Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Therapiegerät zur
Behandlung eines spezifischen Abschnittes in einem leben
den Körper unter Verwendung von Ultraschallenergie.
In den letzten Jahren wurde versucht, ein als lebender
Körper zu untersuchendes Objekt, beispielsweise einen Pa
tienten, unter Verwendung von gebündelter Ultraschall
energie zu behandeln. Unter eine solche Behandlung fällt
die Lithotripsie zur Zertrümmerung eines Steines in einem
Körper und die Hyperthermie zur Erhitzung und Behandlung
eines Krebsgeschwürs in einem Körper.
Ein herkömmliches Ultraschall-Therapiegerät besitzt einen
Bestrahlungsteil (Applikator), welcher einen Ultraschall
übertrager mit einer zurückgesetzten Oberfläche aufweist,
einen Behandlungsübertrager zur Bildung eines Ultra
schallbrennpunktes an einer geometrischen Mittenposition
der zurückgesetzten Oberfläche des Ultraschallübertragers,
einen Ultraschallübertrager, welcher so angeordnet ist,
daß er ein vorbestimmtes Positionsverhältnis zu dem Be
handlungsübertrager aufweist, und einen Abbildungsübertrager
zur Gewinnung eines tomographischen Bildes eines zu unter
suchenden Objektes (eines Patienten) unter Verwendung des
Ultraschallübertragers. In dem Ultraschall-Therapiegerät
wird ein Behandlungs-Zielpunkt in einem tomographischen
Bild dazu gebracht, daß er mit dem Brennpunkt des Be
handlungsübertragers übereinstimmt, und starke Ultra
schallenergie wird von dem Behandlungsübertrager abge
strahlt, um eine Behandlung durchzuführen.
Ultraschallenergie wird in Luft beträchtlich abgeschwächt
und durch Luft fast nicht übertragen. Um die Ultraschall
energie von der Außenseite eines Patienten in den Körper
wirksam zu übertragen, wird eine Ultraschallübertragungs
flüssigkeit, wie Wasser, mit geeigneter akustischer Impe
danz zwischen dem Patienten und dem Behandlungs- sowie
dem Abbildungsübertrager eingefügt.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Anordnung eines her
kömmlichen Ultraschall-Behandlungsgerätes. Das Ultra
schall-Behandlungsgerät weist ein Wasserbeutelgehäuse
22 auf. In dem Wasserbeutelgehäuse 22 sind ein Behandlungs
übertrager 23 und ein Abbildungsübertrager 24 angeordnet.
Das Wasserbeutelgehäuse 22 ist durch eine Membran 25 ab
gedichtet, und Ultraschallmediumsflüssigkeit (beispiels
weise Wasser) 26 mit einer geeigneten akustischen Impe
danz ist in das Gehäuse 22 eingefüllt. Das Gehäuse 22
wird in engen Kontakt mit der Körperoberfläche eines Pa
tienten 21 gebracht, so daß Ultraschallenergie wirksam
in den Patienten 21 eingestrahlt werden kann.
Der Behandlungsübertrager 23 wird durch einen mit ihm über
ein Kabel verbundenen Treiberkreis 27 angetrieben bzw.
angesteuert. Wenn der Treiberkreis 27 gestartet wird, er
zeugt der Übertrager 23 eine starke Ultraschallwelle. Die
Ultraschallwelle wird auf das Behandlungsziel 28 fokussiert,
und dieser Abschnitt wird behandelt.
Ein Abbildungsübertrager 24 arbeitet mit einem B-Antriebs
art-Steuerprozessorsystem 29 zusammen, um eine elektronische
Sektorabtastung durchzuführen und dadurch ein tomo
graphisches Bild in dem Patienten 21 zu erhalten. Da der
Abbildungsübertrager 24 und der Behandlungsübertrager 23
so angeordnet sind, daß sie eine vorbestimmte Positions
beziehung aufweisen, entspricht der Brennpunkt des Be
handlungsübertragers 23 ständig einer Bildposition des
durch den Abbildungsübertrager 24 erhaltenen tomographischen
Bildes und er wird als geeignete Markierung, beispiels
weise als "x" auf dem Anzeigegerät 30, welches eine
Kathodenstrahlröhrenanzeige aufweist, angezeigt. Das Bild
des Behandlungszieles 28 wird zu der Position der Markie
rung (x) ausgerichtet, und der Behandlungsübertrager 23
wird angetrieben, um so eine Behandlung des Behandlungs
zieles 28 unter Verwendung einer starken Ultraschallener
gie zu ermöglichen.
Da bei dem in Fig. 1 gezeigten Gerät der Abbildungsüber
trager 24 so angeordnet ist, daß er von der Körperober
fläche des Patienten 21 getrennt ist, wird die Behandlungs
energie während der Behandlung nicht gestört. Es kann je
doch ein zufriedenstellendes Ergebnis nicht erzielt wer
den, wenn der Behandlungszustand beobachtet werden soll.
Das heißt, ein durch den Abbildungsübertrager 24 erhal
tenes Ultraschall-Tomographiebild wird unklar, da die Ab
bildung aufgrund der Multiplexreflexion durch die Membran
25 verzerrt wird. Aus diesem Grund kann eine Bestätigung
des Behandlungsstatus oder eine Beurteilung der Be
handlungswirkung oft nicht zufriedenstellend erfolgen,
wenn lediglich das durch den Abbildungsübertrager erhal
tene Tomographiebild verwendet wird. Bei diesem Gerät
wird eine Röntgenfotografie nach der Behandlung aufge
nommen, und die Behandlungswirkung wird unter Verwendung
dieses Röntgenbildes beurteilt.
Wie oben beschrieben, kann bei dem herkömmlichen Ultra
schall-Therapiegerät, obwohl die Behandlungs-Ultraschall
energie durch den Abbildungsübertrager nicht gestört
wird, durch den Abbildungsübertrager ein ausreichend
klares tomographisches Bild nicht erhalten werden. Des
halb erlaubt dieses Gerät keine zufriedenstellende Über
prüfung des Behandlungszustandes während oder nach einer
Behandlung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Ultraschall-Therapiege
rät zu schaffen, welches eine wirksame Behandlung ohne
Störung der Behandlungsenergie ermöglicht, welches weiter
hin die Gewinnung eines klaren tomographischen Bildes er
möglicht und welches eine leichte Überprüfung der Be
handlungswirkung und eine leichte Beurteilung des Ab
schlusses einer Behandlung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe enthält ein erfindungsgemäßes
Ultraschall-Therapiegerät einen Behandlungs-Ultraschall
übertrager zur Erzeugung einer Behandlungs-Ultraschall
welle, welche auf einen vorgegebenen Brennpunkt in dem
Körper eines zu untersuchenden Objektes gebündelt ist,
Antriebseinrichtungen zum Antrieb des Behandlungs-Ultra
schallübertragers, einen beweglich angeordneten Abbildungs-
Ultraschallübertrager zum derartigen Senden und Empfangen
einer Abbildungs-Ultraschallwelle, daß ein tomographisches
Bild des zu untersuchenden Objektes erhalten wird, eine
tomographische Bilderzeugungseinrichtung zum Antrieb des
Abbildungs-Ultraschallübertragers zum Senden der Abbil
dungs-Ultraschallwelle und zur Erzeugung eines tomo
graphischen Bildes des zu untersuchenden Objektes auf der
Grundlage eines durch den Abbildungs-Ultraschallüber
trager empfangenen Ultraschall-Echosignals und eine Po
sitionssteuereinrichtung zur Steuerung der Position des
Abbildungs-Ultraschallübertragers in einem vorbestimmten
Bereich entlang einer Linie, welche einen zentralen Punkt
des Behandlungs-Ultraschallübertragers und den Brenn
punkt der Behandlungs-Ultraschallwelle verbindet.
Bei dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Therapiegerät mit
der obigen Anordnung wird in einer Behandlungsbetriebs
art der Abbildungsübertrager von dem Übertragungspfad
der Behandlungsenergie ferngehalten, so daß er die Be
handlungsenergie nicht stört und dadurch eine wirksame
Bestrahlung ermöglicht. Bei dem erfindungsgemäßen Ultra
schall-Therapiegerät wird außerdem in einer Tomographie
bilderzeugungsbetriebsart der Abbildungsübertrager zu
einer Position bewegt, welche nahe an der Körperober
fläche des zu untersuchenden Objektes liegt, um so ein
klares Bild frei von Verzerrungen aufgrund von Mehrfach
reflexionen o.dgl. zu erhalten.
Da bei dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Therapiegerät
auch eine einen Brennpunkt anzeigende Markierung auf
einem Tomographiebild entsprechend der Arbeitsweise
der Positionssteuereinrichtung angezeigt wird, wird er
reicht, daß die angezeigte Markierung mit einem Be
handlungsziel des Tomographiebilds übereinstimmt, so daß
eine richtige Behandlung, konzentriert auf einen er
krankten Abschnitt, durchgeführt werden kann. Mit dem
erfindungsgemäßen Ultraschall-Therapiegerät kann eine
wirksame Behandlung ohne Störung der Behandlungsenergie
durchgeführt werden, und es kann ein klares Tomographie
bild erhalten werden. Außerdem kann eine Überprüfung
des Behandlungseffektes und eine Beurteilung des Be
handlungsabschlusses leicht durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild mit der schematischen An
ordnung eines herkömmlichen Ultraschall-Thera
piegerätes,
Fig. 2 ein Blockschaltbild mit der schematischen An
ordnung eines Ultraschall-Therapiegerätes nach
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 bis 5 jeweils Darstellungen von Zuständen auf den
Anzeigeschirmen zur Erläuterung der Arbeitsweise
des in Fig. 2 gezeigten Gerätes,
Fig. 6 die Darstellung einer Positionsmarkierung für
eine Abtastebene, welche an einem Applikator
in dem Gerät nach Fig. 2 angebracht ist,
Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung einer Funktion
in dem Gerät nach Fig. 2,
Fig. 8 bis 10 Darstellungen anderer Ausführungsbeispiele
einer an dem Applikator in dem erfindungsgemäßen
Ultraschall-Therapiegerät angebrachten Markierung,
und
Fig. 11 eine Darstellung einer Anordnung eines weiteren
Ausführungsbeispieles eines Applikators in dem
erfindungsgemäßen Ultraschall-Therapiegerät.
Fig. 2 zeigt die Anordnung eines Lithotriptors aus einer
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschall-
Therapiegerätes.
Der Lithotriptor umfaßt ein Wasserbeutelgehäuse 2, einen
Behandlungs-Ultraschallübertrager 3, einen Abbildungs-
Ultraschallübertrager 4, eine Membran 5, eine Ultra
schallmediumsflüssigkeit 6, einen Balg 7, ein Applikator-
Haltesystem 8, einen Behandlungsübertrager-Treiberkreis
9, ein B-Betriebsart-Steuerprozessorsystem 11, eine
Welle 13, einen Wellenantrieb 14, einen Abbildungsüber
trager-Positionsdetektor 15, einen Markierungspositions-
Berechnungskreis 16, einen Abbildungsprozessor 17, eine
Anzeigeeinrichtung 18, eine Konsole 20 und eine System
steuerung 21.
Der Behandlungs-Ultraschallübertrager 3 und der Abbildungs-
Ultraschallübertrager 4 für die Lithotripsie sind in dem
Wasserbeutelgehäuse 2 angeordnet. Der untere Abschnitt
des Gehäuses 2 ist ein Abschnitt, welcher in Kontakt mit
dem zu untersuchenden Objekt (einem lebenden Körper, bei
spielsweise einem Patienten) 1 gebracht wird. Der Balgen
7 ist an diesem Abschnitt angeformt, und die Abschlußseite
dieses Abschnittes ist durch die Membran 5 abgedichtet.
Die Ultraschallmediumsflüssigkeit 6 (beispielsweise
Wasser) mit einer geeigneten akustischen Impedanz wird in
eine abgedichtete Kammer eingefüllt, welche durch das
Gehäuse 2 mit der Membran 5 und dem Balgen 7 gebildet
wird. Eine Abtastoberflächenmarkierung 22 ist an einer
oberen Außenfläche des Gehäuses 2 angebracht, wie in
Fig. 6 gezeigt. Die Abtastebenenmarkierung 22 besteht
beispielsweise aus einer geraden Linie, welche die Stel
lung der Abtastebene eines durch den Abbildungsübertrager
4 aufgenommenen tomographischen Bildes anzeigt, wobei die
Buchstaben "L" und "R" jeweils die linke und die rechte
Position auf einem Anzeigeschirm anzeigen. Ein Abschnitt
mit dem Gehäuse 2 und ein Abschnitt mit dem Behandlungs
übertrager 3, dem Abbildungsübertrager 4, der Medium
flüssigkeit 6, der Welle 13, dem Wellenantrieb 14 und dem
Positionsdetektor 15, welche in dem Gehäuse 2 unterge
bracht sind, bilden einen Ultraschall-Applikator. Der
Applikator wird durch das Applikator-Haltesystem 8 ge
halten. Im Gebrauch wird der Applikator so gehalten, daß
das distale Ende des Balgens 7 an dem unteren Abschnitt
des Gehäuses 2, beispielsweise die Membran 5, in Kontakt
mit der Körperoberfläche eines Patienten 1 gebracht wird.
Der Behandlungsübertrager 3 ist ein Lithotripsie-Ultra
schallübertrager mit einem Übertragerelement, welches in
eine zurückgesetzte, gekrümmte Oberfläche eingeformt
ist, die aus einer halbkugelförmigen Oberfläche mit einem
Durchmesser von 100 mm und einer Krümmung von 160 mm be
steht. Der Behandlungsübertrager 3 wird von einem Be
handlungsübertrager-Treiberkreis 9 angesteuert und er
zeugt Ultraschall-Wellenimpulse in einer vorgegebenen
Frequenz und fokussiert eine starke Ultraschallenergie
auf einen Stein 10 als zu zertrümmerndes Ziel, welcher
in dem Brennpunkt angeordnet ist.
Der Abbildungsübertrager 4 arbeitet mit dem B-Betriebs
art-Steuerprozessorsystem 11 zusammen, um eine elektronische
Sektorabtastung unter Verwendung eines Ultraschallstrahl
impulses durchzuführen und dabei tomographische Bilddaten
in dem Patienten 1 zu gewinnen. Wenn beispielsweise der
Abbildungsübertrager 4 einen Matrixübertrager umfaßt, in
welchem eine Vielzahl von Ubertragerelementen im Raster
angeordnet sind, besitzt das B-Betriebsart-System 11 einen
Abtastkreis und einen Signalprozessor. Der Abtastkreis
steuert die Übertragerelemente durch korrespondierende
Verzögerungsschaltungen unter Verwendung eines gemein
samen Impulssignals an, wodurch er einen Ultraschallstrahl
entsprechend den Verzögerungszeiten der Verzögerungsschal
tungen bündelt und ihre Ablenkung abtastet. Der Signal
prozessor holt die Signale von den Übertragerelementen
des Abbildungsübertragers 4 durch die Verzögerungsschal
tungen und führt eine Verarbeitung einschließlich Ver
stärkung und Wellendetektion durch, wodurch ein Bild
signal 12 eines B-Betriebsart-Bildes erhalten wird.
Das durch den Abbildungsübertrager 4 erhaltene Bildsignal
12 wird ein optimales Signal, wenn der Abbildungsüber
trager 4 in engen Kontakt mit der Oberfläche des Pa
tienten 1 gebracht wird, da aufgrund des Gehäuses 2 und
der Membran 5 keine Mehrfachreflexionen auftreten. Der
Abstand (die Tiefe) des Steines 10 von der Oberfläche
des Patienten 1 ist nicht konstant, und er wechselt in
Abhängigkeit von der Gestalt und der Körperbeschaffen
heit eines jeden Patienten 1 sowie des jeweiligen Ab
schnittes, wo der Stein sich befindet. Die Positionsbe
ziehung zwischen dem Behandlungsübertrager 3 und dem
Brennpunkt der Behandlungs-Ultraschallwelle ist jedoch
konstant. Um zu erreichen, daß der Stein 10 mit der Po
sition des Brennpunktes des Behandlungsübertragers 3 über
einstimmt, kann die Tiefe des Gehäuses 2 durch Ausdehnung
oder Zusammenziehen des Balgens 7 verändert werden. Da
das innere Volumen des Gehäuses 2 ebenfalls bei der Aus
dehnung bzw. dem Zusammenziehen des Balgens 7 verändert
wird, sind eine mit dem Gehäuse 2 gekoppelte Flüssigkeits
leitung und eine -pumpe (nicht dargestellt) vorgesehen,
und die Ultraschallmediumsflüssigkeit innerhalb des Ge
häuses kann über die Flüssigkeitsleitung und die Pumpe
vermehrt bzw. vermindert werden. Der Abbildungsübertrager
4 muß bewegt werden, um in Kontakt mit der Oberfläche
des Patienten 1 gebracht zu werden oder um so beiseite ge
bracht zu werden, daß die Zertrümmerungs-Ultraschallener
gie nicht gestört wird. Zu diesem Zweck ist der Abbil
dungsübertrager 4 mit dem Wellenantrieb 14, der einen
Schrittmotor aufweist, über die Welle 13 gekoppelt, so
daß er durch diese beweglich gehalten wird. Die Welle 13
ist entlang der Mittelachse des Behandlungsübertragers 3
angeordnet, und sie wird durch den Wellenantrieb 14 hin
und her bewegt. Bei Betätigung des Wellenantriebs 14 wird
der Behandlungsübertrager 3 in Vertikalrichtung innerhalb
eines vorgegebenen Bereiches auf einer Linie bewegt, wel
che den Mittelpunkt des Übertragers 3 und dessen Brenn
punkt verbindet, wie mit dem Pfeil A angegeben.
Ein Positionsdetektor 15 mit einem Potentiometer ist an
der Welle 13 vorgesehen, und die Bewegungsstrecke der
Welle 13, d.h. die Bewegungsstrecke des Abbildungsüber
tragers 4, wird durch diesen Positionsdetektor 15 festge
stellt. Das Detektionssignal wird der Markierungspositions-
Berechnungsschaltung 16 zugeführt. Die Markierungspositions-
Berechnungsschaltung 16 berechnet die Position des Brenn
punktes der Ultraschallwelle von dem Behandlungsübertrager
3 in einer Abbildung des Bildsignals 12, welches durch den
Abbildungsübertrager 4 erhalten wird, auf der Grundlage
der Krümmung des Übertragers 3 und der Positionsbeziehung
zwischen den Übertragern 3 und 4. Die Übertrager 3 und 4
sind so angeordnet, daß sie eine Positionsbeziehung auf
weisen, welche durch die geometrischen Bedingungen in
einem Anfangszustand bestimmt wird. Ein Markierungspo
sitionssignal zur Bestimmung einer Markierungsposition
wird eingestellt als Anfangswert entsprechend der vorge
gebenen Positionsbeziehung in dem Anfangszustand. So kann
eine von dem Positionsdetektor 15 festgestellte Bewegungs
strecke, d.h., eine durch die Antriebseinrichtung 14 durch
geführte Bewegungsstrecke, zu dem Anfangswert in dem An
fangszustand addiert bzw. von ihm subtrahiert werden, und
ein resultierender Wert kann dem Bildprozessor 17 einge
geben werden. Die Markierungspositions-Berechnungsschal
tung 16 gibt solch ein Markierungspositionssignal aus.
Der Bildprozessor 17 besitzt einen digitalen Abtastwandler,
und er wandelt ein Markierungssignal zur Anzeige einer
richtigen Markierung in ein Videosignal im Fernsehformat
auf der Grundlage eines B-Betriebsart-Bildsignals 12 und
des Markierungspositionssignals um und überlagert es. Da
nach sendet der Prozessor 17 das erhaltene Signal zu der
Anzeigeeinrichtung 18, welche beispielsweise eine Kathoden
strahlröhrenanzeige enthält, wodurch ein B-Betriebsart-
Tomographiebild des Patienten 1 und eine Brennpunktmar
kierung angezeigt werden.
Die Systemsteuerung 21 wird entsprechend dem Betrieb der
Konsole 20 durch eine Bedienperson betrieben, und sie
steuert die Behandlungsübertrager-Treiberschaltung 9,
den Wellenantrieb 14 und den Bildprozessor 17.
Nachfolgend wird nun ein Lithotripsievorgang bei diesem
Gerät beschrieben.
Obwohl die Position (die Tiefe) des Steines 10 in Ab
hängigkeit von dem Patienten 1 wechselt, wie oben be
reits beschrieben, wird der Abbildungsübertrager 4 auf
eine Position für mittlere Tiefe in dem Gehäuse 2 einge
stellt, und dann wird das Gehäuse 2 in Kontakt mit der
Körperoberfläche des Patienten 11 gebracht. Da in diesem
Fall die Bedienperson die Position und Richtung der Ab
tastebene, wo ein Tomographiebild von außerhalb des Ge
häuses 2 aufgenommen wird, nicht beobachten kann, setzt
er das Gehäuse 2 auf eine geeignete Position des Pa
tienten 1 bezüglich der Abtastebenenmarkierung 22, welche
auf dem Gehäuse 2 angezeigt ist. Dann läßt man die An
zeigeeinrichtung 18 ein mit dem Abbildungsübertrager 4
erhaltenes Tomographiebild anzeigen, wie in Fig. 3 ge
zeigt ist, wobei der Stein 10 angezeigt wird. Wenn kein
Stein 10 in dem Tomographiebild angezeigt wird, wird die
Positionsbeziehung zwischen dem Gehäuse 2 und dem Pa
tienten 1 mit bezug auf die Abtastebenenmarkierung 22
nachgestellt, während das angezeigte Tomographiebild be
obachtet wird. Dann wird das Gehäuse 2 durch Ausdehnung
bzw. Zusammenziehung des Balgens 7 bewegt, so daß die
Brennpunktmarkierung M auf dem Anzeigegerät 18 mit einem
Bild des Steines 10 übereinstimmt (s. Fig. 4). Ein Tomo
graphiebild zu diesem Zeitpunkt ist ziemlich unklar auf
grund der Mehrfachreflexionen des Wasserbeutelgehäuses 2,
doch wird in diesem Zustand eine Positionierung vorge
nommen. Der Abbildungsübertrager 4 wird in Fig. 2 nach
unten bewegt, so daß er in eine Kontaktposition C einge
stellt wird, in welcher der Ubertrager 4 in Kontakt mit
der Körperoberfläche des Patienten 1, lediglich durch die
Membran 5 hindurch, steht. In diesem Zustand wird gemäß
Darstellung in Fig. 5 der Bildaufnahmebereich des Tomo
graphiebildes verändert. Da jedoch ein klares Tomographie
bild erhalten werden kann, wird die Positionierung zwischen
der Brennpunktmarkierung M und einem Bild des Steines 10
genau durchgeführt. Dann wird die Behandlungsübertrager-
Treiberschaltung 9 gestartet.
Der Stein 10 wird zertrümmert, während der Zertrümmerungs
zustand auf dem Anzeigegerät 18 überprüft wird. Wenn be
stätigt wird, daß die Zertrümmerung des Steines 10 voll
endet ist, wird die Behandlung beendet.
Der Lithotripsievorgang wird so durchgeführt, daß die Zer
trümmerungsenergie entsprechend der Instruktionsgabe
einer Bedienperson abgestrahlt wird, oder es wird die
Zertrümmerungsenergie kontinuierlich mit einer vorge
gebenen Frequenz abgestrahlt. Während die Zertrümmerungs-
Ultraschallwelle erzeugt wird, wird der Abbildungsüber
trager 4 außerhalb des Übertragungspfades für die Zer
trümmerungsenergie von dem Behandlungsübertrager 3 bewegt,
um eine wirksamere Lithotripsie zu erreichen.
Genauer gesagt, die Bedienperson betätigt die Konsole 20,
um den Lithotripsievorgang zu starten. Wenn der Litho
tripsievorgang gestartet wird, wird der Abbildungsüber
trager 4 in die abseitige Position D außerhalb des Zer
trümmerungsenergie-Übertragungspfades bewegt, beispiels
weise in eine Position, welche mit der Oberfläche des Be
handlungsübertragers 3 gemäß Darstellung in Fig. 7 über
einstimmt, und seine Bewegungsstrecke wird durch den Po
sitionsdetektor 15 festgestellt. In diesem Fall wird die
Position des Abbildungsübertragers 4 vor seiner Bewegung
in der Systemsteuerung 21 gespeichert. Wenn der Schreib
zugang zu dem digitalen Abtastwandler des Bildprozessors
17 angehalten wird, wird das vor der Bewegung angezeigte
Tomographiebild auf dem Anzeigegerät 18 als Standbild
weiter angezeigt.
Nachdem der Abbildungsübertrager 4 aus dem Bereich des
Zertrümmerungsenergie-Übertragungspfades bewegt wurde,
wird die Behandlungsübertrager-Treiberschaltung 9 ange
steuert, und ein Zertrümmerungsenergieimpuls wird von dem
Übertrager 3 zu dem Stein 10 ausgestrahlt. Da in diesem
Fall der Abbildungsübertrager 4
gemäß Darstellung in Fig. 7 in einer Abschattungs
position D angeordnet ist, kann die gesamte Zertrümmerungs
energie von dem Übertrager 3 zu dem Patienten 1 abgestrahlt
werden. Wenn der Übertrager 4 nicht bewegt wird und wenn
er in einer Kontaktposition C wie bei dem herkömmlichen
Gerät angeordnet ist, werden die Zertrümmerungsenergie
strahlen von den Bereichen E 1 und E 2 des Mittelabschnittes
des Übertragers 3 durch den Abbildungsübertrager 4 gestört,
und sie gehen so verloren.
Um den Verlust an Zertrümmerungsenergie wettzumachen, ist
es notwendig, einen größeren Behandlungsübertrager zu ver
wenden, was unausweichlich eine Vergrößerung der Baugröße
des Applikators insgesamt zur Folge hat.
Wenn der Abbildungsübertrager 4 in einer Kontaktposition
C angeordnet wird, kann außerdem in manchen Fällen die
Zertrümmerungsenergie umgekehrt den Abbildungsvorgang des
Abbildungsübertragers 4 nachteilig beeinflussen.
Nunmehr wird der Abbildungsübertrager 4 in seine Position
vor seiner Bewegung zurückgebracht, und es wird ein Tomo
graphiebild in Echtzeitaufnahme angezeigt.
Wenn die Bestrahlung von Zertrümmerungsenergie wiederum
angeordnet wird, wird, nachdem der Abbildungsübertrager
in eine Position außerhalb des Zertrümmerungsenergie-Über
tragungspfades verbracht wurde, die Zertrümmerungsenergie
in gleicher Weise wie vorher beschrieben, abgestrahlt.
Wenn eine kontinuierliche Lithotripsie unter Verwendung
ständiger Impulse durchgeführt wird, dann kann dieser
Vorgang in folgender Weise ausgeführt werden.
Wenn die zur Bewegung des Abbildungsübertragers 4 benötigte
Zeit kürzer ist als das Zeitintervall zwischen den Im
pulsen für kontinuierliche Zertrümmerung, d.h., daß der
Übertrager 4 innerhalb einer Impulspause bewegt werden
kann, dann kann die oben erwähnte Operation synchron mit
den Impulsen für kontinuierliche Zertrümmerung durchge
führt werden. Genauer gesagt, wenn die Annäherung des
Übertragers 4 an den Patienten 1 und die Bildanzeige
eines Ultraschall-Tomographiebildes, die Stehbildanzeige
des Ultraschall-Tomographiebildes sowie die Beiseitebe
wegung des Übertragers 4 und die Bestrahlung mit Zer
trümmerungsenergie abwechselnd durchgeführt werden, kann
ein Stein wirksam zertrümmert werden, während der Zer
trümmerungszustand unter Verwendung eines Tomographie
bildes eines erkrankten Abschnittes eines Patienten 1 im
wesentlichen in Echtzeitmanier beobachtet werden, ohne
daß die Zertrümmerungsenergie gestört wird.
Wenn die für die Bewegung des Übertragers 4 erforderliche
Zeit länger ist als das Zeitintervall der Impulse für
kontinuierliches Zertrümmern, wird eine Ruheperiode von
geeigneter Dauer nach jeweils einigen Zertrümmerungsim
pulsen gebildet, und der Bildübertrager 4 wird während
dieser Periode bewegt, um ein tomographisches Bild zu er
halten. Auf diese Weise kann die Lithotripsieoperation
in einer Quasi-Echtzeitmanier durchgeführt werden.
Wenn keine Lithotripsie, sondern eine Behandlung mit Hyper
thermie durchgeführt wird, wird häufig eine kontinuierliche
Ultraschallwelle anstelle von Ultraschallimpulsen ausge
strahlt. In diesem Fall wird eine Ruheperiode mit ge
eigneter Dauer nach jeweils einer vorbestimmten Zeit
periode gebildet, wie in dem Fall, wo die zur Bewegung
des Übertragers 4 erforderliche Zeit länger war als das
Zeitintervall der Impulse für kontinuierliches Zertrümmern
bei der oben erwähnten Lithotripsie, und der Übertrager 4
wird während dieses Intervalls bewegt, um ein Tomographie
bild zu erhalten.
Auf diese Weise kann eine Lithotripsieoperation bzw. eine
Hypothermieoperation in einer Quasi-Echtzeitmanier durch
geführt werden.
Nach der obigen Beschreibung wird der Abbildungsübertrager
4 zwischen einer Position, bei welcher der Übertrager 4
durch die Membran 5 in Kontakt mit dem Patienten 1 ge
bracht wird, und einer Position, in welcher der Über
trager 4 im wesentlichen mit der Oberfläche des Be
handlungsübertragers 3 übereinstimmt, bewegt. Der Be
wegungsbereich des Abbildungsübertragers 4 ist jedoch
nicht im einzelnen beschränkt. Der Übertrager 4 muß le
diglich an den Patienten 1 herangebracht werden, wenn
ein Tomographiebild aufgenommen wird, und er braucht le
diglich in eine Abseitsposition, bei der er die Behandlungs
energie nicht stört, gebracht zu werden, wenn eine Be
handlungs-Ultraschallwelle erzeugt wird.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf das oben erwähnte Aus
führungsbeispiel beschränkt, vielmehr sind verschiedene
Abwandlungen und Modifizierungen möglich, ohne daß der
Geist und der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wird ein Übertrager als
Behandlungs-Ultraschallübertrager verwendet, welcher durch
ein einzelnes Übertragerelement gebildet wird, um eine
vorbestimmte Krümmung zu erhalten. Der Behandlungs-Ultra
schallübertrager kann jedoch einen Übertrager verwenden,
bei welchem eine Vielzahl von ebenen Übertragerelementen
so kombiniert ist, daß eine zurückgesetzte Oberfläche mit
einer vorgegebenen Krümmung gebildet wird (beispielsweise
wird eine Vielzahl von Übertragerelementen auf eine ein
gebuchtete Oberfläche mit einer vorgegebenen Krümmung
eines Substrats aufgeklebt), und es kann ein Übertrager
mit ringförmiger Rasteranordnung durch eine Vielzahl von
konzentrischen Übertragerelementen gebildet werden, oder
es kann auch ein Übertrager mit einer zweidimensionalen
Matrixanordnung gebildet werden, bei welchem die Über
tragerelemente in einer Matrix auf einer zweidimensionalen
Ebene angeordnet sind.
Der Abbildungs-Ultraschallübertrager ist nicht auf einen
Übertrager mit (linearer) Rasteranordnung beschränkt,
vielmehr kann er auch ein mechanischer Übertrager für
mechanische Abtastung eines einzelnen Übertragerelementes
sein, oder er kann ein mechanischer Abtastübertrager mit
ringförmiger Rasteranordnung zur mechanischen Abtastung
eines Übertragers mit ringförmiger Rasteranordnung oder
ein Übertrager mit zweidimensionaler Rasteranordnung
sein.
Beschrieben wurde der Fall, bei dem der Abbildungsüber
trager-Positionsdetektor und der Wellenantrieb jeweils
getrennt angeordnet sind. Es kann jedoch auch die Puls
anzahl eines Impulsmotors zum Wellenantrieb gezählt wer
den, um eine Bewegungsstrecke zu ermitteln.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wurde ein Balgen ver
wendet, um einen Stein und den Ultraschall-Brennpunkt auf
einander zu positionieren. Anstelle dessen können auch
der Behandlungs- und der Abbildungs-Ultraschallübertrager
in dem Wasserbeutelgehäuse beweglich angeordnet sein.
Als Abtastebenenmarkierung, welche die Position einer Ab
tastebene durch den Abbildungsübertrager anzeigt, kann
die Abtastebenenmarkierung 31 auch so angebracht werden,
daß sie sich von der Oberseite der Außenumfangsfläche des
Gehäuses 30 gemäß Darstellung in Fig. 8 erstreckt, an
stelle der an der Oberseite des Gehäuses 2 des Applikators
angebrachten Abtastebenenmarkierung 22 gemäß Darstellung
in Fig. 6. Alternativ dazu kann auch eine Abtastebenen
markierung 33 gemäß Darstellung in Fig. 9 so ausgebildet
sein, daß sie sich von der Oberseite des Gehäuses 32 er
streckt (obwohl in diesem Fall die Buchstaben "L" und "R",
welche die linke und die rechte Position des Tomographie
bildes auf dem Anzeigeschirm anzeigen, vorzugsweise ange
bracht sind, können die linke bzw. die rechte Position
auf dem Anzeigeschirm auch ohne Anbringung dieser Buch
staben "L" und "R" bestimmt werden, wenn die Abtastebenen
markierung 34 gemäß Darstellung in Fig. 9 lediglich an
einer Seitenfläche des Vorsprungs angebracht ist).
Der Abbildungsübertrager wird häufig schwenkbar auf dem
Gehäuse angeordnet. In diesem Fall ragt gemäß Darstellung
in Fig. 10 eine Welle 35 zum Halten des Abbildungsüber
tragers von der Oberseite des Gehäuses 36 nach außen
(während natürlich innerhalb des Gehäuses ein Abdichtungs
zustand aufrechterhalten wird), und an diesem Abschnitt
ist eine Abtastebenenmarkierung 37 vorgesehen, welche
zusammen mit der Welle 35 verschwenkbar ist.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, kann ein Handgriff 39 zur Be
wegung des Applikators an der Oberseite des Gehäuses 38
befestigt sein, wo er leicht zugänglich ist. Einige an der
Konsole 20 vorgesehene Schalter, beispielsweise ein Halte
schalter 40 zum Halten der Position des Applikators, ein
Behandlungsstartschalter 41 zur Bestimmung des Beginns
einer Behandlung auf Bestrahlung einer Ultraschallenergie
und ein Behandlungsendschalter 42 zur Bestimmung der Be
endigung einer Behandlung können an der Außenoberfläche
des Gehäuses 38 vorgesehen sein, wo eine leichte Be
dienung möglich ist. Ein Schalter zur Steuerung der Menge
an Ultraschallmediumsflüssigkeit innerhalb des Gehäuses
kann auf der Außenfläche des Gehäuses auch noch vorgesehen
sein, wo eine leichte Bedienung ermöglicht ist. Natürlich
können einige dieser Teile, nämlich Handgriff und Schalter,
wahlweise angeordnet werden.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein
Gerät für Ultraschall-Lithotripsie oder Ultraschall-Hypo
thermie beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auch auf
andere Therapiegeräte für Bestrahlung mit Ultraschall
energie angewendet werden.