DE4315282A1 - Verwendung einer akustischen Druckimpulsquelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer akustischen Druckimpulsquelle.

Seit Anfang der 80iger Jahre werden akustische Druckimpuls­ quellen bei der Behandlung von Nieren-, Gallen und Speichel­ steinen erfolgreich eingesetzt. Seit kurzem ist auch die Ver­ wendung im Knochenbereich, z. B. bei verzögerter Knochenbruch­ heilung, bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Verwen­ dung für akustische Druckimpulsquellen anzugeben.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Verwendung einer akustischen Druckimpulsquelle zur Schmerzbehandlung ge­ löst. Dies betrifft alle Schmerzen im Weichteilbereich und Knochenbereich. Hierzu sind Schmerzen in der Haut, im Fettge­ webe, in Fascien und Apneurosen, in Sehnen und Bändern, in Muskeln und Gelenkkapseln, an Knorpel und Knochenhaut sowie in den Knochen zu zählen. Daß diese Schmerzen durch Beauf­ schlagung mit mittels der Druckimpulsquelle erzeugter Druck­ impulse möglich ist, ist um so überraschender, als bei den eingangs genannten Therapieverfahren durch die akustischen Druckimpulse Schmerzempfinden ausgelöst wird. Es wird davon ausgegangen, daß die Schmerzrezeptoren durch die Beaufschla­ gung mit akustischen Druckimpulsen sozusagen gesättigt sind, so daß eine Weiterleitung des Schmerzempfindens nicht mehr stattfindet. Als besonders vorteilhaft ist anzusehen, daß im Gegensatz zu der Gabe von Analgetika, Antirheumatika oder Cortikosteroide keine nennenswerten Nebenwirkungen auftreten. Lediglich lokale Reizungen der Haut, die zwei bis drei Minuten nach der Behandlung wieder verschwinden, sind zu nen­ nen.

Die Behandlung erfolgt beispielsweise derart, daß nach Loka­ lisation der schmerzhaften Körperstelle und Zuordnung zu ei­ ner anatomischen Struktur dieser Bereich mittels Ultraschall­ und/oder Röntgenortung eingestellt, also in den Wirkbereich der Druckimpulsquelle gebracht wird. Danach werden beginnend mit der jeweils geringsten Energiedichte der Druckimpulse z. B. 0,05 mJ/mm², Druckimpulse appliziert. Je nach Toleranz des Patienten kann die Energiedichte der Druckimpulse gestei­ gert werden. Die Schmerzfreiheit setzt gewöhnlich nach kurzer Zeit ein. Eine Wiederholung der Behandlung kann zweckmäßig sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verwendung einer fokussierte akustische Druckimpulse abstrah­ lenden Druckimpulsquelle vorgesehen. Hierdurch ist es mög­ lich, die Behandlung auf denjenigen Körperbereich zu begren­ zen, der Ursprungsort der Schmerzen ist.

Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, eine Druckimpuls­ quelle zu verwenden, die die Druckimpulse als akustische Stoßwellen abstrahlt. Unter Stoßwellen sind positive akusti­ sche Druckimpulse (Überdruck) zu verstehen, die eine extrem steile Anstiegsfront aufweisen. Die Verwendung einer derarti­ gen Druckimpulsquelle gestattet es, die erforderliche akusti­ sche Energie in den Körper des Patienten einzuleiten, ohne daß es zu einer schädlichen Überhitzung der behandelten Weichteilbereiche kommen kann. Bisherige Versuche haben erge­ ben, daß Energiedichten in der Größenordnung von 0,05 bis 0,6 mJ/mm² zweckmäßig sind. Als besonders vorteilhaft haben sich Energiedichten in der Größenordnung von 0,5 mJ/mm² erwiesen. Die Spitzendrücke der akustischen Druckimpulse sollten zweck­ mäßigerweise in der Größenordnung von 200 bis 700 bar, vor­ zugsweise in der Größenordnung von 500 bar liegen. In der Re­ gel umfaßt eine Behandlung mehrere Sitzungen, z. B. fünf Sit­ zungen). Dabei sollte die dem Patienten zugeführte gesamte akustische Energie pro Sitzung 1,5 J nicht wesentlich über­ schreiten. Im Falle der Verwendung einer fokussierte Stoß wellen abstrahlenden Stoßwelle sollte die Anzahl der pro Sit­ zung verabreichten Stoßwellen 800 bis 2000 nicht wesentlich überschreiten. Als günstiger Wert wurden 1200 Impulse gefun­ den.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung einer elek­ tromagnetischen Druckimpulsquelle, wie sie beispielsweise in dem US-Patent 4 674 505 beschrieben ist, erwiesen, da sich bei derartigen Druckimpulsquellen die Energiedichte bzw. der Spitzendruck der Druckimpulse gut regeln läßt.

Um sicherstellen zu können, daß der jeweils zu behandelnde Bereich auch tatsächlich von den akustischen Druckimpulsen beaufschlagt wird, ist es zweckmäßig, eine Druckimpulsquelle zu verwenden, die eine Ortungseinrichtung, insbesondere eine Ultraschall- und/oder Röntgenortungseinrichtung, zur Ortung des therapeutischen relevanten Bereiches enthält.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der beigefügten Zeich­ nungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Patienten mit ap­ plizierter akustischer Druckimpulsquelle, und

Fig. 2 ebenfalls in schematischer Darstellung einen Längs­ schnitt durch die Druckimpulsquelle gemäß Fig. 1.

In der Fig. 1 ist ein Patient dargestellt, an den eine elek­ tromagnetische akustische Druckimpulsquelle 1 appliziert ist, die fokussierte akustische Druckimpulse in Form von Stoßwel­ len aussendet. Diese wird unter Zuhilfenahme einer Ultra­ schall-Ortungseinrichtung, deren in die Druckimpulsquelle in­ tegrierter Ultraschallkopf 3 in der Fig. 1 angedeutet ist, derart mittels ihrer elastischen Koppelmembran 2 an die Kör­ peroberfläche des Patienten P appliziert, daß eine innerhalb des im Querschnitt dargestellten Körpers des Patienten P be­ findliche schmerzhafte Körperstelle SK mit den Stoßwellen be­ handelt werden kann. Der Patient wird nun in mehreren, bei­ spielsweise fünf Sitzungen, vorzugsweise findet pro Tag eine Sitzung statt, behandelt, wobei ihm pro Einzelsitzung 800 bis 2000 Stoßwellen verabreicht werden. Vorzugsweise liegt der Spitzendruck der stoßwellen in der Größenordnung von 500 bar. Die Energiedichte der stoßwellen liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 0,1 mJ/mm². In Anpassung an den jeweiligen Behandlungsfall können abweichende spitzendrücke (200 bis 700 bar) und abweichende Energiedichten (0,08 bis 0,6 mJ/mm²) zweckmäßig sein. Spitzendruck und Energiedichte der Stoßwellen können in den genannten Bereichen eingestellt wer­ den.

Der Aufbau geeigneter elektromagnetischer Druckimpulsquellen ist beispielsweise in der US-PS 4 697 588, der US- PS 4 764 505 und der EP-A-0 301 360 näher beschrieben.

Der Aufbau der Druckimpulsquelle 1 wird im folgenden anhand der Fig. 2 beispielhaft näher erläutert.

Die Druckimpulsquelle 1 weist ein etwa topfförmiges Gehäuse 5 auf, im Bereich von dessen einem Ende ein insgesamt mit 6 bezeichneter Stoßwellengenerator vorgesehen ist. An seinem offenen Ende ist das Gehäuse 5 der übrigens im wesentlichen rotationssymmetrisch zur Mittelachse M ausgebildeten Druck­ impulsquelle 1 mittels der flexiblen Koppelmembran 2 ver­ schlossen. Mittels dieser wird die Druckimpulsquelle 1 zur akustischen Koppelung in der in Fig. 1 gezeigten Weise an den Körper des Patienten P angepreßt. Das Gehäuse 5 ist mit Was­ ser gefüllt, das als akustisches Ausbreitungsmedium für die von dem Stoßwellengenerator 6 ausgehenden Stoßwellen vorgese­ hen ist.

Dem Stoßwellengenerator 6 ist eine akustische Sammellinse 7 vorgelagert, die zur Fokussierung der von dem Stoßwellenge­ nerator ausgehenden ebenen Stoßwellen dient, die dann wie in den Fig. 1 und 2 strichliert angedeutet, in der auf der Mit­ telachse M liegenden Fokuszone F zusammenlaufen. Der Stoßwel­ lengenerator 6 und die Sammellinse 7 sind mit miteinander fluchtenden zentralen Öffnungen versehen, durch die sich der in einem Rohr aufgenommene Ultraschallkopf 3 erstreckt, der es gestattet, mit einer schematisch angedeuteten elektroni­ schen Einrichtung 8 Ultraschall-B-Bilder einer die Mittel­ achse M und die Fokuszone F der Stoßwellen enthaltenden Schicht des Körpers des Patienten P zu erzeugen.

Mittels der durch den Ultraschallkopf 3 und die elektronische Einrichtung 8 gebildeten Ultraschall-Ortungseinrichtung und/oder einer nicht dargestellten Röntgen-Ortungseinrichtung ist es nach Lokalisation der schmerzhaften Körperstelle SK und ihrer Zuordnung zu einer anatomischen Struktur, im Falle der Fig. 1 dem Knochen K, in an sich bekannter Weise mög­ lich, die Druckimpulsquelle 1 relativ zum Körper des Patien­ ten P so auszurichten, daß sich die jeweilige schmerzhafte Körperstelle SK so wie in Fig. 1 dargestellt in der Fokuszone F der Stoßwellen befindet. Dies geschieht mit Hilfe einer die Lage der Fokuszone F kennzeichnenden Marke F′, die in das auf einem Monitor 9 angezeigte Ultraschall-B-Bild in an sich be­ kannter Weise eingeblendet ist. Die Randstrahlen der Stoß­ wellen sind in den Figuren strichliert angedeutet.

Um die Druckimpulsquelle 1 in der beschriebenen Weise relativ zu dem Patienten P ausrichten zu können, ist sie mittels ei­ ner nicht dargestellten, an sich bekannten Verstelleinrich­ tung räumlich verstellbar.

Gemäß Fig. 2 weist der Stoßwellengenerator 6 eine elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, enthaltende ebene Membran 10 auf, deren eine Seite an das in dem Gehäuse 5 befindliche Wasser angrenzt. Die andere Seite der Membran 10 liegt unter Zwischenfügung einer Isolierfolie 11 an einer spiralförmig gewickelten Flächenspule 12 an, die beispielsweise durch Kleben auf einem Spulenträger 13 ange­ bracht ist. Die Flächenspule 12 steht über zwei Anschlüsse mit einem Hochspannungsimpulsgenerator 14 in Verbindung, mit­ tels dessen die Flächenspule 12 mit Hochspannungsimpulsen ho­ her Stromstärke (kV- und kA-Bereich) beaufschlagbar ist.

Bei Beaufschlagung der Flächenspule 12 mit einem Hochspan­ nungsimpuls bewegt sich die Membran 10 schlagartig von der Flächenspule 12 weg. Hierdurch bildet sich in dem in dem Ge­ häuse 5 befindlichen Wasser eine Stoßwelle aus, die mittels der akustischen Sammellinse 7 fokussiert wird.

Übrigens kann, so wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist, eine zusätzliche Koppelvorrichtung 4 in Form eines Wasser­ sackes oder einer Hydrogelscheibe zwischen der Körperoberflä­ che des Patienten P und der Koppelmembran 2 angeordnet sein.

Obwohl es besonders vorteilhaft ist, elektromagnetische Druckimpulsquellen der beschriebenen Art zu verwenden, da diese gut regelbar sind, können auch andere Druckimpulsquel­ len, beispielsweise piezoelektrische (US-PS 4 526 168), elek­ trohydraulische (DE-OS 23 51 247) oder magnetostriktive Druckimpulsquellen, erfindungsgemäß verwendet werden. Auch muß es sich bei den erfindungsgemäß verwendeten Druckimpuls­ quellen nicht um Druckimpulsquellen handeln. Auch akustische Druckimpulsquellen, die nicht als Stoßwellen einzuordnende akustische Druckimpulse erzeugen, können Verwendung finden. Als Beispiel sei nur auf solche Druckimpulsquellen verwiesen, die akustische Unterdruckimpulse erzeugen.

Claims (7)

1. Verwendung einer akustischen Druckimpulsquelle (1) zur Schmerzbehandlung.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei eine fokussierte aku­ stische Druckimpulse abstrahlenden Druckimpulsquelle (1) verwendet wird.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Druckim­ pulsquelle (1) verwendet wird, die die Druckimpulse als akustische Stoßwellen abstrahlt.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Druckimpulsquelle (1) verwendet wird, die Druckimpulse mit einer Energiedichte in der Größenordnung von 0,05 bis 0,6 mJ/mm², vorzugsweise in der Größenordnung von 0,5 mJ/mm², abstrahlt.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Druckimpulsquelle (1) verwendet wird, die Druckimpulse mit einem Spitzendruck in der Größenordnung von 200 bis 700 bar, vorzugsweise in der Größenordnung von 500 bar, ab­ strahlt.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine elektromagnetische Druckimpulsquelle (1) verwendet wird.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Druckimpulsquelle (1) verwendet wird, die eine Ortungsein­ richtung, insbesondere eine Ultraschall-Ortungseinrichtung (3, 8, 9), zur Ortung des therapeutischen relevanten Berei­ ches (SK) enthält.