DE102022113321A1

DE102022113321A1 - Verfahren und Vorrichtung zum berührungslosen, nicht-invasiven Verlagern eines Objekts, wie z.B. einer Linse, in Bezug auf einen Körperteil, wie z.B. ein Auge

Info

Publication number: DE102022113321A1
Application number: DE102022113321.4A
Authority: DE
Inventors: Marcel Alexander-Schuck; Simon Madge
Original assignee: No Touch Robotics GmbH
Current assignee: No Touch Robotics GmbH
Priority date: 2022-05-25
Filing date: 2022-05-25
Publication date: 2023-11-30
Also published as: WO2023227692A1

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zum berührungslosen, nicht-invasiven Verlagern eines Objekts (3), wie z.B. einer intraokularen Linse (7), in Bezug auf einen Körperteil (5), wie z.B. ein Auge (9), eines menschlichen oder tierischen Körpers wird beschrieben. Das Verfahren umfasst: Erzeugen einer akustischen Druckamplitudenverteilung (23) in einem Fluid (25), das in dem Körperteil in einem das Objekt einschließenden Manipulationskörpervolumen (27) enthalten ist, durch Bestrahlung des Manipulationskörpervolumens mit Ultraschall (21), der von einer Ultraschallwandleranordnung (13) ausgesendet wird, und Manipulieren der Ultraschallwandleranordnung in einer Weise, dass die akustische Druckamplitudenverteilung in Bezug auf mindestens eine ihrer räumlichen Anordnung und ihrer räumlichen Amplitudenverteilung modifiziert wird, so dass eine zum Verschieben des Objekts ausreichende Kraft durch die modifizierte akustische Druckamplitudenverteilung lokal auf das Objekt ausgeübt wird.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur berührungslosen, nicht-invasiven Verlagerung eines Objekts in Bezug auf einen Körperteil eines menschlichen oder tierischen Körpers. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur berührungslosen, nicht-invasiven Verlagerung einer Linse, wie z. B. einer Intraokularlinse, in Bezug auf ein Auge eines Patienten.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Es gibt verschiedene medizinische und/oder chirurgische Anwendungen, bei denen ein oder mehrere Objekte an oder in einem Körperteil eines menschlichen oder tierischen Patienten positioniert werden sollen. Dabei umfasst der Körperteil typischerweise ein Volumen, das mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und in dem das Objekt schwimmen kann oder auf dem das Objekt schwimmen kann. In einem ersten Schritt kann das Objekt in das Flüssigkeitsvolumen eingeführt oder implantiert werden. In einem weiteren Schritt kann das Objekt dann gezielt so verlagert werden, dass es in einer gewünschten Konfiguration positioniert und/oder ausgerichtet wird.
Im Folgenden werden Ausführungsformen des hierin beschriebenen Verfahrens und/oder der hierin beschriebenen Vorrichtung hauptsächlich anhand eines Beispiels erläutert, bei dem das zu verlegende Objekt eine Linse, insbesondere eine künstliche Linse wie eine Intraokularlinse, ist und bei dem der Körperteil, an dem die Linse verlagert werden soll, ein Auge eines Patienten ist. Es ist jedoch anzumerken, dass sich andere Ausführungsformen des hier beschriebenen Verfahrens und/oder der hier beschriebenen Vorrichtung auf andere Arten von Objekten beziehen können, wie z. B. einen Katheter oder ein medizinisches Implantat, die in anderen Arten von Körperteilen, wie z. B. einer Blase, einem Blutgefäß usw., zu verlagern sind.
Mit Hilfe moderner chirurgischer Methoden kann eine künstliche Linse in das Auge eines Patienten implantiert werden. Insbesondere kann eine Intraokularlinse (IOL) als Teil einer Behandlung des Grauen Stars oder der Kurzsichtigkeit in das Auge implantiert werden. Die Linse wird in der Regel während einer Kataraktoperation implantiert, nachdem die natürliche Linse des Auges entfernt wurde.
Die IOL-Implantation kann verschiedene Risiken bergen, wie z. B. den Verlust und/oder die unbeabsichtigte Drehung der implantierten Linse nach der Operation. Insbesondere bei multifokalen IOL, IOL mit erweiterter Schärfentiefe und IOL mit Astigmatismuskorrektur (zusammenfassend als „Premium-IOL“ bezeichnet) ist eine korrekte Platzierung und/oder Rotationsausrichtung der IOL im Auge generell wichtig, da eine falsche Platzierung der Linse unter anderem das Sehvermögen des Patienten erheblich beeinträchtigen kann.
Dementsprechend ist in Fällen, in denen eine Linse in einem ersten chirurgischen Eingriff in das Auge implantiert wurde und dann festgestellt wird, dass die Linse falsch platziert und/oder ausgerichtet ist, üblicherweise ein zweiter chirurgischer Eingriff innerhalb eines kurzen Zeitraums nach dem ersten chirurgischen Implantationsvorgang erforderlich, um die Linsenplatzierung und/oder -ausrichtung zu korrigieren. Ein solcher zweiter chirurgischer Eingriff ist jedoch in der Regel unerwünscht, da er unter anderem zusätzliche Anstrengungen und Kosten erfordert und darüber hinaus das Risiko einer Infektion und/oder einer Beschädigung anderer Teile des Auges birgt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG UND DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es kann daher ein Bedarf an einer alternativen Methode zur berührungslosen, nicht-invasiven Verlagerung eines Objekts in Bezug auf einen Körperteil eines menschlichen oder tierischen Körpers bestehen, die es ermöglicht, den oben genannten zweiten chirurgischen Eingriff zu vermeiden und dadurch die mit diesem zweiten chirurgischen Eingriff verbundenen Nachteile zu überwinden. Darüber hinaus kann ein Bedarf an einer Vorrichtung bestehen, die speziell für die Durchführung oder Steuerung eines solchen Verfahrens konfiguriert ist. Insbesondere kann ein Ansatz erforderlich sein, bei dem die Position und/oder Ausrichtung einer IOL berührungslos und nicht-invasiv von außerhalb des Körpers manipuliert werden kann.
Diesem Bedarf kann mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert und in der folgenden Beschreibung beschrieben und in den zugehörigen Figuren veranschaulicht.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur berührungslosen, nicht-invasiven Verlagerung eines Objekts in Bezug auf einen Körperteil eines menschlichen oder tierischen Körpers vorgestellt. Das Verfahren umfasst mindestens die folgenden Schritte, vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge:

(i) Erzeugen einer akustischen Druckamplitudenverteilung in einem Fluid, das sich in dem Körperteil befindet, in einem Manipulationskörpervolumen, das das Objekt enthält, durch Bestrahlen des Manipulationskörpervolumens mit Ultraschall, der von einer Ultraschallwandleranordnung emittiert wird, und
(ii) Manipulieren der Ultraschallwandleranordnung in einer Weise, dass die akustische Druckamplitudenverteilung hinsichtlich ihrer räumlichen Anordnung und/oder ihrer räumlichen Amplitudenverteilung modifiziert wird, so dass durch die modifizierte akustische Druckamplitudenverteilung lokal eine zum Verlagern des Objekts ausreichende Kraft auf das Objekt ausgeübt wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur berührungslosen, nicht-invasiven Verlagerung eines Objekts in Bezug auf einen Körperteil eines menschlichen oder tierischen Körpers vorgestellt. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Ultraschallwandleranordnung und einen Controller zur Steuerung der Ultraschallwandleranordnung. Der Controller und die Ultraschallwandleranordnung sind zur Durchführung und/oder Steuerung des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung ausgebildet.
Kurz zusammengefasst und ohne den Umfang der Erfindung einzuschränken, werden Grundideen, die den Ausführungsformen der Erfindung zugrunde liegen, und damit verbundene mögliche Vorteile grob wie folgt beschrieben:

Es wird hier vorgeschlagen, akustische Kräfte zu verwenden, um dadurch die Position und/oder Orientierung eines Objekts relativ zu einem Körperteil von außerhalb des Körpers eines Patienten zu manipulieren. Dabei werden die akustischen Kräfte unter Verwendung von Ultraschall erzeugt, der von einer Ultraschallwandleranordnung (=Ultraschallwandler-Array) in einer solchen spezifischen Weise ausgesendet wird, dass eine akustische Druckamplitudenverteilung (PAD - pressure amplitude distribution) innerhalb eines in dem Körperteil enthaltenen Fluids erzeugt wird und dann die Erzeugung der akustischen PAD gezielt so manipuliert wird, dass ihre räumliche Anordnung und/oder ihre räumliche Amplitudenverteilung in einer beabsichtigten Weise modifiziert wird. Insbesondere wird die Erzeugung des Ultraschalls durch der Ultraschallwandleranordnung so manipuliert, dass durch die Veränderung der akustischen PAD eine auf das Objekt wirkende Kraft erzeugt wird, die ausreichend stark und geeignet gerichtet ist, das Objekt in einer beabsichtigten Weise zu verlagern.

In der Tat ist der Einsatz von Ultraschall für verschiedene medizinische und/oder chirurgische Anwendungen bekannt. So wird in FR 2211207 B1 ein Ultraschallinstrument für die Augenchirurgie beschrieben. DE 19623213 A1 beschreibt ein augenchirurgisches Instrument zur Zertrümmerung von Augenlinsen mit Hilfe von Ultraschall. EP 617599 B1 offenbart ein Ultraschalltherapiegerät, das Ultraschallwellen mit thermischer und kavitativer Wirkung abgibt. US 7178530 B2 offenbart ein Verfahren zur Verbesserung der sehbehindernden Auswirkungen von Katarakten und dergleichen. EP 2996649 A1 offenbart eine berührungslose Benutzerschnittstelle für ophthalmische Geräte. WO 2016/131055 A1 offenbart Systeme und Verfahren zur Überwachung der Augengesundheit. CA 2213648 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Überwachung des Flüssigkeitsverlustes des Auges. US 3990452 A offenbart ein medizinisches Gerät zur Durchführung von Operationen und Behandlungen mit Ultraschallenergie. EP 2512599 B1 offenbart ein Gerät zur Ultraschallbehandlung. Schließlich beschreibt die WO 2017/161348 A1 Methoden und eine Vorrichtung zur effektiven Positionierung von Augenlinsen.
Herkömmliche Verfahren zur Positionierung und/oder Ausrichtung einer Kunstlinse in einem Auge beruhen im Allgemeinen auf einer invasiven Neupositionierung der Linse durch Einführen eines chirurgischen Instruments in das Auge.
Ein anderer Ansatz beruht auf einer gezielten, nicht invasiven Fokussierung von Energie, einschließlich hochintensivem fokussiertem Ultraschall (HIFU), im Inneren des Auges, um die Eigenschaften oder die Lage der natürlichen menschlichen Linse im Auge zu verändern. In der WO 2017/161348 A1 werden beispielsweise Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, mit denen eine effektive Linsenposition des Auges eingestellt werden kann, um einen Brechungsfehler des Auges zu korrigieren. Die Verfahren und das Gerät können so gestaltet werden, dass Energie auf die Sklera und andere Bereiche des Auges aufgebracht wird, um die effektive Linsenposition des Auges für die Fernsicht einzustellen. Die Sklera kann behandelt werden, um die Sklera zu schrumpfen oder zu entspannen, und Kombinationen davon, um die Position der Linse des Auges zu korrigieren, um das Sehen im Zusammenhang mit einem Brechungsfehler des Auges zu verbessern. Es kann eine Zielposition der Linse bestimmt werden, um den Brechungsfehler des Auges zu korrigieren, und die Energie kann angewendet werden, um die Linse in Richtung der Zielposition zu bewegen.
Die letztgenannten Ansätze beruhen jedoch auf Mechanismen, die sich grundlegend von denen unterscheiden, die bei dem hier beschriebenen Ansatz verwendet werden. Konkret wird bei den konventionellen Ansätzen fokussierte Energie verwendet, um eine beabsichtigte Veränderung im Gewebe hervorzurufen, d. h. um eine beabsichtigte Art von Verletzung herbeizuführen, z. B. durch lokale übermäßige Erwärmung und spätere Vernarbung, z. B. der Sklera und/oder der damit verbundenen Strukturen. Dabei wird die Verschiebung und/oder Neuausrichtung der Linse im Allgemeinen durch die Vernarbung verursacht.
Es wurde jedoch festgestellt, dass die Reaktion auf eine Verletzung in lebendem Gewebe im Allgemeinen nicht linear und potenziell unvorhersehbar ist. Außerdem stellen sich die durch die HIFU-Behandlung ausgelösten Wirkungen in der Regel erst eine gewisse Zeit nach Abschluss der Behandlung ein, da beispielsweise ein Heilungsprozess eine gewisse Dauer benötigt. Mit anderen Worten, eine Reaktion auf die Behandlung tritt in der Regel erst mit einer gewissen Verzögerung ein. Dementsprechend gibt es keine Möglichkeit, die Behandlung direkt zu beeinflussen, wenn man die Behandlungsergebnisse beobachtet. Stattdessen können unbeabsichtigte Behandlungsergebnisse erst nach Abschluss der Behandlung festgestellt und allenfalls durch eine weitere Behandlung korrigiert werden.
Darüber hinaus ist beispielsweise der in der WO 2017/161348 A1 beschriebene Ansatz auf die Bewegung eines Kapselsacks und seines Inhalts (d. h. entweder einer nativen menschlichen Linse oder einer Kunstlinse) von vorne nach hinten beschränkt und bietet im Allgemeinen nicht die Möglichkeit, eine unabhängige Struktur (wie eine IOL) irgendwo im Auge zu drehen oder zu verlagern.
Um unter anderem die Unzulänglichkeiten herkömmlicher Ansätze zu überwinden, wird hier ein grundlegend anderer Ansatz beschrieben. Bei diesem Ansatz wird der von einer Ultraschallwandleranordnung emittierte Ultraschall gezielt zur Erzeugung einer akustischen Druckamplitudenverteilung (PAD) in einem Fluid verwendet, das sich in dem Körperteil befindet, in dem ein Objekt innerhalb eines Volumens, das hier als „Manipulationskörpervolumen“ bezeichnet wird, gezielt verlagert und/oder ausgerichtet werden soll.
Dabei wird genutzt, dass Ultraschall gezielt mit hoher Intensität und mit einer makroskopisch inhomogenen Intensitätsverteilung abgestrahlt werden kann, so dass durch den eingestrahlten Ultraschall ein akustisches PAD mit Bereichen höheren Drucks und Bereichen niedrigeren Drucks innerhalb der Flüssigkeit im Manipulationskörpervolumen erzeugt wird. Das PAD kann dann gezielt relativ zu dem zu verschiebenden Objekt positioniert und die Ultraschallwandleranordnung gezielt so manipuliert werden, dass das PAD in seiner räumlichen Anordnung und/oder räumlichen Amplitudenverteilung verändert wird. Dabei kann die Modifikation so herbeigeführt werden, dass Kräfte auf das Objekt ausgeübt werden, die stark genug sind, um das Objekt zu verlagern und/oder in die gewünschte Richtung zu drehen.
Während bei den konventionellen Ansätzen Kräfte auf ein Objekt nur indirekt erzeugt werden, z.B. durch die Induktion lokaler Verletzungen und anschließender Narbenbildung, werden bei dem hier beschriebenen Ansatz Kräfte direkt auf das Objekt durch die gezielt gesteuerte und manipulierte Erzeugung des akustischen PADs erzeugt.
Da die Kräfte direkt erzeugt werden und sich somit unmittelbar auf die Positionierung des zu verlagernden Objekts auswirken können, kann der Prozess der Verlagerung des Objekts während der Verlagerungsbehandlung genau gesteuert werden. Darüber hinaus müssen keine lokalen Verletzungen im lebenden Gewebe verursacht werden, wodurch u. a. die aus solchen Verletzungen resultierenden Risiken vermieden werden können.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Erfinder der vorliegenden Anmeldung in früheren Patentanmeldungen Möglichkeiten zur Erzeugung einer Druckamplitudenverteilung für die Manipulation von Gegenständen in anderen, nicht-medizinischen Geräten beschrieben hat. So beschreibt die WO 2022/002825 A1 die berührungslose Manipulation von Objekten mittels gesteuerter elektroakustischer Wandler. WO 2022/058281 A1 offenbart ein Verfahren zur Handhabung eines Objekts in einer Druckamplitudenverteilung. Diese früheren Patentanmeldungen beziehen sich zwar auf nicht-medizinische Geräte und lehren nicht speziell die Verlagerung eines Objekts in Bezug auf ein Körperteil, doch können Merkmale und/oder Details der in diesen früheren Patentanmeldungen beschriebenen Ansätze auf Ausführungsformen des hier beschriebenen Verfahrens und der hier beschriebenen Vorrichtung übertragen und/oder angepasst werden. Dementsprechend wird der gesamte Inhalt dieser früheren Patentanmeldungen hier durch Bezugnahme aufgenommen.
Im Folgenden werden mögliche Merkmale von Ausführungsformen der Erfindung und damit verbundene mögliche Vorteile näher beschrieben.
Das hier beschriebene Verfahren und die Vorrichtung können so ausgestaltet werden, dass kleine Objekte in Bezug auf ein Körperteil in einem menschlichen oder tierischen Körper verlagert werden können. Dabei kann der Begriff „Verlagerung“ als Translozierung, Verschiebung, Bewegung, Rotation, Drehung usw. verstanden werden, d. h. als eine Bewegung, bei der ein Ort und/oder eine Ausrichtung des Objekts verändert wird. Insbesondere kann das Objekt innerhalb des Körpers des Patienten verschoben werden oder das Objekt kann von außerhalb des Körpers des Patienten in den Körper des Patienten transloziert werden.
Dabei kann das Objekt eine geringe Größe von z. B. weniger als 5 cm, vorzugsweise weniger als 2 cm, weniger als 1 cm oder sogar weniger als 5 mm in einer maximalen Ausdehnungsrichtung haben. Die Objekte können jedoch eine makroskopische Größe von z. B. mehr als 0,5 mm, vorzugsweise mehr als 1 mm, mehr als 2 mm oder sogar mehr als 4 mm haben. Das Objekt kann eine flache Form haben, d. h. eine quasi-zweidimensionale Form. Die Dicke des Gegenstands kann zum Beispiel kleiner als 5 mm, vorzugsweise kleiner als 2 mm oder sogar kleiner als 1 mm sein. Der Gegenstand kann ein geringes Gewicht haben, z. B. ein Gewicht im Bereich von Milligramm bis zu einigen Gramm, z. B. zwischen 1 mg und 10 g, vorzugsweise zwischen 10 mg und 1 g.
Der Körperteil kann jeder Körperteil sein, an oder in dem das Objekt angeordnet werden soll. Der Körperteil ist im Allgemeinen in einem lebenden Organismus enthalten. Im Allgemeinen umfasst der Körperteil eine Flüssigkeit, in oder an der das Objekt untergebracht werden kann. Bei dem Fluid kann es sich um eine Flüssigkeit handeln. Das Fluid kann eine niedrige Viskosität haben, die der Viskosität von Wasser, der Viskosität von Öl, der Viskosität einer Wasserlösung oder der Viskosität einer Wasseremulsion entspricht. Die Flüssigkeit kann in einem Volumen des Manipulationskörpers enthalten sein, in dem das Objekt verschoben werden soll. Die Flüssigkeit kann beispielsweise einen Hohlraum in dem Körperteil ausfüllen. Der Hohlraum kann das Volumen des Manipulationskörpers bilden. Der Hohlraum kann von lebendem Gewebe wie Haut, Membran, Muskeln usw. umgeben sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Flüssigkeit in einem Volumen des Manipulationskörpers enthalten sein, das durch einen Flüssigkeitsfilm gebildet wird. In einem konkreten Beispiel kann die Flüssigkeit eine Flüssigkeit sein, die in einem Kapselsack des Auges eines Patienten enthalten ist. Alternativ kann die Flüssigkeit als Flüssigkeitsfilm, beispielsweise als Tränenflüssigkeitsfilm, am Auge des Patienten bereitgestellt werden. Als weitere Alternativen kann die Flüssigkeit Urin in einer Blase des Patienten oder Blut in einem Blutgefäß des Patienten sein. Das Volumen des Manipulationskörpers, der die Flüssigkeit enthält, kann in einem Bereich von einigen Mikrolitern bis zu mehreren Millilitern liegen, z. B. zwischen 1 µ1 und 100 ml, vorzugsweise zwischen 10 µ1 und 10 ml.
Die Gegenstände können so angeordnet werden, dass sie in der Flüssigkeit, die sich im Volumen des Manipulationskörpers befindet, schwimmen oder auf ihr treiben. Aufgrund der geringen Viskosität der Flüssigkeit und der geringen Größe und Masse des Objekts kann das Objekt bei Anwendung relativ geringer Kräfte verschoben und/oder umorientiert werden. Solche Kräfte können beispielsweise weniger als 1 N, vorzugsweise weniger als 0,1 N, weniger als 10 mN oder sogar weniger als 1 mN betragen. Insbesondere können die Kräfte zwischen 0,1 mN und 0,1 N, vorzugsweise zwischen 1 mN und 30 mN liegen.
Die zum Verschieben des Objekts erforderlichen Kräfte werden erzeugt, indem das Objekt einer akustischen Druckamplitudenverteilung (PAD) ausgesetzt wird, die durch Beschallung des Manipulationskörpervolumens mit Ultraschall erzeugt wird. Es ist zu beachten, dass die PAD zusätzlich auch in Volumina erzeugt werden kann, die an das Manipulationskörpervolumen innerhalb oder außerhalb des Körpers des Patienten angrenzen, d. h. zum Beispiel in einer Kopplungsflüssigkeit, die in der Nähe des Auges des Patienten bereitgestellt wird. Der Ultraschall kann Frequenzen oberhalb von 20 kHz aufweisen, z. B. in einem Bereich zwischen 20 kHz und 2 MHz, vorzugsweise zwischen 20 kHz und 200 kHz, noch bevorzugter zwischen 30 kHz und 150 kHz. Der Ultraschall kann mit hoher Intensität abgestrahlt werden. Insbesondere kann ein akustischer Überdruck im Vergleich zur Umgebung im kPa-Bereich liegen, z. B. in einem luftgefüllten Volumen in vielen Fällen unter 50 kPa oder sogar unter 10 kPa.
Der Ultraschall wird von einer Ultraschallwandleranordnung ausgestrahlt. Wie im Folgenden näher beschrieben, kann die Ultraschallwandleranordnung einen oder mehrere Ultraschallgeneratoren (manchmal auch als elektroakustische Wandler bezeichnet) und optional eine oder mehrere akustische Linsen umfassen. Der Betrieb der Ultraschallwandleranordnung kann von einem Steuergerät gesteuert werden.
Durch geeignete Einstrahlung des Ultraschalls kann eine beabsichtigte PAD im Volumen des Manipulationskörpers erzeugt werden. Dabei können die Ultraschallwellen von einem oder vorzugsweise mehreren Ultraschallgeneratoren ausgesandt werden. Die Ultraschallgeneratoren können an unterschiedlichen Orten angeordnet und/oder in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sein. Optional kann der von den Ultraschallgeneratoren ausgesandte Ultraschall durch akustische Linsen fokussiert oder abgelenkt werden. Außerdem können Oberflächen oder Grenzflächen vorhanden sein, an denen zumindest ein Teil des ausgesandten Ultraschalls reflektiert wird. Dementsprechend können sich Ultraschallwellen, die von verschiedenen Ultraschallgeneratoren ausgesendet und/oder an verschiedenen Oberflächen oder Grenzflächen reflektiert werden, überlagern und interferieren. Infolgedessen können stehende Ultraschallwellen und/oder Schwebungen von Ultraschallwellen erzeugt werden, die zu einer stationären oder quasistationären PAD führen können (d. h. einer PAD, bei der sich die Druckamplitudenverteilung mit einer Frequenz ändert, die um viele Größenordnungen kleiner ist als die Frequenz des Ultraschalls). Bei einer solchen PAD ist die Druckverteilung im Allgemeinen inhomogen, d. h. die lokalen Drücke können variieren, wobei Teilvolumina höhere Drücke aufweisen als benachbarte Teilvolumina. Aufgrund der inhomogenen Druckverteilung kommt es zu Druckgradienten innerhalb des PAD. Infolge dieser inhomogenen Druckverteilung und der Druckgradienten können Kräfte auf ein Objekt im Manipulationskörpervolumen einwirken, wenn es dem PAD ausgesetzt wird. Diese Kräfte wirken insbesondere in einer Richtung, die dem Druckgradienten entspricht, der an einer bestimmten Stelle des zu verschiebenden Objekts wirksam ist.
Um das Objekt innerhalb des Manipulationskörpervolumens in einer beabsichtigten Weise zu verschieben, wird der akustische PAD durch geeignete Manipulation der Ultraschallwandleranordnung spezifisch modifiziert. Mit anderen Worten, das Objekt wird verschoben, indem nacheinander mindestens zwei PADs erzeugt werden, von denen ein Anfangs-PAD einem Ausgangszustand des Objekts und ein End-PAD einem Zielzustand des Objekts entsprechen kann. Insbesondere kann das Objekt z. B. in einem oder mehreren Niederdruckbereichen des jeweiligen PAD „gefangen“ sein. Wenn der PAD manipuliert wird, folgt das Objekt im Allgemeinen dieser Manipulation.
Insbesondere wird das PAD in seiner räumlichen Anordnung und/oder seiner räumlichen Amplitudenverteilung verändert. Mit anderen Worten, der Ort, an dem das PAD innerhalb des Manipulationskörpervolumens erzeugt wird, kann durch geeignete Manipulation der Ultraschallwandleranordnung absichtlich verschoben werden. Zu diesem Zweck kann die gesamte Ultraschallwandleranordnung oder Teile davon in geeigneter Weise verschoben werden. Zusätzlich oder alternativ können einzelne Ultraschallgeneratoren und/oder akustische Linsen oder andere Komponenten der Ultraschallwandleranordnung in Bezug auf andere Komponenten der Ultraschallwandleranordnung verschoben werden. Als weitere Ergänzung oder Alternative kann der Betrieb eines oder mehrerer Ultraschallgeneratoren und/oder akustischer Linsen und/oder anderer Komponenten, die in der Ultraschallwandleranordnung enthalten sind, gezielt so manipuliert werden, dass eine Amplitude und/oder eine Phase des von ihnen emittierten Ultraschalls verändert wird. Als Ergebnis einer oder einer Kombination aller dieser Maßnahmen kann die räumliche Anordnung und/oder die räumliche Amplitudenverteilung des PAD so verändert werden, dass Druckgradienten erzeugt werden, die zu erheblichen Kräften führen, die auf das Objekt in einer beabsichtigten Richtung einwirken. Als Reaktion auf diese Kräfte kann das Objekt innerhalb des Volumens des Manipulationskörpers präzise so verschoben werden, dass es in Bezug auf den Körperteil in einer beabsichtigten Position und/oder einer beabsichtigten Ausrichtung angeordnet wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Ultraschall mit einer Energiedichte abgestrahlt, die ausreichend niedrig ist, um Gewebeschäden, Narbenbildung, Muskelentspannung, Muskelanspannung, akustische Strömungen und/oder Kavitation innerhalb des Manipulationskörpervolumens zu vermeiden.
Mit anderen Worten: Während der Ultraschall mit einer ausreichenden Intensität von der Ultraschallwandleranordnung erzeugt und abgestrahlt wird, um erhebliche Kräfte für die Bewegung des zu verschiebenden Objekts zu erzeugen, muss die Energiedichte dieses Ultraschalls auf ein Ausmaß begrenzt sein, bei dem lebendes Gewebe nicht verletzt wird und keine Aktivierung der Muskeln durch den abgestrahlten Ultraschall beeinflusst wird. Außerdem muss die Energiedichte des Ultraschalls niedrig genug sein, um akustische Strömungen und Kavitation zu vermeiden. Unter akustischer Strömung versteht man eine gleichmäßige Strömung in einer Flüssigkeit, die durch die Absorption von akustischen Schwingungen mit hoher Amplitude hervorgerufen wird. Die Höchst- und Mindestwerte (Amplitude) des PAD werden so gewählt, dass akustische Strömungen verhindert werden. Unter Kavitation versteht man die Bildung kleiner dampfgefüllter Hohlräume in der Flüssigkeit. Dies wird dadurch verursacht, dass der statische Druck einer Flüssigkeit unter den Dampfdruck der Flüssigkeit sinkt. Die Druckgradienten des PAD sind so gewählt, dass Kavitation verhindert wird. Insbesondere wird die Druckamplitude der Niederdruckbereiche innerhalb des PAD ausreichend hoch gewählt, um Kavitation zu verhindern.
Dementsprechend muss der Ultraschall von der Ultraschallwandleranordnung mit einer Intensität ausgesendet werden, die für die Erzeugung des PAD ausreichend hoch ist, um ausreichende Kräfte zu erzeugen, die direkt auf das Objekt einwirken, um es zu verschieben, doch muss die Ultraschallintensität auf Werte begrenzt werden, die niedrig genug sind, um sekundäre Wirkungen zu verhindern, die daraus resultieren, dass das Gewebe durch die Absorption der Ultraschallenergie irreversibel verändert wird, d. h. um beispielsweise Verletzungen oder Vernarbungen von lebendem Gewebe zu vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Schalldruckamplitudenverteilung mit mindestens einem ersten Druckbereich mit niedrigerem Schalldruck und mindestens einem zweiten Druckbereich mit höherem Schalldruck erzeugt, wobei eine Größe und/oder eine Geometrie und/oder eine Amplitude der ersten und zweiten Druckbereiche in Abhängigkeit von Lage- und/oder Geometriemerkmalen des Objekts eingestellt wird.
Anders ausgedrückt, kann das PAD so erzeugt werden, dass es erste und zweite Druckregionen enthält, die sich hinsichtlich des in den jeweiligen Regionen herrschenden Schalldrucks deutlich unterscheiden. Dabei kann die Ultraschallwandleranordnung so konfiguriert und/oder betrieben werden, dass die Größe und/oder die Geometrie der ersten und zweiten Druckregionen unter Berücksichtigung von Lageeigenschaften des Objekts, d.h. wo das Objekt in Bezug auf den Körperteil angeordnet ist, und/oder unter Berücksichtigung von geometrischen Eigenschaften des Objekts, d.h. welche Abmessungen und/oder Form das Objekt hat, gezielt angepasst wird. Je größer beispielsweise das Objekt ist, desto größer kann die Größe des ersten und/oder zweiten Druckbereichs eingestellt werden. Durch eine geeignete Einstellung der Größe und/oder Geometrie der ersten und zweiten Druckbereiche kann die Einwirkung der vom PAD auf das Objekt ausgeübten Kräfte optimiert werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird die Schalldruckamplitudenverteilung so erzeugt, dass sich das Objekt überwiegend im ersten Druckbereich mit niedrigerem Schalldruck befindet und zwischen mindestens zwei zweiten Druckbereichen mit höherem Schalldruck eingefügt ist.
Mit anderen Worten, das PAD kann mit zwei zweiten Druckbereichen mit höherem Schalldruck erzeugt werden, die einen ersten Druckbereich mit niedrigerem Schalldruck dazwischen einschließen. Das PAD kann dann so angeordnet werden und die Größen und/oder Geometrien der ersten und zweiten Druckbereiche können so angepasst werden, dass das Objekt vollständig im ersten Druckbereich oder zumindest ein überwiegender Teil des Objekts im ersten Druckbereich enthalten ist. Dementsprechend sind die zweiten Druckbereiche mit höherem Schalldruck auf gegenüberliegenden Seiten des Objekts angeordnet und „klemmen“ das Objekt zwischen diesen höheren Druckbereichen ein. Das PAD kann dabei ähnlich wie eine berührungslose Zange wirken, um das Objekt zu ergreifen und möglicherweise zu verschieben.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Ultraschall so abgestrahlt, dass er im Volumen des Manipulationskörpers eine Wellenlänge hat, die zwischen 100 % und 400 %, vorzugsweise zwischen 150 % und 300 %, der seitlichen Abmessungen des Objekts in einer Einstrahlungsrichtung des abgestrahlten Ultraschalls liegt.
Im Allgemeinen wird der Ultraschall mit einer Frequenz im Ultraschallbereich, d. h. über 20 kHz, abgestrahlt. Die Abmessungen der Druckschwankungen innerhalb des PAD hängen in der Regel von der Wellenlänge des eingestrahlten Ultraschalls ab. Um eine effektive Erfassung eines Objekts mit dem PAD zu ermöglichen, sollten die Abmessungen eines ersten Niederdruckbereichs ähnlich oder gleich der Hälfte der Wellenlänge des eingestrahlten Ultraschalls sein. Mit anderen Worten: Um ein Objekt mit einer Breite w von z. B. einigen Millimetern einklemmen zu können, sollte die Wellenlänge des eingestrahlten Ultraschalls so beschaffen sein, dass die Hälfte der Wellenlänge λ/2 in einer ähnlichen Größenordnung liegt wie die Abmessungen des Objekts, d. h. die Hälfte der Wellenlänge λ/2 sollte ungefähr das 1- bis 2-fache der seitlichen Abmessungen des Objekts betragen. Dementsprechend sollte bei einem Objekt mit einer Breite von beispielsweise 6 mm die Wellenlänge λ des Ultraschalls, der das PAD erzeugt, in einem Bereich von 12 bis 24 mm liegen.
Im Allgemeinen hängt die Wellenlänge λ von den Eigenschaften, insbesondere von der Schallgeschwindigkeit, der Flüssigkeit ab, in die der Ultraschall eingestrahlt wird. Zum Beispiel beträgt die Schallgeschwindigkeit c in Wasser etwa 1500 m/s. Dementsprechend kann eine Frequenz f des Ultraschalls, der das PAD erzeugt, so eingestellt werden, dass f = c / λ = c / (2 * 1,5 * w) erfüllt wird, möglicherweise mit einer Toleranz von etwa ± 50 %. Bei c = 1500 m/s und w = 6 mm ergibt sich ein bevorzugter Frequenzbereich von 83 kHz ± 41,5 kHz.
In einer Ausführungsform wird die Druckamplitudenverteilung so erzeugt, dass das Objekt vollständig umschlossen wird.
Mit anderen Worten: Obwohl es prinzipiell möglich ist, dass das Volumen, in dem das akustische PAD erzeugt wird, nicht das gesamte zu verlagernde Objekt vollständig umschließt, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Volumen das gesamte Objekt umschließt. In einer solchen Konfiguration befindet sich jeder Teil des Objekts in der Flüssigkeit, die in dem das PAD einschließenden Volumen enthalten ist, so dass das gesamte Objekt frei schweben oder schwimmen kann und daher leicht zu verlagern ist.
In einer Ausführungsform wird das Volumen des Manipulationskörpers so festgelegt, dass seine Abmessungen höchstens das Dreifache, vorzugsweise höchstens das Doppelte der Abmessungen des Objekts betragen.
Anders ausgedrückt: Das Volumen des Manipulationskörpers einschließlich des PAD erstreckt sich vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des zu verschiebenden Objekts, muss aber nicht unbedingt weit über die Kontur des Objekts hinausreichen. Durch die Begrenzung der Abmessungen des Manipulationskörpervolumens auf einen solchen Nahbereich können verschiedene vorteilhafte Effekte erzielt werden, wie z. B. die Begrenzung des Energieverbrauchs für die Ultraschallerzeugung, die Begrenzung von Nebenwirkungen auf vom Objekt entfernte Körperteile usw.
In einer Ausführungsform wird die Ultraschallwandleranordnung so manipuliert, dass die Schalldruckamplitudenverteilung innerhalb einer Ebene, die eine Emissionsrichtung des Ultraschalls kreuzt, seitlich verschoben und/oder gedreht wird.
Genauer gesagt: Um die Kraft zum Verschieben des Objekts zu erzeugen, kann der PAD und insbesondere seine räumliche Anordnung und/oder seine räumliche Amplitudenverteilung so manipuliert werden, dass sie in der Ebene verschoben werden, die die Abstrahlrichtung des Ultraschalls kreuzt. Vorzugsweise kann diese Ebene orthogonal zur Abstrahlrichtung sein. Dabei kann die Abstrahlrichtung einer Ausbreitungsrichtung des Ultraschalls, d. h. einer Einstrahlungsrichtung, entsprechen. Die Ebene kann sich entlang einer Oberfläche oder einer Grenzfläche des Körperteils erstrecken, an dem das Objekt verlagert werden soll. Dementsprechend kann das Objekt mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren entlang einer solchen Körperteiloberfläche/-schnittstelle verschoben und/oder gedreht werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen dem Manipulationskörpervolumen und der Ultraschallwandleranordnung ein Flüssigkeitskopplungsmedium angeordnet, das akustische Eigenschaften aufweist, die den akustischen Eigenschaften der das Objekt im Manipulationskörpervolumen umgebenden Flüssigkeit mit einer Toleranz von ± 50 % entsprechen.
Mit anderen Worten: Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den gesamten Raum zwischen einer Flüssigkeitsoberfläche, die das zu verschiebende Objekt umschließt, einerseits und einer Oberfläche der Ultraschallwandleranordnung, die den Ultraschall zur Erzeugung des PAD abstrahlt, andererseits mit einem flüssigen Kopplungsmedium zu füllen. Dieses Kopplungsmedium kann ein Fluid wie eine Flüssigkeit, ein Gel oder ähnliches sein. Insbesondere sollte ein solches Kopplungsmedium akustische Eigenschaften wie eine Schallgeschwindigkeit haben, die den akustischen Eigenschaften des Fluids im Volumen des Manipulationskörpers entspricht oder ähnlich ist. Vorzugsweise liegen die akustischen Eigenschaften des fluiden Kopplungsmediums in einem Bereich zwischen 50 % und 150 % derjenigen des Fluids im Volumen des Manipulationskörpers. Wenn beispielsweise das Fluid im Volumen des Manipulationskörpers eine Schallgeschwindigkeit c1 hat, muss das Fluidkopplungsmedium eine Schallgeschwindigkeit c2 = c1 ± 0,5*c1 haben. Die Toleranz kann vorzugsweise kleiner als 50% sein, d.h. beispielsweise 30%, 20% oder 10%. Dadurch kann der an der Ultraschallwandleranordnung erzeugte Ultraschall leicht auf das Fluid im Manipulationskörpervolumen übertragen und insbesondere verhindert werden, dass wesentliche Anteile des Ultraschalls an Grenzflächen reflektiert werden, die ohne das Fluidkopplungsmedium an Übergängen zwischen dem Fluid im Manipulationskörpervolumen und z.B. einem daran angrenzenden gasgefüllten Volumen auftreten würden.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Ultraschallwandleranordnung während der Erzeugung des Ultraschalls mechanisch an dem Körperteil befestigt, der das Manipulationskörpervolumen umfasst.
Aufgrund dieser Fixierung darf sich die Ultraschallwandleranordnung nicht relativ zu dem Körperteil bewegen, an dem das Objekt verlagert werden soll. So kann z. B. ein Auge, in dem eine Linse verlagert werden soll, während des Verlagerungsvorgangs aufgrund seiner Fixierung relativ zur Ultraschallwandleranordnung stabilisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Objekt eine Linse, insbesondere eine Intraokularlinse, und das Manipulationskörpervolumen ist an einem Auge eines Patienten angeordnet.
Wie hier näher erläutert, können das hier beschriebene Verfahren und die Vorrichtung besonders vorteilhaft für die Verschiebung und/oder Drehung einer Kunstlinse innerhalb eines Manipulationskörpervolumens sein, das sich im Auge eines Patienten befindet. Das Verfahren kann beispielsweise angewandt werden, wenn die Linse in einem ersten chirurgischen Eingriff in einen Kapselsack im Auge implantiert wurde, dann aber disloziert und/oder desorientiert wurde, d. h. aus ihrer gewünschten Position und/oder Ausrichtung verschoben und/oder gedreht wurde. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann die Linse dann in einem berührungslosen, nicht-invasiven Verlagerungsverfahren neu angeordnet und/oder ausgerichtet werden, so dass ein zweiter chirurgischer Eingriff vermieden werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Verlagerungsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst die Ultraschallwandleranordnung mindestens zwei Ultraschallgeneratoren, die seitlich nebeneinander angeordnet sind. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, einen Betrieb jedes der Ultraschallgeneratoren unabhängig von dem anderen Ultraschallgenerator individuell so zu steuern, dass ein Muster des von der Ultraschallwandleranordnung erzeugten Ultraschalls in einer seitlichen Richtung und/oder in einer Tiefenrichtung verschoben wird.
Mit anderen Worten, die Ultraschallwandleranordnung kann vorzugsweise mehrere Ultraschallgeneratoren umfassen. Jeder Ultraschallgenerator kann unabhängig von den anderen arbeiten. Dementsprechend kann jeder Ultraschallgenerator Ultraschall mit einer individuellen Frequenz, Amplitude und/oder Phase aussenden. Die Ultraschallgeneratoren können nebeneinander angeordnet sein. Benachbarte Ultraschallgeneratoren können direkt aneinander stoßen oder voneinander beabstandet sein. Vorzugsweise können die Ultraschallerzeuger der Ultraschallwandleranordnung entlang einer gemeinsamen Fläche angeordnet sein. Diese gemeinsame Fläche kann eben oder gekrümmt sein. Insbesondere kann eine solche gemeinsame Fläche im Wesentlichen parallel zu einer Ebene oder einer gekrümmten Fläche verlaufen, in der das Objekt in Bezug auf den Körperteil verlagert werden soll.
Bei einer solchen Konfiguration der Ultraschallwandleranordnung kann die Steuereinheit den Betrieb jedes einzelnen Ultraschallgenerators oder von Untergruppen von Ultraschallgeneratoren unabhängig von anderen Ultraschallgeneratoren individuell steuern. Durch eine solche individuelle Steuerung der Ultraschallgeneratoren kann ein Muster, mit dem der Ultraschall von der Ultraschallwandleranordnung erzeugt wird, beeinflusst werden. Ein solches Ultraschallmuster wirkt sich im Allgemeinen auf die Eigenschaften des akustischen PAD wie seine räumliche Anordnung und/oder seine räumliche Amplitudenverteilung aus.
Insbesondere kann das Ultraschallmuster in kontrollierter Weise so beeinflusst werden, dass es in einer seitlichen Richtung entlang einer Ebene, die die Emissionsrichtung des Ultraschalls kreuzt, und/oder in einer Tiefenrichtung senkrecht zu dieser seitlichen Richtung verschoben wird. Dementsprechend kann durch eine geeignete Steuerung der Mehrfach-Ultraschallgeneratoren das Ultraschallmuster so beeinflusst werden, dass die sich ergebenden Änderungen in der PAD zu einer Erzeugung von Kräften führen, die auf das Objekt einwirken, um das Objekt in der beabsichtigten Weise zu verschieben.
Bei einer solchen Implementierung müssen die Ultraschallwandleranordnung oder ihre Ultraschallgeneratoren oder andere Komponenten nicht unbedingt selbst bewegt werden, um das Objekt über induzierte Änderungen im PAD zu verschieben. Stattdessen können solche Veränderungen im PAD nur durch geeignete Ansteuerung der einzelnen Ultraschallgeneratoren, z. B. hinsichtlich der Amplitude und/oder Phase des von ihnen erzeugten Ultraschalls, erzeugt werden. Somit sind in der Regel keine beweglichen Teile in der Ultraschallwandleranordnung erforderlich.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Ultraschallwandleranordnung mindestens eine akustische Linse, wobei der Controller so konfiguriert ist, dass er die mindestens eine akustische Linse so steuert, dass ein Muster des von der Ultraschallwandleranordnung erzeugten Ultraschalls in einer seitlichen Richtung und/oder in einer Tiefenrichtung verschoben wird.
Anders ausgedrückt: Anstatt oder zusätzlich zur Beeinflussung des von der Ultraschallwandleranordnung erzeugten Ultraschallmusters durch Steuerung der einzelnen Ultraschallgeneratoren, wie im vorhergehenden Absatz beschrieben, kann ein solches Ultraschallmuster auch durch geeignete Steuerung einer oder mehrerer akustischer Linsen beeinflusst werden, die in der Ultraschallwandleranordnung enthalten sind. Diese akustischen Linsen können so konfiguriert sein, dass sie den durch sie übertragenen Ultraschall fokussieren, divergieren und/oder umlenken. Die akustische(n) Linse(n) kann/können von der Steuereinheit der Verlagerungsvorrichtung hinsichtlich ihrer akustischen Eigenschaften gesteuert werden, wodurch die Ultraschallübertragung durch die einzelne akustische Linse beeinflusst wird, und/oder hinsichtlich einer räumlichen Anordnung jeder einzelnen oder mehrerer akustischer Linsen, wodurch die Ultraschallübertragung durch die gesamte akustische Linsenanordnung beeinflusst wird. Insbesondere kann die eine oder mehrere akustische Linse(n) gezielt gesteuert werden, um das Ultraschallmuster so zu verändern, dass das resultierende PAD Kräfte auf das Objekt im Manipulationskörpervolumen ausübt, um das Objekt in einer beabsichtigten Weise zu verschieben.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Verlagerungsvorrichtung ferner einen Verlagerungsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er mindestens eine in der Ultraschallwandleranordnung enthaltene Komponente mechanisch so verlagert, dass ein Muster des von der Ultraschallwandleranordnung erzeugten Ultraschalls in einer seitlichen Richtung und/oder einer Tiefenrichtung verlagert wird.
Alternativ oder zusätzlich zu den oben beschriebenen Möglichkeiten der Beeinflussung des Ultraschallmusters durch geeignete Steuerung des Betriebs des einen oder der mehreren Ultraschallgeneratoren und/oder akustischen Linsen kann die Verlagerungsvorrichtung daher einen spezifischen Verschiebungsmechanismus umfassen, mit dem die Positionierung der in der Ultraschallwandleranordnung enthaltenen Komponenten beeinflusst werden kann. Bei einer solchen Komponente oder mehreren Komponenten kann es sich um jede Komponente handeln, die die Ultraschallerzeugung und/oder die Ultraschallausbreitung innerhalb der Ultraschallwandleranordnung beeinflusst. Bei einer solchen Komponente kann es sich beispielsweise um einen der Ultraschallgeneratoren, eine der akustischen Linsen, einen akustischen Reflektor, einen akustischen Deflektor, einen akustischen Absorber oder dergleichen handeln. Der Verschiebungsmechanismus kann einen oder mehrere Aktuatoren umfassen. Die Stellglieder können elektromechanisch, pneumatisch, hydraulisch usw. arbeiten. Der Verschiebungsmechanismus kann so konfiguriert sein, dass er die mindestens eine in der Ultraschallwandleranordnung enthaltene Komponente entlang einer linearen oder gekrümmten Bahn verschiebt.
Durch die kontrollierte Verschiebung eines oder mehrerer solcher Bauteile kann das von der Ultraschallwandleranordnung erzeugte Ultraschallmuster in der beabsichtigten Weise beeinflusst werden, so dass die sich daraus ergebende Änderung des PAD zu geeigneten Kräften führt, die auf das zu verschiebende Objekt in der beabsichtigten Weise ausgeübt werden.
Optional kann die Verlagerungsvorrichtung einen Fixierungsmechanismus zur Fixierung der Ultraschallwandleranordnung relativ zu dem Körperteil, in dem das Objekt verlagert werden soll, umfassen. Die Relokalisierungsvorrichtung kann beispielsweise eine Saugeinheit umfassen, über die ein Unterdruck zwischen dem Körperteil und der Ultraschallwandleranordnung erzeugt werden kann, wodurch die Ultraschallwandleranordnung z. B. an die Oberfläche eines Auges gesaugt wird, in dem eine Linse relociert werden soll.
Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung hier zum Teil in Bezug auf ein Verfahren zur berührungslosen Verlagerung eines Objekts relativ zu einem Körperteil und zum Teil in Bezug auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens beschrieben werden. Der Fachmann wird erkennen, dass die Merkmale in geeigneter Weise von einer Ausführungsform auf eine andere übertragen werden können und Merkmale modifiziert, angepasst, kombiniert und/oder ersetzt werden können, usw., um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Weder die Zeichnungen noch die Beschreibung dürfen jedoch als Einschränkung der Erfindung verstanden werden.

1 zeigt eine Vorrichtung zum Verlagern Intraokularlinse in einem Auge eines Patienten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
, (b) zeigen eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Intraokularlinse.
, (b) zeigen Draufsichten auf eine Intraokularlinse, die in einer Druckamplitudenverteilung in einer im Auge des Patienten enthaltenen Flüssigkeit in einer ersten Konfiguration und in einer zweiten Konfiguration angeordnet ist.

Die Abbildungen sind nur schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche oder ähnliche Merkmale.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur berührungslosen, nicht-invasiven Verlagerung eines Objekts 3 in Bezug auf einen Körperteil 5 eines menschlichen oder tierischen Körpers. Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Objekt 3 um eine Intraokularlinse 7 und bei dem Körperteil um ein Auge 9. Insbesondere soll die IOL 7 innerhalb eines Kapselsacks 11 im Auge 9 verlagert und/oder neu ausgerichtet werden.
Wie in 2(a) und 2(b) in einer Draufsicht bzw. einer Seitenansicht dargestellt, umfasst die IOL 7 einen kreisförmigen zentralen Linsenkörper 71 sowie zwei Vorsprünge 73 oder Beine, die sich radial von einem Umfang des zentralen Linsenkörpers 71 erstrecken. Die Vorsprünge 73 können dazu dienen, die IOL 7 an einer beabsichtigten Stelle und/oder in einer beabsichtigten Ausrichtung innerhalb des Kapselsacks 11 im Auge 9 zu fixieren.
Die Verlagerungsvorrichtung 1 umfasst eine Ultraschallwandleranordnung 13 und eine Steuereinheit 15 zur Steuerung der Ultraschallwandleranordnung 13. Die Ultraschallwandleranordnung 13 umfasst mehrere Ultraschallgeneratoren 17. Außerdem umfasst die Ultraschallwandleranordnung 13 mehrere akustische Linsen 19. Die Ultraschallgeneratoren 17 und die akustischen Linsen 19 sind in einem zweidimensionalen Muster entlang einer gekrümmten Fläche angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu einer Außenfläche des Auges 9 verläuft. Dementsprechend sind die Ultraschallgeneratoren 17 und die akustischen Linsen 19 so angeordnet, dass jeder der Ultraschallgeneratoren 17 den Ultraschall 21 in einer Einstrahlungsrichtung in Richtung der IOL 7 im Kapselsack 11 aussenden kann, während der Ultraschall 21 durch eine zugehörige der akustischen Linsen 19 übertragen und dadurch z. B. fokussiert und/oder abgelenkt werden kann.
Die Ultraschallwandleranordnung 13 ist dazu geeignet, gezielt eine akustische Druckamplitudenverteilung (PAD) 23 in einem Fluid 25 zu erzeugen, das im Körperteil 5 in einem Manipulationskörpervolumen 27 enthalten ist. Im vorliegenden Beispiel ist die Flüssigkeit 25 im Kapselsack 11 enthalten, d.h. die PAD 23 wird so erzeugt, dass sie sich zumindest teilweise über das Innenvolumen des Kapselsacks 11 erstreckt. In einem solchen Manipulationskörpervolumen 27 im flüssigkeitsgefüllten Kapselsack 11 kann die IOL 7 so schwimmen oder schweben, dass sie mit relativ geringen Kräften leicht in seitlicher Richtung und/oder in Tiefenrichtung verschoben und/oder gedreht werden kann.
Wie in in einer Draufsicht dargestellt, können solche Kräfte (durch kleine Pfeile angedeutet) erzeugt werden, indem in einem ersten Verarbeitungsschritt das akustische PAD 23 so erzeugt wird, dass es die IOL 7 „einklemmt“. Zu diesem Zweck kann die Ultraschallwandleranordnung 13 Ultraschall 21 mit einem solchen Muster aussenden, dass das erzeugte PAD 23 mindestens einen ersten Druckbereich 29 mit niedrigerem Schalldruck und beispielsweise zwei zweite Druckbereiche 31 mit höherem Schalldruck umfasst. Dabei kann die Frequenz des Ultraschallschalls 21, der zur Erzeugung des PAD 23 verwendet wird, so angepasst werden, dass eine Hälfte λ/2 der Wellenlänge λ des Ultraschallschalls 21 gleich oder ähnlich wie die seitlichen Abmessungen der IOL 7, z. B. ihre Breite, ist. Dementsprechend kann das erzeugte PAD 23 so angeordnet sein, dass die IOL 7 innerhalb des ersten Druckbereichs 29 mit niedrigerem Schalldruck liegt und an ihren beiden gegenüberliegenden Seiten von den zweiten Druckbereichen 31 mit höherem Schalldruck umschlossen wird. Insbesondere können die Vorsprünge 73 der IOL 7 ungefähr entlang einer linearen Linie (in 3(a) in y-Richtung orientiert) angeordnet sein, die den ersten Druckbereich 29 mit niedrigem Druck darstellt.
Anschließend wird, wie in 3(b) dargestellt, in einem zweiten Bearbeitungsschritt die Ultraschallwandleranordnung 13 so manipuliert, dass das PAD 23 hinsichtlich seiner räumlichen Anordnung und/oder seiner räumlichen Amplitudenverteilung modifiziert wird. Insbesondere wird das PAD 23 so verändert, dass das Ultraschallmuster den ersten Niederdruckbereich 29 und die angrenzenden zweiten Hochdruckbereiche 31 in einer gegenüber der Konfiguration im ersten Bearbeitungsschritt um 90° gedrehten Konfiguration erzeugt. Durch eine solche Drehung des PAD 23 wird auch die von dem PAD 23 eingespannte IOL 7 um einen Winkel von 90° gedreht. Dementsprechend kann die PAD 23 durch geeignete Manipulation der Ultraschallwandleranordnung 13 so verändert werden, dass Kräfte erzeugt werden, die ausreichen, um die IOL 7 in eine beabsichtigte Position und/oder Ausrichtung zu verschieben.
Um das PAD 23 zu modifizieren, kann die Steuereinheit 15 den Betrieb jedes der Ultraschallgeneratoren 17 unabhängig von den anderen Ultraschallgeneratoren 17 individuell so steuern, dass das von der Ultraschallwandleranordnung 13 erzeugte Ultraschallmuster 21 in einer lateralen Richtung verschoben, d. h. in einer linearen und/oder rotatorischen Bewegung innerhalb einer x-y-Ebene orthogonal zu einer z-Richtung entsprechend der Ultraschallabstrahlungsrichtung bewegt wird. Alternativ oder zusätzlich können die Ultraschallgeneratoren 17 so betrieben werden, dass das von der Ultraschallwandleranordnung 13 erzeugte Ultraschallmuster 21 in einer Tiefenrichtung verschoben, d. h. in der z-Richtung bewegt wird.
Darüber hinaus kann das Steuergerät 15 die akustischen Linsen 17 so steuern, dass das von der Ultraschallwandleranordnung 13 erzeugte Ultraschallmuster 21 in seitlicher Richtung und/oder in einer Tiefenrichtung verschoben wird.
Als weitere Alternative oder Ergänzung umfasst die Ausbreitungsvorrichtung 1 einen Verschiebungsmechanismus 33. Dieser Verschiebungsmechanismus 33 kann mindestens eine der Komponenten, d. h. einen der Ultraschallgeneratoren 17, eine der akustischen Linsen 19 und/oder eine einer optionalen Vielzahl anderer Komponenten, so verschieben, dass das von der Ultraschallwandleranordnung 13 erzeugte Ultraschallmuster 21 seitlich oder in Tiefenrichtung verschoben wird.
Dementsprechend kann die Ultraschallwandleranordnung 13 im günstigsten Fall so betrieben werden, dass die PAD 23 so modifiziert wird, dass Kräfte erzeugt werden, durch die die IOL 7 in sechs Freiheitsgraden, d. h. entlang der drei orthogonalen Richtungen x, y, z und/oder um drei orthogonale Drehachsen, präzise verschoben werden kann.
Neben der oben beschriebenen Umsetzung der IOL in einem Kapselsack kann das hier vorgeschlagene Verfahren auch zur Unterstützung der Erstimplantation einer IOL (oder einer Prothese oder eines Körperteils) verwendet werden, indem das betreffende Objekt von außerhalb des Körpers in das Innere des Körpers verlagert wird. Dies kann zu einer stärkeren Automatisierung eines chirurgischen Eingriffs beitragen.
Um die Ultraschallübertragung zu verbessern, wird eine Flüssigkeit oder ein Gel, das als Flüssigkeitskopplungsmedium 35 dient, zwischen der Ultraschallwandleranordnung 13 und einer Außenfläche des Auges 9 angeordnet. Das Flüssigkeitskopplungsmedium 35 hat dabei ähnliche akustische Eigenschaften wie die Flüssigkeit 25 im Kapselsack 11.
Alternativ oder zusätzlich kann die Verlagerungsvorrichtung 1 einen Fixierungsmechanismus 37 aufweisen, über den die Ultraschallwandleranordnung 13 vorübergehend mechanisch an dem Körperteil einschließlich des Manipulationskörpervolumens 27 fixiert werden kann. In der Augenchirurgie kann der Fixierungsmechanismus 37 beispielsweise mit Dichtlippen 41 und einer (nur sehr schematisch angedeuteten) Saugeinheit 39 ausgeführt sein, die einen Unterdruck zwischen der Ultraschallwandleranordnung 13 und einer Außenfläche des Auges 9 erzeugen kann. Dadurch kann das Auge 9 stabilisiert werden, wenn z.B. die Verlagerungsvorrichtung 1 zur Unterstützung einer Katarakt- / IOL-Operation verwendet wird.
Abschließend werden mögliche Implementierungen und Merkmale von Ausführungsformen der hier beschriebenen Methoden und Vorrichtungen mit einer leicht veränderten Formulierung wie folgt beschrieben:

Um die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, verwenden die Ausführungsformen der Erfindung akustische Druckamplitudenverteilungen, um ein Objekt innerhalb des Körpers auf direkte, nicht-invasive Weise zu manipulieren.

Eine Druckamplitudenverteilung (PAD) wird innerhalb des Körpers mit Hilfe von mindestens einem, vorzugsweise mehreren elektroakustischen Wandlern erzeugt, die sich außerhalb des Körpers befinden. Die Anordnung der Wandler kann auch mindestens eine akustische Linse umfassen, um die akustische PAD in einer gewünschten Weise zu fokussieren oder zu manipulieren. Diese Anordnung wird auch als Transducer-Array bezeichnet.
Die Wandleranordnung ist vorzugsweise über ein Kopplungsmedium, vorzugsweise eine Flüssigkeit oder ein Gel, an den Körper gekoppelt. Das Kopplungsmedium weist vorzugsweise ähnliche akustische Eigenschaften wie der Körper auf, um eine gute Übertragung der akustischen Energie/PAD in den Körper mit geringen Verlusten und Erwärmung zu ermöglichen. Das Kopplungsmedium kann auch zur Steuerung der Temperatur (insbesondere zur Kühlung) des Körpers während des Verfahrens verwendet werden.
Das PAD umfasst Bereiche mit hohem und niedrigem Schalldruck. Insbesondere umfasst das PAD mindestens einen, vorzugsweise mindestens zwei Bereiche mit hohem Schalldruck. Das PAD wird in Abhängigkeit von bestimmten Merkmalen des zu bewegenden Objekts erzeugt, insbesondere in Abhängigkeit von seiner Größe, seiner Lage im Körper (und dem daraus resultierenden Abstand zur Wandleranordnung), seiner Ausrichtung, den akustischen Eigenschaften seines Materials usw.
Der PAD wird direkt am/im Umfeld des zu manipulierenden Objekts erzeugt, um eine direkte Manipulation zu erreichen. Direkte Manipulation bedeutet, dass die aus dem PAD resultierenden (akustischen) Kräfte (genauer gesagt seine lokalen Gradienten) in unmittelbarer Nähe oder direkt auf den zu manipulierenden Körper wirken. Mit anderen Worten: Die Manipulation beruht nicht (zumindest nicht primär) auf „Sekundäreffekten“ wie Gewebeschädigung/-vernarbung, Muskelentspannung und/oder -anspannung, Schallströmung, Kavitation usw. Die akustische Energie wird auf einem Niveau gehalten, das ausreichend niedrig ist, um die Verluste/Erwärmung unter kritische Werte zu begrenzen (d. h. Werte, bei denen erhebliche Zell- oder Gewebeschäden auftreten würden) und um Kavitation zu verhindern.
Unter Manipulation versteht man die Verschiebung und/oder Drehung des Objekts in einer beliebigen Ebene und/oder um eine beliebige Achse. Die Manipulation wird erreicht, indem nacheinander mindestens zwei PADs erzeugt werden, von denen ein anfängliches PAD dem Ausgangszustand des Objekts und ein endgültiges PAD dem Zielzustand des Objekts entspricht. Das Objekt ist in den Niederdruckbereichen des jeweiligen PAD „gefangen“. Wird der PAD manipuliert, folgt das Objekt dieser Manipulation.
Es wird eine beispielhafte Ausführungsform für die Drehung einer IOL im Inneren des Auges betrachtet. zeigt schematische Drauf- und Seitenansichten einer IOL und das eingeführte Koordinatensystem. zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform, bei der die IOL bereits in den Kapselsack des Auges implantiert ist. Das aus mehreren einzelnen elektroakustischen Wandlern bestehende Wandlerarray wird über dem Auge angebracht und so ausgerichtet, dass die akustische Energie (Schallwellen) in Richtung des Auges abgestrahlt wird. Das Wandlerarray ist über ein Kopplungsmedium mit dem Auge gekoppelt. Es wird eine schematische Darstellung des erzeugten PAD in einer vertikalen Ebene gezeigt. Sie besteht aus zwei benachbarten Hochdruckgebieten in unmittelbarer Nähe der IOL.
Exemplarisch wird hier die Drehung der IOL im Auge betrachtet. zeigt eine Draufsicht auf die zu drehende IOL und das umgebende PAD in einer horizontalen Ebene. Die aus dem PAD resultierenden Kräfte sind durch die kleinen Pfeile symbolisiert. Die Größe dieser Kräfte hängt von den lokalen Gradienten des PAD ab und kann durch Anpassung der dem Wandlerarray zugeführten Schallleistung eingestellt werden. In befindet sich die IOL in ihrer ursprünglichen Winkelposition um ihre optische Achse (eine Achse, die durch das Rotationszentrum der IOL parallel zur z-Achse verläuft) und ist von der ersten PAD umgeben. Um die IOL zu drehen, wird das PAD im Uhrzeigersinn gedreht, um ein Drehmoment auf die IOL zu übertragen. zeigt die IOL in ihrer endgültigen Winkelposition, um 90° im Uhrzeigersinn gedreht und von der letzten PAD umgeben. Die PAD wird in mehreren Zwischenschritten, z. B. in 10°-Schritten, gedreht, bevor sie die endgültige PAD erreicht.
In ähnlicher Weise kann der PAD horizontal bewegt werden, um eine horizontale Bewegung des Objektivs zu erreichen.
Um die Linse vertikal zu bewegen (anterior-posteriore Bewegung), wird ein PAD mit Regionen hohen akustischen Drucks über und unter der IOL erzeugt. Eine Manipulation der Linse in vertikaler Richtung wird dann dadurch erreicht, dass die Lage dieser Hochdruckbereiche vertikal verschoben wird.
Die akustische Wellenlänge λ und folglich die Frequenz f des akustischen Feldes sollten entsprechend der Geometrie des zu manipulierenden Objekts gewählt werden. Zum Beispiel hat der Hauptkörper der IOL (der zentrale kreisförmige Linsenteil) einen Durchmesser im Bereich von 6 mm. Für eine horizontale Bewegung oder Drehung sollte der Abstand zwischen den Hochdruckbereichen des PAD so groß sein, dass dieser Körper dazwischen Platz findet. Die Hochdruckbereiche des betrachteten PADs treten in einem Abstand von λ/2 auf, wie in gezeigt. Wählt man z. B. λ/2 als das 1,5-fache der charakteristischen Abmessung des manipulierten Objekts (6 mm), so ergibt sich eine akustische Wellenlänge von 18 mm, was wiederum zu einer gewünschten akustischen Frequenz von $f = \frac{c}{λ} = \frac{1500 \frac{m}{s}}{18 \times 10^{- 3} m} = 83.3 kHz .$
Schließlich ist zu beachten, dass der Begriff „umfassend“ andere Elemente oder Schritte nicht ausschließt und das „a“ oder „an“ eine Mehrzahl nicht ausschließt. Auch können Elemente, die in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben werden, kombiniert werden. Es sollte auch beachtet werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als Einschränkung des Umfangs der Ansprüche zu verstehen sind.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1: Verlagerungsvorrichtung
3: Objekt
5: Körperteil
7: Intraokularlinse
9: Auge
11: Kapselsack
13: Ultraschallwandleranordnung
15: Controller
17: Ultraschallgenerator
19: Akustiklinse
21: Ultraschallschall
23: Druckamplitudenverteilung
25: Flüssigkeit
27: Manipulation Körpervolumen
29: erster Druckbereich mit niedrigem Druck
31: zweiter Druckbereich mit hohem Druck
33: Verdrängungsmechanismus
35: Flüssigkeitskopplungsmedium
37: Fixierungsmechanismus
39: Saugeinheit
41: Dichtlippe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

FR 2211207 B1 [0012]
DE 19623213 A1 [0012]
EP 617599 B1 [0012]
US 7178530 B2 [0012]
EP 2996649 A1 [0012]
WO 2016/131055 A1 [0012]
CA 2213648 A1 [0012]
US 3990452 A [0012]
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WO 2022/002825 A1 [0022]
WO 2022/058281 A1 [0022]

Claims

Verfahren zur berührungslosen, nicht-invasiven Verlagerung eines Objekts (3) in Bezug auf einen Körperteil (5) eines menschlichen oder tierischen Körpers, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen einer akustischen Druckamplitudenverteilung (23) in einem Fluid (25), das in dem Körperteil in einem das Objekt einschließenden Manipulationskörpervolumen (27) enthalten ist, durch Bestrahlung des Manipulationskörpervolumens (27) mit Ultraschall (21), der von einer Ultraschallwandleranordnung (13) ausgesendet wird, Manipulieren der Ultraschallwandleranordnung (13) in einer solchen Weise, dass die Schalldruckamplitudenverteilung (23) in Bezug auf mindestens eine ihrer räumlichen Anordnung und ihrer räumlichen Amplitudenverteilung modifiziert wird, so dass eine zum Verschieben des Objekts (3) ausreichende Kraft durch die modifizierte Schalldruckamplitudenverteilung lokal auf das Objekt (3) ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Ultraschall mit einer Energiedichte eingestrahlt wird, die ausreichend niedrig ist, um mindestens eine der folgenden Erscheinungen zu vermeiden: Gewebeschädigung, Narbenbildung, Muskelentspannung, Muskelanspannung, Schallströmung und Kavitation innerhalb des Manipulationskörpervolumens (27).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die akustische Druckamplitudenverteilung mit mindestens einem ersten Druckbereich (29) niedrigeren akustischen Drucks und mindestens einem zweiten Druckbereich (31) höheren akustischen Drucks erzeugt wird, wobei mindestens eine von einer Größe, einer Geometrie und einer Amplitude des ersten und zweiten Druckbereichs (29, 31) in Abhängigkeit von mindestens einer von Lage- und Geometrieeigenschaften des Objekts (3) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Schalldruckamplitudenverteilung so erzeugt wird, dass sich das Objekt überwiegend innerhalb des ersten Druckbereichs (29) mit niedrigerem Schalldruck befindet und zwischen mindestens zwei zweiten Druckbereichen (31) mit höherem Schalldruck eingefügt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Ultraschall so abgestrahlt wird, dass er im Volumen des Manipulationskörpers (27) eine Wellenlänge aufweist, die zwischen 100 % und 400 % der seitlichen Abmessungen des Objekts in einer Einstrahlrichtung des eingestrahlten Ultraschalls liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckamplitudenverteilung (23) so erzeugt wird, dass sie das Objekt (3) vollständig umschließt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Volumen des Manipulationskörpers (27) so eingestellt wird, dass seine Abmessungen höchstens das Dreifache, bevorzugt höchstens das Doppelte, der Abmessungen des Objekts (3) betragen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ultraschallwandleranordnung (13) so manipuliert wird, dass die Schalldruckamplitudenverteilung innerhalb einer Ebene, die eine Abstrahlrichtung des Ultraschalls kreuzt, mindestens entweder seitlich verschoben oder gedreht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Manipulationskörpervolumen (27) und der Ultraschallwandleranordnung (13) ein Fluidkopplungsmedium (35) angeordnet wird, das akustische Eigenschaften aufweist, die den akustischen Eigenschaften des das Objekt (3) im Manipulationskörpervolumen (27) umgebenden Fluids innerhalb einer Toleranz von ± 50%, vorzugsweise ±40%, insbesondere ±30%, entsprechen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während der Erzeugung des Ultraschalls die Ultraschallwandleranordnung (13) mechanisch an dem Körperteil befestigt wird, der das Manipulationskörpervolumen (27) einschließt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Objekt (3) eine Linse, insbesondere eine Intraokularlinse (7), ist, und wobei das Manipulationskörpervolumen (27) an einem Auge (9) eines Patienten angeordnet wird.
Vorrichtung (1) zum berührungslosen, nicht-invasiven Verlagern eines Objekts (3) in Bezug auf einen Körperteil (5) eines menschlichen oder tierischen Körpers, wobei die Vorrichtung (1) umfasst: eine Ultraschallwandleranordnung (13) und eine Steuereinheit (15) zum Steuern der Ultraschallwandleranordnung (13), wobei die Steuereinheit (15) und die Ultraschallwandleranordnung (13) so konfiguriert sind, dass sie das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 implementieren und/oder steuern.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei die Ultraschallwandleranordnung (13) mindestens zwei Ultraschallgeneratoren (17) umfasst, die seitlich nebeneinander angeordnet sind, wobei die Steuereinheit (15) so konfiguriert ist, dass sie einen Betrieb jedes der Ultraschallgeneratoren (17) unabhängig von dem anderen Ultraschallgenerator (17) individuell steuert, so dass ein Muster des von der Ultraschallwandleranordnung (13) erzeugten Ultraschalls (21) in mindestens einer von einer lateralen Richtung und einer Tiefenrichtung verschoben wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei die Ultraschallwandleranordnung (13) mindestens eine akustische Linse (19) umfasst, wobei die Steuereinheit (15) so konfiguriert ist, dass sie die mindestens eine akustische Linse (19) so steuert, dass ein Muster des von der Ultraschallwandleranordnung (13) erzeugten Ultraschalls in mindestens einer von einer seitlichen Richtung und einer Tiefenrichtung verschoben wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Vorrichtung (1) ferner einen Verschiebungsmechanismus (33) umfasst, der so konfiguriert ist, dass er mindestens eine in der Ultraschallwandleranordnung (13) enthaltene Komponente mechanisch so verschiebt, dass ein Muster des von der Ultraschallwandleranordnung (13) erzeugten Ultraschalls in mindestens einer von einer seitlichen Richtung und einer Tiefenrichtung verschoben wird.