DE3517934A1 - Method of crushing renal calculi, and a system for performing the method - Google Patents
Method of crushing renal calculi, and a system for performing the methodInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierung The invention relates to a method of positioning
fokussierender Stoßwellengeneratoren zur Zertrümmerung von kristallinen NiederschJägen im Körper, insbesondere von Nierensteinen mit Hilfe mechanischer Energien in Form von fokussierten Stoßwellen, die über den fokussierenden Stoßwellengenerator erzeugt werden. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit einem fokussierenden Stoßwellengenerator und einem bildgebenden Durchleuchtungs gerät mit zugeordneter Kamera.focussing shock wave generators for the disintegration of crystalline Knockdown in the body, especially kidney stones with the help of mechanical Energies in the form of focused shock waves generated by the focusing shock wave generator be generated. The invention also relates to a system for performing the Procedure with a focusing shock wave generator and fluoroscopic imaging device with assigned camera.
Zur Zertrümmerung insbesondere von Nierensteinen ist es bekannt, fokussierende Stoßwellengeneratoren einzusetzen, wobei die fokussierte Stoßwelle auf den Ort des Nierensteins abgebildet werdenmuß, um die zur Zertrümmerung notwendige mechanische Energie an der benötigten Stelle verfügbar zu haben. Hierzu muß der fokussierende Stoßwellengenerator entsprechend positioniert werden, wozu zwei Röntgenkameras eingesetzt werden. Der zu zertrümmernde Stein wird in den Schnittpunkt der sich kreuzenden Röntgenstrahlen gebracht, woraufhin dann der Stoßwellengenerator so positioniert wird, daß ein Fokus mit dem zu zertrümmernden Stei#n zur Deckung gebracht wird, d.h. also mit dem Schnittpunkt der beiden Röntgenstrahlen zusammen-fällt. Dieses Verfahren und die entsprechende Anlage haben den Nachteil, daß der Patient in einer Wanne fest angeschnallt sein muß. Die gesamte Anordnung hat einen sehr großen Platzbedarf, so daß eine entsprechende Anlage nur in großen Kliniken aufgestellt werden kann. Außerdem sind die Investitionskosten - für eine derartige Anlage entsprechend hoch, ebenfalls die Betriebskosten. Wesentlich ist weiter, daß die zur Positionierung benutzte Röntgenstrahlung sich geradlinig ausbreitet, während die Stoßwellen in Folge der akustischen Inhomogenität des Körpergewebes nicht geradlinige Wege zurücklegen. Dadurch wird der tatsächliche Fokus an einer anderen Stelle liegen, als es dem Schnittpunkt der Röntgenstrahlen entspricht. Nierensteine, die sich in akustisch besonders inhomogenen Bereichen der Niere befinden, können daher mit diesem Verfahren und der Anlage überhaupt nicht zertrümmert werden. Ähnliches gilt für vorgeschlagene Ultraschallpositionierungsverfahren, bei denen die zur Positionierung des Stoßwellenfokus verwendeten Ultraschallwellen andere Wege zurücklegen als die Stoßwellen. For the destruction of kidney stones in particular, it is known Use focusing shock wave generators, with the focused shock wave must be mapped to the location of the kidney stone in order to determine the to have mechanical energy available at the required point. To do this, the focusing shock wave generator are positioned accordingly, including two X-ray cameras can be used. The stone to be smashed will be in the intersection of itself X-rays crossing, whereupon the shock wave generator is positioned is that a focus is brought to coincide with the stone to be smashed, i.e. coincides with the point of intersection of the two X-rays. This The method and the corresponding system have the disadvantage that the patient in a The bathtub must be firmly buckled. The entire arrangement has a very large space requirement, so that a corresponding system can only be set up in large clinics. In addition, the investment costs - for such a system are correspondingly high, also the operating costs. It is also essential that the positioning X-rays used propagate in a straight line while the shock waves in As a result of the acoustic inhomogeneity of the body tissue, do not cover straight paths. Through this the actual focus will be at a different point than the intersection which corresponds to X-rays. Kidney stones, which are acoustically particularly inhomogeneous Areas of the kidney are located, therefore, with this procedure and the system at all not be smashed. The same applies to proposed ultrasonic positioning methods, where the ultrasonic waves used to position the shock wave focus Cover other paths than the shock waves.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wenig aufwendiges Positionierungsverfahren für zur Zertrümmerung von Nierensteinen vorgesehene Stoßwellengeneratoren zu schaffen, das den Patienten wenig belastet und sicher und übersichtlich zu behandeln ist. Außerdem soll eine geeignete Anlage zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden. The invention is based on the object of a positioning method that is not very complex to create shock wave generators for destroying kidney stones, that is easy on the patient and can be treated safely and clearly. In addition, a suitable system is to be created to carry out the process.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fokus der Stoßwelle über die dort entstehende Kavitationsbläschenwolke mit einem bildgebenden Verfahren mit hoher Zeitauflösung z.B. durch Röntgenblitz abschnittsweise sichtbar gemacht und mit dem zu zertrümmernden Einschluß zur Deckung gebracht wird. The object is achieved in that the focus of the Shock wave over the resulting cloud of cavitation bubbles with an imaging device Process with high time resolution, e.g. visible in sections using an X-ray flash made and made to coincide with the inclusion to be shattered.
Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß bei fokussierten Flüssigkeitsstoßwellen im Bereich des Fokus Kavitationsbläschenfelder entstehen. Der Aufbau dieser Kavitationsbläschenfelder dauert etwa loo,us. The invention makes use of the fact that when focused Liquid shock waves arise in the area of the focus cavitation bubble fields. The build-up of these cavitation vesicle fields takes about 100 us.
Nach etwa einer ms sind sie wieder abgebaut. Während sie mit konventionellen Röntgengeräten nicht sichtbar gemacht werden können, ist dies mit Röntgenblitzgeräten möglich.They are broken down again after about one ms. While using conventional X-ray devices cannot be made visible, this is with X-ray flash devices possible.
Ober das erfindungsgemäße Verfahren kann man somit dadurch, daß die Kavitationsbläschenwolke durch den Röntgenblitz sichtbar gemacht wird, den Fokus der Stoßwelle genau mit dem zu zertrümmernden Nierenstein zur Deckung bringen.About the method according to the invention can thus be characterized in that the Cavitation bubble cloud is made visible by the X-ray flash, the focus the shock wave exactly with the kidney stone to be smashed to cover bring.
Da die gleiche Stoßwelle, mit der der Nierenstein anschließend zertrümmert wird, auch für das Positionieren zum Einsatz kommt, ist eine ioo%ige Deckung gesichert.Because the same shock wave with which the kidney stone is subsequently smashed is also used for positioning, a 100% coverage is guaranteed.
Eine sichere und auch für den Patienten wenig belastende Therapie stellt die wesentlichen Vorteile des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Dabei wird die Lage des Fokus zweckmäßigerweise solange geändert, bis das durch die Stoßwelle jeweils erzeugte Kavitationsblasenfeld die unmittelbare Umgebung des Einschlusses räumlich bedeckt.A safe therapy that is also less stressful for the patient represents the essential advantages of the present method according to the invention. The position of the focus is expediently changed until it is through the shock wave generated in each case the cavitation bubble field the immediate vicinity of the Inclusion spatially covered.
Dadurch wird zusätzlich sichergestellt, daß geringe Fehler durch nur eine Projektion des Kavitationsblasenfeldes bzw. der Bläschenwolke nicht wirksam werden können.This also ensures that minor errors by only a projection of the cavitation bubble field or the bubble cloud is not effective can be.
Während der Positionierung wird zweckmäßigerweise mit einer geringeren Stoßwellenenergie und einer Stoßwellenfolgefrequenz von ca. lo Hz, während der Therapie dann mit höherenergetischen Stoßwellen, deren Fokus an der gleichen Stelle liegt, gearbeitet. Dadurch erhält man ein nahezu flimmerfreies Röntgenbild auf den Videomonitoren, was die genaue Positionierung erleichtert, wobei die Stoßwellendruckamplitude zur Positionierung soweit vermindert wird, daß im normalen Gewebe keine Kavitationsbläschenwolke auf dem Monitor sichtbar und die Positionierung solange fortgesetzt wird, bis nach Auftreten der Kavitationsbläschenwolke am Obergang Gewebe/ Stein die Kavitationsbläschenwolke ihren maximalen Wert erreicht hat. During the positioning, it is advisable to use a lower Shock wave energy and a shock wave repetition frequency of approx. Lo Hz during therapy then with higher-energy shock waves, the focus of which is at the same point, worked. This results in an almost flicker-free X-ray image on the video monitors, which facilitates precise positioning, with the shock wave pressure amplitude for Positioning is reduced to such an extent that there is no cloud of cavitation bubbles in normal tissue visible on the monitor and positioning continues until after Occurrence of the cavitation bubble cloud at the transition tissue / stone the cavitation bubble cloud has reached its maximum value.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Anlage mit einem fokussierenden Stoßwellengenerator sowie einem bildgebenden Durchleuchtungsgerät mit zugeordneter Kamera. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Durchleuchtungsgerät als Röntgenblitzgerät ausgebildet und mit der mit einem Videomonitor verbundenen Kamera in eine Linie gebracht, etwa rechtwinklig zum Stoßwellengenerator angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die Kavitationsbläschenwolke klar sichtbar zu machen, um durch entsprechendes Positionieren bzw. Nachpositionieren des Stoßwellengenerators ein Abdecken des zu zertrümmernden Einschlusses zu erreichen. Das jeweilige Verstellen bzw. Angleichen des Stoßwellengenerators wird an Hand des Röntgenblitzgerätes bzw. des Videomonitores abschnittsweise überwacht, so daß der Fokus exakt mit dem zu zertrümmernden Nierenstein nach und nach zur Deckung gebracht werden kann. A system is used to carry out the method according to the invention with a focusing shock wave generator and a fluoroscopic imaging device with assigned camera. It is provided according to the invention that the fluoroscopy device designed as an X-ray flash device and with the one The camera connected to the video monitor was brought into line, roughly at right angles to the shock wave generator is arranged. This makes it possible to clearly see the cloud of cavitation bubbles to make by appropriate positioning or repositioning of the shock wave generator to achieve a covering of the inclusion to be shattered. The respective adjustment or adjustment of the shock wave generator is carried out using the X-ray flash unit or of the video monitor monitored in sections, so that the focus exactly with the shattering kidney stone can gradually be brought to cover.
Eine einwandfreie Weiterleitung der Flüssikeitsstoßweisen ist erfindungsgemäß dadurch sichergestellt, daß der geschlossen ausgebildete Stoßwellengenerator mit einer flexiblen Ankopplungsmembran ausgerüstet und über ein akustisch durchlässiges Medium, vorzugsweise ein Gel an den Körper angekoppelt ist. A proper forwarding of the liquid shock modes is according to the invention ensured by the fact that the shock wave generator is designed to be closed equipped with a flexible coupling membrane and an acoustically permeable Medium, preferably a gel, is coupled to the body.
Um zu vermeiden, daß nur eine Projektion der Kavitationsbläschenwolke bzw. des Fokus mit dem Stein zur Dekkung gebracht wird, sind zwei Röntgenblitzgeräte und zwei Kameras vorgesehen, die um 900 versetzt verschiebbar ausgebildet sind. Die beiden Geräte bzw. Geräteeinheiten werden jeweils gleichmäßig oder falls notwendig auch verschieden so verschoben, bis die Kavitationsbläschenwolke in der richtigen Form sichtbar und den Nierenstein abdeckend in den Kameras bzw. den Videomonitoren sichtbar wird. To avoid only a projection of the cavitation bubble cloud or the focus is brought to cover with the stone, are two X-ray flash units and two cameras are provided, which are designed to be displaceable by 900. The two devices or device units are each equally or if necessary also shifted differently until the cavitation bubble cloud is in the correct one Shape visible and covering the kidney stone in the cameras or video monitors becomes visible.
Eine weitere Möglichkeit, eine räumlich überprüfbare Positionierung vorzunehmen, ist erfindungsgemäß die, das Kamerasystem aus Kamera und Röntgenblitzgerät schwenkbar, vorzugsweise um 900 schwenkbar auszubilden. Durch Anfertigung von Röntgenblitzbildern in beiden Positionen nacheinander kann ebenfalls die räumliche Ausbildung des Kavitationsbläschenfeldes ermittelt werden, wobei die Bläschenfelder aufgrund ihrer relativ langen Beständig -keit ohne weiteres in beiden Positionen sichtbar gemacht werden können, indem dem Kamerasystem eine geeignete Zeitsteuerung und Blitzdauer zugeordnet wird. Another possibility, a spatially verifiable positioning make, according to the invention, that Camera system from camera and X-ray flash device pivotable, preferably designed to be pivotable by 900. By It is also possible to take X-ray flash images in both positions one after the other the spatial formation of the cavitation bubble field can be determined, with the Due to their relatively long persistence, vesicle fields readily exist in both Positions can be made visible by adding a suitable camera system Time control and flash duration is assigned.
Um die Stoßwellenenergie verändern zu können, d.h. In order to be able to change the shock wave energy, i.e.
während des Positionierens zu senken und während der Therapie zu steigern, ist nach einer zweckmäßigen Ausbildung vorgesehen, daß dem Stoßwellengenerator Kondensatoren unterschiedlicher Leistung zuschaltbar zugeordnet sind, wobei zwei oder auch mehr Schaltbereiche vorgesehen und ausgebildet werden können.lower during positioning and increase during therapy, is provided according to an expedient training that the shock wave generator capacitors different power are switchable assigned, with two or more Switching areas can be provided and formed.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein vom Raumbedarf günstiges, von den Investitionskosten niedriges und von der Wirksamkeit vorteilhaftes Verfahren und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens geschaffen sind. Vorteilhaft ist weiter, daß auch der Patient selbst durch die notwendigen Positionierungsarbeiten wenig belastet wird, so daß das Verfahren zur extrakorporalen Nierensteinzertrümmerung dadurch wesentlich verbessert ist. The invention is particularly characterized in that a from Space requirements inexpensive, low investment costs and effectiveness An advantageous method and a system for carrying out the method are created are. It is also advantageous that the patient himself through the necessary Positioning work is little burdened, so that the method for extracorporeal Kidney stone fragmentation is thereby significantly improved.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt sind. Es zeigen: Fig, 1 eine perspektivische Wiedergabe der Anlage und Fig 2 einen Querschnitt der Anlage Die Fig. 1 zeigt einen auf dem Operationstisch 1 liegenden Patienten 2, dessen im Körper 4 liegender Nierenstein 3 dargestellt ist. Ober dem Körper 4 ist der Stoßwellengenerator 5 angeordnet, über den die notwendigen Stoßwellen erzeugt werden. Der Fokus der Stoßwellen ist mit dem Nierenstein 3 in Deckung zu bringen. Further details and advantages of the subject matter of the invention result from the following description of the associated drawing, in the preferred Embodiments shown with the necessary details and parts are. Show it: Fig. 1 is a perspective representation of the system and FIG. 2 shows a cross section of the system. FIG. 1 shows one on the operating table 1 lying patient 2, whose kidney stone 3 lying in the body 4 is shown is. The shock wave generator 5 is arranged above the body 4, via which the necessary Shock waves are generated. The focus of the shock waves is with the kidney stone 3 in To bring cover.
Der Fokus wird dabei indirekt dadurch sichtbar gemacht, daß mit Hilfe der Kamera 6 und des Röntgenblitzgerätes 7 Röntgenblitzbilder erzeugt und sichtbar-gemacht werden, die die Lage der Kavitationsbläschenwolke und damit des Fokus anzeigt. Kamera 6 und Röntgenblitzgerät 7 sind dazu in Linie gebracht und winklig zum Stoßwellengenerator 5 angeordnet. Die Weiterleitung der Stoßwellen des Stoßwellengenerators 5 wird sichergestellt durch das Medium 8, vorzugsweise ein Gel, das zwischen der flexiblen Ankopplungsmembran 11 des geschlossenen Stoßwellengenerators 5 und dem Körper 4 aufgetragen oder sonst wie angeordnet wird. Dieses Medium 8 ist akustisch durchlässig, so daß eine einwandfreie Obertragung der Stoßwellen gesichert ist.The focus is made visible indirectly by using the camera 6 and the X-ray flash device 7 generated and made visible X-ray flash images that shows the position of the cavitation bubble cloud and thus the focus. camera 6 and X-ray flash device 7 are brought in line and at an angle to the shock wave generator 5 arranged. The transmission of the shock waves from the shock wave generator 5 is ensured through the medium 8, preferably a gel, between the flexible coupling membrane 11 of the closed shock wave generator 5 and the body 4 applied or otherwise as is arranged. This medium 8 is acoustically permeable, so that a perfect Transmission of the shock waves is secured.
Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Anordnung von Kamera 6, Röntgenblitzgerät 7 und Stoßwellengenerator 5 ist eine nicht ganz rechtwinklige Zuordnung gewählt, um einer zweiten Kamera 9 und einem zweiten Röntgenblitzgerät lo Platz zu geben. Durch diese zweite Kameraanordnung ist eine räumliche Fixierung der Kavitationsbläschenwolke möglich. Da die räumliche Wiedergabe auch durch eine entsprechende verschwenkbare Anordnung der Kamera 6 und des Röntgenblitzgerätes 7 erreichbar ist, sind die Kamera 9 und das Röntgenblitzgerät lo in Figur 1 nur gestrichelt wiedergegeben. In the arrangement of camera 6 and X-ray flash device shown in FIG. 1 7 and shock wave generator 5 a not quite right-angled assignment is chosen, to give space for a second camera 9 and a second X-ray flash device lo. This second camera arrangement spatially fixes the cloud of cavitation bubbles possible. Since the spatial reproduction is also possible by means of a corresponding pivotable Arrangement of the camera 6 and the X-ray flash device 7 is achievable, the camera 9 and the X-ray flash device lo shown in Figure 1 only with dashed lines.
Die Lage des Fokus, an den Kavitationsbläschen zu erkennen, wird solange geändert und zwar mit Hilfe des Stoßwellengenerators 5, bis in beiden Kamerasystemen bzw. The position of the focus, to be recognized by the cavitation bubbles, becomes as long as changed with the help of the shock wave generator 5 until in both camera systems respectively.
in dem verschwenkbaren Kamerasystem Kavitationsbläschenwolke und Nierenstein 3 zur Deckung gebracht sind. Während der Positionierung wird man zweckmäßig mit einer Stoßwellenfolgefrequenz von ca. lo Hz bzw. einer niedrigeren Stoßwellendruckamplitude arbeiten. Die dafür notwendige Herabsetzung der Stoßwellenenergie wird durch Verwendung bzw. Zuschaltung kleinerer Kondensatoren realisiert, auf deren Darstellung hier verzichtet ist. Ein nahezu flimmerfreies Röntgenbild auf den Videomonitoren bzw. Kameras 6, 9 ist so gesichert. Zur Therapie werden dann die eine höherenergetische Stoßwelle ermöglichenden Kondensatoren zugeschaltet, wobei die dann erzeugten Stoßwellen einen Fokus aufweisen, der an der gleichen Stelle liegt, wie der der niedriger energetischen Stoßwellen aus der Positionierung.in the swiveling camera system cavitation bubble cloud and kidney stone 3 are brought to cover. During the positioning one becomes expedient with a shock wave repetition frequency of approx. lo Hz or a lower shock wave pressure amplitude work. The necessary reduction in shock wave energy is achieved through use or connection of smaller capacitors realized, on their representation here is waived. An almost flicker-free X-ray image on the video monitors or Cameras 6, 9 are secured in this way. Therapy then becomes a higher-energetic one Shock wave enabling capacitors are switched on, the shock waves then generated have a focus that is in the same place as that of the lower energetic ones Shock waves from positioning.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HOFFMANN MEDIZINISCHE TECHNIK GMBH, 5884 HALVER, D |
|
| 8141 | Disposal/no request for examination |