DE3608877A1

DE3608877A1 - Vorrichtung zum zertruemmern von nierensteinen mittels stosswellen

Info

Publication number: DE3608877A1
Application number: DE19863608877
Authority: DE
Inventors: Allan Northeved
Original assignee: Non Invasive Therapeutic Tech
Current assignee: Non Invasive Therapeutic Tech
Priority date: 1986-03-17
Filing date: 1986-03-17
Publication date: 1987-09-24
Also published as: US4844081A; DE3608877C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zertrümmern von Nierensteinen mittels einer Fokussierungskammer, die Teil eines Ellipsoids, vorzugsweise Rotationsellipsoids ist, in deren einem Brennpunkt eine Funkenstrecke zur Erzeugung von Stoßwellen eingerichtet ist.

Bei einer der bekannten Vorrichtungen wird der Patient in einer Badewanne mit Wasser zum Übertragen der Stoßwellen ge lagert.

Bei einer anderen Ausführungsform wurde die Badewanne wegge lassen, da die Fokussierungskammer mit Wasser gefüllt ist und mittels einer dünnen Membran verschlossen ist, die gegen die Hautoberfläche des Patienten anliegt (vgl. DE-OS 31 46 626).

Diese Membran wird gemäß der Erfindung vermieden, da in Ver bindung mit dem Rand der Fokussierkammer Teile zum Ansetzen und Festlegen der Vorrichtung an der Hautoberfläche des Pati enten angeordnet sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in Verbindung mit den Teilen zum Ansetzen und Festlegen eine bewegliche Muffe, beispielsweise eine Gummimuffe angeordnet. Die Muffe kann z.B. an der Hautoberfläche des Patienten angeklebt werden. Alternativ können längs des Muffenrandes umlaufende Saugkam mern oder -tassen vorgesehen sein, oder es kann die ganze Vor richtung als Saugtasse ausgebildet sein.

In einer alternativen Ausführungsform ist in Verbindung mit den Teilen zum Ansetzen und Festlegen ein Teleskoprohr vor gesehen, das sich dicht an die Hautoberfläche des Patienten anlegen läßt. Eine solche Vorrichtung läßt sich eventuell in einem Patiententisch anbringen, so daß der Patient durch die Schwereeinwirkung gegen die Vorrichtung gedrückt wird, wodurch die genannte Kante des Teleskoprohres dazu gebracht wird, dicht an der Hautoberfläche anzuliegen.

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 transducer zum Lokalisieren von Nierensteinen und

Fig. 6 einen Reflektor, dessen unterer Teil drehbar ist, so daß man abwechselnd den Ultraschalltransducer 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 reflektriert 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 20000 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 Ultraschalltransducer 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 schalltransducer 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 Transducer werden durch den drehbaren Teil des Reflektors mit Strom versorgt. Alternativ läßt sich der Transducer 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 Transducer steht mit einem Oscilloskop - vgl. z.B. die dänische Patentanmeldung Nr. 2084/75, die 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.

Erfindungsgemäß ist somit 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 sichern, 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

1. Vorrichtung zum Zertrümmern von Nierensteinen mittels einer Fokussierungskammer, die Teil eines Ellipsoids (1) vorzugs weise Rotationsellipsoids ist, in dessen einem Brennpunkt eine Funkenstrecke (2) zur Erzeugung von Stoßwellen ange ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit der Fokussierungskammer (1) Teile zum Aufsetzen der Vorrichtung auf der Hautoberfläche des Patienten angeordnet sind, wobei der Nierenstein mittels eines Abtasters, der im Abtastmoment in der Fokussierungs kammer anbringbar ist, lokalisierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß in Verbindung mit der Fokussierungs kammer eine bewegliche Muffe (4), beispielsweise Gummimuffe, angeordnet ist, die auf der Hautoberfläche des Patienten an klebbar ist, z.B. mittels eines doppeltklebenden Klebestrei fens.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Muffe umlaufende Saugkammern aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit den Teilen zum Ansetzen und Festhalten der Vorrichtung ein Teleskoprohr, das dicht an der Hautoberfläche (3) des Patienten ansetzbar ist, angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese durch die Schwere einwirkung gegen die Hautoberfläche des Patienten an preßbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß diese in einem Patiententisch an geordnet ist, so daß der Patient durch die Schwereein wirkung gegen die Vorrichtung angepreßt wird, die dadurch dicht an der Hautoberfläche des Patienten anliegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Fokussierungs kammer angeordneter Abtaster einen Ultraschalltransducer (9) einschließt, der auf einem konusförmigen Teil (10) in der Fokussierungskammer angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der konusförmige Teil (10) auf einer drehbaren Stange (11) in der Fokussierungskammer angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (13) des Reflektors um eine Achse (14) drehbar ist, die im wesentlichen rechtwinklig auf der Längsachse des Ellipsoids steht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der untere Teil (13) des Reflektors zwei Ellipsoidflächen umfaßt und im wesentlichen spiegel symmetrisch bezüglich der Drehachse (14) ist, wobei die Funkenstrecke (2) an der einen Ellipsoidfläche ange ordnet ist, während der Ultraschalltransducer (9) an der anderen Ellipsoidfläche angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Transducer auf einem Schaft angeordnet ist, der sich von der Seite hin einführen läßt und der im zurückgezogenen Zustand mit dem Ellipsoid fluchtet.