DE4446192A1

DE4446192A1 - Procedure for accurate hit control of treatment

Info

Publication number: DE4446192A1
Application number: DE19944446192
Authority: DE
Inventors: Ulf Dipl Ing Zanger
Original assignee: Richard Wolf GmbH
Current assignee: Richard Wolf GmbH
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1996-07-04

Abstract

The procedure consists of an ultrasonic wave generator (2), which emits ultrasonic waves from an electro-acoustic transducer (1). Immediately after each treatment pulse is sent to the body, a continuous low energy sound wave follows, and is reflected from the body. The drift between the sent and deflected waves is used to calculate (13) the accuracy of the hit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trefferkontrolle bei der Zerstörung oder Behandlung von körperinneren Konkrementen, Gewe beteilen oder sonstigen Teilen mittels extrakorporal erzeugtem puls förmigen Ultraschall unter Ausnutzung des Dopplereffektes sowie im weiteren eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for hit control in the Destruction or treatment of internal concretions, tissues share or other parts using an extracorporeally generated pulse shaped ultrasound using the Doppler effect and in further an apparatus for performing this method.

Bei der Therapie mit extrakorporal erzeugter und in den Körper fokussierter Ultraschallenergie, insbesondere bei der Lithotripsie, ist es wünschenswert, eine möglichst hohe Treffgenauigkeit dieser Ul traschallenergie auf das zu behandelnde Konkrement, Gewebeteil oder sonstige Körperteil zu erreichen, zum einen, um die Behandlung möglichst effektiv und kurzzeitig zu gestalten, zum anderen um das umliegende Gewebe zu schonen. Während der Behandlung mit Ul traschallenergie verändert sich jedoch das Ziel nicht nur in seiner Größe, es kann sich auch in seiner Lage verändern, zum Beispiel durch Atem- oder sonstige Körperbewegungen. In therapy with extracorporeally generated and in the body focused ultrasound energy, especially in lithotripsy it is desirable to achieve the highest possible accuracy of this ul ultrasound energy on the calculus, tissue part or to reach other part of the body, on the one hand, to treatment to make it as effective and short-term as possible, to protect surrounding tissue. During treatment with ul However, ultrasound does not only change the goal in its Size, it can also change its position, for example through breathing or other body movements.

Die bei solchen Behandlungen standardmäßig eingesetzten bildgeben den Verfahren mittels eines gesonderten Ultraschallsenders/Empfän gers zur Bilderzeugung oder einer Röntgenortungseinrichtung sind relativ unpräzise, und zwar schon systembedingt durch die im Ver gleich zum Therapieschall unterschiedlichen Ausbreitungsbedingun gen. Im übrigen passiert es zum Beispiel durch Atembewegungen, daß das zu behandelnde Objekt, zum Beispiel ein Stein, aus dem Fokus wandert und oft oder nicht mehr getroffen wird. Andere Steintypen, zum Beispiel Harnleitersteine, sind mittels Ultraschallor tung häufig nicht erkennbar.The imaging used as standard in such treatments the procedure using a separate ultrasonic transmitter / receiver gers for image generation or an X-ray locating device relatively imprecise, and indeed due to the system in the Ver different propagation conditions directly to the therapy sound Otherwise it happens, for example, through breathing movements, that the object to be treated, for example a stone, from which Focus shifts and is often or no longer hit. Other Stone types, for example ureteral stones, are by means of ultrasound often not recognizable.

Aus DE 41 13 697 A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Ermittlung von Bewegungen des Objektes im Fokalbereich des Thera piewandlers bekannt, bei der zeitlich versetzte Ultraschall-B-Bilder verglichen und die so erfaßten Bewegungsvorgänge durch Farbcodie rung auf einem Bildschirm dargestellt werden. Dieses Verfahren ist sowohl hinsichtlich der erforderlichen Hardware als auch der erfor derlichen Software sehr aufwendig und somit teuer.DE 41 13 697 A1 describes a method and an apparatus for Determination of movements of the object in the focal area of the Thera piewandlers known for the staggered ultrasound B-images compared and the movements thus recorded by color code be displayed on a screen. This procedure is both in terms of the required hardware and the requ software very complex and therefore expensive.

Aus EP 0 367 116 A1 ist es bekannt, einen Ultraschallscanner zu sätzlich zum üblichen B-Modus zur Abgabe einer Farbdopplerinfor mation auszubilden. Auch dem dort beschriebene technische Aufwand ist hoch, zudem steht für die Zeit, in der die Farbdopplerinformatio nen geliefert werden, das übliche B-Bild nicht zur Verfügung.It is known from EP 0 367 116 A1 to provide an ultrasound scanner in addition to the usual B mode for the delivery of a color Doppler information training. Also the technical effort described there is high, also stands for the time in which the color Doppler information the usual B-picture are not available.

Aus EP 0 238 589 B1 ist es bekannt, die Ausrichtung des Therapie wandlers in bezug auf das Konkrement durch das vorherige Aus senden von Pulsen mittlerer Leistung zu überprüfen. Eine Überwa chung des einzelnen Behandlungspulses ist hiermit in der Praxis nicht möglich, auch führt die Aussendung von Pulsen mittlerer Leistung zu einer zusätzlichen Belastung des Gewebes. From EP 0 238 589 B1 it is known the orientation of the therapy converter with respect to the concretion from the previous exit sending pulses of medium power to check. An overview The individual treatment pulse is not hereby in practice possible, also the emission of medium power pulses an additional load on the tissue.

Aus DE 40 12 760 ist es bekannt, unter Ausnutzung des Ultraschall- Dopplerverfahrens die Größe von Steinpartikeln durch Ermittlung ihrer Sinkgeschwindigkeit in der Körperflüssigkeit zu messen. Die Partikel werden dabei durch einen Stoßwellenimpuls aufgewirbelt, ihre Sinkgeschwindigkeit mittels des Ultraschall-Dopplerverfahrens ermittelt. Eine direkte Trefferkontrolle ist mit diesem Verfahren ebenfalls nicht möglich.From DE 40 12 760 it is known, using the ultrasound Doppler method to determine the size of stone particles to measure their rate of descent in the body fluid. The Particles are whirled up by a shock wave impulse, their rate of descent using the ultrasonic Doppler method determined. A direct hit control is with this procedure also not possible.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so auszubilden, daß die Treffgenauigkeit nach Möglichkeit nach jedem Ultraschallpuls auf einfache Weise ermittelt werden kann. Des weiteren soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die einfach in Aufbau und Anwendung ist und welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist.Proceeding from this, the invention is based on the object Generic method to train so that the accuracy if possible after each ultrasound pulse in a simple manner can be determined. Furthermore, a device is to be created be that is simple in structure and application and which for Implementation of the method according to the invention is particularly suitable is.

Der verfahrensmäßige Teil dieser Aufgabe wird durch die im kenn zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, der vorrichtungsmäßige durch die im kennzeichnenden Teil des An spruchs 5 angegebenen.The procedural part of this task is characterized by the in solved part of claim 1 specified features of device-wise by the in the characterizing part of the An Say 5 specified.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt das in der Physik als Impuls erhaltungssatz bekannte Phänomen aus. Wird nämlich ein Stein oder ein Bruchstück desselben durch einen Ultraschallpuls (Behandlungs puls) getroffen, so vollzieht dieser Stein eine Bewegung. Diese Bewegung wiederum kann mittels des in der Physik als Dopplereffekt bekannten Phänomens der Frequenzverschiebung erfaßt werden. Und zwar ist die Frequenzverschiebung um so höher, je größer die Bewe gungsgeschwindigkeit des Steines ist. Es besteht also ein Zusammen hang zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit des Steines und der Treffgenauigkeit des Behandlungspulses, und zwar ist diese um so höher, je höher die Treffgenauigkeit ist. The method according to the invention uses this as an impulse in physics conservation theorem known phenomenon. Becomes a stone or a fragment of it by an ultrasound pulse (treatment pulse), this stone moves. These Movement in turn can be done by using the Doppler effect in physics known phenomenon of frequency shift can be detected. And the frequency shift is higher, the larger the movement speed of the stone. So there is a relationship slope between the speed of movement of the stone and the Accuracy of the treatment pulse, and this is all the more higher, the higher the accuracy.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor, daß der Schallerzeu ger unmittelbar nach Abgabe des Behandlungspulses zur Erzeugung von Dauerschall vergleichsweise geringer Energie angesteuert wird und daß anhand der Frequenz des reflektierten Schalls, also der Differenz zwischen der Frequenz des ausgesandten und des empfange nen Schalls, die Treffgenauigkeit des vorangegangenen Behandlungs pulses ermittelt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweck mäßigerweise nach jedem Behandlungspuls angewendet und gewähr leistet auf einfache Weise eine exakte Trefferkontrolle.The inventive method now provides that the Schallerzeu ger immediately after delivery of the treatment pulse for generation comparatively low energy is driven by continuous sound and that based on the frequency of the reflected sound, that is Difference between the frequency of the transmitted and the received sound, the accuracy of the previous treatment pulses is determined. The method according to the invention is used moderately applied and guaranteed after each treatment pulse provides exact hit control in a simple manner.

Bevorzugt erfolgt die Aussendung der Ultraschallpulse und des Dau erschalls sowie der Empfang des reflektierten Dauerschalls mit dem selben elektroakustischen Wandler. Dies hat nicht nur bauliche Vor teile, sondern gewährleistet darüberhinaus auch, daß der Dauerschall zur Trefferkontrolle und der Pulsschall zur Behandlung denselben Weg zurücklegen, also dieselben Ausbreitungsbedingungen haben. Be vorzugt wird der Dauerschall mit einer Frequenz erzeugt, die etwa im Bereich der Resonanzfrequenz des elektroakustischen Wandlers liegt. Es versteht sich, daß die Leistung des Dauerschalls so gewählt wird, daß keinerlei Beeinträchtigung des Patienten hierdurch erfolgt.The ultrasound pulses and the duration are preferably emitted sound and the reception of the reflected continuous sound with the same electroacoustic transducer. This is not just for construction purposes share, but also ensures that the continuous sound to control hits and the pulse sound to treat them Travel the distance, i.e. have the same propagation conditions. Be preferably the continuous sound is generated at a frequency which is approximately in the range of the resonance frequency of the electroacoustic transducer lies. It is understood that the power of the continuous sound is chosen in this way is that there is no impairment of the patient.

Zweckmäßigerweise wird ein Grenzwert ermittelt und/oder festgelegt, der eine gerade noch tolerierbare Trefferungenauigkeit definiert. Eine diesem Grenzwert entsprechende Frequenzverschiebung wird dann genutzt, um ein akustisches, optisches oder sonstiges Steuersignal, zum Beispiel zur Abschaltung des elektroakustischen Wandlers zu geben.A limit value is expediently determined and / or set, which defines a barely tolerable hit inaccuracy. A frequency shift corresponding to this limit is then used to generate an acoustic, optical or other control signal, for example to switch off the electroacoustic transducer give.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere zur Ausführung des vorbeschriebenen Verfahrens besteht aus einem elektroakustischen Wandler mit vorgeschaltetem Generator zur Erzeugung von Ultra schallpulsen sowie einem weiteren Generator zur Erzeugung von Dauerschall. Beide Generatoren werden wechselweise mit dem elek troakustischen Wandler verbunden, wobei der elektroakustische Wandler im Dauerschallbetrieb zugleich Empfänger ist und das Aus gangssignal des Generators für die Dauerschallerzeugung einerseits sowie das Ausgangssignal des elektroakustischen Wandlers beim Empfang des reflektierten Dauerschalls andererseits einem Mischer zugeführt wird, welcher die Frequenzdifferenz beider Signale be stimmt und somit ein Ausgangssignal abgibt, das ein Maß für die Treffgenauigkeit ist.A device according to the invention in particular for executing the The method described above consists of an electroacoustic Converter with upstream generator for generating Ultra sound pulses and another generator for generating Continuous sound. Both generators are alternately with the elek connected troacoustic transducer, the electroacoustic Transducer in continuous sound operation is both the receiver and the end output signal of the generator for the continuous sound generation on the one hand and the output signal of the electroacoustic transducer at Receiving the reflected continuous sound on the other hand, a mixer is supplied, which be the frequency difference between the two signals true and thus emits an output signal that is a measure of the Accuracy is.

Um zu verhindern, daß der in der Regel mit Hochspannung arbeiten de Generator für die Erzeugung der Ultraschallpulse in den ver gleichsweise empfindlichen Kreis des Dauerschallgenerators mit nachgeschalteter Auswertelektronik einstreut, ist bevorzugt eine Steuerung vorgesehen, welche den zur Erzeugung des Dauerschalls vorgesehenen Generator lediglich in den Pulspausen mit dem elek troakustischen Wandler verbindet und in Weiterbildung ggf. auch gleichzeitig den Generator für die Erzeugung der Ultraschallpulse vom elektroakustischen Wandler trennt. Zur Steuerung dieses Schal ters wird bevorzugt das Triggersignal zur Auslösung des Ultraschall pulses verwendet.To prevent the usually work with high voltage de generator for generating the ultrasonic pulses in the ver equally sensitive circuit with the continuous sound generator Scattered downstream evaluation electronics, is preferably one Control provided, which is used to generate the continuous sound provided generator only in the pulse breaks with the elec Troacoustic transducer connects and in training if necessary at the same time the generator for generating the ultrasound pulses separates from the electroacoustic transducer. To control this scarf The trigger signal for triggering the ultrasound is preferred pulses used.

Zur weiteren Sicherheit der empfindlichen Auswerteelektronik ist es zweckmäßig, dieser eine Überspannungsschutzeinrichtung vorzuschal ten, welche gegebenenfalls noch im System befindliche Überspannun gen durch Masseschluß beseitigt. Weiterhin ist es zweckmäßig, in der Signalleitung zur Auswerteelektronik einen Bandpaß einzugliedern, der lediglich den Frequenzbereich durchläßt, der die Frequenz des Dauerschalls sowie die zu erwartende maximale Frequenzverschie bung umfaßt. Auf diese Weise können Störsignale auf der im all gemeinen nicht abgeschirmten Wandlerzuleitung ausgefiltert werden. It is for further security of the sensitive evaluation electronics It is advisable to provide an overvoltage protection device which overvoltage may still be in the system removed by ground connection. Furthermore, it is useful in the Incorporate a bandpass to the signal line to the evaluation electronics, that only passes the frequency range that the frequency of the Continuous noise and the expected maximum frequency shift exercise includes. In this way, interference signals on the in all general unshielded converter feed line are filtered out.

Bevorzugt ist dem Mischer ein Schwellwertdetektor nachgeschaltet, der beim Überschreiten einer voreinstellbaren Frequenzdifferenz anspricht und dann eine Anzeigeeinrichtung an steuert oder aber direkt in die Leistungssteuerung sperrend eingreift.A threshold value detector is preferably connected downstream of the mixer, that when a preset frequency difference is exceeded responds and then controls a display device or directly intervenes in the power control.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch bei schon bestehenden Lithotripsieeinrichtungen nachgerüstet werden, da hierzu in der Regel lediglich eine nicht besonders aufwendige Nachrüstung der Elektronik erforderlich ist. Es ergeben sich keinerlei Nachteile hinsichtlich der Anwendungsgebiete, insbesondere werden die vorhandenen Ortungs einrichtungen hiervon nicht tangiert und bleiben voll funktionsfähig.The device according to the invention can also be used in existing ones Lithotripsy devices can be retrofitted, as a rule for this only a not particularly complex retrofit of the electronics is required. There are no disadvantages in terms of Areas of application, in particular the existing location facilities are not affected by this and remain fully functional.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Figuren darge stellten Ausführungbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on a Darge in the figures posed execution example explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in vereinfachter Blockdarstellung eine Lithotripsieein richtung mit elektronischer Trefferkontrolle gemäß der Erfindung und Fig. 1 in a simplified block diagram a lithotripsy device with electronic hit control according to the invention and

Fig. 2 die Einrichtung nach Fig. 1 mit einem Ausführungsbei spiel der elektronischen Trefferkontrolle. Fig. 2 shows the device of FIG. 1 with a game of Ausführungsbei electronic hit control.

In Fig. 1 ist ein elektroakustischer Wandler 1 dargestellt, wie er beispielsweise zur extrakorporalen Lithotripsie mit Stoßwellen einge setzt wird. Der Wandler 1 ist kalottenförmig ausgebildet und an seiner Innenseite mit einer Vielzahl von piezoelektrischen Elementen versehen. Die von diesem Wandler 1 ausgehenden Schallwellen haben einen Fokus F. Zur Erzeugung von Ultraschallpulsen wird der elek troakustische Wandler 1 mit einem in einem Generator 2 erzeugten entsprechenden elektrischen Signal beaufschlagt. Eine solche Anord nung zählt zum Stand der Technik, ist hinlänglich bekannt und braucht daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden. In Fig. 1, an electroacoustic transducer 1 is shown as it is used for example for extracorporeal lithotripsy with shock waves. The transducer 1 is dome-shaped and provided on the inside with a large number of piezoelectric elements. The sound waves emanating from this transducer 1 have a focus F. To generate ultrasound pulses, the electro-acoustic transducer 1 is acted upon by a corresponding electrical signal generated in a generator 2 . Such an arrangement is part of the prior art, is well known and therefore need not be described in detail.

Parallel zum Generator 2 ist dem elektroakustischen Wandler 1 eine in Fig. 1 mit 13 gekennzeichnete Einrichtung zur Trefferkontrolle geschaltet, die in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist.In parallel to the generator 2 , the electroacoustic transducer 1 is connected to a device for hit control, identified by 13 in FIG. 1, which is shown in detail in FIG. 2.

Der elektroakustische Wandler 1 strahlt zum Zwecke der Therapie Ultraschallpulse in Richtung seines Fokus F ab. Der Wandler 1 wird mittels entsprechender Positioniereinrichtungen so bewegt, daß sein Fokus F mit dem zu zertrümmernden Konkrement übereinstimmt. Diese Einstellung erfolgt unter Zuhilfenahme eines bildgebenden Verfahrens, zum Beispiel mit Hilfe eines Ultraschallscanners oder eines Röntgen-C-Bogens. Nach der Positionierung wird der Generator 2 zur Abgabe von Hochspannungspulsen angesteuert, wodurch der Wandler 1 auf den Fokus F gerichtete Ultraschallstoßwellen abgibt. Die Einrichtung 13 dient nun zur Feststellung der Trefferkontrolle, das heißt zur Überprüfung, ob im Fokus F des Wandlers 1 ein Ob jekt, zum Beispiel ein Konkrement getroffen wurde.The electroacoustic transducer 1 emits ultrasound pulses in the direction of its focus F for the purpose of therapy. The converter 1 is moved by means of corresponding positioning devices so that its focus F coincides with the concretion to be broken up. This setting is made with the aid of an imaging method, for example with the aid of an ultrasound scanner or an X-ray C-arm. After positioning, the generator 2 is driven to emit high-voltage pulses, as a result of which the transducer 1 emits ultrasound shock waves directed at the focus F. The device 13 is now used to determine the hit control, that is, to check whether an object, for example a concrement, has been hit in the focus F of the converter 1 .

Die Einrichtung 13 weist einen Frequenzgenerator 4 zur Erzeugung von Dauerschall einer Frequenz die etwa der Resonanzfrequenz des elektroakustischen Wandlers 1 entspricht, auf. Der Frequenzgenerator 4 ist ständig in Betrieb, sein Ausgangssignal steht zum einen am Trägerfrequenzeingang eines Mischers 7 sowie in den Pulspausen des Generators 2 am elektroakustischen Wandler 1 an. Der Ausgang des Frequenzgenerators 4 ist über einen Schalter 3 in Form eines Hoch spannungsrelais mit dem elektroakustischen Wandler 1 verbunden. Die elektrische Beaufschlagung des Hochspannungsrelais 3 erfolgt über eine Steuerung 12, der eingangsseitig ein Triggersignal 11 zugeführt wird, das auch den Generator 2 ansteuert und den zeitli chen Ablauf zwischen Pulszeiten und Pausenzeiten steuert. Die Steue rung 12 ist so ausgelegt, daß das Relais kurzzeitig (ca. 20 Millise kunden) nach Angabe des nur wenige Mikrosekunden dauernden Ultraschallpulses geschlossen und kurz vor dem nächsten Ultraschall puls wieder geöffnet wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß die gesamte Einrichtung zur Trefferkontrolle 13 lediglich in den Puls pausen mit dem elektroakustischen Wandler 1 verbunden ist und das am Ausgang des Generators 2 anstehende Hochspannungssignal nicht in diese Einrichtung gelangt.The device 13 has a frequency generator 4 for generating continuous sound at a frequency which corresponds approximately to the resonance frequency of the electroacoustic transducer 1 . The frequency generator 4 is constantly in operation, its output signal is present on the one hand at the carrier frequency input of a mixer 7 and on the electroacoustic transducer 1 in the pulse pauses of the generator 2 . The output of the frequency generator 4 is connected via a switch 3 in the form of a high voltage relay to the electroacoustic transducer 1 . The electrical application of the high-voltage relay 3 takes place via a controller 12 , which is supplied with a trigger signal 11 on the input side, which also drives the generator 2 and controls the time sequence between pulse times and pause times. The control 12 is designed so that the relay is closed briefly (approx. 20 milliseconds) after specifying the ultrasound pulse lasting only a few microseconds and is opened again shortly before the next ultrasound pulse. In this way it is achieved that the entire device for hit control 13 is only connected to the electroacoustic transducer 1 in the pause and the high voltage signal pending at the output of the generator 2 does not get into this device.

Der elektroakustische Wandler 1 wird bei der Einrichtung zur Tref ferkontrolle 13 auch als Empfänger eingesetzt, das am Konkrement reflektierte Schallsignal wird durch den Wandler 1 in ein elektrisches Signal umgewandelt, das in den Pausenzeiten, wenn der Schalter 3 geschlossen ist, zunächst einer Überspannungsschutzeinrichtung 5 sowie nachfolgend einem Bandpaß 6 zugeführt wird. Der Bandpaß 6 ist so ausgelegt, daß nur die Frequenzen in unmittelbarer Nähe der Resonanzfrequenz des Wandlers 1 durchgelassen werden. Der Aus gang des Bandpasses 6 ist mit dem zweiten Eingang des vorerwähn ten Mischers 7 verbunden. Am Mischer 7 stehen also zum einen das Dauerfrequenzsignal des Generators 4 (Trägerfrequenz) und zum anderen das aufgrund der reflektierten Welle im Wandler 1 erzeugte Frequenzsignal (Empfangsfrequenz) an. Am Ausgang des Mischers 7 steht ein Frequenzsignal an, dessen Frequenz der Differenz der Frequenz der beiden Eingangssignale entspricht. Dieses Differenz frequenzsignal am Ausgang des Mischers 7 wird einer Verstärker stufe 8 zugeführt, deren Ausgang mit einem Schwellwertdetektor 9 verbunden ist, der wiederum eine Anzeigeeinrichtung 10 ansteuert. Das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors 9 kann alternativ oder zusätzlich auch noch der Steuerung für den Generator 2 zugeführt werden, um eine automatische Abschaltung bei ungenügender Treff genauigkeit zu gewährleisten.The electroacoustic transducer 1 is also used as a receiver in the device for meeting control 13 , the sound signal reflected at the concrement is converted by the transducer 1 into an electrical signal which, in the pause times when the switch 3 is closed, is initially an overvoltage protection device 5 and subsequently a band pass 6 is fed. The bandpass filter 6 is designed so that only the frequencies in the immediate vicinity of the resonance frequency of the transducer 1 are passed. The output of the bandpass 6 is connected to the second input of the mixer 7 mentioned above. The mixer 7 therefore has the continuous frequency signal of the generator 4 (carrier frequency) on the one hand and the frequency signal (reception frequency ) generated on the basis of the reflected wave in the converter 1 . A frequency signal is present at the output of the mixer 7 , the frequency of which corresponds to the difference between the frequency of the two input signals. This difference frequency signal at the output of the mixer 7 is an amplifier stage 8 , the output of which is connected to a threshold detector 9 , which in turn controls a display device 10 . The output signal of the threshold value detector 9 can alternatively or additionally also be supplied to the control for the generator 2 in order to ensure an automatic shutdown in the event of insufficient accuracy.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung zur Trefferkontrolle arbeitet wie folgt: The hit control device described above works as follows:

In den Pausen zwischen den vom Generator 2 durch Hochspannungs pulse erzeugten Ultraschallpulsen des elektroakustischen Wandlers 1 wird die Einrichtung 13 mit dem elektroakustischen Wandler 1 ver bunden. Dies geschieht in Abhängigkeit des Triggersignals 11 wie eingangs beschrieben. Dann gelangt ein kontinuierliches elektrisches Wechselstromsignal einer Frequenz, die der Resonanzfrequenz des Wandlers 1 entspricht, zu diesem Wandler. Die Leistung ist dabei so gewählt, daß die dadurch vom elektroakustischen Wandler 1 erzeug ten Schallwellen auch im Fokus F physiologisch unbedenklich sind. Diese Schallwellen gelangen je nach Ausrichtung des Wandlers 1 mehr oder weniger auf das zu behandelnde Konkrement, das aufgrund des vorhergegangenen Stoßwellenimpulses eine je nach Treffgenau igkeit mehr oder weniger große Bewegung vollzieht. In Abhängigkeit dieser Bewegung (Geschwindigkeit) wird das vom Konkrement reflek tierte Schallsignal frequenzverschoben. Dieser Effekt ist als Doppler effekt bekannt.In the breaks between the ultrasonic pulses generated by the generator 2 by high-voltage pulses of the electroacoustic transducer 1 , the device 13 is connected to the electroacoustic transducer 1 . This happens depending on the trigger signal 11 as described at the beginning. Then a continuous electrical alternating current signal of a frequency that corresponds to the resonance frequency of the transducer 1 reaches this transducer. The power is chosen so that the sound waves generated thereby by the electroacoustic transducer 1 are also physiologically harmless in focus F. Depending on the orientation of the transducer 1, these sound waves arrive more or less on the concrement to be treated which, due to the previous shock wave pulse, performs a more or less large movement depending on the accuracy. Depending on this movement (speed), the sound signal reflected by the concretion is shifted in frequency. This effect is known as the Doppler effect.

Das reflektierte Signal wird im elektroakustischen Wandler in ein elektrisches Signal entsprechender Frequenz (Empfangsfrequenz) umgewandelt und gelangt dann zu einem Eingang des Mischers 7, dessen anderer Eingang mit der Trägerfrequenz (Sendefrequenz) des Frequenzgenerators 4 beaufschlagt ist.The reflected signal is converted in the electroacoustic converter into an electrical signal of a corresponding frequency (reception frequency) and then reaches an input of the mixer 7 , the other input of which is supplied with the carrier frequency (transmission frequency) of the frequency generator 4 .

Am Ausgang des Mischers 7 steht ein Differenzfrequenzsignal an, das in der Verstärkerstufe 8 aufbereitet und verstärkt wird und dem Schwellwertdetektor 9 zugeführt ist. Der Schwellwertdetektor 9 wiederum gibt bei Überschreiten einer voreinstellbaren Frequenz ein Signal an die Anzeigeeinrichtung 10 ab. Als Anzeigeeinrichtung kann z. B. eine Leuchtanzeige am Bedienpult als optische Anzeige oder ein Lautsprecher als akustische Anzeige dienen. Dabei kann in einfach ster Form bei Überschreiten des Schwellwertes 9 eine Lampe auf leuchten oder ein akustisches Signal gegeben werden. Es kann jedoch auch eine kontinuierliche Anzeige vorgesehen sein. Dann steuert bei spielsweise die Verstärkerstufe 8 die Tonhöhe eines Signalgenerators, so daß die Tonhöhe des akustischen Signals zusätzliche Informationen über die Treffergenauigkeit liefert. Anhand der Höhe des akustischen Signals wird die Treffgenauigkeit ständig signalisiert, so daß sie auch während der Behandlung durch entsprechende Korrektur der Position des Wandlers 1 optimiert werden kann. Es kann dann zusätzlich der Schwellwertdetektor 9 vorgesehen sein, der bei Unterschreiten eines bestimmten Schwellwertes in die Steuerung des Generators 2 eingreift und die Aussendung von Hochspannungspulsen sperrt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß beim Unterschreiten einer vorgegebenen Treffergenauigkeit eine automatische Abschaltung erfolgt, die erst nach Neupositionierung deaktivierbar ist.At the output of the mixer 7 there is a differential frequency signal which is processed and amplified in the amplifier stage 8 and which is fed to the threshold value detector 9 . The threshold value detector 9 in turn emits a signal to the display device 10 when a preset frequency is exceeded. As a display device such. B. an illuminated display on the control panel as a visual display or a loudspeaker as an acoustic display. A lamp can light up or an acoustic signal can be given in the simplest form when threshold value 9 is exceeded. However, a continuous display can also be provided. Then, for example, the amplifier stage 8 controls the pitch of a signal generator, so that the pitch of the acoustic signal provides additional information about the accuracy of the hit. Based on the level of the acoustic signal, the accuracy is constantly signaled so that it can also be optimized during the treatment by correspondingly correcting the position of the transducer 1 . The threshold value detector 9 can then additionally be provided, which intervenes in the control of the generator 2 when a certain threshold value is undershot and blocks the transmission of high-voltage pulses. In this way it can be ensured that an automatic shutdown takes place when the accuracy falls below a predetermined level, which can only be deactivated after repositioning.

Das vom elektroakustischen Wandler 1 kommende Empfangssignal wird nicht direkt dem Mischer 7, sondern zunächst der Überspan nungsschutzeinrichtung 5 zugeführt und dann einem Bandpaß 6. Die Einrichtung 5 dient zur zusätzlichen Sicherheit der Einrichtung 13, zum Beispiel für den Fall, daß das Relais 3 defekt ist oder aber in sonstiger Weise Hochspannungspulse der Einrichtung 13 zugeführt werden. Der Bandpaß 6 dient ebenfalls der Sicherheit und der Unter drückung von Überlagerungsfrequenzen, welche die Auswertung stören könnten. Außerdem wird das Relais 3 vorteilhafterweise mit tels einer Schutzschaltung (nicht dargestellt) überwacht.The received signal from the electroacoustic transducer 1 is not supplied directly to the mixer 7 , but first to the overvoltage protection device 5 and then to a bandpass filter 6 . The device 5 is used for additional security of the device 13 , for example in the event that the relay 3 is defective or else high-voltage pulses are supplied to the device 13 . The bandpass filter 6 is also used for security and the suppression of overlay frequencies, which could interfere with the evaluation. In addition, the relay 3 is advantageously monitored by means of a protective circuit (not shown).

Der Einsatz der vorbeschriebenen Einrichtung 13 beschränkt sich nicht nur auf den Bereich der Lithotripsie. Vielmehr kann ein solcher Einsatz in nahezu allen Therapieverfahren erfolgen, die mit extrakor poral erzeugtem pulsförmigen und fokussierten Ultraschall arbeiten. Hier sind insbesondere Verfahren zur Knochenbehandlung und solche zur Zerstörung von malignem und benignem Gewebe zu nennen.The use of the device 13 described above is not limited to the area of lithotripsy. Rather, such an application can take place in almost all therapy methods that work with extracorporeally generated pulsed and focused ultrasound. Methods for bone treatment and those for the destruction of malignant and benign tissue are particularly worth mentioning here.

BezugszeichenlisteReference list

1 elektroakustischer Wandler
2 Hochspannungsgenerator
3 Schalter, Relais
4 Generator zur Erzeugung von Dauerschall
5 Überspannungsschutzeinrichtung
6 Bandpaß
7 Mischer
8 Verstärkerstufe
9 Schwellwertdetektor
10 Anzeigeeinrichtung
11 Triggersignal
12 Steuerung
13 Einrichtung zur Trefferkontrolle
F Fokus 1 electro-acoustic transducer
2 high voltage generator
3 switches, relays
4 generator for generating continuous sound
5 Surge protection device
6 band pass
7 mixers
8 amplifier stage
9 threshold detector
10 display device
11 trigger signal
12 control
13 Hit control facility
F focus

Claims

1. A method for controlling hits in the destruction or treatment of internal concretions, tissue parts or other parts by means of extracorporeally generated pulsed ultrasound using the Doppler effect, characterized in that at least immediately after the treatment pulse , continuous sound has comparatively low energy on the object to be treated is directed that the frequency shift between the emitted th and the reflected from the object continuous sound is determined and that the measure of the frequency shift is used to determine the accuracy accuracy.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Transmission of the ultrasound pulses and the continuous sound as well as the Reception of the reflected continuous sound with the same electroacoustic transducers.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the continuous sound is generated at a frequency which is about the Corresponds to the resonance frequency of the electroacoustic transducer.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that when a definable limit value is exceeded the frequency shift an acoustic, optical or control signal is given for the electroacoustic transducer.

5. Device in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, with an electroacoustic transducer ( 1 ) with an upstream generator ( 2 ) for generating ultrasound pulses, characterized in that means ( 4 ) are provided for generating continuous sound, that means for receiving reflected continuous sound are used and that a mixer ( 7 ) is provided for determining the frequency change between emitted and received continuous sound.

6. The device according to claim 5, characterized in that a common electroacoustic transducer ( 1 ) for generating ultrasonic pulses and continuous sound and a controller ( 12 ) is seen before, which pauses the generator ( 4 ) for the continuous sound in the pulse with the electroacoustic Transducer ( 1 ) connects.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the controller ( 12 ) separates the generator ( 4 ) for the continuous sound during the generation of an ultrasound pulse from the electroacoustic transducer ( 1 ), the trigger signal ( 11 ) for triggering the ultrasound pulse serves as a control signal.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mixer ( 7 ) is followed by a display device ( 10 ).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an overvoltage protection device ( 5 ) is connected upstream of the mixer ( 7 ).

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the overvoltage protection device ( 5 ) and the mixer ( 7 ) a bandpass filter ( 6 ) is connected.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mixer ( 7 ) is followed by a threshold detector ( 9 ).

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the controller ( 12 ) controls a relay ( 3 ) which is monitored with a protective circuit.