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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckregelung in einem Lithotripter-System
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Bei
einem aus der
DE 38
11 316 A1 bekannten Verfahren dieser Gattung zum Regeln
des Drucks in einem Lithotripter-System wird der Druck im Koppelkissen
des Lithotripters mit einem elektronischen Drucksensor detektiert
und dessen Ausgangssignal über
eine Auswerteelektronik an einen Druckregler, z.B. einen Dreipunkt-Schrittregler,
geführt.
Der Drucksensor ist auf dem Niveau der Ankoppelfläche des
Koppelkissens installiert und mit einer kurzen Verbindungsleitung
mit dem Innenteil des Koppelkissens verbunden. Die Position des
Drucksensors ist so gewählt,
dass ein mittlerer Wasserdruck in unmit telbarer Nähe der Ankoppelfläche des
Koppelkissens gemessen wird. Mit dem Druckregler werden ein Einlassventil
und ein Auslassventil in Abhängigkeit
von der Regelabweichung gesteuert. Die Regelabweichung ist dabei
die Differenz zwischen Druck-Istwert und
vorgegebenem Druck-Sollwert. Mit dem Einlassventil wird das Koppelkissen
mit einem Koppelmedium, z.B. Wasser, gefüllt und mit dem Auslassventil entlehrt,
wobei sich analog hierzu der Druck im Koppelkissen erhöht oder
erniedrigt. Wenn keine Regelabweichung vorhanden ist, sind beide
Ventile geschlossen.
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Durch
die Anordnung des Drucksensors auf dem Niveau der Ankoppelfläche des
Kop pelkissens, kann das Koppelkissen in einer beliebigen Behandlungsposition,
z.B. Unter- oder Übertischposition,
an den Patienten angekoppelt werden, ohne dass die Parameter für die Druckregelung
verändert
werden. Während
der Röntgenortung
und während
der Lithotripsiebehandlung erweist sich diese Position des Drucksensors
allerdings nicht als günstig.
Um die Freiheitsgrade des Koppelkissens und der Röntgenortungssysteme
nicht einzuschränken
und um den wirksamen Stoßwellenkegel
durch Montagevorrichtungen nicht zu reduzieren, wird der Druckmesssensor
deshalb außerhalb
des Koppelbereichs im hinteren Teil des Therapiekopfs integriert.
Dies hat jedoch zur Folge, dass sich in der Praxis in den verschiedenen
Therapiepositionen wie Untertisch- und Übertischposition unterschiedliche
Messwerte ergeben. Beim Verschwenken des Therapiekopfs und damit des
Koppelkissens von der Unter- in die Übertischposition wird der Koppeldruck
dadurch zu hoch eingestellt. Umgekehrt wird der Koppeldruck beim
Ver schwenken von der Über-
in die Untertischposition zu niedrig eingestellt. Dies führt zu unterschiedlichen Eindringtiefen
des Koppelkissens in den Patienten und damit zu einer Verschiebung
des Fokus des Lithotripters aus dem Zielgebiet.
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Um
den Koppeldruck an der Ankoppelfläche und damit die Eindringtiefe
beim orbitalen Verschwenken des Therapiekopfs konstant zu halten,
ist eine Korrektur der Sollwertvorgabe für die Druckregelung in Abhängigkeit
von der Therapiekopfstellung erforderlich. Hierfür kann die Position des Therapiekopfs
z.B. mit Winkelsensoren an den Drehachsen ermittelt werden. Ein
gravierender Nachteil dieser technischen Lösung sind die erheblichen zusätzlichen
Herstellungskosten für
diese Sensoren sowie das benötigte
Einbauvolumen. Des weiteren müssen die
Informationen über
die Winkelposition des Therapiekopfs durch den Druckregler aufwendig
weiterverarbeitet werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln
des Drucks in einem Lithotripter-System der eingangs genannten Gattung
dahingehend zu verbessern, dass trotz geringem Einbauvolumen eine
genaue Druckregelung in Abhängigkeit
der Position des Therapiekopfs bzw. des Koppelkissens bei gleichzeitig
möglichst
einfacher Bauweise ermöglicht
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem
Verfahren zum Regeln des Drucks in einem Lithotripter-System mit
den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Der
Druck im Koppelkissen wird in einer ersten Position auf einen gewünschten
Soll-Druckwert eingestellt.
Dieser entspricht einem Soll-Druckwert, auf welchen der Druck-Istwert des Koppelkissens durch
Ein- bzw. Ausleiten des Koppelmediums ständig nachgeregelt wird. Wird
das Koppelkissen jedoch orbital verschwenkt, wird der Füllstand
des Koppelmediums und damit der Druck in dem Koppelkissen für die Dauer
der Bewegung konstant gehalten, obwohl sich der vom Drucksensor
gemessene Wert ändert
und damit nicht mehr dem ursprünglichen Soll-Druckwert
entspricht. Bei Erreichen der neuen Behandlungsposition des Koppelkissens
wird der nun vom Drucksensor als Druck-Istwert ermittelte Messwert
als neuer Soll-Druckwert übernommen. Solange
der Therapiekopf bzw. das Koppelkissen diese orbitale Position beibehält wird
der Druck-Istwert auf diesen neuen Soll-Druckwert nachgeregelt. Die
Sollwert-Korrektur erfolgt somit automa tisch und systemintern, wodurch
eine im Vergleich zu bisherigen Lösungen einfache und auch kostengünstige Druckregelung
ermöglicht
wird.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Druckregelung
für die
Zeitdauer der Bewegung des Koppelkissens zwischen den Positionen
außer
Funktion gesetzt werden. Durch das Stilllegen des Einlasses sowie
des Auslasses des Koppekissens wird sichergestellt, dass sich der
Füllstand des
Koppelmediums und damit auch der Druck in dem Koppelkissen während der
Bewegung erhalten bleibt.
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Vorteilhafterweise
kann der Ankoppeldruck des Koppelkissens an einen Patienten und
die Eindringtiefe des Lithotripters unabhängig von der Position des Koppelkissens
konstant gehalten werden. So wird die korrekte Lage des Fokus des
Lithotripters in jeder Position des Koppelkissens gewährleistet.
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In
einer Variante der Erfindung kann die erste Position des Koppelkissens
eine vordefinierte Referenzposition sein, in welcher der für die Anwendung in
dieser Position erwünschte
Soll-Druckwert ermittelt und/oder als Druck-Istwert eingestellt
wird und die zweite Position eine Behandlungsposition des Koppelkissens
sein. Durch eine vordefinierte Referenzposition wird die Einstellung
des Lithotripters und des Koppelkissens bei Inbetriebnahme des Geräts erleichtert
sowie die Wiederholbarkeit von z.B. bei früheren Behandlungssitzungen
ermittelten Parametern für
den Ankoppeldruck sowie die Eindringtiefe deutlich erhöht.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen:
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1 einen
Lithotripter für
das erfindungsgemäße Verfahren
und
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt
eines Therapiekopfs des Lithotripters aus 1, bei welchem
sich der Drucksensor außerhalb
des Koppelbereichs im hinteren Teil des Therapiekopfs befindet.
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1 zeigt
einen Lithotripter 11, welcher einen gelenkig gelagerten
Tragarm 12 aufweist. An dem äußersten Ende 13 des
Tragarms 12 befindet sich ein Therapiekopf 8 mit
einem Koppelkissen 1. Das Koppelkissen 1 ist mit
einem Koppelmedium, z.B. Wasser, gefüllt, welches der Übertragung
der Stoßwellen
dient.
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Die
in dem Therapiekopf 8 erzeugten Stoßwellen werden über das
Koppelkissen 1, welches während der Behandlung an einem
Patienten anliegt, in den Patientenkörper geleitet. Der Therapiekopf 8 und
das Koppelkissen 1 sind dabei so konstruiert, dass die
Stoßwellen
in einem Fokus F zusammenlaufen. Während der Behandlung wird die
Lage des Fokus F mit einem Konkrement, z.B. einem Nierenstein, im
Körper
des Patienten in Übereinstimmung
gebracht. Der Tragarm 12 befindet sich hier in einer Untertischposition 5,
welche in diesem Ausführungsbeispiel
gleichzeitig einer Referenzposition 7 für die Einstellung des Koppelkissens 1 entspricht.
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Zur
Einstellung der Fokuslage F in dem Patientenkörper wird das Koppelkissen 1 in
Abhängigkeit von
der Tiefenlage des Konkrements und der Korpulenz des Patienten ein- und ausgefahren.
Damit das Konkrement oder die Fokuslage F während der Stoßwellen-Applikation
nicht verschoben wird, wird der Druck im Koppelkissen 1 und
damit die Eindringtiefe mittels einer Druckregelung konstant gehalten.
Dies erfolgt über
ein Druckregelsystem 15, welches hier gestrichelt dargestellt
ist.
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Das
Druckregelsystem 15 gleicht den aktuellen Druck-Istwert 16 in
dem Koppelkissen mit einem Soll-Druckwert 17 ab. Gegebenenfalls,
regelt es den Druck-Istwert 16 in dem Koppelkissen 1 durch
Einpumpen bzw. Ablassen des Koppelmediums entsprechend nach. Auch
der Füllstand 18 des
Koppelkissens 1, welcher dem Druck in dem Koppelkissen
entspricht, wird durch das Druckregelsystem 15 erfasst.
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Bei
der Inbetriebnahme des Geräts
wird der gewünschte
Ankoppeldruck des Koppelkissens 1 an einen Patienten in
Referenzposition 7 des Therapiekopfs 8 eingestellt.
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Um,
wie hier gezeigt, von der Untertischposition 5 bzw. Referenzposition 7 in
die gestrichelt dargestellte Übertischposition 4 zu
gelangen vollführt der
Therapiekopf 8 bzw. das Koppelkissen 1 eine orbitale
Bewegung.
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2 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt des
Therapiekopfs 8 und des Koppelkissens 1 aus 1.
Die in 1 verwendeten Bezugszeichen bezeichnen dieselben
Teile wie in 2, so dass diesbezüglich auf
die Beschreibung von 1 verwiesen wird. 2 zeigt
die Lage eines Drucksensors 2, welcher sich hier im hinteren
Teil des Therapiekopfs 8 befindet. Der Drucksensor 2 erfasst
den Druck-Istwert in dem Koppelkissen 1 und meldet diesen
an das Druckregelsystem 15.
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In
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird der Druck-Istwert 16 in dem Koppelkissen in der Referenzposition 7 auf
einen gewünschten
Soll-Druckwert 17 eingestellt, welcher einer medizinische
korrekten Lage des Fokus F in dem Körper des Patienten entspricht.
Um Ungenauigkeit aufgrund von Hysteresen oder der Alterung des Koppelkissenmaterials auszuschließen, wird
der Druck im Koppelkissen 1 durch das Druckregelsystem 15 stets
auf diesem Soll-Druckwert 17 gehalten. Während einer
orbitalen Bewegung des Therapiekopfs 8, bei welcher der Drucksensor 2 seine
Lage gegenüber
der Wirkungslinie der Schwerkraft ändert, wird die Druckregelung jedoch
außer
Kraft gesetzt. Der Füllstand 18 des Koppelkissens 1 wird
durch das Druckregelsystem 15 während der gesamten Bewegung
konstant gehalten. Der bei Erreichen der neuen Position von dem Drucksensor 2 gemessene
Druck-Istwert 16, wird als neuer Soll-Druckwert 17 in
das Druckregelsystem 15 übernommen.
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Die
Soll-Druckwert-Korrektur erfolgt somit automatisch und systemintern.
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Entspricht
der gemessene Druck-Istwert in einer ersten Position, hier der Referenzposition 7, dem
Wert Xi und der in der zweiten Position,
hier in der Übertischposition 4,
gemessene Druck-Istwert dem Wert Xi+1, so
lässt sich
die Druck-Istwert-Veränderung ΔX beim Verschwenken
von der ersten in die zweite Position folgendermaßen darstellen: ΔX
= Xi – Xi+1
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Da
der Druck-Istwert in der Referenzposition 7 auf einen gewünschten
Soll-Druckwert eingestellt wird und der bei Erreichen der Übertischposition 4 gemessene
Druck-Istwert dann als neuer Soll-Druckwert in das Druckregelsystem 15 aufgenommen
wird, entspricht ΔX
gleichzeitig der Soll-Druckwert-Korrektur.
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Der
neue Soll-Druckwert Xs,neu in der Übertischposition 4 errechnet
sich aus dem alten Soll-Druckwert Xs in
der Referenz- 7 bzw. Untertischposition 5 wie
folgt: Xs,neu = Xs – ΔX = Xs – (Xi – Xi+1) Xs,neu =
Xs + Xi+1 – Xi
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Der
Ankoppeldruck des Koppelkissens 1 an einen Patienten und
damit auch die Lage des Fokus F in dem Körper des Patienten werden so
auf einem gleichbleibenden Niveau gehalten.