DE3713816C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Therapievorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei einer solchen Vorrichtung wirkt eine Ultraschallwelle auf einen Stein (Gallenstein, Blasenstein, Nierenstein, usw.) oder einen Tumor ein, ein Tomogramm eines interessierenden Bereiches (ROI) eines Patienten wird angezeigt, und ein Applikator, beispielsweise ein Ultraschallwandler wird in einer solchen Stellung eingestellt, daß die hiervon emittierten Ultraschallwellen genau auf einen in dem interessierenden Bereich vorliegenden Stein oder Tumor fokussiert sind.

Bei einer Therapievorrichtung zum Einwirkenlassen von Ultraschallwellen für die Zersetzung eines Steines ist es erforderlich, die Wellen genau auf den Stein zu fokussieren, damit dieser wirksam ohne Zerstörung der Gewebe in dessen enger Nachbarschaft zertrümmert wird. Daher muß der Applikator zum Aussenden der Wellen in solcher Stellung eingestellt werden, daß die ausgesandten Wellen scharf auf den Stein selbst fokussiert sind. Um den Applikator genau zu positionieren, muß ein Tomogramm des interessierenden Bereiches angezeigt werden, damit eine Bedienungsperson bzw. ein Arzt die richtige Lokalisierung des Steines feststellen oder bestätigen kann.

Die JP-Patentanmeldung 59-1 01 143 beschreibt eine Therapievorrichtung mit einem Therapie-Ultraschallwandler und zwei Ultraschallwandlern. Der Therapie-Ultraschallwandler sendet Ultraschallwellen zum Zertrümmern eines Steines aus. Die Ortungs-Ultraschallwandler werden verwendet, um in zwei gewählten, sich schneidenden Ebenen die Bilder des vorliegenden interessierenden Bereiches zu liefern und anzuzeigen. Durch Prüfen dieser Bilder, d. h. der beiden Tomogramme, kann die Bedienungsperson den Stein genau lokalisieren. Da jedoch die Bedienungsperson nicht genau klar die exakte Stelle bestimmen kann, auf die die emittierten Wellen fokussiert sind, kann sie nicht den Therapie-Ultraschallwandler so bewegen, daß sichergestellt ist, daß der Ultraschallstrahl scharf auf den Stein fokussiert ist.

Die EP-OS 01 48 653 A1 beschreibt eine Ultraschall-Therapie­ vorrichtung mit einem piezoelektrischen Therapie- Hauptwandler und einem daran befestigten piezoelektrischen Ortungs-Hilfswandler. Der Hauptwandler wird verwendet, um einen Ultraschallstrahl zum Zerlegen eines Steines zu emittieren, und der Hilfswandler ist vorgesehen, um ein Tomogramm des interessierenden Bereiches zu bilden, in welchem der Stein gefunden wurde. Der Hauptwandler ist auf einer Trägereinrichtung gelagert, die dazu verwendet wird, den Hauptwandler entlang der X-, Y- und Z-Achsen zu verfahren, die einander rechtwinklig schneiden. Die Vorrichtung hat außerdem eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen des Tomogrammes und ein Kreuz zum Bezeichnen des theoretischen Brennpunktes des piezoelektrischen Hauptwandlers. Die Bedienungsperson betätigt die Trägereinrichtung in der X-Richtung, um so den Hauptwandler in der X-Richtung zu verfahren, bis das Kreuz auf dem Schirm der Anzeigeeinrichtung erscheint. Dann betätigt sie die Trägereinrichtung in der Y- und Z-Richtung, um dadurch den Hauptwandler in den Y- und Z-Richtungen zu verfahren, bis das Kreuz in der Mitte des auf dem Schirm angezeigten Bildes des Steines liegt. Auf diese Weise kann der piezoelektrische Hauptwandler in eine optimale Position gebracht werden.

Dennoch ist es aus den folgenden beiden Gründen zeitaufwendig, das Bild des Steines in das Blickfeld des piezoelektrischen Hilfswandlers zu verfahren: Zunächst zeigt die Anzeigeeinrichtung lediglich ein Tomogramm an. Sodann bewegt sich der Stein, wenn der Patient atmet oder sich bewegt. Da weiterhin lediglich ein Tomogramm angezeigt wird, kann die Bedienungsperson nicht ein stereoskopisches Bild des Steines wahrnehmen, und somit kann sie nicht mit Sicherheit wissen, ob der Stein ausreichend zerlegt wurde oder nicht. In den meisten Fällen ist ein Stein nicht in gleichem Ausmaß in allen Richtungen zerkleinert, wenn eine Ultraschallwelle auf ihn einwirkt. Selbst wenn entsprechend ein Tomogramm des interessierenden Bereiches es nahelegt, daß der Stein in einem ausreichenden Ausmaß in eine Richtung zerlegt wurde, so kann er in einer anderen Richtung in dem gleichen Ausmaß nicht zerlegt sein. In diesem Fall kann die Bedienperson irrtümlich annehmen, daß der Stein vollständig zerlegt wurde und somit dazu neigen, keine weitere Heilbehandlung vorzunehmen.

Weiterhin ist in der DE-OS 31 22 056 eine Einrichtung zum Zertrümmern von im Körper eines Lebewesens befindlichen Konkrementen beschrieben. Diese Einrichtung hat eine Fokussierungskammer, die ein Teil eines Rotationsellipsoids ist, in deren einem Brennpunkt Stoßwellen erzeugbar sind und die in bezug auf das Lebewesen so ausgerichtet wird, daß das Konkrement im anderen Brennpunkt liegt. Zur Lokalisierung des Konkrementes ist die Fokussierungskammer mechanisch mit einer zur Lokalisierung geeigneten Röntgenuntersuchungsvorrichtung verbunden. Die Röntgenuntersuchungsvorrichtung liefert Stereobildpaare auf zwei Fernsehsichtgeräten, wobei in die Bilder auf diesen Fernsehsichtgeräten Bildmarken elektronisch eingeblendet werden, die justiert werden können. Mit Hilfe dieser Bildmarken, die auch mechanischer Art und mechanisch verstellbar sein können, wird die Fokussierungskammer so eingestellt, daß das Konkrement, das in den Bildern der Sichtgeräte an jeweils anderer Stelle ebenfalls erscheint, im zweiten Brennpunkt der Fokussierungskammer liegt. Die Einstellung kann dabei durch Verstellung des Patienten erfolgen.

In der DE-PS 34 26 398 ist eine Vorrichtung zum räumlichen Orten und Positionieren von Konkrementen beschrieben. Zur Positionierung der Konkremente in den Brennpunkt eines Stoßwellenreflektors sind zwei Ortungssysteme vorgesehen, die auf Röntgen- oder Ultraschallbasis arbeiten, wobei diese beiden Ortungssysteme miteinander und/oder mit einer Positioniervorrichtung z. B. über einen Rechner verbunden sind. Wenn nun das Bild eines Steines auf einem Schirm bei dieser bekannten Vorrichtung während der ersten Phase der Justierung des Ultraschallwandlers auftritt, so kann eine Bedienungsperson unmöglich entscheiden, in welcher Richtung er den Stoßwellenreflektor bewegen muß, um den Ultraschallwandler richtig zu justieren. Die Bedienungsperson braucht also eine beträchtliche lange Zeit, um den Ultraschallwandler richtig zu justieren. Zwar kann das Bild eines Steines relativ einfach angezeigt werden, da zwei Tomogramme gebildet werden; jedoch ist eine relativ lange Zeit erforderlich, um den Ultraschallwandler derart zu justieren, daß das Bild des Steines im Röntgenstrahlbild erscheint.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ultraschall- Therapievorrichtung zu schaffen, die es einer Bedienungsperson erlaubt, Ultraschallwellen auf ein Objekt, wie zu fokussieren, das in einem interessierenden Bereich eines Patienten vorliegt, und gleichzeitig ein stereoskopisches Bild dieses Objektes sichtbar zu machen.

Diese Aufgabe wird bei einer Ultraschall-Therapievor­ richtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Patentansprüchen 2 bis 9.

Das Trägerglied wird mechanisch angetrieben, bis entweder ein Tomogramm die erste Markierung überlappt, um dadurch den Therapie-Ultraschallwandler in solcher Lage einzustellen, daß die von diesem emittierten Wellen auf das medizinisch zu behandelnde Objekt fokussiert sind. Das heißt, diese Positionierung oder Justierung wird auf die folgende Weise vorgenommen:

Zunächst wird das Trägerglied angesteuert, um so die beiden Tomogramme zu bewegen, bis sie die zweite Markierung überlappen, welche die Schnittlinie darstellt. Dann wird das Trägerglied angesteuert, während die Tomogramme in dem sich überlappenden Zustand gehalten werden, um so das Bild des Objektes entlang der zweiten Markierung zu verfahren, bis das Bild die erste Markierung überlappt. Auf diese Weise zeigt die Anzeige­ einrichtung zwei Tomogramme gleichzeitig an. Dies ermöglicht es einer Bedienungsperson, ein stereoskopisches Bild des Objektes sichtbar zu machen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steinzertrümmerers nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine Vordersicht des im Steinzertrümmerer von Fig. 1 verwendeten Applikators,

Fig. 3A bis 3F Zeitdiagramme zur Erläuterung des Betrie­ bes des in Fig. 1 gezeigten Steinzertrümmerers,

Fig. 4A und 4B Bilder, die durch die im Steinzertrümmerers von Fig. 1 verwendete Anzeigeeinrichtung angezeigt sind,

Fig. 5 ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung eines anderen Ausführungsbei­ spiels der Erfindung, und

Fig. 6 die Hauptkomponenten eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Patient 3 mit einem Stein in einer Niere sitzt in einer mit Wasser 2 gefüllten Badewanne 1. Ein Applikator 4 ist in die Badewanne 1 eingetaucht. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt der Applikator 4 eine Trägerglied 5, sieben Therapie-Ultraschallwandler 6A bis 6G und zwei Ortungs-Ultraschallwandler 7A und 7B. Das Trägerglied 5 hat einen Durchmesser von ungefähr 350 mm und eine sphärisch konkave Oberfläche.

Die Therapie-Ultraschallwandler 6A bis 6G sind an der sphärisch konkaven Fläche der Platte 5 befestigt und so ausgelegt, daß sie Ultraschallwellen zum Zerlegen des Steines aussenden. Sie sind kreisförmige piezoelektrische Wandlerelemente mit einem Durchmesser von ungefähr 100 mm und derart angeordnet, daß die von ihnen ausgesandten Ultraschallwellen auf einen Punkt fokussiert sind. Sie können durch eine ringförmige Anordnung von piezoelektrischen Wandlerelementen, durch eine phasenmäßige Anordnung von piezoelektrischen Wandlerelementen oder durch eine Einheit aus piezoelektrischen Wandlerelementen und einer akustischen Linse zum Fokussieren der von diesen Wandlerelementen ausgesandten Ultraschallwellen ersetzt werden. Die Ortungs-Ultraschallwandler 7A und 7B sind ebenfalls an der sphärisch konkaven Fläche des Trägerglieds 5 befestigt und dienen dazu, zwei Tomogramme des interessierenden Bereiches des Patien­ ten 3 zu bilden. Jeder der Ortungs-Ultraschallwandler 7A und 7B hat ein Feld von piezoelektrischen Wandlerelementen, das von der gleichen Art ist, wie diese in einer Ultra­ schall-Diagnosevorrichtung verwendet wird, um ein B-Modus- Tomogramm zu erzeugen. Beide Ortungs-Ultraschallwandler 7A und 7B senden Ultraschallwellen zu dem interessierenden Bereich des Patienten 3 und erfassen Ultraschallechos von dem interes­ sierenden Bereich, um dadurch zwei Tomogramme von zwei Ebenen im Patienten 3 zu liefern, die einander auf einer Linie schneiden, welche durch einen Bereich verläuft, in dem die durch den Applikator 4 ausgesandten Strahlen fokussiert sind. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, liegen die Ortungs-Ultraschallwandler 7A und 7B außerhalb des Bereiches, wo die Therapie-Ultraschallwandler 6A bis 6G vorgesehen sind, und sie sind diametral entgegengesetzt zueinander angeordnet. Die Ultraschallwandler 7A und 7B sind so positioniert, daß die Achse des Feldes der piezoelektrischen Wandlerelemente des Ultraschallwandlers 7A unter einem vorbestimmten Winkel zur Achse des Feldes der piezo­ elektrischen Wandlerelemente des Ultraschallwandlers 7B geneigt ist.

Das Trägerglied 5 lagert die Therapie-Ultraschallwandler 6A bis 6G und die Ortungs-Ultraschallwandler 7A und 7B in der oben be­ schriebenen spezifischen Lagebeziehung. Die Mitte des Trägerglieds 5 ist mit dem distalen Ende einer Stange oder Welle 9 über ein Universalgelenk 8, beispielsweise ein Kugelschalen­ gelenk, gekoppelt. Weiterhin sind vier Eckbereiche des Trägerglieds 5 durch Universalgelenke mit den distalen Enden von vier Stangen oder Wellen 10 gekoppelt. Die Stangen 9 und 10 sind am proximalen Ende mit einem als Antriebseinrichtung dienender Antriebsmechanismus 11 ver­ bunden. Der Antriebsmechanismus 11 bewegt die Stangen 9 und 10 in deren axialen Richtungen, um dadurch des Trä­ gerglieds 5 in solcher Lage einzustellen, daß die von den Ultraschallwandlern 6A bis 6G ausgesandten Ultraschallwellen auf einen gewünschten Punkt im interessierenden Bereich des Patienten 3 fokussiert sind. Durch unabhängiges Be­ wegen der Stangen 9 und 10 um verschiedene Entfernungen in deren axialen Richtungen werden die Ebenen im Patien­ ten 3 festgelegt, deren Bilder erzeugt werden sollen. Der Antriebsmechanismus 11 ist durch eine Steuerschal­ tung 14 gesteuert und treibt die Stangen 9 und 10 an. Die Steuerschaltung 14 arbeitet entsprechend den Befehlen, die eine Bedienungsperson oder ein Arzt über eine Bedienungskonsole 13 eingegeben hat. Die Stangen 9 und 10 und der Antriebsmechanismus 11 können durch einen Gelenk-Roboter ersetzt werden.

Die Therapie-Ultraschallwandler 6A bis 6G und die Ortungs-Ultraschallwandler 7A und 7B sind durch ein Kabel 12 mit einer Ansteuereinrichtung 15, Sendern 17A und 17B und Empfängern 18A und 18B verbunden. Die Ansteuereinrichtung 15 ist durch die Steuer­ schaltung 14 gesteuert, um dadurch Hochpegel-Ansteuer­ impulse 31, deren Verlauf in Fig. 3A gezeigt ist, an die Therapie-Ultraschallwandler 6A bis 6G zu legen. Die Frequenz, bei der die Impulse 31 erzeugt werden, wird durch einen Befehl festgelegt, den die Bedienungsperson durch Be­ tätigen der Konsole 13 eingegeben hat. Abhängig von den Ansteuerimpulsen 31 senden die Therapie-Ultraschallwandler 6A bis 6G Ultraschallwellen mit einer Intensität aus, die ausreichend groß ist, um den Stein P zu zerlegen.

Die Steuerschaltung 14 speist Zeitsteuersignale 32 und 33, deren Verläufe in den Fig. 7B und 7C gezeigt sind, zu den Sendern 17A bzw. 17B. Ein Taktimpulsgenerator 16 speist Taktimpulse 34, die in Fig. 3D gezeigt sind, zu den Sendern 17A und 17B. Wie aus der Fig. 3B hervorgeht, ist das Zeitsteuersignal 32 eine Folge von Impulsen mit einer Impulsbreite im wesentlichen gleich dem Intervall zwischen beliebigen zwei benachbarten Ansteuerimpulsen 31. Wie aus der Fig. 3C folgt, ist das Zeitsteuersignal 33 ebenfalls eine Folge von Impulsen mit einer Impulsbreite im wesentlichen gleich dem Intervall zwischen beliebigen zwei benachbarten Ansteuerimpulsen, und es wird um eine Zeitdauer gleich der Summe seiner Impulsbreite und der Breite des Ansteuerimpulses 31 bezüglich des Zeitsteuer­ signals 32 verzögert. Die Sender 17A erzeugen Ansteuer­ impulse 35 bei der gleichen Frequenz, bei der die Takt­ impulse 34 erzeugt wurden, wobei während der Zeitdauer das Zeitsteuersignal 32 auf dem hohen Pegel bleibt. In ähnlicher Weise erzeugen die Sender 17B Ansteuerimpulse 36 bei der gleichen Frequenz, bei der die Taktimpulse 34 erzeugt wurden, wobei während der Zeitdauer das Zeit­ steuersignal 33 auf dem hohen Pegel bleibt. Die An­ steuerimpulse 35, die in Fig. 3E gezeigt sind, werden zum Ultraschallwandler 7A gespeist. Die Ansteuerimpulse 36, die in Fig. 3F gezeigt sind, werden zum Ultraschall­ wandler 7B gespeist. Jeder der Ansteuerimpulse 35 ist tatsächlich eine Folge von Segment-Impulsen zum jewei­ ligen Ansteuern der piezoelektrischen Elemente des Ultraschall­ wandlers 7A. In ähnlicher Weise ist jeder der Ansteuer­ impulse 36 tatsächlich eine Folge von Segment-Impulsen zum Ansteuern der jeweiligen piezoelektrischen Elemente des Ultraschallwandlers 7B. Diese Segment-Impulse werden von den Sendern 17A und 17B in vorbestimmten Zeitintervallen ausgegeben. Die Ultraschallwandler 7A und 7B sind durch die An­ steuerimpulse 35 und 36 angesteuert, um so ein Sektor- Abtasten oder Linear-Abtasten auf dem interessierenden Bereich des Patienten 3 durchzuführen. Ultraschallechos, die auf dem Abtasten beruhen, werden von dem interes­ sierenden Bereich ausgesandt. Die Ortungs-Ultraschallwandler 7A und 7B erfassen die Ultraschallechos und setzen diese in Echo­ signale 37 und 38 um. Die Echosignale 37 werden über das Kabel 12 zum Empfänger 18A gespeist, und die Echo­ signale 38 werden ebenfalls über das Kabel 12 zum Empfän­ ger 18B gespeist. Aus diesen Echosignalen werden zwei B-Modus-Tomogramme erzeugt.

Der Empfänger 18A erfaßt und verstärkt die Echosignale 37, und der Empfänger 18B erfaßt und verstärkt die Echo­ signale 38. Die Ausgangssignale des Empfängers 18A wer­ den in einen Digital-Abtast-Umsetzer (DSC) 19A einge­ geben, und die Ausgangssignale des Empfängers 18B wer­ den in einen Digital-Abtast-Umsetzer 19B eingespeist. Die Digital-Abtast-Umsetzer 19A und 19B sind von der Art, wie diese gewöhnlich in Ultraschall-Diagnosevor­ richtungen verwendet wird. Jeder von ihnen umfaßt einen Analog/Digital-Umsetzer zum Umsetzen eines analogen Eingangssignales in Digitalsignale, einen Videospeicher zum Speichern der Digitalsignale als Videodaten und einen Digital/Analog-Umsetzer zum Umsetzen des Ausgangs­ signales des Videospeichers in Analogsignale. Der Digital- Abtast-Umsetzer 19A setzt die Ausgangssignale des Empfän­ gers 18A in Videosignale um, die in einer Anzeige 21A (oder einem Video-Monitor) verwendet werden können. In ähnlicher Weise setzt der Digital-Abtast-Umsetzer 19B die Ausgangssignale des Empfängers 18A in Video­ signale um, die in einer Anzeige 21B (oder einem Video- Monitor) verwendet werden können. Da die Empfänger 18A und 18B intermittierend Signale ausgeben, behalten die Digital-Abtast-Umsetzer 19A und 19B das Speichern der Videosignale in ihren jeweiligen Videospeichern bei, während keine Signale von den Empfängern 18A und 18B eingespeist sind. Nach Empfang der Videosignale von den Digital-Abtast-Umsetzern 19A und 19B zeigen die Anzei­ gen 21A und 21B Tomogramme 41A und 41B an, die, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, Bilder der einen Stein P enthaltenden Niere umfassen. In diesem Ausführungsbei­ spiel führen beide Ortungs-Ultraschallwandler 7A und 7B ein Sektorabtasten auf dem interessierenden Bereich des Patienten 3 durch. Daher sind die Tomogramme 41A und 41B sektorartig geformt.

Positionsdatensignale 39, die die Position oder Lage des Applikators 4 darstellen, werden von der Steuer­ schaltung 14 zu den Digital-Abtast-Umsetzern 19A und 19B gespeist. Weiterhin werden Markierungssignale von einem Markierungsgenerator 20 in die Digital-Abtast- Umsetzer 19A und 19B eingegeben. Die Positionsdaten­ signale 39 bilden Daten, die die Position der Mitte eines Bereiches darstellen, in welcher die von den Therapie-Ultraschallwandlern 6A bis 6B emittierten Ultraschallwellen fokussiert sind, und weiterhin Daten, die die Positionen von zwei gewählten Ebenen in einem Patien­ ten 3 wiedergeben, von welchen Tomogramme 41A und 41B aus den Echosignalen gebildet werden, die von den Ortungs-Ultra­ schallwandlern 7A und 7B ausgegeben sind. Die Steuer­ schaltung 14 erzeugt diese Stücke von Positionsdaten entsprechend der Art und Weise, wie der Antriebs­ mechanismus 11 den Applikator 4 angetrieben hat. Der Markierungsgenerator 20 erzeugt ein erstes Mar­ kierungssignal aufgrund der Positionsdaten, die die Mitte des Bereiches darstellen, auf den die Ultraschallwellen fokussiert sind. Er erzeugt auch ein zweites Markie­ rungssignal aufgrund der Positionsdaten, die die Lagen der gewählten Ebenen darstellen. Das erste Markierungs­ signal bedeutet eine erste Markierung, ein diesen Be­ reich andeutendes quadratisches Abteil, und das zweite Markierungssignal bedeutet eine zweite Markierung, d.h., die Schnittlinie, mit der sich die gewählten Ebenen schneiden. Die Digital-Abtast-Umsetzer 19A und 19B empfangen beide das erste Markierungssignal und das zweite Markierungssignal vom Markierungsgenerator 20. Sie speisen das erste und das zweite Markierungssignal zu den Anzeigen 21A und 21B. Die Anzeige 21A zeigt die erste Markierung 43A (d.h. ein quadratisches Abteil) und die zweite Markierung 44A (d.h. eine Linie) beide überlagert auf einem Tomogramm 41A an, wie dies in Fig. 4A gezeigt ist. Die Anzeige 21B zeigt eine erste Markierung 43B (d.h. ein quadratisches Abteil) und eine zweite Markierung 44B (d.h. eine Linie) beide auf einem Tomogramm 41B überlagert an, wie dies in Fig. 4B gezeigt ist. Da die Linie, in der sich die gewählten Ebenen im Patienten 3 schneiden, durch den Bereich verläuft, in dem die von den Therapie-Ultraschallwandlern 6A bis 6G emittierten Ultraschallwellen fokussiert sind, sind die ersten und zweiten Markierungen 43A und 44A aufeinander überlagert. Aus diesem Grund sind die ersten und zwei­ ten Markierungen 43B und 44B aufeinander überlagert. Wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, zeigen die Anzeigen 21A und 21B auch Bilder 45A und 45B des Steines P in der Form heller Punkte an.

Es wird nun erläutert, wie der Applikator 4 so posi­ tioniert oder justiert wird, daß die von den Therapie-Ultraschall­ wandlern 6A bis 6G emittierten Ultraschallwellen auf dem Stein P fokussiert sind. Zunächst betätigt die Bedienungsperson die Konsole 13, um dadurch den Appli­ kator 4 zu verfahren, bis das Bild der Niere in dem durch die Anzeige 21A oder 21B angezeigten Tomogramm 41A oder 41B auftritt. Wenn der Applikator 4 so verfahren wird, liegt seine ultraschallwellenemittierende Fläche der Niere des Patienten 3 gegenüber. Es sei angenommen, daß ein Bild 45A im Tomogramm 41A auftritt. Liegt diese Bedin­ gung vor, so betätigt die Bedienungsperson die Konsole 13, um dadurch den Applikator 4 zu verfahren, bis das Bild 45A des Steines P auf der zweiten Markierung 44A auftritt. Das heißt, sie betätigt zwei auf der Konsole 13 vorgesehene Tasten. Wenn die erste Taste ge­ drückt wird, fährt der Applikator 4 in der Richtung parallel zur ersten gewählten Ebene im Patienten 3. Wenn die zweite Taste gedrückt wird, fährt der Appli­ kator 4 in der Richtung parallel zur zweiten gewähl­ ten Ebene im Patienten 3. Wenn das Bild 45A auf die im Tomogramm 41A gezeigte zweite Markierung 44A über­ lagert ist, wird das Bild 45B automatisch auf die im anderen Tomogramm 41B gezeigte zweite Markierung 44B überlagert.

Dann betätigt die Bedienungsperson die Konsole 13, um dadurch den Applikator 4 derart zu verfahren, daß die Bilder 45A und 45B auf den zweiten Markierungen 44A und 44B jeweils zu den ersten Markierungen 43A und 43B verfahren werden. Das heißt, sie betätigt zwei Tasten, die auf der Konsole 13 vorgesehen sind, um den Applikator 4 in der einen oder anderen Richtung entlang der Linie zu verfahren, entlang der sich die gewählten Ebenen im Patienten 3 schneiden. Wenn die Bedienungsperson diese Tasten betätigt, werden so Bil­ der 45A und 45B des Steines P in die ersten Markierun­ gen 43A bzw. 43B verfahren, und die Positionierung des Applikators 4 ist abgeschlossen.

Nachdem der Applikator 4 so positioniert oder justiert wurde, betätigt die Bedienungsperson den auf der Kon­ sole 13 vorgesehenen Knopf, um den Stein P zu zerstö­ ren. Nach dem Drücken dieses Knopfes speist die Steuer­ schaltung 14 ein Zeitsteuersignal zur Ansteuereinrichtung 15. Die Ansteuereinrichtung 15 speist Ansteuerimpulse 31 über das Kabel 12 zu den Therapie-Ultraschallwandlern 6A bis 6G. Ab­ hängig von diesen Ansteuerimpulsen senden die Therapie-Ultraschallwandler 6A bis 6G intensive Ultraschallwellen aus. Da der Applikator 4 genau justiert wurde, wirken die von den Therapie-Ultraschallwandlern 6A bis 6G ausgesandten Ultraschallwellen auf den Stein P ein, um so dem Stein P mechanische Stöße zu versetzen. Da diese mechanischen Stöße auf den Stein P nacheinander einwirken, wird der Stein P schrittweise zerlegt.

Wenn sich der Patient 3 oder der Applikator 4 während des Stein-Zerlegungsprozesses bewegen, ändert sich die Lagebeziehung des Steines P und des Ultraschallwellen-Fokussierungs­ punktes. Als Ergebnis ändert sich die Lagebeziehung der ersten Markierung 43A und des Bildes 45A, die beide durch die Anzeige 21A angezeigt sind, und ebenso ändert sich die Lagebeziehung der ersten Markierung 43B und des Bildes 45B, die beide durch die Anzeige 21B angezeigt sind. In diesem Fall betätigt die Bedienungsperson die Konsole 13, um den Applikator 4 in eine solche Position zu bringen, daß die von den Therapie-Ultraschallwandlern 6A bis 6G ausgesandten Wellen auf den Stein P fokussiert sind.

Der Stein P ändert seine Form, sooft er durch einen mechanischen Stoß zerlegt wird. Damit ändern sich auch dessen durch die Anzeigen 21A und 21B angezeigten Bil­ der 45A und 45B in ihrer Form. Da die Bilder 45A und 45B in zwei einander schneidenden Ebenen aufgenommen sind, kann die Bedienungsperson aus diesen Bil­ dern ein stereoskopisches Bild des Steines P sichtbar machen, und sie kann daher genau verstehen, wie weit die Steinzerlegung fortgeschritten ist.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 mit der Ausnahme, daß ein Detektor 50 zum Erfassen der Lage oder Position des Steines P vorgesehen ist. Der Detektor 50 empfängt Da­ ten, die die Lage des Bereiches darstellen, in welchem die von den Therapie-Ultraschallwandlern 6A bis 6G emittierten Wellen fokussiert sind, und die in den Positionsdaten­ signalen 39 enthalten sind, welche von der Steuer­ schaltung 14 eingespeist sind. Er empfängt auch die Videosignale, die von den Digital-Abtast-Umsetzern 19A und 19B eingespeist sind. Aus diesen Eingangsdaten und Eingangssignalen erfaßt der Detektor 50 die Lage oder Position des Steines P, den Abstand zwischen dem Stein P und dem Fokussierungsbereich und die Richtung, in welcher der Stein P von diesem Punkt abweicht, genauer. Diese Komponenten der von den Digital-Abtast- Umsetzern 19A und 19B eingespeisten Videosignale, die das Bild des Steines P bilden, sind in ihren Pegeln höher als die anderen Komponenten der Videosignale. Daher können sie sofort durch den Detektor 50 erfaßt werden, wodurch die Position oder Lage des Steines P einfach bestimmt werden kann. Der Detektor 50 liefert Daten, die die Position des Steines zeigen. Diese Posi­ tionsdaten werden zur Steuerschaltung 14 gespeist. Die Steuerschaltung 14 steuert aufgrund der Positionsdaten den Antriebsmechanismus 11 derart, daß die Bilder des Steines P in Quadrat-Markierungen, d.h. zweite Mar­ kierungen 43A und 43B, übergehen (vgl. Fig. 4A und 4B). Mit anderen Worten, der Applikator 4 ist automatisch justierbar.

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung. In diesem Ausführungsbeispiel liegt ein mit Was­ ser gefüllter, oben offener Behälter 62 unterhalb eines Bettes 61, auf welchem ein Patient 3 eine Behandlung empfängt. Der Applikator 4 ist im Behälter 62 vorge­ sehen. Die offene Oberseite des Behälters 62 ist mit einer Membran 63 bedeckt, die Ultraschallwellen jedoch nicht Wasser durchläßt. Vorzugsweise besteht die Mem­ bran 63 aus einem Material, dessen akustische Impedanz derjenigen von Wasser und vom menschlichen Körper ent­ spricht. Am dritten Ausführungsbeispiel ist zweckmäßig, daß der Patient 3 eine Behandlung empfangen kann, während er eine bequeme Stellung einnimmt.

Die Erfindung kann auch auf Hyperthemia-Behandlungs­ systeme zum Heilen von Krebsgeschwüren durch Einwirken von Ultraschallwellen auf die Krebsgeschwüre angewandt werden.

Claims (10)

1. Ultraschall-Therapievorrichtung mit

• - wenigstens einem Therapie-Ultraschallwandler (6A-6G) zum Emittieren von Ultraschallwellen auf ein Objekt (P) in einem Patienten (3), um das Objekt (P) zu behandeln,
• - wenigstens zwei Ortungs-Ultraschallwandlern (7A, 7B) zum Einwirkenlassen von Ultraschallwellen auf den Patienten und zum Erfassen von vom Patienten kommenden Ultraschallechosignalen, um dadurch zwei Tomogramme jeweils einer gewählten Ebene des Patienten zu bilden, wobei eine Ebene die andere Ebene auf einer Linie schneidet, die durch einen Bereich verläuft, auf welchen die durch den Therapie- Ultraschallwandler (6A-6G) emittierten Ultraschallwellen fokussiert sind,
• - einer Ansteuereinrichtung (15) zum Einspeisen von Ansteuersignalen in den Therapie-Ultraschallwandler (6A-6G),
• - Sendern (17A, 17B) zum Einspeisen von zweiten Ansteuersignalen zu den Ortungs- Ultraschallwandlern (7A, 7B) während der Zeitdauer, in der keine Ansteuersignale zu dem Therapie-Ultraschallwandler (6A-6G) gespeist sind,
• - Empfängern (18A, 18B) zum Empfangen von Echosignalen (37, 38) entsprechend den durch die Ultraschallwandler (7A, 7B) erfaßten Ultraschallechosignalen, und
• - einer Anzeigeeinrichtung (19A, 19B, 20, 21A, 21B) zum Anzeigen von durch die Ortungs-Ultraschallwandler (7A, 7B) bildenden Tomogrammen (41A, 41B) gemäß den von der Signalempfangseinrichtung (18A, 18B) eingespeisten Echosignalen (37, 38),

dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Therapie-Ultraschallwandler (6A-6G) und die Ortungs-Ultraschallwandler (7A, 7B) zueinander durch ein Trägerglied (5) in einer bestimmten Lagebeziehung gehalten sind,
• - ein Antriebsmechanismus (11) vorgesehen ist, um das Trägerglied (5) mechanisch derart einzustellen, daß die von den Wandlerelementen des Therapie-Ultraschallwandlers (6A-6G) emittierten Ultraschallwellen auf eine gegebene Position im Patienten fokussiert ist, und
• - die Anzeigeeinrichtung (19A, 19B, 20, 21A, 21B) zusätzlich zu den beiden Tomogrammen und diesen überlagert noch eine erste Markierung (43A, 43B), die einen Bereich angibt, auf welchen die von dem Therapie-Ultraschallwandler (6A-6G) emittierten Ultraschallwellen fokussiert sind, und eine zweite Markierung (44A, 44B), die eine Schnittlinie der beiden Ebenen darstellt, anzeigt.

2. Ultraschall-Therapievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (11) das Trägerglied (5) entlang einer ersten Linie, die parallel ist zu einer der beiden gewählten Ebenen und auch zur Schnittstelle ist, und entlang einer zweiten Linie, die parallel ist zu der anderen der beiden gewählten Ebenen und rechtwinklig zur Schnittlinie, verfahren kann.

3. Ultraschall-Therapievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (11) durch Befehle gesteuert ist, die durch eine Bedienungsperson eingebbar sind.

4. Ultraschall-Therapievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Markierung (43A, 43B) durch den Bereich wiedergebende helle Linien gebildet ist.

5. Ultraschall-Therapievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Therapie-Ultraschallwandler (6A-6G) in einem vorbestimmten Bereich des Trägergliedes vorgesehen ist, und daß die Ortungs- Ultraschallwandler (7A, 7B) außerhalb dieses Bereiches angeordnet sind.

6. Ultraschall-Therapievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Ortungs-Ultraschallwandler (7A, 7B) ein Feld von piezoelektrischen Wandlerelementen aufweist, und daß die Signalübertragungseinrichtung (17A, 17B) die Ansteuersignale zu diesen piezoelektrischen Wandlerelementen derart speist, daß die von den Ortungs-Ultraschallwandlern (7A, 7B) ausgesandten Ultraschallwellen einen interessierenden Bereich im Patienten abtasten.

7. Ultraschall-Therapievorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Detektor (50) zum Erfassen der Position des Objektes aufgrund der Echosignale und eine Einrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtung (11) derart, daß der Bereich, auf den die Ultraschallwellen fokussiert ist, bei dem Objekt liegt.

8. Ultraschall-Therapievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerglied (5) in einer Badewanne (1) vorgesehen ist, in welcher der Patient sitzt, um die Behandlung zu empfangen.

9. Ultraschall-Therapievorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerglied (5) in einem Behälter (62) vorgesehen ist, der unter einem Bett (61) angeordnet ist, auf welchem der Patient liegt, um die Behandlung zu empfangen, und daß der Behälter (62) mit Wasser gefüllt ist und eine offene Oberseite aufweist, wobei eine Membran (63) die offene Oberseite bedeckt und für Ultraschallwellen durchlässig und für Wasser undurchlässig ist.