[go: up one dir, main page]

DE10102317A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebeswesens mit Druckwellen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebeswesens mit Druckwellen

Info

Publication number
DE10102317A1
DE10102317A1 DE10102317A DE10102317A DE10102317A1 DE 10102317 A1 DE10102317 A1 DE 10102317A1 DE 10102317 A DE10102317 A DE 10102317A DE 10102317 A DE10102317 A DE 10102317A DE 10102317 A1 DE10102317 A1 DE 10102317A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
effect
pressure waves
receiver
cavitation
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10102317A
Other languages
English (en)
Inventor
Karl-Heinz Restle
Reiner Schultheis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanuwave Inc
Original Assignee
HMT AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HMT AG filed Critical HMT AG
Priority to DE10102317A priority Critical patent/DE10102317A1/de
Priority to US10/052,222 priority patent/US20030130599A1/en
Priority to JP2002009939A priority patent/JP2002224127A/ja
Publication of DE10102317A1 publication Critical patent/DE10102317A1/de
Priority to US11/386,951 priority patent/US20060184075A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/22Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/22004Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
    • A61B17/22029Means for measuring shock waves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/22Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/22004Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
    • A61B17/22012Implements for squeezing-off ulcers or the like on inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; for invasive removal or destruction of calculus using mechanical vibrations; for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves in direct contact with, or very close to, the obstruction or concrement

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebewesens mit extrakorporal erzeugten Druckwellen, insbesondere akustischen Stoßwellen beschrieben. Die Wirkung der Stoßwellen in dem beaufschlagten Zielgebiet des Körpers wird mittels extrakorporal angeordneter Empfänger gemessen, die die akustischen Signale aufnehmen, welche die in dem Gewebe durch die Stoßwellen verursachten Kavitationsblasen erzeugen. Die gemessene Kavitationswirkung kann zur Steuerung und Regelung der Dosierung der Stoßwellen verwendet werden. Bei Verwendung von fokussierten Empfängern ist eine räumliche Abtastung der Kavitationswirkung möglich, wodurch die Fokussierung der Stoßwellen gesteuert, die Gewebestruktur abgetastet und das Druckfeld der Stoßwellen vermessen werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebewesens mit extrakorporal erzeugten akustischen Druckwellen.
Akustische Druckwellen werden in der Medizin in verschiedenen Formen eingesetzt, z. B. als Ultraschallwellen, als gepulste Ultraschallwellen und als Stoßwellen.
Akustische Stoßwellen sind gekennzeichnet durch einen kurzen positiven Druckimpuls mit steilem Anstieg und hoher Amplitude, an den sich ein negativer Druckimpuls geringer Amplitude und größerer zeitlicher Dauer anschließt. Es ist bekannt, solche akustischen Stoßwellen in der Medizin zu verwenden, z. B. zum Zerstören von Körperkonkrementen, insbesondere von Nierenstei­ nen. Ebenso werden Stoßwellen verwendet, um das Knochenwachs­ tum zu Stimulieren oder um Weichteil-Gewebe zu behandeln. Die Dosierung der Stoßwellen erfolgt bei der Behandlung im allge­ meinen empirisch. Pulsenergie, Eindringtiefe, Schußfrequenz und Schußzahl werden nach Erfahrungswerten gewählt. Dies be­ deutet zum einen, daß die Behandlung eine große ärztliche Er­ fahrung voraussetzt, was für die Einsatzmöglichkeiten der ent­ sprechenden Geräte nachteilig ist. Zum anderen ist der thera­ peutische Erfolg bei diesen empirischen Verfahren häufig nicht optimal, da eine zu geringe Dosis den gewünschten Erfolg ver­ ringert, während eine zu große Dosis zu unerwünschten Schädi­ gungen des nicht zu behandelnden Gewebes führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebewe­ sens mit extrakorporal erzeugten akustischen Druckwellen, ins­ besondere Stoßwellen, zur Verfügung zu stellen, welche eine gute Kontrolle und Dosierung der Wirkung der Druckwellen er­ möglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den jeweils rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Der Erfindung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, daß die Beaufschlagung von Körpergewebe mit Druckwellen, insbesondere mit Stoßwellen mit einer Kavitationswirkung verbunden sein kann. Eine solche Kavitation entsteht dadurch, daß Gasblasen in dem Gewebe durch den Druck der Stoßwelle beeinflußt werden. Der positive Puls der Stoßwelle führt zu einer Komprimierung der Gasblasen, während die anschließende negative Druckampli­ tude zu einer Ausdehnung und Vergrößerung der Gasbläschen führt. Das Auftreten solcher Kavitationsblasen ist somit ein Indiz für die Wirkung der Stoßwelle. Darüber hinaus können Ka­ vitationsblasen durch Stoßwellen immer auch dann erzeugt wer­ den, wenn das beaufschlagte Medium inhomogen oder verunreinigt ist. Inhomogenitäten oder Verunreinigungen dienen als Kavita­ tionskeime.
Die Entstehung von Kavitationsblasen läßt sich akustisch nach­ weisen (Cleveland, Sapozhnikov, Bailey and Crum "A dual passi­ ve cavitation detector for localized detection of lithotripsy­ induced cavitation in vitro" in J. Acoust. Soc. Am. 107 (3), March 2000). Die Kavitationsbläschen erzeugen ein akustisches Signal, welches in der Regel als Doppel-Signal auftritt, wobei ein erstes Signal die Kompression der Bläschen durch den posi­ tiven Druckpuls der Stoßwelle anzeigt, während ein zweites Si­ gnal mit zeitlicher Verzögerung erzeugt wird, wenn die durch die negative Druckamplitude vergrößerten Kavitationsblasen wieder kollabieren. Die Kavitationsblasen können über diese akustischen Signale mittels akustischer Empfänger registriert und lokalisiert werden.
Erfindungsgemäß wird bei der Beaufschlagung des Körpers eines Lebewesens, d. h. eines Menschen oder eines Tieres extrakorpo­ ral wenigstens ein akustischer Empfänger angeordnet, um die bei der Beaufschlagung mit der Stoßwelle entstehenden Kavita­ tionsblasen festzustellen und ggf. zu lokalisieren. Über die Bestimmung der Kavitationsblasen kann dadurch die Wirkung der Stoßwelle in dem beaufschlagten Gewebe meßtechnisch erfaßt werden. Der behandelnde Arzt ist somit nicht mehr auf Erfah­ rungswerte bei der Dosierung der Stoßwellen angewiesen, son­ dern kann bei jeder Behandlung individuell die Dosierung opti­ mieren.
Bei einer Druckwellen-Behandlung kann beispielsweise zunächst mit einer niedrigen Pulsenergie begonnen werden, bei welcher noch keine Kavitation auftritt, d. h. die akustischen Empfänger noch keine Signale empfangen. Dann wird die Pulsenergie der Stoßwelle oder Druckwelle vergrößert. Die Einstellung bzw. Vergrößerung der Energie erfolgt entsprechend der zur Erzeu­ gung der Stoßwellen verwendeten Technik, z. B. elektrohydrauli­ sche, elektromagnetische, piezoelektrische oder ballistische Erzeugung. Bei einer Erzeugung der Stoßwelle durch Funkenent­ ladung in einer Flüssigkeit kann z. B. die angelegte Hochspan­ nung vergrößert werden. Das Einsetzen der Kavitation wird da­ bei akustisch über die Empfänger festgestellt. Eine weitere Erhöhung der Pulsenergie führt zu einer stärkeren Kavitations­ wirkung. Mit Hilfe der akustischen Überwachung der Kavitati­ onswirkung kann somit die Energie der Stoßwelle auf einen sol­ chen Wert eingestellt werden, der einerseits die beste thera­ peutische Wirkung verursacht, wobei andererseits eine zu hohe Energie vermieden werden kann, die den therapeutischen Effekt nicht verbessert, jedoch schädigende Wirkung hervorrufen kann.
Die optimalen Pulsparameter der Stoßwelle können in einem oder einigen wenigen Schuß ermittelt und eingestellt werden. Die weitere Behandlung kann dann mit den in dieser Weise einge­ stellten Stoßwellen-Parametern optimal durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor­ richtung eignen sich besonders für eine automatische Regelung. Hierbei werden die für eine optimale Behandlung geeigneten Stoßwellen-Parameter als Soll-Wert der zugehörigen Kavitati­ onswirkung vorgegeben. Die durch die Stoßwellen erzeugte Kavitation wird als Ist-Wert mittels der extrakorporalen Empfänger gemessen und die Stoßwellen-Parameter werden automatisch gere­ gelt, um den gemessenen Ist-Wert der Kavitation auf den vorge­ gebenen Soll-Wert einzustellen.
Aufgrund der Messung der Stoßwellen-Wirkung mittels der Kavi­ tation kann die gewünschte Behandlung optimal durchgeführt werden, ohne daß eine ärztliche Erfahrung oder eine ärztliche Mitwirkung notwendig ist. Es muß lediglich die Stoßwelle oder Druckwelle, d. h. deren Energie, Pulsform, Pulsfolge, Anstiegs­ zeit, Zuganteil usw. oder auch die Positionierung oder Fokus­ sierung manuell oder automatisch über die Regelung so einge­ stellt werden, daß die gemessene Kavitation den vorgegebenen Wert annimmt. Da die Stoßwellen-Erzeugung entsprechend der tatsächlich gemessenen Ist-Wirkung in dem zu behandelnden Zielgebiet erfolgt, werden automatisch Unterschiede in der Ge­ webestruktur bei verschiedenen Patienten berücksichtigt, un­ terschiedliche Schwächungen der Stoßwellen beim Durchlaufen des Körpers bis zu dem Zielgebiet z. B. infolge der durchlau­ fenden Gewebestrukturen, der Gewebedicke usw. werden kompen­ siert, Änderungen der Gewebestruktur z. B. infolge von Atmungs­ bewegungen des Patienten werden berücksichtigt und schließlich können auch zeitliche Änderungen der Gewebestruktur, z. B. in­ folge der Einwirkung der Stoßwellen selbst ausgeglichen wer­ den.
Die akustische Messung der Wirkung der Stoßwellen in dem Ziel­ gebiet kann auch in anderer Weise ausgenutzt werden. Die Ab­ hängigkeit der Bildung von Kavitationsblasen von der Gewebe­ struktur kann z. B. ausgenützt werden, um mittels vorgegebener Stoßwellen die Gewebestruktur, -beschaffenheit oder -differen­ zierung zu analysieren.
Werden Druckwellen vorgegebener Energie in den Körper einge­ bracht, so können Grenzflächen zwischen unterschiedlichem Ge­ webematerial aufgrund der sich an dieser Grenzfläche ändernden Kavitationswirkung festgestellt werden. Dies kann beispiels­ weise mit Vorteil dann ausgenutzt werden, wenn Knochen mit Stoßwellen beaufschlagt werden, um das Knochenwachstum zu stimulieren. Mittels der sich an der Knochenoberfläche sprunghaft ändernden Kavitationswirkung kann eine exakte Fokussierung oder Positionierung der Stoßwelle bzw. eine Ermittlung der Grenzfläche ermöglicht werden.
Weiter kann auch die Gewebestruktur in einem größeren räumli­ chen Gebiet abgetastet werden, um eine Abbildung der Gewebe­ anatomie zu erhalten. Hierzu kann ein größeres Zielgebiet mit Druckwellen vorgegebener Parameter beaufschlagt werden und die sich entsprechend der unterschiedlichen Gewebestruktur örtlich ändernde Kavitationsblasenbildung kann mittels fokussierter Empfänger differentiell abgetastet werden.
Umgekehrt ist es auch möglich, bei einer bekannten Gewebe­ struktur des Zielgebietes mittels der gemessenen räumlichen Verteilung der Kavitationswirkung das räumliche Druckfeld der Druckwelle zu ermitteln und darzustellen, z. B. um die Fokus­ sierung der Stoßwellen-Quelle zu ermitteln und zu kontrollie­ ren.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie­ len näher erläutert. Hierzu ist in Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 ist ein Stoßwellen-Generator 1 mit einem Behand­ lungskopf 2 gezeigt. Der Stoßwellen-Gererator 1 enthält in an sich bekannter Weise die Strom- und Spannungsversorgung sowie die zugehörige Steuerelektronik. Der Behandlungskopf 2 ist ein an sich bekannter Druckwellen- oder Stoßwellen-Generator und weist z. B. ein Flüssigkeitsvolumen mit einer Stoßwellen-Quelle auf, die z. B. aus zwei Hochspannungs-Elektroden, Piezoelemen­ ten usw. besteht. Der Behandlungskopf 2 wird auf die Oberflä­ che des Körpers des zu behandelnden Menschen oder Tieres auf­ gesetzt und kann die in dem Behandlungskopf 2 erzeugten Stoß­ wellen in den Körper einkoppeln und in ein Zielgebiet im Kör­ perinneren fokussieren.
Weiter weist die Vorrichtung wenigstens einen akustischen Emp­ fänger auf, vorzugsweise zwei Empfänger, die mit 3a und 3b bezeichnet sind. Weitere entsprechend ausgebildete Empfänger können ggf. verwendet werden. Die Empfänger 3a, 3b sind Mikro­ phone oder Hydrophone, die vorzugsweise extrakorporal auf die Körperoberfläche aufgesetzt werden. Vorzugsweise sind die Emp­ fänger 3a, 3b fokussierbar, so daß sie gerichtet akustische Signale aus einem definierten Zielgebiet empfangen.
Die von den Empfängern 3a, 3b empfangenen akustischen Signale werden in den Empfänger 3a, 3b in elektrische Signale umgewan­ delt, die einer Auswerteelektronik 4 zugeführt werden. Bei der Verwendung von zwei oder mehr Empfängern 3a, 3b enthält die Auswerteelektronik insbesondere eine Koinzidenzeinrichtung, die die Zuordnung der von den verschiedenen Empfängern 3a, 3b aufgenommenen Signale zu demselben Ereignis, d. h. denselben Kavitationsblasen ermöglicht. Die Auswerteelektronik 4 dient insgesamt dazu, den gemessenen Kavitationseffekt zu qualifi­ zieren und z. B. den Ort, die Größe, die Lebensdauer, die Men­ ge und/oder die Dichte der Kavitationsblasen anzugeben. Die in der Auswerteelektronik 4 ausgewerteten Signale werden in eine r Anzeigeeinheit 5 dargestellt. Die Darstellung der Signale in der Anzeigeeinheit 5 kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Die einfachste Art der Anzeige besteht in einer Leuchtanzeige, die lediglich anzeigt, ob akustische Signale empfangen werden oder nicht. Eine informativere Anzeige kann aus drei Anzeige­ lampen bestehen, die jeweils anzeigen, ob die Wirkung der über den Behandlungskopf 2 in das Zielgebiet eingebrachte Stoßwel­ len-Energie unter der Kavitationsschwelle, an der Kavitations­ schwelle oder über der Kavitationsschwelle liegt. Weiter ist es möglich, die Anzeigeeinheit 5 mit einer analogen Anzeige auszustatten, z. B. einer Zeigeranzeige oder einer Leucht­ bandanzeige, um die über die Empfänger 3a, 3b aufgenommenen akustischen Signale der Kavitationsblasen quantitativ anzuzei­ gen.
Die in der Auswerteelektronik 4 verarbeiteten Signale werden außerdem einem Rückkopplungssystem 6 zugeführt, das zusätzlich zu der Anzeigeeinheit 5 vorgesehen sein kann oder diese Anzei­ geeinheit 5 vollständig ersetzt.
Das Rückkopplungssystem 6 kann folgende Funktionen ausführen, die gemeinsam oder alternativ vorgesehen sein können. Das Rückkopplungssystem 6 kann über eine automatische Regelung 6a auf den Stoßwellen-Generator 1 einwirken, um die Einstellungs­ parameter für den Behandlungskopf 2 so zu steuern, daß der über die Empfänger 3a, 3b gemessene Ist-Wert der Kavitation auf einen vorgegebenen Soll-Wert geregelt wird. Weiter kann das Rückkopplungssystem 6 über einen Stellsignalgenerator 6b Stellsignale für den Ausrichtmechanismus der Empfänger 3a, 3b erzeugen. Schließlich kann das Rückkopplungssystem 6 über ei­ nen Bildgenerator 6c Daten für ein bildverarbeitendes System 7 erzeugen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet folgende Verwendungs­ möglichkeiten.
Soll ein bestimmter Bereich des Körpers eines Patienten mit Stoßwellen behandelt werden, so wird der Behandlungskopf 2 auf den Körper des Patienten aufgesetzt und auf das Zielgebiet fo­ kussiert. Ebenso werden die Empfänger 3a, 3b auf die Körper­ oberfläche aufgesetzt und auf dieses Zielgebiet fokussiert. Wird der Stoßwellen-Generator 1 in Betrieb gesetzt, so messen die Empfänger 3a, 3b die durch die Stoßwellen in dem Zielge­ biet verursachte Wirkung aufgrund der in dem Zielgebiet er­ zeugten Kavitationsblasen. Die Stoßwellen-Wirkung in dem Ziel­ gebiet wird an der Anzeigeeinheit 5 angezeigt. Das Bedienungs­ personal kann den Stoßwellen-Generator 1 aufgrund der Anzeige der Anzeigeeinheit 5 so einstellen, daß die gewünschte Stoß­ wellen-Wirkung im Zielgebiet erzeugt wird. Bei Verwendung des Rückkopplungssystems 6 kann der Regelung 6a ein Soll-Wert der Stoßwellen-Wirkung vorgegeben werden, der dann automatisch über den Stoßwellen-Generator 1 eingeregelt wird. Auf diese Weise kann beispielsweise die Behandlung des Zielgebietes mit den Stoßwellen nach dem Prinzip "soviel wie nötig, so wenig wie möglich" durchgeführt werden.
Soll ein definiertes lokal begrenztes Zielgebiet mit Stoßwel­ len beaufschlagt werden, so werden die von dem Behandlungskopf 2 ausgesandten Stoßwellen auf dieses Zielgebiet fokussiert.
Die Wirkung der Stoßwellen und die Bildung von Kavitationsbla­ sen ist dementsprechend in diesem Zielgebiet am stärksten. Da die Kavitationsblasen bei zunehmender Stoßwellen-Energie daher zunächst in diesem Zielgebiet entstehen, kann für eine einfa­ che Messung ein einziger Empfänger 3 ausreichend sein, wobei dieser Empfänger 3 auch nicht auf das Zielgebiet fokussiert sein muß. Eine einfache Bestimmung der Kavitationsschwelle in dem Zielgebiet kann mit einem einzigen integral messenden un­ fokussierten Empfänger 3 durchgeführt werden.
Die Verwendung von fokussierten Empfängern 3 und von zwei oder mehr Empfängern 3a, 3b ermöglicht zusätzlich eine genauere räumliche Messung der Kavitation. Dadurch können Störsignale ausgeblendet werden. Bei einer höheren Dosierung der Stoßwel­ len, bei der es zu einer stärkeren Ausbreitung der Kavitati­ onswirkung kommt, kann die Stoßwellen-Wirkung in einem spezi­ ellen Zielgebiet gemessen werden. Ebenso kann die räumliche Verteilung der Stoßwellen-Wirkung mittels fokussierter Empfän­ ger 3a, 3b bestimmt werden.
Eine Koinzidenzmessung mit wenigstens zwei fokussierten Emp­ fängern 3a, 3b bietet die Möglichkeit, den Entstehungsort der akustischen Signale räumlich innerhalb eines Volumens mit ei­ nem Durchmesser von 0,2 bis 20 mm zu lokalisieren. Dadurch ist es möglich, die durch die Stoßwellen erzeugten Kavitationsbla­ sen auch in ihrer räumlichen Verteilung und Intensität diffe­ rentiell abzutasten. Hierzu können die Empfänger 3a, 3b räum­ lich bewegt und ausgerichtet werden, wozu ggf. auch der Stell­ signalgenerator 6b des Rückkopplungssystems 6 verwendet werden kann. Die bei einer solchen räumlichen Abtastung gemessene räumliche Verteilung und Intensität der gebildeten Kavitati­ onsblasen kann über den Bildgenerator 6c des Rückkopplungssy­ stems 6 in einem bildverarbeitenden System 7 räumlich auf ei­ nem Monitor dargestellt und/oder aufgezeichnet werden.
Die Messung der räumlichen Verteilung und Intensität der er­ zeugten Kavitationsblasen durch die fokussierten Empfänger 3a, 3b und ggf. weitere Empfänger in Koinzidenzschaltung eröffnet folgende weitere Verwendungsmöglichkeiten.
Wird das Stoßwellenfeld in dem Körpergewebe räumlich differen­ tiell mittels der Empfänger 3a, 3b abgetastet, so können Un­ terschiede in der Gewebestruktur aufgrund der unterschiedli­ chen Kavitationswirkung ermittelt werden. Insbesondere können Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Gewebematerialien be­ stimmt werden, die mit einer Unstetigkeit in der Impedanz für die durchlaufenden Stoßwellen und einer erhöhten Stoßwellen- Reflexion verbunden sind. Dies kann beispielsweise dazu ausge­ nützt werden, um die Oberfläche eines zu behandelnden Kno­ chens, ein zu zerstörendes Kalkdepot oder ein Körperkonkrement zu ermitteln, so daß die Stoßwellen auf dieses Zielgebiet fo­ kussiert oder exakt positioniert werden können.
Weiter kann auch die anatomische Gewebestruktur in einem größeren räumlichen Gebiet vermessen und ggf. bildlich aufge­ nommen werden. Hierzu wird das von dem Behandlungskopf 2 er­ zeugte Stoßwellenfeld und das Fokusgebiet der Empfänger 3a, 3b simultan verschoben. Da bei identischer Stoßwellen-Einwirkung das gemessene Kavitationssignal von dem Charakter des jeweils beaufschlagten Gewebes abhängt, kann hierdurch eine dreidimen­ sionale bildliche Darstellung der Gewebestruktur erhalten wer­ den. Eine entsprechende Bestimmung der Gewebestruktur kann da­ durch erhalten werden, daß für jeden Zielpunkt des räumlichen Bereichs die Kavitationsschwelle der Stoßwellen-Energie gemes­ sen wird, an welcher die Kavitation einsetzt.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, mittels der fokussier­ ten Empfänger 3a, 3b das durch den Behandlungskopf 2 erzeugte Stoßwellenfeld räumlich zu vermessen. Hierbei wird bei einer bekannten Gewebestruktur, die z. B. mittels Ultraschall gemes­ sen wurde, die durch das Stoßwellenfeld verursachte Kavitation räumlich vermessen. Aus der bekannten räumlichen Verteilung der Gewebestruktur und der gemessenen Kavitation kann dann die räumliche Verteilung der Stoßwellen-Wirkung und damit das räumliche Druckfeld berechnet und ggf. dargestellt werden.
Bezugszeichenliste
1
Stoßwellen-Generator
2
Behandlungskopf
3
a/
3
b Empfänger
4
Auswerteelektronik
5
Anzeigeeinheit
6
Rückkopplungssystem
6
a Regelung
6
b Stellsignalgenerator
6
c Bildgenerator
7
bildverarbeitendes System

Claims (16)

1. Verfahren zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebewesens mit extrakorporal erzeugten akustischen Druckwellen, insbeson­ dere Stoßwellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkung der Druckwellen in dem beaufschlagten Zielgebiet des Körpers mittels der in dem Gewebe des Körpers erzeugten Kavitationss­ blasen bestimmt wird, indem deren akustische Signale durch we­ nigstens einen vorzugsweise extrakorporal angeordneten Empfän­ ger aufgenommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der akustischen Signale ein Ist-Wert der Wirkung der Druckwellen in einem gewählten Zielgebiet gemessen wird und daß die Para­ meter der erzeugten Druckwellen so eingestellt werden, daß die Wirkung der Druckwellen in dem Zielgebiet einen vorgebbaren Soll-Wert erreicht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Parame­ ter der erzeugten Druckwellen mittels einer automatischen Re­ gelung eingestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck­ wellen-Wirkung in dem Zielgebiet des Körpers mittels der durch wenigstens einen fokussierten Empfänger gemessenen Kavitatios­ wirkung räumlich abgetastet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die örtli­ che Änderung der gemessenen Kavitationswirkung zur Bestimmung der Grenzfläche zwischen unterschiedlichen Gewebematerialien ausgewertet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die örtli­ che Änderung der gemessenen Kavitationswirkung zur Bestimmung der räumlichen Gewebeanatomie ausgewertet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die räumli­ che Änderung der Kavitationswirkung mit wenigstens einem fo­ kussierten Empfänger abgetastet wird und daß aus der gemesse­ nen räumlichen Verteilung der Kavitationswirkung und der be­ kannten Gewebestruktur das räumliche Druckfeld der Druckwellen berechnet wird.
8. Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebewesens mit extrakorporal erzeugten akustischen Druckwellen, mit einem Druckwellen-Generator (1) und einem Behandlungskopf (2), gekennzeichnet durch wenigstens einen an die Oberfläche des Körpers ankoppelbaren akustischen Empfänger (3a, 3b) zur Aufnahme der akustischen Signale der durch die Druckwellen erzeugten Kavitationsblasen und durch eine Auswer­ teelektronik (4), der die Signale des wenigstens einen Empfän­ gers (3a, 3b) zugeführt werden, wobei die Parameter der durch den Druckwellen-Generator (1) erzeugten Druckwellen entspre­ chend den in der Auswerteelektronik (4) verarbeiteten Signalen eingestellt werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenig­ stens eine Empfänger (3a, 3b) fokussierbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Empfänger (3a, 3b) in Koinzidenz geschaltet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fokus­ gebiet des wenigstens einen fokussierten Empfängers (3a, 3b) zur Abtastung eines Zielgebiets des Körpers räumlich verstell­ bar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswer­ teelektronik (4) eine Anzeigeeinheit (5) steuert, die den ge­ messenen Kavitationseffekt anzeigt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswer­ teelektronik (4) ein Rückkopplungssystem (6) ansteuert.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rück­ kopplungssystem (6) eine Regelung (6a) einschließt, die den Druckwellen-Generator (1) so steuert, daß der durch den wenig­ stens einen Empfänger (3a, 3b) und die Auswerteelektronik (4) ermittelte Ist-Wert des Kavitationseffekts auf einen vorgebba­ ren Soll-Wert geregelt wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rück­ kopplungssystem (6) einen Stellsignal-Generator (6b) ein­ schließt, der die räumliche Verstellung des wenigstens einen Empfängers (3a, 3b) steuert.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rück­ kopplungssystem (6) einen Bildgenerator (6c) einschließt, der die durch die Auswerteelektronik (4) erzeugten Daten einem bildverarbeitenden System (7) zuführt.
DE10102317A 2001-01-19 2001-01-19 Verfahren und Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebeswesens mit Druckwellen Withdrawn DE10102317A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10102317A DE10102317A1 (de) 2001-01-19 2001-01-19 Verfahren und Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebeswesens mit Druckwellen
US10/052,222 US20030130599A1 (en) 2001-01-19 2002-01-18 Method and device for applying pressure waves to the body of an organism
JP2002009939A JP2002224127A (ja) 2001-01-19 2002-01-18 生物の体に圧力波の衝撃を与える方法及び装置
US11/386,951 US20060184075A1 (en) 2001-01-19 2006-03-22 Method and device for applying pressure waves to the body of an organism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10102317A DE10102317A1 (de) 2001-01-19 2001-01-19 Verfahren und Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebeswesens mit Druckwellen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10102317A1 true DE10102317A1 (de) 2002-08-14

Family

ID=7671094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10102317A Withdrawn DE10102317A1 (de) 2001-01-19 2001-01-19 Verfahren und Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebeswesens mit Druckwellen

Country Status (3)

Country Link
US (2) US20030130599A1 (de)
JP (1) JP2002224127A (de)
DE (1) DE10102317A1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10257169A1 (de) * 2002-12-03 2004-07-01 W.O.M. World Of Medicine Ag Verfahren und Vorrichtung zur in vivo Erkennung der Materialbeschaffenheit eines Zielbereiches eines menschlichen oder tierischen Körpers
EP1698288A3 (de) * 2005-03-01 2006-11-15 Siemens Aktiengesellschaft Stoßwellensystem
EP1698287A3 (de) * 2005-03-01 2006-11-22 Siemens Aktiengesellschaft Stoßwellensystem
WO2010143072A1 (en) * 2009-06-10 2010-12-16 Insightec Ltd. Acoustic-feedback power control during focused ultrasound delivery
DE102010018707A1 (de) * 2010-04-29 2011-11-03 Richard Wolf Gmbh Stoßwellentherapiegerät für die extrakorporale Stoßwellentherapie
USRE43901E1 (en) 2000-11-28 2013-01-01 Insightec Ltd. Apparatus for controlling thermal dosing in a thermal treatment system
US9177543B2 (en) 2009-08-26 2015-11-03 Insightec Ltd. Asymmetric ultrasound phased-array transducer for dynamic beam steering to ablate tissues in MRI
US9412357B2 (en) 2009-10-14 2016-08-09 Insightec Ltd. Mapping ultrasound transducers
US9623266B2 (en) 2009-08-04 2017-04-18 Insightec Ltd. Estimation of alignment parameters in magnetic-resonance-guided ultrasound focusing
US9852727B2 (en) 2010-04-28 2017-12-26 Insightec, Ltd. Multi-segment ultrasound transducers
US9981148B2 (en) 2010-10-22 2018-05-29 Insightec, Ltd. Adaptive active cooling during focused ultrasound treatment
US12402802B2 (en) 2011-08-31 2025-09-02 Insightec Ltd. Avoiding MRI-interference with co-existing systems

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1476080A4 (de) * 2002-02-20 2010-06-02 Medicis Technologies Corp Ultraschallbehandlung und bildliche darstellung von fettgewebe
US20040039391A1 (en) * 2002-08-23 2004-02-26 Argenta Louis C. Bone treatment employing reduced pressure
US20040122434A1 (en) * 2002-08-23 2004-06-24 Argenta Louis C. Bone treatment employing reduced pressure
WO2005094701A1 (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Toudai Tlo, Ltd. 超音波照射方法及び超音波照射装置
DE102005031117A1 (de) * 2005-07-04 2007-01-11 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung eines Betriebsparameters einer Stoßwellenquelle
DE102005037043C5 (de) * 2005-08-05 2017-12-14 Dornier Medtech Systems Gmbh Stoßwellentherapiegerät mit Bildgewinnung
US7594930B2 (en) * 2006-07-06 2009-09-29 General Patent Llc Method of attaching soft tissue to bone
US7931651B2 (en) 2006-11-17 2011-04-26 Wake Lake University Health Sciences External fixation assembly and method of use
US8377016B2 (en) 2007-01-10 2013-02-19 Wake Forest University Health Sciences Apparatus and method for wound treatment employing periodic sub-atmospheric pressure
DK2205189T3 (en) 2007-10-10 2018-03-12 Univ Wake Forest Health Sciences Devices for the treatment of spinal cord tissue
CN103990184A (zh) 2008-01-09 2014-08-20 韦克福里斯特大学健康科学院 用于治疗中枢神经系统病理的装置和方法
EP2313008B1 (de) 2008-07-18 2017-04-12 Wake Forest University Health Sciences Vorrichtung zur herzgewebemodulation mittels topischer anwendung von vakuum zur minimierung von zelltod und -beschädigung
GB0820377D0 (en) * 2008-11-07 2008-12-17 Isis Innovation Mapping and characterization of cavitation activity
GB0916635D0 (en) 2009-09-22 2009-11-04 Isis Innovation Ultrasound systems
GB0916634D0 (en) * 2009-09-22 2009-11-04 Isis Innovation Ultrasound systems
JP5851127B2 (ja) * 2011-06-24 2016-02-03 オリンパス株式会社 超音波照射装置及び超音波照射装置の作動方法
WO2013040451A2 (en) 2011-09-15 2013-03-21 Sigma Instruments Holdings, Llc System and method for treating animals
US9782324B2 (en) 2011-09-15 2017-10-10 Sigma Instruments Holdings, Llc System and method for treating skin and underlying tissues for improved health, function and/or appearance
US9861547B2 (en) 2011-09-15 2018-01-09 Sigma Instruments Holdings, Llc Systems and methods for preventing, managing and/or treating peripheral neuropathy, peripheral vascular disease, erectile dysfunction, urinary incontinence, cellulite and other conditions
EP2744570B1 (de) 2011-09-27 2016-08-17 Koninklijke Philips N.V. Kavitationsverstärkter hochintensiver fokussierter ultraschall
JP2012035101A (ja) * 2011-10-17 2012-02-23 Nippon Medical School 超音波手術器
US9517349B2 (en) 2012-01-17 2016-12-13 Sigma Instruments Holdings, Llc System and method for treating soft tissue with force impulse and electrical stimulation
FI126174B (en) * 2012-12-04 2016-07-29 Valmet Automation Oy Tissue measurement
CN104905848A (zh) * 2015-06-23 2015-09-16 苏州市瑞晟医疗器械有限公司 一种冲击波碎石机的定位治疗系统
WO2017004562A1 (en) * 2015-07-01 2017-01-05 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for modulation and mapping of brain tissue using an ultrasound assembly
US11020188B2 (en) 2017-11-10 2021-06-01 Sigma Instruments Holdings, Llc System, method, and GUI for treating skin and underlying tissues for improved health, function and/or appearance
CN108744322B (zh) * 2018-07-09 2024-03-29 北京万孛力医疗器械有限公司 弱精症治疗设备
CN110472641B (zh) * 2019-08-16 2022-09-20 河海大学常州校区 一种空化泡近壁溃灭图像特征数据提取方法
WO2021203019A1 (en) * 2020-04-02 2021-10-07 Sanuwave, Inc. Shockwave and pressure waves for treatment of virus or bacteria-induced effects in human or animal lungs
GB202301928D0 (en) * 2023-02-10 2023-03-29 Oxsonics Ltd Monitoring drug delivery
KR20250095380A (ko) * 2023-12-19 2025-06-26 제주대학교 산학협력단 음향 피폭량 기반 역학파 조사 방법 및 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4113697C2 (de) * 1991-04-26 1993-09-09 Dornier Medizintechnik Gmbh, 8000 Muenchen, De

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59408375D1 (de) * 1994-09-21 1999-07-08 Hmt Ag Vorrichtung zur erzeugung von stosswellen für die medizinische therapie, insbesondere für die elektro-hydraulische lithotripsie
DE19629646C2 (de) * 1996-07-23 1998-09-10 Wolf Gmbh Richard Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Identifikation von Komponenten medizinischer Gerätesysteme
US5827204A (en) * 1996-11-26 1998-10-27 Grandia; Willem Medical noninvasive operations using focused modulated high power ultrasound
DE19718512C1 (de) * 1997-05-02 1998-06-25 Hmt Ag Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Stoßwellen für medizinische Anwendungen
US6298264B1 (en) * 1998-08-31 2001-10-02 Duke University Apparatus and method for macromolecule delivery into living cells
US6508774B1 (en) * 1999-03-09 2003-01-21 Transurgical, Inc. Hifu applications with feedback control
US6406429B1 (en) * 1999-08-23 2002-06-18 City Of Hope Detection of cystic structures using pulsed ultrasonically induced resonant cavitation
US6626854B2 (en) * 2000-12-27 2003-09-30 Insightec - Txsonics Ltd. Systems and methods for ultrasound assisted lipolysis

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4113697C2 (de) * 1991-04-26 1993-09-09 Dornier Medizintechnik Gmbh, 8000 Muenchen, De

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE43901E1 (en) 2000-11-28 2013-01-01 Insightec Ltd. Apparatus for controlling thermal dosing in a thermal treatment system
DE10257169A1 (de) * 2002-12-03 2004-07-01 W.O.M. World Of Medicine Ag Verfahren und Vorrichtung zur in vivo Erkennung der Materialbeschaffenheit eines Zielbereiches eines menschlichen oder tierischen Körpers
EP1698288A3 (de) * 2005-03-01 2006-11-15 Siemens Aktiengesellschaft Stoßwellensystem
EP1698287A3 (de) * 2005-03-01 2006-11-22 Siemens Aktiengesellschaft Stoßwellensystem
WO2010143072A1 (en) * 2009-06-10 2010-12-16 Insightec Ltd. Acoustic-feedback power control during focused ultrasound delivery
US9623266B2 (en) 2009-08-04 2017-04-18 Insightec Ltd. Estimation of alignment parameters in magnetic-resonance-guided ultrasound focusing
US9177543B2 (en) 2009-08-26 2015-11-03 Insightec Ltd. Asymmetric ultrasound phased-array transducer for dynamic beam steering to ablate tissues in MRI
US9412357B2 (en) 2009-10-14 2016-08-09 Insightec Ltd. Mapping ultrasound transducers
US9852727B2 (en) 2010-04-28 2017-12-26 Insightec, Ltd. Multi-segment ultrasound transducers
DE102010018707A1 (de) * 2010-04-29 2011-11-03 Richard Wolf Gmbh Stoßwellentherapiegerät für die extrakorporale Stoßwellentherapie
US9981148B2 (en) 2010-10-22 2018-05-29 Insightec, Ltd. Adaptive active cooling during focused ultrasound treatment
US12402802B2 (en) 2011-08-31 2025-09-02 Insightec Ltd. Avoiding MRI-interference with co-existing systems

Also Published As

Publication number Publication date
US20060184075A1 (en) 2006-08-17
US20030130599A1 (en) 2003-07-10
JP2002224127A (ja) 2002-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10102317A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beaufschlagung des Körpers eines Lebeswesens mit Druckwellen
DE4241161C2 (de) Akustische Therapieeinrichtung
DE69332531T2 (de) Gerät zur medizinischen Ultraschall-Behandlung unter Verwendung von Computer-Tomographie
DE69634714T2 (de) Therapeutisches Ultraschallgerät
DE69315202T2 (de) Vorrichtung zur therapie mittels ultraschall
EP1749488B1 (de) Stosswellentherapiegerät mit Bildgewinnung
DE4125950C1 (de)
DE3900893C2 (de)
EP0755230B1 (de) Verfahren zur gewebeunterscheidung sowie vorrichtung zur bearbeitung von zahnhartgewebe mit laserimpulsen
DE3119295A1 (de) Einrichtung zum zerstoeren von konkrementen in koerperhoehlen
DE4408110A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur neuromagnetischen Stimulation
DE102009044028A1 (de) Systeme und Verfahren zum Erfassen von Gebieten veränderter Steifigkeit
DE69018853T2 (de) Vorrichtung zum Zerstören von Konkrementen.
DE102015104614A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur elektrischen Stimulation mit Hilfe eines Cochlea-Implantats
DE69104551T2 (de) Vorrichtung für Lithotripsie.
DE68911724T2 (de) Nierensteinzertrümmerer.
DE69122691T2 (de) Schnelles, extrakorporales Ultraschallhyperthermiegerät
EP0783870A1 (de) Vorrichtung zur Ortung von Konkrementen im Körper eines Patienten
DE68922387T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Zerkleinerung von Konkrementen.
WO2004049928A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur in vivo erkennung der materialbeschaffenheit eines zielbereiches eines menschlichen oder tierischen körpers
DE102007002755A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur nichtinvasiven Untersuchung eines Körpers mit Ultraschallstrahlung
DE3931854A1 (de) Nmr-tomographisch gesteuerte stereotaktische laser-koagulation
DE69114811T2 (de) Vorrichtung zum Zerstören von Konkrementen.
EP0244730A1 (de) Einrichtung zum Zertrümmern von im Körper eines Lebewesens befindlichen Konkrementen
EP3744277B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur quantifizierung neuromuskulärer reizungen durch hf-ströme

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: HEALTH TRONICS, INC., MARIETTA, GA., US

8131 Rejection
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SANUWAVE,INC.,, ALPHARETTA, GA., US

8170 Reinstatement of the former position
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120801