专利名称：用于破坏患者体内结石的方法以及碎石设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于破坏患者体内结石的一种方法以及一种碎石设备。在此，患者通常是有生命的人或者动物。待破坏的结石例如是肾结石、膀胱结石、尿道结石或者胆结石。对患者体内结石的破坏是在冲击波碎石术的框架内通过由碎石设备的冲击波头发出的超声冲击波来进行的，该超声冲击波通常是锥形入射的并在一个焦点聚焦。
背景技术：
在碎石术中的主要任务是，将超声冲击波的焦点尽可能精确地置于待破坏的结石或其碎片的中心。只有这样进入到结石中的能量成分才是最大的，这点可以带来结石的最大程度的破坏。此外，要尽可能地保护患者免受不希望的副作用，因为很少超声冲击波到达患者的其余部位。这种错过结石的冲击波可能导致对患者的损害，例如在肾结石碎石术中的肾出血。
通常，带有结石的患者由于疼痛难受而找医生确定原因。医生利用X射线方法、特别是目前已经经常利用断层造影的三维X射线方法来对结石进行诊断。为此，医生安排一个要在随后的时刻(例如该诊断之后的几天内)对患者进行的冲击波碎石术。
在碎石的时刻，再次对患者进行X射线透视，其中，通常需要在两个不同的层面内的至少两幅X射线照片，以便定位结石并且设置冲击波焦点的位置。
这种过程具有不同的缺点医生诊所以及医院的工作流程本身是分开的过程，即，对诊断检查和碎石进行管理。为此，要分别预定或者保留空间、设备和人员，必须约见患者两次，必须临时存储并分配患者数据和治疗数据。即使诊断和碎石术的进行在时间和地点上靠近，例如在同一天同一所医院内，也必须将患者例如在用于诊断的断层造影设备和用于冲击波治疗的碎石仪之间变换安置。由此，至少轻微地改变了患者体内的内部器官或结石的状态。由于变换安置，至少在碎石期间需要利用X射线对患者体内的结石进行重新定位。患者在两个不同的时刻分别受到X射线的照射。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供用于破坏患者体内结石的改善了的方法以及改善了的碎石设备。
就方法而言，上述技术问题是通过一种用于通过冲击波碎石术破坏患者体内结石的方法来解决的，其中，在第一步骤中建立患者的三维图像数据组，在第二步骤中执行冲击波碎石术，以及将第一和第二步骤在患者的安置不变的条件下进行。
患者在第一和第二步骤之间不被变换安置，由此实现了若干优点患者体内的内部器官或结石的状态不改变。为了诊断结石所产生的患者的三维图像数据组，额外地给出了关于结石的精确位置的信息。因此，在第二步骤的实际的结石破坏中不需要对患者进行任何其它的X射线透视了。结石定位可以根据三维图像数据组直接进行。诊断和破坏在一个步骤中完成。
因此，对于该冲击波碎石术来说不需要对结石进行新的X射线定位。患者仅仅被X射线辐射照射一次，即在第一步骤中。对于在医院以及医生诊所中的工作流程来说，带来了这样的优点仅仅需要为其中进行两个步骤的、唯一的一个治疗日期预定空间、设备和人员。患者只需落实一个日期。
对于三维图像数据组的产生以及碎石设备有效的设备坐标系可以容易地通过公知的措施相互协调或者互相记录。这样，例如可以将适合于产生三维图像数据组的X射线设备机械固定地耦合在冲击波系统上，并且将它们相互对准。作为替换或者额外地，可以采用市场上得到的三维定位系统，以确定三维X射线设备以及冲击波系统相互间的位置，并且使得其设备坐标系相互相关。在这种情况下，也可以使用移动的X射线设备，其在建立了患者或者患者的治疗区域的三维图像数据组之后可以去掉，以便在碎石期间对患者足够的接近。
通过本发明的方法碎石术本身进一步得到了改善由于在冲击波碎石期间三维图像数据组的有效性，只要患者不被变换安置，则在冲击波碎石之前、期间以及之后给出解剖情况的精确认知和控制。从而，可以将入射方向以及冲击波碎石术的其它参数与患者或其解剖情况最佳地匹配，因为这些在三维图像数据组中可以比在常规由于结石定位的X射线照片中更好地被识别。
在此，将冲击波焦点对准结石可以通过医生或者自动地通过碎石设备来进行。
为了进行运行检查以及再定位，可以在冲击波碎石的进行期间随时拍摄其它三维图像数据组。作为替换或者额外地，自然也可以利用该X射线辐射仅仅将各2D图像用于该目的、即用于运行检查以及再定位。
另外，从三维图像数据组中还可以确定结石的位置和/或特征，并且根据该结石的位置和/或特征为冲击波碎石选择至少一个冲击波参数。由例如B.J.Heismann等人，J.Appl.Phy 94(3)，2003，2073-2079和P.Joseph等人，J.Urol.167(5)，2002，1968-1971公开了，从断层造影方法的三维图像数据组中确定结石的化学组成。然后，可以根据待破坏的结石对应地最佳设置冲击波参数，以尽可能迅速和有效地进行破坏。这样，使得冲击波碎石术取决于结石类型并且由此得到改善。
可以在冲击波碎石之后建立患者的三维图像数据组。由此，在第二步骤(即实际的碎石)期间和/或之后进行一个与第一步骤差不多的步骤。这点也因此是在患者的安置不变的条件下进行的。这样，三维图像数据组提供了直接的检查或比较可能性，以便可以在碎石之后对例如治疗效果以及可能性的并发症(如肾出血)进行检查。由此，如果需要的话，可以立刻采取应对措施，例如，通过继续进行碎石或者对并发症的相应治疗来进行再治疗。由此可以省略随后时刻的再治疗。上面提到的对于患者和工作流程的优点同样适用于这里。
就碎石设备而言，本发明的技术问题是通过一种用于破坏患者体内结石的碎石设备解决的，该设备包括用于破坏结石的冲击波系统，以及用于产生患者的三维图像数据组的三维成像系统。
该碎石设备的优点已经在上面结合方法详细地解释过。上面也解释了将冲击波系统和三维成像系统针对各自的坐标系集成在碎石设备内的可能性。
碎石设备可以包括用于针对结石的特征对三维图像数据组进行分析的分析单元，以及用于根据该特征设置冲击波系统的冲击波参数的控制单元。
由此，如上面所描述的那样，该碎石设备可以进行有效的碎石，即与结石的当前特性或者特性相匹配地进行碎石。
本发明的进一步描述参见附图所示的实施方式。图中按照示意性的原理图示出了图1为一个带有三维成像系统和一个在对患者的冲击波碎石中的冲击波系统的碎石设备。
具体实施例方式
图1示出了带有患者4的碎石设备2。该碎石设备2包括三维X射线设备6、冲击波系统8和患者台12，它们通过其各自的固定支架14至18固定地连接在没有示出的治疗室的地面20上，并且因此相互间具有固定的空间关系。三维X射线设备6与冲击波系统8通过设备控制器10连接。由于设备相互间的空间安排已知，对于设备控制器10来说，任何时刻碎石设备2的所有组成部分在其设备参考系中的空间位置是已知的。作为替换，也可以采用其组成部分相互处于已知的空间关系的可移动系统。
图1中示出的治疗情况具有下列的在前经历患者4两周以来腹部一直疼痛。十天前其看了其没有示出的家庭医生，后者对其进行了检查，不过没有透视。因为家庭医生根据症状怀疑患者4有肾结石，所以将其转诊到了在图1中示出的组合式三维X射线检查，该检查带有这样的选项如果确认了家庭医生根据症状的怀疑则立刻进行碎石。
在图1中为患者4服用了镇静剂，因此他可以在整个时间内几乎不改变其身体位置。在整个下面描述的碎石中，体内具有肾结石22的患者4睡眠，因此仰卧在患者台12的台面24上。
三维X射线设备6在C型的末端上带有X射线源30，用于朝向平面检测器32发射通过中心射线28示出的X射线辐射。X射线源30和平面检测器32按照没有示出的、公知的方式围绕患者4转动，以便记录患者4的三维图像数据组26，该三维图像数据组被存储在设备控制器10中或者其中包含的、没有示出的图像系统中。
没有示出的、进行检查的医生借助于设备控制器10分析三维图像数据组26，并且确实诊断出在患者体内的肾结石22。此外，医生借助于设备控制器10通过适当的图像处理和其它方法，确定肾结石22在患者4体内的位置、大小以及化学特性。此外，设备控制器10确定肾结石22在设备参考系中的几何状态以及位置。
因此，此时明确地诊断出了肾结石22并确定了其特征，立刻、即如上所述没有在患者台12上变换患者状态的条件下，对患者进行碎石。为此，冲击波系统8在支撑臂36上具有一个冲击波头34，其产生被聚焦在焦点38中的超声冲击波的冲击波锥体40。因为如上所述在设备控制器10中碎石设备2的在图1中示出的设备部件的相互间的相对位置是已知的，所以将冲击波头34这样取向，使得焦点38位于肾结石22的中心。
利用由冲击波头34发射的超声冲击波一直照射肾结石22，直到其充分地变为碎块，以便随后从患者4体内按照自然的方式排出。
通过设备控制器10，将冲击波参数42，例如超声冲击波的能量级别、发射频率和总的发射次数，在此由箭头44示出的那样，与如上所述获得的肾结石22的特性进行匹配。
在按照冲击波参数42的冲击波治疗结束之后，重新借助于X射线设备6产生患者4的另一个三维图像数据组46，同样是没有对患者变换安置。医生根据三维图像数据组46对所执行的冲击波碎石的成果进行检查。为此，提供了直接与在治疗开始之前所拍摄的三维图像数据组26进行比较的可能性，因为两个三维图像数据组26和46是在患者精确一致的身体状态下拍摄的。
据此，医生诊断肾结石22是否被充分地破坏、即不需要对患者4进行再治疗，以及患者4的没有示出的肾是否没有被冲击波碎石术的副作用损害。
直到此时，才将患者4在患者台12上变换安置并被带出碎石设备2。
权利要求
1.一种用于在冲击波碎石期间破坏患者(4)体内结石(22)的方法，其中，-在第一步骤中建立患者(4)的三维图像数据组(26)，-在第二步骤中执行冲击波碎石，以及-将第一和第二步骤在患者(4)的安置不变的条件下进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，-从所述三维图像数据组(26)中确定结石(22)的位置和/或特征，以及-根据该结石(22)的特征为冲击波碎石选择至少一个冲击波参数(42)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述冲击波碎石之后建立患者(4)的三维图像数据组(46)。
4.一种用于破坏患者(4)体内结石(22)的碎石设备，包括用于破坏结石(22)的冲击波系统(8，10)，以及用于产生患者(4)的三维图像数据组(26，46)的三维成像系统(6，10)。
5.根据上述权利要求4所述的碎石设备，包括用于针对结石(22)的位置和/或特征对三维成像系统(6，10)进行分析的分析单元(10)，以及用于根据所述特征设置冲击波系统(8)的至少一个冲击波参数(42)的控制单元(10)。
全文摘要
在一种用于在冲击波碎石期间破坏患者(4)体内结石(22)的方法中，在第一步骤中建立患者(4)的三维图像数据组(26)，在第二步骤中执行冲击波碎石，以及将第一和第二步骤在患者(4)的安置不变的条件下进行。一种用于破坏患者(4)体内结石(22)的碎石设备，包括用于破坏结石(22)的冲击波系统(8，10)，以及用于产生患者(4)的三维图像数据组(26，46)的三维成像系统(6，10)。
文档编号A61B17/225GK1891171SQ20061010111
公开日2007年1月10日 申请日期2006年7月4日 优先权日2005年7月4日
发明者格哈特·巴克霍尔茨, 詹斯·费尔, 伯恩特·格兰斯, 马丁·霍黑塞尔, 沃纳·克鲁夫特, 马库斯·兰斯基, 马塞厄斯·马勒, 克里斯琴·迈纳特, 托马斯·默特尔梅尔, 拉尔夫·南科, 曼弗雷德·拉特纳 申请人:西门子公司