. Weiterhin ist ein Einführungsrohr (20′′) vorhanden, das durch einen Teil der sphäri schen Oberfläche des konkaven Oszillationselements (37) und den Wassersack (7) unter Ausbildung einer Führung bzw. eines Durch gangs durchtritt und in das ein Behandlungsinstrument einge führt wird. Das auf der Seite des Elements (37) befindliche Ende des Einführungsrohrs (20′′) kann entlang der sphärischen Oberfläche des konkaven Oszillationselements (37) verschoben werden. Ein Ultraschalloszillationselement (12′) zur Positions bestimmung ist an einem Teil der äußeren Peripherie des Ultraschallgenera tors (5′) angeordnet. Die zentrale Achse eines sektorförmigen Beobachtungsbereichs fällt mit dem Brennpunkt F des Ultraschallgenerators (5′) zusammen. Das Ultraschalloszillationselement (12′) ist mit einer Ultraschallbeobachtungsvorrichtung (B) zur Abbildung eines ultraschalltomographischen Bildes auf einem Monitor (M) verbunden.

Fig. 9 zeigt die dritte Ausführungsform des Ultraschallbe handlungssystems (1B) mit dem Ultraschallgene rator (5′), der in seinem Inneren mit dem konkaven Oszillationselement (37) ausgestattet ist. Der Ultraschallgenerator (5′) schließt weiterhin das Befestigungselement (38) für das Os zillationselement, ein sphärisches Trägerelement (39) und den mit einem Ultraschall übertragenden Medium, wie Wasser, gefüll ten Wassersack (7) ein. Dazwischen ist das Einführungsrohr (20′′) angeordnet, das durch den Wassersack (7) und das Trägerelement (39) führt. Das Einführungsrohr (20′′) ist auf der Seite des Trägerelements (39) mit einem Einführungsrohr-Verbindungsstück (21′′) verbunden. Das Verbindungsstück (21′′) ist entlang der äußeren sphärischen Oberfläche des Trägerelements (39) gleitend verschiebbar. Führungsöffnungen (22′′) und (40) sind am Träger element (39) und einem Teil der sphärischen Oberfläche des kon kaven Oszillationselements (37) jeweils vorhanden, so daß das Einführungsrohr (20′′) bewegbar ist. Das Ultraschalloszillations element (12′) zur Positionsbestimmung ist mit Hilfe eines Befe stigungsglieds (41) lösbar an einem Teil der äußeren Peripherie des Ultraschallgenerators (5′) befestigt.

Der Betrieb des Ultraschallbehandlungssystems (1B) dieser Aus führungsform wird nachstehend beschrieben. Der Ultraschallgenerator (5′) für zusammenlaufende Ultraschallwellen ist so angeordnet, daß er über den Wassersack (7) an den menschlischen Körper (2) an liegt. Das Ultraschalloszillationselement (12′) zur Positions bestimmung ist zur Beobachtung des Körperinneren an den mensch lichen Körper (2) gepreßt. Die Bewegung und Fixierung des Ultraschallgene rators (5′) für konvergierende Ultraschallwellen wird manuell oder mit Hilfe eines einfachen Aufbaus (nicht gezeigt) vorgenom men. Das das Innere des Körpers wiedergebende ultraschalltomo graphische Bild wird auf dem Monitor (M) wiedergegeben (sie he Fig. 8). Das Konkrement im zu behandelnden Teil des Körpers wird gesucht und in eine Position bewegt in der das Konkrement auf dem Monitor abgebildet wird. Dann wird das Verbindungsstück (21′′) des Einführungsrohrs (20′′) verschoben, um es in eine Richtung zu bewegen, in der die Kanüle (19) keine anderen Organe als die Galle durchdringt, falls ein Gal lenstein vorliegt. Nachdem die Kanüle (19) die Körper teile in der Nähe des Konkrements (4) durchstochen hat, wird die Spritze (24) betrieben, um ein steinlösendes Mittel in den Teil um das Konkrement zu injizieren. Danach wird der Ultra schallantriebskreis (6′) (siehe Fig. 8) angestellt, um das Kon krement mit konvergierenden Ultraschallwellen hoher Energie zu bestrahlen. Nach Auflösung des Konkrements wird der gelöste In halt über die Kanüle (19) mit Hilfe der Spritze (24) abgezogen. Falls vollständige Auflösung des Konkrements nicht mit einer Behandlung erreicht worden ist, wird die oben beschriebene Ar beitsweise wiederholt oder eine Steinzertrümmerung unter Ver wendung verschiedener Behandlungsinstrumente, wie Korbzangen, Ultraschall-Steinzertrümmerer, einer Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen mit Hilfe elektrohydraulischen Drucks, als Hilfstherapie versucht.

Da der Ultraschallgenerator (5′) für konvergierende Ultraschallwellen ein einzelnes konkaves Oszillationselement (37) verwendet, ist das System von kompakter Größe. Dementsprechend kann ein einzelner Bediener das System einfach handhaben.

Fig. 10 zeigt eine vierte Ausführungsform des Ultraschallbe handlungssystems (1C). Der Ultraschallgenerator (5′) für konvergierende Ultraschallwellen dieser Ausführungsform stimmt im wesentlichen mit dem in Fig. 8 gezeigten überein, außer daß ersterer mit einem Element (42) versehen ist, das die Position eines Behand lungsinstruments, etwa einer Korbzange (29), fixiert. Die Spit ze der Zange fällt mit dem Konvergenzpunkt des Ultraschallgenerators (5′) zusammen, wenn die Korbzange (29) fixiert ist.

Nachstehend wird der Betrieb des Ultraschallbehandlungssystems (1C) dieser speziellen Ausführungsform beschrieben. Da das Sy stem insgesamt so ausgebildet ist, wie in Fig. 8 gezeigt, ist der Betrieb bis zur Injektion des steinlösenden Mittels unter Verwendung einer Kanüle (19) identisch mit dem der dritten Aus führungsform. Danach wird ein Behandlungsinstrument, wie etwa eine Korbzange (29), auf die gleiche Weise wie die Kanüle (19) vor geschoben, so daß die Spitze in der Nähe des Konkrements ange ordnet ist und das Konkrement mit dem Korb ergreift. Nachdem die Korbzange durch das Fixierelement (42) während der Behand lung fixiert worden ist, wird der Ultraschallgenerator (5′) angestellt, um das Konkrement mit Ultraschallwellen hoher Energie zu bestrah len.

Da das Konkrement (4) gemäß der vierten Ausführungsform mit Hilfe der Korbzange (29) im Konvergenzpunkt der Ultraschallwel len hoher Energie fixiert ist, treffen die eingestrahlten Ultra schallwellen zuverlässig auf das Konkrement (4) auf. Auf diese Weise wird der therapeutische Effekt weiter verbessert.

Fig. 11 zeigt detailliert den Aufbau eines Einführungsrohrs (20) einer fünften Ausführungsform eines Ultraschallbehand lungssystems (1D). Eine Skalenplatte (43) zeigt den Betrag an, um den die Kanüle (19) und die Spritze (24) verschoben wird. Eine Platte mit einer Winkelanzeige (44) zeigt den Betrag an, um den das Verbindungsstück (21) des Einführungsrohrs ver schoben wird, d.h. das Ausmaß der Bewegung des Einführungsrohrs (20).

Wenn das Behandlungsinstrument, etwa die Kanüle (19), ein Körperteil in der Nähe des Konkrements, das Ziel der Behandlung mit dem Ultraschallbehandlungssystem (1D) dieser speziellen Ausführungsform ist, durchdringt, ist es möglich, das System so zu betreiben, daß Länge und Richtung, in der die Kanüle (19) eindringt, gemäß der Einteilung auf der Skalenplatte (43) und auf der den Winkel angebenden Platte (44) nach Bestätigung der Entfernung des Ziels und des Winkels durch die Ultraschallbeo bachtungsvorrichtung vorgegeben werden. Hierdurch wird es mög lich, das Behandlungsinstrument in eine Zielstellung zu brin gen.

In den vorgenannten Ausführungsformen ist die Vorrichtung zur Führung des Behandlungsinstruments, etwa einer Einstichkanüle, d.h. des Einführungswegs unter Einschluß des Einführungsrohrs (20, 20′ oder 20′′), so angeordnet, daß sie durch den Ultra schallgenerator (5, 5′), der die Vorrichtung zur Erzeugung der Ultraschallwellen darstellt, und den Wassersack (7), der die Vorrichtung mit dem Medium zur Übertragung der Ultraschallwel len darstellt, führt. Solch eine Struktur ist jedoch etwas kom pliziert.

Aus diesem Grunde wird eine Ausführungsform der Erfindung be schrieben, in der die Vorrichtung zur Führung eines Behand lungsinstruments so angeordnet ist, daß sie nicht durch die Ultraschall erzeugende Vorrichtung und die Ultraschall über tragende Vorrichtung führt.

Fig. 12 und 13 zeigen eine sechste Ausführungsform des Ultra schallbehandlungssystems (1E) gemäß der Erfindung. Ein Genera tor (5′′) für konvergierende Ultraschallwellen umfaßt ein kon kaves Oszillationselement oder eine Vielzahl von Ultraschall oszillationsvorrichtungen (37). Der Generator (5′′) weist auf der Ultraschall generierenden Seite einen Wassersack (7) auf. Der Generator (5′′) ist an der äußeren Peripherie eines ring förmigen Trägers (46) befestigt. Der ringförmige Träger (46) ist fest an einem Halterahmen (48) angebracht, der durch einen Trägerschaft (47) gehalten wird. Das Oszillationselement (37) des Generators (5′′) wird durch einen Ultraschallantriebskreis (6′) betrieben. Die erzeugten Ultraschallwellen setzen sich durch den Wassersack (7), der zwischen dem menschlichen Körper (2) und dem Generator (5′′) angeordnet ist, fort und laufen in einem Brennpunkt (F) zusammen, der sich in einem Konkrement (4) befindet. Die Einstellung des Generators (5′′) zum menschlichen Körper (2) auf dem Therapiebett (3) wird vom Bediener manuell vorgenommen oder von einer Positionssteuereinrichtung, die einen Motor und dergleichen einschließt.

Eine nach außen ragende Befestigung (49) zur Führung von Be handlungsinstrumenten ist an einem Teil des ringförmigen Trä gers (46) vorgesehen. Die Befestigung (49) zur Führung der In strumente umfaßt einen Halter (52) zur lösbaren Befestigung von Instrumenten zur Injizierung medizinischer Flüssigkeiten, etwa einer Kanüle (50) und einer Spritze (51), wie in Fig. 14 gezeigt. Der Halter (52) ist auf einer Führungsschiene (53) verschiebbar angeordnet. Entlang der Führungsschiene (53) ist eine den Winkel anzeigende Graduierung eingraviert, so daß die Durchstichrichtung der Kanüle (50) der Spritze (51) im Halter an der Graduierung (54) abgelesen werden kann.

Die Injektion einer medizinischen Flüssigkeit aus der Kanüle (50) in die Galle wird aus einer Flüssigkeitsflasche (58) mit Hilfe einer Quetschpumpe (57) durchgeführt, welche über einen Schlauch (55) und ein Dreiwegeventil (56) mit der Spritze (51) verbunden ist, wie in Fig. 12 gezeigt. Das Abfüh ren des gelösten Konkrements wird durch Umschalten des Dreiwe geventils (56) und Betreiben der Saugpumpe (59) durchgeführt.

Der Träger (46) ist in einem Teilstück mit einem nach außen wegragenden Sondenhalter (60) ausgebildet. Eine Ultraschallbeo bachtungssonde, die ein Ultraschalloszillationselement (12′′) zur Positionsbestimmung einschließt, wird lösbar vom Halter (60) gehalten. Das befestigte Oszillationselement (12′′) ist so angeordnet, daß der Brennpunkt F des Generators (5′′) auf der zentralen Achse des Beobachtungssektors lokalisiert ist. Das Oszillationselement (12′′) ist mit einer Ultraschallbeobach tungsvorrichtung (61) verbunden, um ein ultraschalltomographi sches Bild auf dem Monitor (62) abzubilden. Die Ultraschall beobachtungssonde kann aus dem Halter (60) herausgenommen und allein verwandt werden.

Da im erfindungsgemäßen Ultraschallbehandlungssystem (1E) die Führungsvorrichtung für das Behandlungsinstrument nicht durch den Generator (5′′) und den Wassersack (7) führt und an der äußeren Peripherie des Generators (5′′) angeordnet ist, wird die Struktur des Systems vereinfacht und das Behandlungs instrument kann präzise eingeführt werden.

Obwohl nur eine einzelne Injektionsvorrichtung für eine medizi nische Flüssigkeit, die die Kanüle (50) und die Sprit ze (51) umfaßt, d.h. eine Führungsvorrichtung für nur ein Be handlungsinstrument, vorhanden ist, kann auch eine Vielzahl von Führungsvorrichtungen an der äußeren Peripherie des Trägers (46) angeordnet werden. Auf diese Weise kann simultan zur In jektion der medizinischen Flüssigkeit die Rückführung des auf gelösten Konkrements erfolgen.

Falls die Befestigung (49) für das Behandlungsinstru ment auf einer Führungsschiene (63) angeordnet ist, die entlang der äußeren Peripherie des Trägers (46) gemäß Fig. 15 so ausgebildet ist, daß die Befestigung entlang der Schiene (63) in Pfeilrichtung entlang gleiten kann, kann das Einstechen der Ka nüle (50) aufgrund des mit Hilfe des Ultraschalloszillations elements (12′′) zur Positionsbestimmung beobachteten Bildes in optimaler Stellung und in optimaler Richtung durchgeführt wer den.

Falls der Sondenhalter (60) entlang der Führungsschiene (63) verschiebbar ist, kann das Einstechen der Kanüle (50) auf das über das Oszillationselement (12′′) erhaltene tomographische Bild hin in optimaler Stellung durchgeführt werden.

Es ist möglich, die vorgenannten Ausführungsformen an der Spitze des Behandlungsinstruments, etwa einer Kanüle, mit einem Drucksensor zur Messung des Drucks in der Gallenblase, einem Mechanismus zur Einstellung der Menge an zu injizierender medi zinischer Flüssigkeit, einem thermischen Sensor zur Messung der Temperaturerhöhung der Gallenblase als Folge der Ultraschallbe strahlung sowie einem Mechanismus zur Steuerung der Zeit, Ener gie etc. der Ultrabeschallung zu versehen. Das Vorhandensein solcher Vorrichtungen führt zu einem noch effektiveren Ultraschall behandlungssystem.

Erfindungsgemäß können auch von Kanülen verschiedene Behandlungsinstrumente präzise und ohne Probleme zur Therapie einer Krankheit eingeführt werden und die Ge winnung des gelösten Konkrements kann sehr leicht durchgeführt und damit eine schnelle Behandlung erzielt werden.

Fig. 16 zeigt eine siebte Ausführungsform. Diese Ausführungs form stimmt im wesentlichen mit der dritten und vierten Ausfüh rungsform gemäß Fig. 9 überein. Von der dritten Ausführungsform weicht sie jedoch dahingehend ab, daß die Führungsvorrichtung kein Einführungsrohr ist und selbstdichtendes Material (22′′′, 40′ und 7′) umfaßt, das jeweils an der Stelle der Führungsöff nungen (22′′) und (40′) und dem Teil der Wassersackmembran, der sich auf einer durch die Öffnungen (22′′) und (40′) gehenden Linie befindet, vorhanden ist. Das selbstdichtende Material besteht aus Silicongummi mit einer Dicke von 5 mm. Die Kanüle (19) führt unter Beibehaltung der Wasserdichtigkeit durch das Dichtungsmaterial. Selbst wenn die Kanüle (19) aus dem Dichtungsmaterial entfernt wird, schließt sich das Einstichloch von selbst und verhindert den Austritt von Wasser aus dem Was sersack (7).

Fig. 17 zeigt eine achte Ausführungsform der Erfindung. Der Ul traschallgenerator (5′) wird von einem Trägerarm (65) gehalten, der auf den oberen Teil eines Trägers (64) montiert ist, so daß die Ultraschallwellen durch einen Wassersack (7) auf das zu be handelnde Objekt (4) konvergierend zulaufen. Der Generator (5′) kann mit Hilfe des Trägerarms auf beliebige Weise und in einer beliebigen Position in Stellung gebracht werden. Die Befestigung (49) zur Führung der Kanüle (50) und eine Ultraschallsonde (12′′′) zur Beobachtung des Körperinneren sind um den Generator (5′) befestigt. Die Befestigung (49) führt Behandlungsinstrumente zu dem zu behandelnden Teil oder Konkrement (4), etwa einen Katheter, der medizinische Flüssigkeit aus einem Reservoir (66) zum Konkrement (4) hin- und wieder zurückführt. Eine Injektions- und Rückführvorrichtung (67), eine Ultraschallbeo bachtungsvorrichtung (62′′) und ein Ultraschallantriebskreis (6′′) werden auf solche Weise gesteuert, daß eine für den Zu stand des zu behandelnden Konkrements (4) geeignete Behandlung durch geführt werden kann.

In Fig. 18 wird eine neunte Ausführungsform der Erfindung ge zeigt. Ein Ultraschallbehandlungssystem (101) schließt einen Ultraschallgenerator (104) ein, der beweglich auf einem Thera piebett (103), auf dem ein menschlicher Körper (102) beruht, angeordnet ist. Der Generator (104) wird von einer Bewegungs vorrichtung (106) gehalten, die beweglich auf einem Wagen (105) angeordnet ist, der mittels Laufrollen (105a) auf dem Bett (103) in einer Richtung senkrecht zur Zeichnung bewegt werden kann, so daß die Vorrichtung in allen drei Richtungen bewegt werden kann.

Der Ultraschallgenerator (104) umfaßt ein Ultraschalloszilla tionselement (107) und einen Wassersack (108), der mit einem Ultraschall leitenden Medium, wie Wasser, gefüllt ist und auf der Vorderseite des Elements (107) angeordnet ist. Der Wasser sack (108) befindet sich in Kontakt mit der Oberfläche des Körpers (102). Eine außerhalb des Körpers angeordnete Ultra schallsonde (111) wird zur Beobachtung des Inneren des Körpers (102), etwa eines Konkrements (109) oder dergleichen in der Gallenblase (110), verwandt. Eine Beobachtungsvorrichtung (113) mit einem Monitor (112) ist mit der Ultraschallsonde (111) ver bunden.

Zur Behandlung läßt man eine Einstichkanüle (114) zur Injektion eines Stein- oder Konkrement lösenden Mittels unter Beobachtung durch die Ultraschallsonde (111) die Haut durchdringen, so daß die Spitze der Kanüle in der Nähe der Gallenblase mit dem Kon krement (109) darinnen lokalisiert ist. Die Einstichkanüle (114) ist an ihrem Basisende integral mit einem Positionsanzei ger (115) ausgestattet. Die Spitze des Anzeigers (115) zeigt auf einen graduierten Index, der am Wagen (105) befestigt ist. Die Information über die Stellung der Spitze der Einstichkanüle (114) (d.h. die Position des Gallensteins) wird über einen Stellungssensor (117) einer zentralen Recheneinheit (CPU) (118) zugeleitet, die die von dem Anzeiger (115) angezeigte Index stellung bestimmt. Die Bewegungen des Generators (104) in drei Richtungen werden von der Bewegungsvorrichtung (106) auf ein an die Bewegungsvorrichtung (106) über eine Steuereinheit (119) von der zentralen Recheneinheit (118) abgegebenes Steuersignal hin durchgeführt. Die zentrale Recheneinheit (118) ist mit einem Schalter (120) verbunden. Eine Spritze (122) zur Injek tion eines steinlösenden Mittels ist über einen Schlauch (121) mit der Basis der Einstichkanüle (114) verbunden. Die Beschrei bung der Vorrichtung, die Energie zur Erzeugung der Ultraschall wellen liefert, ist fortgelassen, jedoch wird diese Vorrichtung auch von der zentralen Recheneinheit (118) und der Steuerein heit (119) gesteuert.

Das Ultraschallbehandlungssystem dieser Ausführungsform funk tioniert wie folgt. Der Generator (104) wird vom Wagen (105) und der Bewegungsvorrichtung (106) auf eine Weise bewegt, daß die Unterseite des Wassersacks (7) sich in Kontakt mit der oberen Oberfläche des menschlichen Körpers (102), der auf dem Bett (103) liegt, wie in Fig. 18 gezeigt, befindet. Danach läßt man die Einstichkanüle (114) die Gallenblase (110) mit dem Kon krement (109) darin unter Beobachtung durch die Ultraschallson de (111) durchstechen. Durch die Spritze (114) wird steinlösen de Flüssigkeit in die Gallenblase (110) injiziert. Informatio nen über die Position der Spitze der Einstichkanüle (114) wer den der zentralen Recheneinheit (118) über den Anzeiger (115) und den Stellungssensor (117) zugeleitet. Auf Basis der Infor mationen über die Position sendet die zentrale Recheneinheit (118) ein Steuersignal über die Steuereinheit (119) zur Bewe gungsvorrichtung (106), um den Generator (104) so zu bewegen, daß die Ultraschallwellen geeignet auf dem Konkrement (109) konvergieren. Entsprechend fördert die Bestrahlung des Konkre ments (109) mit Ultraschallwellen aus dem Generator (104) die Auflösung des Konkrements (109) mit dem steinlösenden Mittel. Der therapeutische Effekt kann dadurch bemerkenswert verbessert werden.

Falls sich das Konkrement verlagert, kann es mit der Spitze der Einstichkanüle (114) verfolgt werden, was die automatische Nachführung des Generators (104) ermöglicht, da das Ausmaß der Kanülenbewegung vom Stellungssensor (117) wahrgenommen und dazu verwendet wird, die Bewegungsvorrichtung über die zentrale Recheneinheit (118) und die Steuereinheit (119) zu betätigen.

Fig. 19 zeigt eine zehnte Ausführungsform der Erfindung. Ein Ultraschallbehandlungssystem (131) schließt eine Einheit (136) mit dem Ultraschallgenerator (104), dem Wagen (105), der Bewegungsvorrichtung (106), dem Anzeiger (115) und dem Po sitionsfühler oder Stellungssensor (117) ein, wie sie im System (101) der Fig. 18 verwandt werden. Das heißt, daß im Ultraschallbehandlungssystem (131) ein in Längsrichtung bewegbarer Wagen (134) mit vier Bei nen auf den beiden Seiten der Oberseite des Therapiebetts ange ordnet ist, auf dem ein menschlicher Körper ruht. Die Einheit (136) mit einem Ultraschallgenerator (135), der Bewegungsvorrich tung für den Generator und dem Stellungssensor für die Ein stichkanüle ist auf dem Wagen (134) angeordnet.

Bei dem so ausgebildeten Ultraschallbehandlungssystem (131) läßt man die Einstichkanüle in das zu behandelnde Teil nach Maßgabe des ultraschalltomographischen Bildes eindringen, in das man auf ähnliche Weise wie im in Fig. 18 gezeigten System (101) ein steinlösendes Mittel injiziert. Danach wird die Stel lung des Anzeigers vom Sensor am Positionsmeßteil der Einstich kanüle aufgenommen und das Signal von der zentralen Rechenein heit empfangen, von der Koordinaten, zu denen die Kanüle bewegt werden soll, errechnet werden. Der Wagen (134) wird nach Maß gabe der Informationen des Stellungssensors über die Position der Einstichkanüle so bewegt, daß die Unterseite des Wasser sacks des Generators (135) auf der Oberfläche des Körpers (131) in Abstimmung mit dem zu behandelnden Teil, angeordnet wird. Danach wird die Fokussierung des Generators (135) vorgenommen. Anschließend wird der zu behandelnde Teil mit Ultraschallwellen zur Zerstörung des Konkrements bestrahlt.

Das System (131) ist insgesamt von kompakter Größe, wodurch seine Handhabung bemerkenswert verbessert wird.

Um festzustellen, ob die Spitze der Einstichkanüle (114) in der Nähe des Konkrements (109) lokalisiert ist, ist ein Drucksensor (130) vorhanden, der den durch den Ultraschallbehandlungsstrahl gebildeten Druck an der Spitze der Einstichkanüle (114) zur Po sitionssteuerung wahrnimmt. Das bedeutet, wenn der Ausgabewert des Drucksensors (130) höher ist als ein vorgegebener Wert, steht dies dafür, daß der Ultraschallstrahl in der Nähe des Konkrements (109) auftrifft. Wenn der Ausgabewert kleiner ist als ein vorgegebener Wert, steht dies dafür, daß der Strahl das Konkrement verfehlt. In diesem Fall wird der Ultraschallgenera tor durch die in den oben erwähnten Ausführungsformen gezeigte Bewegungsvorrichtung bewegt, um die Stellung anzugleichen.

In diesem Fall kann ein Bediener die Bewegungsvorrichtung (nicht gezeigt) nach Angabe eines Druckmeßgerätes (139) bewe gen. Alternativ kann auf das Signal der zentralen Rechenein heit, die den Druckwert empfängt, eine automatische Nachführung vorgenommen werden.

Die Behandlung mit nur einer Einstichkanüle ist unsicher. Es besteht die Gefahr, daß die Spitze der Nadel sich von der an fänglichen Stellung verlagert. In diesem Fall wird eine Scheide (146) durch einen Gang (142) auf ein Konkrement (144) in der Gallenblase (143) vorgeschoben, wie in Fig. 21 gezeigt. Ein Ballonkatheter (146) zur Injektion einer medizinischen Flüssig keit wird in die Scheide (146) eingeführt. Der Katheter wird durch Aufblasen des Ballons in Stellung fixiert. Die Bewe gung der Scheide (146) wird durch Positionsmessung bestimmt. Das Bezugszeichen (148) bezeichnet einen Drucksensor.

Fig. 22 zeigt eine elfte Ausführungsform des erfindungsge mäßen Ultraschallbehandlungssystems zur Behandlung eines Kon krements, das in der Gallenblase in einem menschlichen Körper ausgebildet ist. Das Bezugszeichen (301) bezeichnet einen menschlichen Körper, (302) eine Gallen blase im Körper, (303) ein Konkrement, (304) einen Ultra schallgenerator, der gegenüber dem Konkrement (303) angeordnet ist, (305) ein Ultraschalloszillationselement mit einem par tiellen sphärischen piezoelektrischen Element, das an der In nenseite des Ultraschallgenerators (304) angeordnet ist, und (306) eine Dämpfungsschicht auf der Rückseite des Ultraschalloszillationsele ments (305) zur Expansion eines Betriebsfrequenzbereiches. Die Dämpfungsschicht (306) wird aus Epoxyharz, das mit Wolframpul ver gemischt ist, gebildet. Ein Wassersack (307), der die Vor derseite des Ultraschallgenerators (304) bedeckt, ist mit einer Ultraschallwellen übertragenden Flüssigkeit (308) wie Wasser zur Übertragung von Ultraschallwellen auf den lebenden Körper gefüllt. Eine bekannte Ultraschallsonde (309) vom Typ mit me chanischer Abtastung ist im Zentrum des Ultraschallgenerators (304) angeordnet. Eine verschließbare Öffnung (310a), in das eine Spritzenkanüle (210) zur Injizierung einer steinlösenden Flüssigkeit eingeführt werden kann, falls nötig, ist an der äußeren Peripherie des Ultraschallgenerators (304) angeordnet. Die Ultra schallsonde (309) ist mit einer Ultraschallbeobachtungsvorrich tung (311) verbunden, die ihrerseits mit einem Monitor (312) verbunden ist.

Das Ultraschalloszillationselement (305) ist mit einem Verstär ker (313) verbunden, der mit einem Oszillator (314) verbunden ist. Der Oszillator (314) und die Ultraschallbeobachtungsvor richtung (311) sind mit einer zentralen Recheneinheit (315) verbunden, an die eine externe Eingabevorrichtung (316) ange schlossen ist.

Der Betrieb des so gebildeten Ultraschallbehandlungssystems zur Behandlung eines Konkrements (303) in der Gallenblase (302) im menschlichen Körper (301) wird nachstehend beschrieben.

Zuerst wird der Wassersack (307) so in engen Kontakt mit der Oberfläche des menschlichen Körpers (301) gebracht, daß der Ul traschallgenerator (304) des Ultraschallbehandlungssystems dem Konkrement (303) im menschlichen Körper (301) gegenüber liegt. Die Stellung des Konkrements (303) wird durch die Ultraschall sonde (309) bestimmt. Die Größe, Zahl und Ausbildungsform, etc. wird über den Monitor (312) festgestellt. Eine Spritzenkanüle (310) wird dann durch die Öffnung (310a) im Ultraschallgenerator (304) in die Gallenblase (302) eingeführt.

Ein steinlösendes Mittel (317) für Gallenkonkremente, bei spielsweise Methyl-t-butylether (abgekürzt MTBE) wird in die Gallenblase (302) injiziert. Das Konkrement (303) wird mit Ul traschallwellen bestrahlt, um den auflösenden Effekt des stein lösenden Mittels (317) zur Behandlung des Gallenkonkrements (303) zu unterstützen. Die Bestrahlung des Konkrements mit Ul traschallwellen wird zu diesem Zeitpunkt am effektivsten durch geführt, um das Konkrement, je nach Größe und Zustand, mit dem erfindungsgemäßen Ultraschallbehandlungssystem aufzulösen. Das heißt, falls eine Anzahl von kleinen Konkrementen in der Gal lenblase (302) verstreut sind, wird der Ultraschallstrahl aus dem Brennpunkt genommen, d.h. der Durchmesser der konvergieren den Ultraschallwellen im Brennpunkt wird erweitert, so daß die Ultraschallwellen auf die ganze Zahl der verstreuten Konkremen te gleichzeitig auftreffen und die Konkremente wirksam auflösen. Falls nur zwei oder drei relativ kleine Konkremente vorhanden sind, werden die Ultraschallwellen nur zu einem kleinen Spot zusammengeführt, der jeden dieser kleinen Zahl von Konkrementen bestrahlt. Falls die Zahl der Konkremente durch die Behandlung abgenommen hat, wird die Konvergenz der Ultraschallwelle all mählich geändert, so daß die Gesamtheit der Konkremente richtig mit Ultraschall bestrahlt wird.

Um die Konvergenz der Ultraschallwellen je nach Größe und Bil dungszustand der Konkremente auf solch eine Weise wirksam zu ändern, wird die vom Oszillator (314), der mit dem Ultraschall oszillationselement (305) verbunden ist, erzeugte Betriebsfre quenz geändert. Nachstehend wird erläutert, warum eine Änderung der Betriebsfrequenz des Ultraschalloszillations elements die Konvergenz der erzeugten Ultraschallwellen ändert.

Die Halbwertsweite im Brennpunkt, d.h. die Schalldruckweite im Brennpunkt, die die Hälfte des maximalen Schalldrucks ist, wird als b bezeichnet und ergibt sich als

worin
λ: Wellenlänge
R: Kurvenradius eines konkaven Ultraschalloszillationselements
D: Öffnungsradius eines konkaven Ultraschalloszillationselements.

Andererseits ist

worin
c: Schallgeschwindigkeit
f: Betriebsfrequenz.

b wird unter Verwendung der Formeln (1) und (2) errechnet. Zur Vereinfachung der Rechnung wird angenommen, daß R =D₁, daß Ul traschallwellen übertragende Medium Wasser ist, die Schallge schwindigkeit 1500 m/s ist und die Betriebsfrequenz f 100 kHz und 1 MHz ist. b, das für die Konvergenz im Brennpunkt steht, ergibt sich aus den Formeln (1) und (2) zu 21 mm und 2,1 mm, wenn f 100 kHz bzw. 1 MHz ist. Es versteht sich, daß die Kon vergenz um das zehnfache variiert. Falls kleine Konkremente, die über einen weiten Bereich verstreut sind, durch Einstrah lung von Ultraschallwellen mit weiter Konvergenz aufgelöst wer den sollen, wird die Betriebsfrequenz f erniedrigt, um den äußeren Spot-Durchmesser im Konvergenzpunkt zu erhöhen. Falls große Konkremente aufzulösen sind, wird die Betriebsfrequenz höher eingestellt, um die Ultraschallwellen auf jeden Zielpunkt konvergent zusammenzuführen und die Auflösung der Konkremente zu verbessern.

Um die Betriebsfrequenz des Ultraschalloszillationselements (305) des Oszillators (314) zu ändern, wird eine Anweisung zur Änderung an den Oszillator (314) gesandt. Dies wird mit Hilfe der externen Eingabevorrichtung (316) durchgeführt, die eine Tastatur und dergleichen einschließt, wobei die zentrale Recheneinheit (315) mit der Eingabevorrichtung (316), dem Oszillator (314) und dem Verstärker (313) verbunden ist. Mit anderen Wor ten, je nach Größe und Aggregationszustand der Konkremente werden die notwendigen Daten über die externe Eingabevorrich tung (316) eingegeben und ein Signal über die zentrale Rechen einheit (315) an den Oszillator (314) gegeben. Obwohl diese Operation von einem Bediener durchgeführt wird, ist es auch möglich, den Oszillator (314) auf Basis eines vorbestimmten Programms zur Veränderung der Betriebsfrequenz des Ultra schalloszillationselements (305) von der zentralen Rechenein heit (315) mit Daten zu versorgen, so daß die Konvergenz der Ultraschallwellen automatisch geändert werden kann. Mit einer solchen automatischen Änderung der Konvergenz wird die Auflösung der Konkremente wirksam durchgeführt. Das in die Gal lenblase (302) injizierte steinlösende Mittel kann über die Spritzenkanüle (310) nach Bewirkung der Auflösung abgezogen werden.

Fig. 23 zeigt eine zwölfte Ausführungsform eines Ultra schallbehandlungssystems zur Behandlung von Gallenkonkrementen. Da das Ultraschallbehandlungssystem dieser Ausführungsform hin sichtlich der Struktur im wesentlichen mit dem in Fig. 22 ge zeigten System übereinstimmt, bezeichnen gleichen Bezugszeichen gleiche Komponenten und die Beschreibung der gleichen Kom ponenten wird fortgelassen, so daß nur die sich unterscheidenden Komponenten be schrieben werden.

Ein Ultraschalloszillationselement (305A) eines Ultraschallgene rators (304A) des Ultraschallbehandlungssystems dieser Ausfüh rungsform umfaßt ein flaches piezoelektrisches Element. Eine konvergierende Linse (318) mit einer plan-konkaven Linse, die die Ultraschallwellen zusammenführt, wird auf der Vorderseite des Generators angebracht, von der die Ultraschallwellen ausge strahlt werden. Eine Dämpfungsschicht (306A) wird auf der Rück seite des Ultraschalloszillationselements (305A) auf ähnliche Weise, wie im Ultraschalloszillationselement der Fig. 22 bereitgestellt.

Die Konvergenz der vom flachen Ultraschalloszillationselement (305A) und der Linse (318) erhaltenen Ultraschallwellen wird in geeigneter Weise durch eine Veränderung der Betriebsfrequenz des Ultraschalloszillationselements (305A) geändert. Dies ist ähn lich im Falle eines Ultraschallbehandlungssystems in Betrieb. Gleichwohl ist das Ultraschallbehandlungselement (305A) sehr einfach in seiner Struktur im Vergleich zum konkaven Ultra schallbehandlungselement (305). Eine bemerkenswerte Vermin derung der Kosten kann dadurch realisiert werden. Aus Gründen der Klarheit der Zeichnung sind eine Ultraschallsonde und eine Spritzeneinführungsöffnung beim Ultraschallgenerator (304A) der Ausführungsform des Ultraschallbehandlungssystems gemäß Fig. 23 fortgelassen.

Fig. 24 zeigt eine dreizehnte Ausführungsform des Ultraschallbe handlungssystems. Ein Ultraschallgenerator (304B) des erfin dungsgemäßen Ultraschallbehandlungssystems stimmt im wesentli chen mit den Ultraschallgeneratoren (304) und (304A) der Fig. 22 bzw. 23 überein, abgesehen davon, daß eine Anzahl von Ultra schalloszillationselementen (305B) mosaikförmig auf der Innen seite der sphärischen Schale des Ultraschallgenerators angeordnet sind. Ein Dämpfungsschicht (306B) ist zwischen den Elementen (305B) und der Schale angeordnet. Eine Ultraschallsonde und eine Öffnung für eine Injektionsspritze etc. sind in dieser Aus führungsform ebenfalls fortgelassen. Das Ultraschallbehandlungs system dieser Ausführungsform arbeitet auf ähnliche Weise wie die in Fig. 22 und 23 gezeigten Ultraschallbehandlungssysteme und hat die gleiche Wirkung.

Fig. 25 zeigt eine Auftragung, die die Impedanzcharakteristika eines im oben erwähnten Ultraschallbehandlungssystem verwandten Ultraschalloszillationselements wiedergibt. Die Ordinate stellt die Impedanz dar und die Abszisse die Betriebsfrequenz eines Oszillationselements. In Fig. 25 stellt der Bereich b den Reso nanzbereich dar, in dem das Ultraschalloszillationselement von einer vorgegebenen Antriebsfrequenz zur Erzeugung von Ultra schallwellen betrieben werden kann. Dies bedeutet, daß die Bandweite der Betriebsfrequenz in der Nähe des Resonanzpunktes eng ist. Entsprechend wird dieser Frequenzbereich erfindungsge mäß nicht verwandt. Ultraschallwellen werden in einem Be triebsfrequenzbereich erzeugt, in dem die Impedanz über einen weiten Bereich flach ist. Demnach können die Dämpfungsschichten (306), (306A) und (306B), etc. fortgelassen werden. Anfänglich kann das Ultraschalloszillationselement aus Polyvinylidenfluor id (PDD) mit einem relativ weiten Betriebsfrequenzbereich ge bildet werden.

Obwohl die vorstehenden Ausführungsformen im Bezug auf die Be handlung eines Konkrements in einer Gallenblase beschrieben worden sind, ist festzuhalten, daß die Erfindung auch auf Kon kremente in den Nieren und der Blase angewandt werden kann.

Die Einrichtung zur Injektion des steinlösenden Mittels, etwa eine Einstichkanüle, die am Ultraschallgenerator (304) ange ordnet ist, kann von diesem getrennt werden.

Fig. 26 und 27 zeigen eine vierzehnte und fünfzehnte Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Ultraschallbehandlungssystems. Die Ausführungsformen stimmen im wesentlichen mit der in Fig. 22 gezeigten elften Ausführungsform überein, abgesehen davon, daß die Dicke des Ultraschalloszillationselements (305) nicht konstant ist. Das heißt, daß das Ultraschalloszilla tionselement (305) in Fig. 26 im Zentrum dünner und in der Nähe der Peripherie dicker ist. Andererseits ist das Ultraschallos zillationselement (305) in Fig. 27 in seinem Zentrum dicker und in der Nähe der Peripherie dünner. Dies erlaubt dem Ultraschallgenerator, eine Vielzahl von Resonanzpunkten zu erzeugen, bei denen die Impedanz gering ist. Das heißt, es gibt eine Vielzahl von Reso nanzpunkten, an denen das Oszillationselement wirksam betrieben werden kann. Entsprechend kann die Betriebsfrequenz über einen weiten Bereich geändert werden.

Eine weitere Beschreibung der vierzehnten und fünfzehnten Aus führungsform wird wegen der ansonsten vorhandenen Übereinstimmung mit der fünfzehnten Ausführungsform weggelassen.

Erfindungsgemäß kann die auflösende Wirkung des steinlösenden Mittels durch freie und einfache Steuerung der Konvergenz der Ultraschallwellen im Brennpunkt, je nach Zustand des Konkre ments bei seiner Behandlung im Körper mit einem steinlösenden Mittel und Bestrahlung mit Ultraschall, weiter gefördert werden und eine schnelle und verläßliche Behandlung durchgeführt wer den.

Fig. 28 zeigt eine sechzehnte Ausführungsform des erfindungs gemäßen Ultraschallbehandlungssystems für Konkremente. Das Be handlungssystem für Konkremente umfaßt im wesentlichen eine Vor richtung zur Einstrahlung von Ultraschallwellen zur Förderung der auflösenden Wirkung eines um das Konkrement injizierten steinlösenden Mittels, eine Vorrichtung zur Injektion des steinlö senden Mittels in die Nähe des Konkrements, eine Vorrichtung zur Rückführung des injizierten steinlösenden Mittels und eine Vorrich tung zur Verfolgung der Wirkung des steinlösenden Mittels.

Ein Ultraschallgenerator (402), der eine Vorrichtung zur Aus sendung von Ultraschallwellen ist, umfaßt ein konkaves Ultra schalloszillationselement (403) mit einem piezoelektrischen Element wie einem PZT oder dergleichen und einen Wassersack (404) aus einem weichen Harzmaterial, der mit einer Ultraschall übertragenden Flüssigkeit gefüllt ist und die Vorderseite des Oszillationselements (403) bedeckt. Eine Ultraschallbeobach tungssonde (405) ist im Zentrum des Ultraschalloszillations elements (403) angeordnet.

Der so gebildete Ultraschallgenerator (402) ist auf eine Weise angeordnet, daß der Wassersack (404) gegenüber dem zu behan delnden Objekt im menschlichen Körper in Kontakt mit der Kör peroberfläche ist, wobei der Körper auf einem Therapiebett (406) liegt, wie in Fig. 28 gezeigt, wenn der Ultraschallgenerator (402) eingesetzt wird. Die Ultraschallsonde (405) ist mit einer Ultra schallbeobachtungsvorrichtung (408) verbunden, die ihrerseits mit einem Monitor (410) über eine zentrale Recheneinheit (409) verbunden ist. Das Ultraschalloszillationselement (403) ist weiterhin über einen Verstärker (411) und einen Oszillator (412) mit der zentralen Recheneinheit (409) verbunden. Die Gallenblase (414) im Körper (407), in der sich ein Konkrement (413) gebildet hat, wird durch die Haut mit der Spitze eines Ballonkatheters (415) durchstochen. Das Endteil des Ballonkatheters (415) ist über die Injizier- und Rückführvorrichtung (417) mit einer Injek tionspumpe (416) für das steinlösende Mittel verbunden. Die In jizier- und Rückführvorrichtung (417) selbst ist mit einer Temperatur meß- und -regelvorrichtung (418) und mit einem Analysator (419) für die Komponenten des steinlösenden Mittels verbunden. Die Vorrichtungen (418) und (419) sind auch mit der zen tralen Recheneinheit (409) verbunden.

Das Konkrementbehandlungssystem (401) dieser Ausführungsform arbeitet wie folgt. Nachdem die Unterseite des Ultraschallgene rators (402) über den Wassersack (404) gegenüber dem Gallen stein (413) in Kontakt mit der Oberfläche des auf dem Therapie bett (406) liegenden Körpers gebracht worden ist, wird die Lage des Gallensteins (413) mit der am Ultraschallgenerator (402) angebrachten Ultraschallbeobachtungssonde (405) bestimmt und die Spitze des Ballonkatheters (415) in die Gallenblase (414) in Richtung auf das Konkrement (413) eindringen gelassen. Dann wird ein Ballon (415a) an der Spitze des Ballonkatheters (415) aufgeblasen, um den Eingang (414a) der Gallenblase (414) zu verschließen, wie in Fig. 29 gezeigt. Danach wird steinlösende Flüssigkeit über dem Ballonkatheter (415) mit Hilfe der In jektionspumpe (416) injiziert. Falls der Eingang (414a) der Gallenblase (414) mit dem Ballon (415a) verschlossen ist, kann verhindert werden, daß das injizierte steinlösende Mittel in das Duodenum etc. abfließt. Das steinlösende Mittel wird über die Injektions- und Rückführvorrichtung (417) zurückgeführt und hinsichtlich einer vorgegebenen Tempe ratur und seiner Bestandteile mit Hilfe der Temperaturmeß- und -regelvorrichtung (418), des Komponentenanalysators (419) und der zentralen Recheneinheit (409) kontrolliert. Vom Os zillator (412) wird über den Verstärker (411) eine Betriebsspannung an das Ultraschalloszillationselement (403) des Ultra schallgenerators (402) angelegt. Die Ultraschallwellen treffen auf das Konkrement (413) und das injizierte steinlösende Mit tel auf.

In dieser Ausführungsform des Konkrementbehandlungssystems wird das steinlösende Mittel, das in Richtung auf das Konkrement (413) injiziert wird, immer daraufhin kontrolliert, daß es eine vorgegebene Temperatur und Konzentration hat und zurückgeführt, wobei die Injektions- und Rückführvorrichtung (417), die Temperaturmeß- und -regelvorrichtung (418) und der Komponenten analysator (419) eingesetzt werden. Um die Wirkung des steinlö senden Mittels zu verstärken, kann die Schalleistung der Ultra schallwellen erhöht oder die Bestrahlungsdauer verlängert wer den. Dies erhöht jedoch wegen des Heizeffekts der Ultraschall wellen die Temperatur der mit Ultraschall bestrahlten Fläche und hat einen nachteiligen Einfluß auf den lebenden Körper. Aus diesem Grunde wird die Temperatur des steinlösenden Mittels verfolgt, so daß der Patient sich nicht unwohl fühlt. Die Bestrahlungsleistung der Ultraschallwellen wird so ge steuert, daß die Temperatur des steinlösenden Mittels einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet. Da die optimale Tempe ratur, bei der sich das Konkrement wirksam auflöst, sich abhängig von der Art des Konkrements ändert, kann das steinlösende Mittel auf der jeweils optimalen Temperatur gehalten werden. Eine übermäßig tiefe Tem peratur des steinlösenden Mittels führt dazu, daß der Patient sich un wohl fühlt. Dies kann durch die Steuerung der Tempera tur des steinlösenden Mittels verhindert werden.

Obwohl die Temperaturmeß- und -regelvorrichtung (418) und der Komponentenanalysator (419) für das steinlösende Mittel als Vorrichtungen zur Überwachung der Wirkung des steinlösenden Mittels in der obengenannten Ausführungsform vorhanden sind, kann das System zusätzlich eine Vorrichtung zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit des steinlösenden Mittels und der Menge an im steinlösenden Mittel gebildeten Luftblasen und des Drucks in der Gallenblase einschließen.

Da viele der steinlösenden Mittel eine relativ niedrige Siede temperatur und demzufolge bei Bestrahlung mit Ultraschall eine hohe Nei gung zum Verdampfen aufweisen, kann die Verfolgung der Tempe ratur und des Luftblasengehaltes die Verdampfung von steinlö sendem Mittel verhindern und so die Sicherheit für den Patien ten erhöhen.

Der Zweck der Maßnahme, den Druck in der Gallenblase und die Fließgeschwindigkeit des steinlösenden Mittels zu messen, ist es, anormale Zustände, wie die Verstopfung eines Rohrs oder eine Fehlfunktion der Pumpe der Injizierungs- und Rückführvorrich tung, anzuzeigen, während das steinlösende Mittel zirkuliert wird. Falls solche anormalen Zustände vorkommen, erhöht sich der Druck in der Gallenblase, so daß das steinlösende Mittel in andere Organe einfließen kann.

Die Menge an gelöstem Gallenkonkrement (413) kann durch Messen des pH-Wertes und der Konzentration der Bestandteile im rückgeführten steinlösenden Mittel verfolgt werden. Die qualitative Zusammen setzung (der Komponenten) des Gallenkonkrements wird zuerst mit Hilfe von Röntgenstrahlen und Ultraschallwellen oder derglei chen gemessen. Dies wird mit der aufintegrierten Ausgabe für den aufgelösten Gallenstein verglichen, um die Restmenge an Konkrement zu bestimmen. Die Zeit bis zur Beendigung der Be handlung kann aus der Zeit, die bis zum gegenwärtigen Stand benötigt wurde, vorhergesagt werden.

Die Positionierung des Ultraschallgenerators (402), die Ein führung des Ballonkathethers (415) und die Injektion des steinlö senden Mittels in die Gallenblase (414) kann über die Ultraschallsonde (405), die Ultraschallbeobachtungsvor richtung (408), die zentrale Recheneinheit (409) und den Moni tor (410) verfolgt werden. Die Auflösung des Gallenkonkrements kann direkt aus der Größe des Gallenkonkrements bestimmt wer den. Die Menge an rückgeführtem steinlösenden Mittel kann gut kontrolliert werden. Falls eine stärkere Rückführung des steinlösenden Mittels zu einem größeren Effekt führt, kann die rückgeführte Menge an steinlösendem Mittel erhöht werden. Falls eine geringere Rückführungsrate zu einem guten Ergebnis führt, kann das steinlösende Mittel auch zyklisch zurückgeführt wer den.

Fig. 30 zeigt einen Fall, in dem ein Ballonkatheter, der von dem im Stein zertrümmerer gemäß Fig. 28 verwandten verschieden ist, in die Gal lenblase durch den Mund eingeführt ist. Da die Struktur des Konkrementbehandlungssystems (401) im wesentlichen identisch mit der in Fig. 28 ist, wird dessen Beschreibung fort gelassen. Der Ballonkatheter (421) ist ein Doppelballonkatheter, der mit zwei Ballons (421a) und (421b) an seiner Spitze ausge stattet ist. Die Ballons sind in axialer Richtung verlängerbar. Der Katheter (421) wird durch den Mund in eine Körperhöhle ein geführt, so daß der Einlaß der Gallenblase (414) zwischen den zwei Ballons (421a) und (421b) zu liegen kommt, wie in Fig. 30 gezeigt. Die Ballons (421a) und (421b) werden aufgeblasen, um den Eingang (414a) der Gallenblase (414) zu verschließen. Über eine Injektionsöffnung (421c) für das stein lösende Mittel, das in die Rohrwand zwischen den Ballons (421a) und (421b) des Katheters (421) gebohrt ist (siehe Fig. 31), wird ein steinlösen des Mittel in die Gallenblase (414) injiziert und über die Injektions- und Rückführvorrich tung (417) zurückgeführt. Die mit der Injektions- und Rückführ vorrichtung (417) verbundenen Vorrichtungen und die mit dem Ul traschallgenerator (402) verbundenen Vorrichtungen, die in Fig. 28 gezeigt sind, sind hier nicht gezeigt, aber natürlich auf gleiche Weise angeschlossen, wie in Fig. 28 gezeigt.

Obwohl der Ballonkatheter (421) durch den Mund eingeführt und das steinlösende Mittel durch den Mund injiziert und zurückge führt wird, funktioniert das System auf ähnliche Weise wie das mit dem Ballonkatheter (415) und es wird eine gleiche Wirkung er zielt. In diesem Fall verspürt der Patient keinen Schmerz, da der Ballonkatheter (421) durch den Mund eingeführt wird.

Fig. 32 zeigt einen Doppelballonkatheter, der durch den Mund eingeführt wird, jedoch von dem in Fig. 30 und 31 gezeigten Ballon katheder verschieden ist. Dieser Ballonkatheter (422) ist mit zwei Ballons (423) und (424) zum Verschließen ausgestattet, ähnlich wie der Ballonkatheter (421) in Fig. 31. Die Ballons sind ebenfalls in axialer Richtung verlängerbar. Öffnungen (425) und (426) zur Injektion und Rückführung des steinlösenden Mittels sind in der Rohrwandung des Ballonkatheters in der Nähe der Ballons (423) bzw. (424) ausgebildet, so daß das steinlösende Mittel gezwun gen ist, durch diese beiden Öffnungen zu zirku lieren. Zwei Ultraschalloszillationselemente (427) und (428) aus piezoelektrischer Keramik wie PZT (Bleititanatzirkonat) sind an der äußeren Peripherie des Katheters zwischen den Öff nungen (425) und (426) angeordnet, um das injizierte steinlö sende Mittel mit Ultraschall zu bestrahlen. Zwischen den Os zillationselementen (427) und (428) ist ein Sensor (429) zur Erfassung der Temperatur, des pH, der Konzentration, etc. angeordnet.

Da die physikalischen Eigenschaften des injizierten und zurück geführten steinlösenden Mittels mittels des so ausgebildeten Ballonkatheters (422) direkt erkannt werden können, kann die Wirkung des injizierten steinlösenden Mittels auf das Konkre ment in optimaler Weise kontrolliert und die Wirkung der Kon krementbehandlung weiter verbessert werden.

Die Erfindung ergibt die nachstehenden Effekte, die bislang noch nicht erzielt werden konnten.

(1) Ein stein- oder konkrementlösendes Mittel kann durch den zu behandelnden Körperteil zirkuliert werden, wobei das steinlösende Mittel automatisch bei optimaler Temperatur und Zusammensetzung gehalten werden kann.

(2) Die Wirkung der Behandlung kann fortwährend verfolgt und die Zeit bis zur Beendigung der Behandlung vorausgesagt werden.

(3) Das steinlösende Mittel kann leicht durch den Mund oder die Haut mit Hilfe eines Ballonkatheters in den zu behandelnden Teil injiziert und daraus zurückgeführt werden.

(4) Das steinlösende Mittel kann automatisch auf solche Weise gesteuert werden, daß es optimal eingesetzt wird.

Claims

1. Ultraschallbehandlungssystem (1) zur Durchführung einer Behandlung durch Richten von außerhalb eines Körpers (2) erzeugten konvergierenden Ultraschallwellen auf einen zu behandelnden Teil des Körpers, das einen Ultraschallgenerator (5) mit wenigstens einem Ultraschall-Oszillationselement (16) an seiner inneren Seite zur Erzeugung der auf den zu behandelnden Teil des Körpers gerichteten konvergierenden Ultraschallwellen und einen mit Wasser gefüllten Wassersack (7) aufweist, der zwischen dem Ultraschall-Generator (5) und dem Körper (2) angeordnet ist, um die Ultraschallwellen in den Körper (2) zu übertragen, gekennzeichnet durch eine Führung zum Führen einer Vorrichtung zum Einführen und/oder Entnehmen von Behandlungsmittel in den bzw. aus dem Körper (2), wobei die Führung sich entweder durch den Wassersack (7) und den Ultraschallgenerator (5) oder daran vorbei erstreckt.

2. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung ein Einführungsrohr (20) aufweist, welches sich durch den Wassersack (7) und den Ultraschallgenerator (5) erstreckt und ein Ende aufweist, das entlang der äußeren Oberfläche des Ultraschallgenerators (5) verschiebbar an einem Verbindungsstück (21) befestigt ist und dessen anderes Ende mit der Oberfläche des Wassersacks (7) verbunden ist, wobei das Einführungsrohr (20) die Vorrichtung zum Einführen und/oder Entnehmen von Behandlungsmittel in den bzw. aus dem Körper (2) führt und der Ultraschallgenerator (5) eine Führungsöffnung (22) aufweist, die die Verschiebung des Einführungsrohres (20) erlaubt.

3. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (43, 44) zur Anzeige des Betrags der lateralen und axialen Verschiebung des Einführungsrohres (20) in der Nähe des Verbindungsstückes (21) des Ultraschallgenerators (5) und zur Anzeige eines Betrages an eingeführten und/oder entnommenen Behandlungsmittel vorhanden sind.

4. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung einen Halter (52) aufweist, der an einer an der äußeren Peripherie des Ultraschallgenerators (5′′) angeordneten Befestigung (49) zur Führung von Behandlungsinstrumenten befestigt ist, wobei die Vorrichtung zum Einführen und/oder Entnehmen von Behandlungsmittel mit der Führung derart verbunden ist, daß die Einführ- und/oder Entnahmevorrichtung sich nicht durch den Ultraschallgenerator (5′′) und den Wassersack (7) erstreckt.

5. Ultraschallbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einführen und/oder Entnehmen von Behandlungsmittel eine Kanüle (19, 50) sowie eine Spritze (24, 51) und/oder eine Speise/Saug-Pumpe (31, 57, 59) aufweist, um mit der Spitze der Kanüle (19, 50) den zu behandelnden Teil des Körpers zu erreichen.

6. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Führungen zum Führen der Vorrichtung zum Einführen und/oder Entnehmen von Behandlungsmittel und zum Führen von Behandlungsinstrumenten vorhanden sind.

7. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung auf einem Teil einer den Wassersack (7) bildenden Wassersackmembran, der zwischen dem Ultraschallgenerator und dem Körper angeordnet ist, selbstdichtendes Material (22′′′, 40′, 7′) aufweist, um den mit Wasser gefüllten Wassersack (7) zur Übertragung der Ultraschallwellen zum Körper wasserdicht zu halten, wenn die Vorrichtung zum Einführen und/oder Entnehmen von Behandlungsmittel eingeführt ist und nachdem sie entfernt ist.

8. Ultraschallbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsmaterial ein steinlösendes Mittel ist.

9. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das steinlösende Mittel t-Butylmethylether, Monooctanoin, d-Limonen, Dimethylsulfoxid, Natriumhexametaphosphat, Natriumethylendiamintetraacetat oder eine beliebige Kombination davon enthält.

10. Ultraschallbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsmittel ein Material einschließt, das Wärme erzeugt, wenn es mit Ultraschallwellen bestrahlt wird.

11. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein an den menschlichen Körper verabreichbares Material ist und Silicongummi, Polyethylen, Acrylharz und Tetrafluorethylen einschließt.

12. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsmittel ein Medikament zur Behandlung von Tumoren ist.

13. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsmittel ein lichtempfindliches Material ist.

14. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Material ein Hematoporphyrinderivat und Pheophorbid a einschließt.

15. Ultraschallbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsmittel eine Kombination des Materials, das bei der Bestrahlung mit Ultraschallwellen Wärme erzeugt, mit dem Tumormedikament und dem lichtempfindlichen Material ist.

16. Ultraschallbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Ultraschallbeobachtungsvorrichtung (12) zur Beobachtung des mit Ultraschallwellen zu behandelnden Teil des Körpers (2) aufweist.

17. Ultraschallbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin einen Ultraschall-Steinzertrümmerer (36) zur Übertragung von Ultraschallwellen von der Körperaußenseite auf das in den Körper (2) eingeführte Behandlungsmittel aufweist, der eine in den Körper (2) eingeführte Endspitze besitzt.

18. Ultraschallbehandlungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin einen Positionsanzeiger (115) zur Bestimmung des Ausmaßes einer Verlagerung der Vorrichtung zum Einführen und/oder Entnehmen von Behandlungsmittel, die zu dem zu behandelnden Teil, etwa einem Konkrement, geführt wird, aufweist, wobei die Verlagerung der Einführ- und/oder Entnahmevorrichtung eine Reaktion auf die Verlagerung des zu behandelnden Teils ist, sowie eine Vorrichtung (106) zur Bewegung des Ultraschallgenerators (104 in Fig. 18 und Fig. 20) aufweist, so daß er dem zu behandelnden Teil als Antwort auf die vom Positionsanzeiger (115) empfangene Information, entsprechend der Bewegung des zu behandelnden Teils, folgt.

19. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- eine Vorrichtung zum Einführen und/oder Entnehmen eines steinlösenden Mittels in die Nähe eines Konkrements (413) durch die Haut oder eine Körperöffnung,
- eine Vorrichtung zum Zirkulieren des eingeführten steinlösenden Mittels, und
- einer Überwachungsvorrichtung für die Arbeitsbedingungen des zirkulierenden und das aufgelöste Konkrement enthaltenden steinlösenden Mittels mit einer Vorrichtung zum Analysieren der Komponenten des steinlösenden Mittels.

20. Ultraschallbehandlungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsvorrichtung eine Temperaturmeß- und -regelvorrichtung (418) aufweist.