DE69214672T2

DE69214672T2 - Schallwellen aussendende,thermische effekte und kavitationseffekte erzeugende vorrichtung fur die ultraschalltherapie

Info

Publication number: DE69214672T2
Application number: DE69214672T
Authority: DE
Inventors: Emmanuel Blanc; Dominique Cathignol; Jean-Yves Chapelon; Albert Gelet
Original assignee: Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM; Technomed Medical Systems SA
Current assignee: Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM; Technomed Medical Systems SA
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1992-12-21
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-12-22
Also published as: WO1993012742A1; JP3533217B2; EP0617599A1; US5601526A; ATE144124T1; CA2126080A1; DE69214672D1; JPH07505793A; EP0617599B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft generell eine Ultraschalltherapievorrichtung, die Ultraschallwellen emittiert&sub1; welche thermische Effekte und Kavitationseffekte erzeugen.
Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren eine Ultraschalltherapievorrichtung, welche mit einer Abkühlungseinrichtung ausgerüstet ist.
Schließlich betrifft sie ein Steuerverfahren für eine Ultraschalltherapievorrichtung. Eine Ultraschalltherapievorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 ist bekannt aus der EP-A-0363239. Eine weitere Vorrichtung ist aus der GB-A-2167305 bekannt.
Es ist bekannt, daß ein fokussiertes akustisches Ultraschallfeld von hoher Leistung Gewebe des menschlichen Körpers zerstören kann (siehe FRY WO-89/07907 und WO-89107909).
Es wurde des weiteren von DUNN und FRY in Ultrasonic threshold dosage for the mamalian central nervous system" IEEE transactions volume BME 18, Seiten 253-256 beschrieben, daß dieses destruktive bzw. Zerstörungsverfahren zwei Effekte bzw. Wirkungsweisen mit sich bringt, nämlich einen thermischen Effekt und einen Kavitationseffekt.
Der thermische Effekt ist vorherrschend, wenn die akustische Intensität am Fokalpunkt unterhalb einer Schwelle bleibt, welche bestimmt ist bei etwa 150 W/cm² bei 1 MHz. Dieser thermische Effekt ist bedingt durch die akustische Absorption der Gewebe, welche die mechanische Energie der akustischen Welle in thermische Energie wandeln.
Der Kavitationseffekt wird vorherrschend, wenn die akustische Intensität am Fokalpunkt eine Schwelle bzw. einen Schwellenwert von 150 W/cm² überschreitet. Dieser Kavitationseffekt steht in Verbindung mit der Bildung von Mikrogaskugeln, welche explodieren, wenn sie einen kritischen Durchmesser erreichen, wobei sie lokal eine beträchtliche Energie freisetzen, welche Zerstörung von benachbarten Geweben veranlaßt.
Um eine Gewebezerstörung ausschließlich mittels thermischen Effekts zu erhalten, muß es dem akustischen Feld erlaubt werden, eine Zerstörungsschwelle zu erreichen, welche "thermische Dosis" genannt wird. Diese Schwelle ist eine Funktion der erreichten Temperatur und der Anwendungsdauer. Es ist somit möglich, Gewebe zu zerstören, indem eine moderate Temperaturerhöhung während einer langen Anwendungsdauer angewendet wird, oder im Gegensatz dazu, indem eine starke Temperaturerhöhung während einer kurzen Anwendungsdauer angewendet wird.
Die Temperaturerhöhung steht in direktem Zusammenhang mit der akustischen Intensität bzw. Stärke des Ultraschallfeldes am Fokalpunkt.
In dem Fall einer moderaten Temperatur und einer langen Anwendungsdauer tritt das Phänomen thermischer Diffusion um den Fokalpunkt herum auf, insbesondere durch Leitung der Wärme mittels des Blutflusses, was zu einer schlechten Handhabung des Behandlungsvolumens führt, was eine Zerstörung von gesunden Zonen mit sich bringen kann, was demzufolge die Qualität der Behandlung beeinträchtigen kann.
In dem Fall einer hohen Temperatur bei einer kurzen Anwendungsdauer überschreitet die akustische Intensität am Fokalpunkt die zuvor erwähnte Kavitationsschwelle, wodurch Kavitationseffekte auftreten, welche ein starkes Zerstörungsvermögen haben. Dieser Kavitationseffekt ist insbesondere stark an unterschiedlichen Schnittstellen, die das akustische Feld antrifft, z.B. der Haut, den Muskeln und den Wänden von Organen. Man erreicht somit eine Gewebezerstörung, welche schlecht handzuhaben ist, da sie nicht auf die Fokalzone des Transducers bzw. der Sendeeinrichtung beschränkt ist.
Die vorliegende Erfindung hat daher zur Hauptaufgabe, das neue technische Problem zu lösen, welches in der Bereitstellung einer Lösung besteht, welche es erlaubt, eine Gewebestrahlungsstörung bzw. -zerstörung zu erzeugen, welche strikt auf den Fokalpunkt der Behandlungsvorrichtung begrenzt bzw. beschränkt ist, welche zumindest ein piezoelektrisches Transducer-Element aufweist, wobei die thermischen Diffusionsphänomene herum um den Fokalpunkt begrenzt oder vermieden sind, und wobei die Kavitationsphänomene ausschließlich auf den Fokalpunkt oder die Fokalzone beschränkt sind, und zwar ohne die Erzeugung von wesentlichen Kavitationsphänomenen außerhalb des Fokalpunktes oder der Fokalzone.
Die vorliegende Erfindung hat des weiteren zur Aufgabe, das neue technische Problem zu lösen, welches darin besteht, eine Lösung bereitzustellen, welche es erlaubt, eine Gewebestrahlungsschädigung bzw. -zerstörung zu erreichen, welche strikt auf den Fokalpunkt der Behandlungsvorrichtung beschränkt ist, welche zumindest ein piezoelektrisches Transducer-Element aufweist, wobei es ermöglicht wird, eine Behandlung punktweise in der Gesamtheit der Gewebezone des zu behandelnden Zieles zu behandeln, z.B. gutartige und bösartige Tumore, so wie es dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, ob sie nun innerlich oder äußerlich vorliegen. Derzeit bevorzugte Anwendungen sind die Behandlung von gutartigen und bösartigen Tumoren der Leber, der Prostata, der Niere, der Brust, der Haut, des Gehirns sowie die Behandlung von Krampfadern sowie des Oesophages bzw. der Speiseröhre.
Eine weitere Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Lösung des neuen technischen Problemes, welches in der Bereitstellung einer Lösung besteht, welche es ermöglicht, die Temperatur der Gewebe zu steuern, welche geschützt werden müssen, um somit die angetroffenen Kavitationseffekte zu begrenzen bzw. zu beschränken für hohe akustische Energien, wie es notwendig ist in dem Rahmen der Therapie, insbesondere auf dem Niveau von Schnittstellen und insbesondere an der Schnittstelle, welche definiert ist durch die Haut eines zu behandelnden Säugetieres, insbesondere eines menschlichen Wesens.
Sämtliche dieser technischen Probleme werden zum ersten Mal gelöst durch die vorliegende Erfindung in einer gleichzeitig, einfachen, zuverlässigen, kostengünstigen Weise, welche verwendbar ist in industriellem und medizinischem Maßstab.
Somit, gemäß einem ersten Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung eine Ultraschalltherapievorrichtung bereit, umfassend zumindest eine Behandlungsanordnung mit zumindest einem piezoelektrischen Transducer-Element, welches vorgesehen ist zum Durchführen zumindest der Therapie, angesichts der Behandlung eines zu behandelnden Zieles, wie Gewebe, welche sich im Inneren des Körpers eines Säugetieres, insbesondere eines menschlichen Lebewesens, befinden können, und eine Steuereinrichtung der Anordnung zum Durchführen der Therapie, wobei das piezoelektrische Transducer-Element vorgesehen ist zum Liefern von Ultraschallwellen, die in einem Punkt oder einer fokalen Zone fokussiert sind, welcher bzw. welche den Gewebebereich definiert, welcher mit der Therapie zu behandeln ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung der Anordnung es ermöglicht, die alternierende Emission von Ultraschallwellen von zwei Typen zu steuern, wobei der erste, thermisch genannte Typ, an den zu behandelnden Geweben einen vorwiegend thermischen Effekt erzeugt, und der zweite vom sogenannten Kavitationstyp an den zu behandelnden Geweben eine vorwiegend Kavitations- bzw. aushöhlende Wirkung erzeugt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die zuvor genannte Steuereinrichtung die Behandlungsanordnung zumindest am Anfang der Behandlung auf thermische Ultraschallwellen einstellen bzw. steuern.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform steuert die zuvor erwähnte Steuereinrichtung der Behandlungsanordnung die Emission von Kavitationsultraschallwellen nach einer vorbestimmten Zeitperiode, welche einstellbar ist, während thermische Ultraschallwellen emittiert werden, wobei einer Vorerwärmung der zu behandelnden Gewebe ermöglicht wird.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform ermöglicht es die zuvor erwähnte Steuereinrichtung, die Emission von Kavitationsultraschallwellen gleichzeitig zu der Emission von thermischen Ultraschallwellen zu steuern, in besondere nach der zuvor erwähnten Zeitperiode, während welcher lediglich thermische Ultraschallwellen emittiert werden.
Gemäß noch einer weiteren besonderen Ausführungsform ist die akustische Intensität der thermischen Ultraschallwellen niedriger als die Kavitationsschwelle, während die akustische Intensität der Kavitationsultraschallwellen mindestens gleich der Kavitationsschwelle ist, wobei die Kavitationsschwelle eine Funktion der zu behandelnden Gewebe des Säugetieres ist.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform ist die Frequenz der Kavitationsultraschallwellen niedriger als die Frequenz der thermischen Ultraschallwellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform realisiert die zuvor erwähnte Steuereinrichtung die Emission von Kavitationsultraschallwellen, umfassend eine negative Komponente in der Amplitude, und von einer Art, welche die Kavitation bzw. Aushöhlung auslöst.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform realisiert bzw. erreicht die zuvor erwähnte Steuereinrichtung die Emission von Kavitationsultraschallwellen von einer Dauer zwischen etwa 0,5 Mikrosekunden und etwa 100 Millisekunden, und bevorzugt zwischen etwa 0,5 Mikrosekunden und 50 Mikrosekunden.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform realisiert die zuvor erwähnte Steuereinrichtung eine Emission von Kavitationsultraschallwellen durch sukzessive Impulse, bei einer Wiederholungsfrequenz, welche sich zwischen 1 Hz und 1 KiloHz, bevorzugt zwischen etwa 10 Hz und 100 Hz. verändert.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform ist die Dauer der einstellbaren vorbestimmten Zeitperiode umfaßt zwischen etwa 100 Millisekunden und etwa 10 Sekunden.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform ist die Gesamtdauer der Behandlung der vorbestimmten Gewebezone durch den Fokalpunkt oder die Fokalzone mit den zuvor erwähnten Ultraschallwellen umfaßt zwischen 100 Millisekunden und 10 Sekunden, wobei die Gesamtdauer zumindest einen Kavitationsultraschallwellenimpuls enthält.
Gemäß einer weiteren insbesondere vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Versetzungseinrichtung der Behandlungsanordnung umfaßt, so daß die Behandlung punktweise durchgeführt wird, wobei jeder Punkt bestimmt ist durch den Fokalpunkt oder die Fokalzone, so daß die Gesamtheit des Volumens des zu behandelnden Zieles abgedeckt wird.
Bevorzugt wird die zuvor erwähnte Steuereinrichtung der Behandlungsanordnung durch eine Steuerzentrale gesteuert, z.B. umfassend eine Recheneinheit, wie einen Computer oder einen Mikrocomputer, wobei dieser bevorzugt über ein Programm verfügt, welches die Versetzungen der Behandlungsanordnung als Funktion des Volumens des zu behandelnden Zieles veranlaßt, wobei insbesondere vorteilhafterweise die Volumendaten erhalten sind durch eine zugeordnete Bildeinrichtung.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform steuert die zuvor erwähnte Steuereinrichtung die Versetzung der zuvor erwähnten Versetzungseinrichtung der Behandlungsanordnung derart, daß die Behandlung der Gewebezonen des Zieles, welche am weitesten von der Behandlungsanordnung entfernt sind, zuerst erfolgt, um nachfolgend die Gewebezonen zu erreichen, welche am nähesten zu der Behandlungsanordnung sind, um somit die Behandlungseffizienz des Zieles zu verbessern. Dank der Erfindung wird das Problem der Behandlung von entfernten Zonen gelöst, indem diese zuerst behandelt werden, um zu vermeiden, daß die Necrose von nahen Zonen die Behandlung der entfernten Zonen stört bzw. behindert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sichert die zuvor erwähnte Steuereinrichtung eine Latentzeit zwischen der Behandlung von zwei aufeinanderfolgenden Punkten des zu behandelnden Zieles, so daß eine Relaxation der zu behandelnden Gewebe ermöglicht wird, wobei die Latentzeit bevorzugt umfaßt ist zwischen etwa 1 Sekunde und 1 5 Sekunden, wobei diese Latentzeit vorteilhafterweise verwendet wird zum Durchführen der Versetzung der Behandlungsanordnung von einem Behandlungspunkt zu einem anderen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform steuert die zuvor erwähnte Steuereinrichtung bzw. Zentrale eine Versetzung der Versetzungseinrichtung der Behandlungsanordnung in einer zufälligen Weise, wobei die bereits behandelten Punkte ausgeschlossen werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Emissionsfrequenz der Kavitationsultraschallwellen umfaßt zwischen etwa 500 KiloHz und 4 MHz, bevorzugt zwischen 500 KiloHz und 2 MHz, und insbesondere bevorzugt beträgt sie etwa 1 MHz.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform ist die Emissionsfrequenz der thermischen Ultraschallwellen umfaßt zwischen etwa 1 und 4 MHz, wobei diese Frequenz zumindest gleich der Frequenz der Kavitationsultraschallwellen ist.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform ist die akustische Intensität der thermischen Ultraschallwellen geringer als etwa 1 50 W/cm², wobei die akustische Intensität der Kavitationsultraschallwellen zumindest gleich etwa 150 W/cm² ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erreicht die zuvor erwähnte Steuereinrichtung die Emission von Ultraschallwellen mit variabler Amplitude, und zwar als Funktion der Zeit, bevorzugt mit anwachsender Amplitude im Laufe der Zeit, so daß die Amplitude während einer ersten Periode geringer als die Kavitationsschwelle bleibt, wonach sie in einer zweiten Periode größer als die Kavitationsschwelle wird.
Ferner, gemäß einem zweiten Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung eine Ultraschalltherapievorrichtung bereit, umfassend zumindest eine Behandlungsanordnung mit zumindest einem piezoelektrischen Transducer-Element, vorgesehen zum Durchführen zumindest der Therapie angesichts der Zerstörung eines zu zerstörenden Zieles, wie Gewebe, welche sich im Inneren des Körpers eines Säugetieres, insbesondere eines menschlichen Wesens, befinden können und eine Steuereinrichtung der Anordnung zum Durchführen der Therapie, wobei das piezoelektrische Transducer-Element vorgesehen ist zum Liefern von fokussierten Therapie-Ultraschallwellen von hoher akustischer Energie zu einem Fokalpunkt oder einer Fokalzone, welche die mit der Therapie zu behandelnde Gewebezone bestimmt, wobei die Ultraschallwellen Gewebezonen durchqueren, welche an der Schnittstelle zu der Therapieanordnung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Abkühleinrichtung umfaßt, welche es ermöglicht, eine Abkühlung in einem vorbestimmten Temperaturbereich von zumindest den Gewebezonen zu erreichen, welche an der Schnittstelle zu der Therapieanordnung angeordnet sind, wodurch in effizienter Weise ermöglicht wird, die Gewebezonen, welche an der Schnittstelle angeordnet sind, gegen Kavitationseffekte zu schützen.
Gemäß noch einer weiteren insbesondere vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Therapieanordnung extrakorporell bzw. äußerlich anwendbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Therapieanordnung eine endokavitive Anordnung, welche eine Therapie über halbinvasivem Wege erlaubt, wobei die endokavitive Anordnung insbesondere eine endorektale oder eine endo-uretrale Anordnung ist. Es kann sich ebenfalls um eine endo-oesophage bzw. in die Speiseröhre einzuführende Anordnung handeln.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann zumindest eine endokavitive Anordnung vorgesehen sein, welche physikalisch unabhängig ist, um die Gewebezonen abzukühlen, welche entfernt von der Therapieanordnung sind, und welche man ebenfalls während der Therapie schützen möchte. Eine solche endokavitive Anordnung ist vorteilhafterweise vorgesehen zum Aufnehmen desselben Kühlfluides, wie jenes, welches für die Therapieanordnung verwendet wird.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen zumindest eine Temperaturmeßeinrichtung der Temperatur von Geweben, welche sich an der Schnittstelle zu der Therapieanordnung befinden, eine Empfangs-Übertragungseinrichtung für Temperaturdaten, welche übertragen werden durch die Temperaturmeßeinrichtung, und zwar zu einer Steuerzentrale, welche in der Lage ist, die Steuerbefehle der Betätigung der Therapieanordnung als Funktion der empfangenen Temperaturdaten zu verändern bzw. zu modifizieren. Bevorzugt umfaßt die Temperaturmeßeinrichtung für Gewebe an der Schnittstelle Sensoren in der Form von Thermopaaren, oder in der Form eines Blattes, insbesondere des Types PVDF, welche den Vorteil aufweisen, daß sie in der Form von Blättern mit sehr geringer Dicke ausgebildet werden können, und welche man unmittelbar an den Gewebezonen der Schnittstelle mit Bezug auf die Therapieanordnung anordnen kann, oder auch an der äußeren Fläche der Membran, welche das Kühlfluid umschließt, und welche an den Geweben der Schnittstelle anliegt bzw. angewendet wird. Ferner ist das Vorhandensein von zumindest einer Drucksensoreinrichtung vorteilhaft, insbesondere des Types PVDF, wobei dies vorteilhaft durch die Tatsache ist, daß es ermöglicht wird, den akustischen Druck des Ultraschallfeldes zu messen, welches durch die Therapieanordnung auf Höhe der Schnittstelle emittiert wird, wodurch es ermöglicht wird, sehr exakt die akustische Intensität in der Fokalzone zu ermitteln, und dies in Echtzeit, um somit die elektrische Leistung zu steuern bzw. zu regeln, welche zu dem Transducer-Element geliefert bzw. geführt wird, um den Druck des akustischen Ultraschallfeldes am Fokalpunkt F auf einem konstanten Wert zu halten.
Eine solche Therapievorrichtung gemäß der Erfindung kann verwendet werden oder angewendet auf sämtliche Ultraschalltherapien, bevorzugt solche, welche fokussiert sind, von sämtlichen gutartigen oder bösartigen Tumoren, wie sie dem Durchschnittsfachmann bekannt sind, unabhängig, ob es sich um externe oder interne handelt. Die derzeit bevorzugten Anwendungen sind die Behandlung von gutartigen und bösartigen Tumoren der Leber, der Prostata, der Niere, der Brust, der Haut, des Gehirnes und die Behandlung von Krampfadern sowie der Speiseröhre. Die Erfindung besteht somit ebenfalls in der Verwendung oder der Anwendung der Therapievorrichtung zur Erzeugung einer Vorrichtung zum Behandeln gutartiger oder bösartiger Tumore.
Die Erfindung stellt des weiteren ein Steuerverfahren einer Ultraschalltherapievorrichtung bereit, wie im Anspruch 28 beschrieben.
Die Erfindung ermöglicht es, eine thermische Behandlung von Geweben mit einer Behandlung mittels Kavitation zu kombinieren, und zwar räumlich begrenzt und handhabbar. Die Kombination der Kavitation mit der thermischen Behandlung bewirkt, daß die zerstörerische bzw. destruktive Wirkung der Behandlung verstärkt wird, wodurch die Impuls- bzw. Einwirkdauer der Behandlung begrenzt werden kann, wodurch thermische Diffusion in den Geweben vermieden werden kann.
In dem Fall einer ausgedehnten Therapiebehandlung mit Strahlungsschädigung bzw. -zerstörung von einem Volumen, welches größer ist als der Fokalpunkt, werden die zuvor erwähnten Schuß- bzw. Behandlungssequenzen punktweise durchgeführt, wobei der Fokalpunkt versetzt wird durch mechanische oder elektrische zugeordnete Steuereinrichtungen, und zwar zwischen jeder Behandlung bzw. zwischen jedem Schuß, so daß das Fokalvolumen das gesamte Volumen der Beeinträchtigung umschreibt.
Des weiteren ermöglicht es die Erfindung, eine insbesondere wirkungsvolle Abkühlung von Geweben zu erreichen, welche sich an der Zone der Schnittstelle mit der Therapieanordnung befinden, wobei gleichzeitig eine Abkühlung der piezoelektrischen Transducer-Elemente der Therapieanordnung gesichert wird, so daß in erstaunlicher Weise eine Begrenzung der Kavitationswirkungen der Gewebe an der Schnittstellenzone und ebenfalls in dem Kupplungsfluid erreicht wird, welches hier durch das Abkühl- bzw. Kühlungsfluid gebildet wird.
Es wird des weiteren in extrem einfacher Weise erreicht, wenn man einfaches Leitungswasser verwenden kann, bevorzugt entgast, da dieses in einem geschlossenen Kreislauf fließt und nie mit dem Patienten in Kontakt tritt, wobei dessen Temperatur in besonders einfacher Weise gesteuert werden kann über jegliche wohlbekannte Temperaturregel- bzw. -steuereinheiten. Des weiteren ist Wasser vorteilhaft, da es nur sehr schwach Ultraschall absorbiert und sich somit nicht unter der Wirkung des Ultraschallfeldes erwärmt und somit seine Kühlfähigkeit beibehält.
Ein weiterer unerwarteter Effekt resultierend aus der Begrenzung bzw. Beschränkung der Kavitationseffekte bzw. -wirkungen liegt in der Tatsache, daß es möglich ist, die Leistungen der akustischen Wellen zu erhöhen, und somit die Behandlungsdauer einzuschränken, was weiter ermöglicht, Aufwärmungseffekte der Gewebe einzuschränken, insbesondere durch den Diffusionseffekt veranlaßt.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich angesichts der folgenden erläuternden Beschreibung, unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung, welche zwei derzeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigt, welche lediglich illustrativ angegeben sind, und welche somit in keinster Weise den Umfang der Erfindung beschränken sollen.
Figur 1 zeigt schematisch die wesentlichen Bestandteile einer Ultraschalltherapievorrichtung gemäß der Erfindung;
Figur 2 stellt die Schwelle der Kavitationseffekte sowie Zonen von lediglich thermischen Effekten oder thermischen Effekten zuzüglich Kavitationseffekten als Funktion der akustischen Intensität in der Ordinate dar, ausgedrückt in Watt pro Quadratzentimeter als Funktion der Zeit in der Abszisse, ausgedrückt in Millisekunden;
Figur 3 stellt schematisch das Zerstörungsprinzip von Gewebestrukturen dar, und zwar durch Absenkung der Kavitationsschwelle mit der Behandlungsanordnung, welche in Figur 1 dargestellt ist, unter Andeutung mehrerer Schnittstellen;
Figur 4 zeigt die Entwicklungskurve der Kavitationsschwelle als Funktion der akustischen Intensität an der Ordinate aufgetragen, ausgedrückt in Watt pro Quadratzentimeter, sowie die Zeit in der Abszisse, ausgedrückt in Millisekunden, mit der Andeutung von Kavitationsschwellen für die Schnittstellen der Figur 3;
Figur 5 stellt die Kurven der thermischen Ultraschallwellen und der Kavitationsultraschallwellen als Funktion der Amplitude der Pulse bzw. Impulse an der Ordinate aufgetragen dar, und zwar im Laufe der Zeit, welche an der Abszisse aufgetragen ist, ausgedrückt in Millisekunden;
Figur 6 repräsentiert eine andere Ausführungsform von Ultraschallwellen, deren Amplitude im Laufe der Zeit ansteigt, um eine erste Periode aufzuweisen, in welcher die Amplitude niedriger bzw. geringer als die Kavitationsschwelle ist, gefolgt von einer zweiten Periode, wo diese Amplitude größer als die Kavitationsschwelle ist;
Figur 7 stellt schematisch die Frequenz der Behandlungen punktweise dar mit der Behandlungsdauer für jeden Punkt;
Figur 8 stellt ein Prinzipschema einer äußerlich anwendbaren Therapievorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar, umfassend eine Abkühleinrichtung für Gewebe, welche sich an der Schnittstelle zu der Therapieanordnung befinden;
Figur 9 stellt eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung von Figur 8 dar, umfassend in komplementärer Weise eine endokavitive Abkühl- bzw. Kühlsonde, um eine Abkühlung von Gewebezonen zu sichern, welche entfernt von der Therapieanordnung angeordnet sind.
Unter Bezugnahme auf Figur 1 ist eine extrakorporelle bzw. äußerlich anwend bare Therapievorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, dargestellt durch das generelle Bezugszeichen 10. Die Vorrichtung umfaßt zumindest eine extrakorporel le Therapieanordnung, welche durch das generelle Bezugszeichen 12 dargestellt ist, mit zumindest einem piezoelektrischen Transducer-Element 14, welches vorgesehen ist zum Durchführen zumindest der Therapie angesichts der Behandlung eines zu behandelnden Zieles, wie Gewebe, welche schematisch durch das generelle Bezugszeichen 16 dargestellt sind, welche sich im Inneren eines Körpers eines Säugetieres M, insbesondere eines menschlichen Wesens, befinden können. Die Fläche bzw. Oberfläche der Haut des Säugetieres ist durch den Buchstaben S dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt des weiteren eine Steuereinrichtung 20, 22, welche die Anordnung 12 steuert, wie es durch die Verbindung mit dem Bezugszeichen 24 angedeutet ist. Das piezoelektrische Transducer-Element 14 ist bevorzugt vorgesehen zum Liefern von Ultraschallwellen, welche in einem Fokalpunkt oder einer Fokalzone F fokussiert sind, wobei das fokussierte akustische Feld durch den Buchstaben C symbolisch angedeutet ist. Der Punkt der Fokalzone F bestimmt in natürlicher Weise die Gewebezone, welche mit der Therapie zu behandeln ist.
Die Vorrichtung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuereinrichtung 20, 22 der Behandlungsanordnung 12 umfaßt, vorgesehen oder ausgelegt, um die Behandlungsanordnung 12 zu veranlassen, zwei Typen von Ultraschallwellen 12 zu liefern, nämlich einen ersten Typ vom sogenannten thermischen Ultraschallwellentyp, welcher an den zu behandelnden Geweben 16 einen vorwiegend thermischen Effekt erzeugt, sowie einen zweiten sogenannten Kavitationsultraschallwellentyp, welcher an den zu behandelnden Geweben 16 einen vorwiegend kavitativen bzw. aushöhlenden Effekt bewirkt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform steuert die Steuereinrichtung 20, 22 die Behandlungsanordnung 12 auf thermische Ultraschallwellen, zumindest am Beginn bzw. Anfang der Behandlung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform steuert die Steuereinrichtung die Behandlungsanordnung auf die Emission von Kavitationsultraschallwellen, nach einer vorbestimmten regelbaren bzw. einstellbaren Zeitperiode, während welcher thermische Ultraschallwellen emittiert werden, wobei somit es ermöglicht wird, die zu behandelnden Gewebe vorzuerwärmen. Die zuvor erwähnte Steuerein richtung kann vorteilhafterweise ermöglichen, die Emission von Kavitationsultraschallwellen gleichzeitig zu der Emission von thermischen Ultraschallwellen zu steuern, insbesondere nach der zuvor erwähnten Zeitperiode, während welcher lediglich thermische Ultraschallwellen emittiert werden.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsvariante ist die akustische Intensität der thermischen Ultraschallwellen geringer als die Kavitationsschwelle am Fokalpunkt F, welcher in gemischten Strichen in der Figur 2 durch das Bezugszeichen SC dargestellt ist, während die akustische Intensität der Kavitationsultraschallwellen zumindest gleich der Kavitationsschwelle SC am Fokalpunkt F ist, wobei die Kavitationsschwelle SC am Fokalpunkt F eine Funktion der zu behandelnden Gewebe des Säugetieres ist.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsvariante ist die Frequenz der Kavitationsultraschallwellen, welche durch das Transducer-Element 14 emittiert werden als Funktion der Befehle der Einrichtung 20, 22, niedriger als die Frequenz der thermischen Ultraschallwellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante realisiert die zuvor erwähnte Steuereinrichtung eine Emission von Kavitationsultraschallwellen, welche eine negative Komponente in der Amplitude aufweisen, und welche von solch einer Natur sind, daß sie die Kavitation auslösen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist die akustische Intensität der thermischen Ultraschallwellen geringer als etwa 150 W/cm², wobei die akustische Intensität der Kavitationsultraschallwellen zumindest gleich etwa 150 W/cm² ist. Der Wert von 150 W/cm², wie er in Figur 2 dargestellt ist, repräsentiert die Kavitationsschwelle am Fokalpunkt F von Geweben eines krebsartigen Tumores des Körpers eines Säugetieres, insbesondere eines menschlichen Wesens. In Figur 2 ist eine akustische Intensitätszone 1 dargestellt, für welche die Ultraschallwellen eine akustische Intensität haben, welche über die Kavitationsschwelle hinausreicht. Diese Ultraschallwellen weisen somit eine Kombination von akustischen Wellen mit thermischer Wirkung (OET) und von Ultraschallwellen mit vorwiegend Kavitationswirkung (OEC) auf. Im Gegensatz dazu ist in der Zone 2 die akustische Intensität der Ultraschallwellen unterhalb bzw. geringer als die Kavitationsschwelle, wobei diese Ultraschallwellen lediglich Ultraschallwellen sind, welche eine thermische Wirkung bzw. einen thermischen Effekt haben, wie es auch verständlich ist bei der Betrachtung der Figur 2.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsvariante ist die Frequenz der Kavitationsultraschallwellen niedriger als die Frequenz der thermischen Ultraschallwellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante realisiert die zuvor erwähnte Steuereinrichtung die Emission von Kavitationsultraschallwellen, umfassend eine negative Komponente in der Amplitude, von solch einer Natur, daß sie die Kavitation auslösen.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform realisiert die Steuereinrichtung 20, 22 eine Emission von Kavitationsultraschallwellen mit einer Dauer, welche umfaßt ist zwischen etwa 0,5 Mikrosekunden und etwa 100 Millisekunden, und bevorzugt umfaßt zwischen 0,5 Mikrosekunden und 50 Mikrosekunden.
Gemäß einer noch weiteren besonderen Ausführungsform realisiert die Steuereinrichtung 20, 22 eine Emission von Kavitationsultraschallwellen über sukzessive Pulse bzw. Impulse bei einer Wiederholungsfrequenz, welche sich verändert zwischen etwa 1 Hz und einem KiloHz, bevorzugt von etwa 10 Hz bis 100 Hz.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsvariante ist die Dauer der zuvor erwähnten vorbestimmten einstellbaren Zeitperiode umfaßt zwischen etwa 100 Millisekunden und etwa 10 Sekunden.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform ist die Gesamtdauer der Behandlung der durch den Fokalpunkt oder die Fokalzone F bestimmten Gewebezone durch die zuvor erwähnten Ultraschallwellen umfaßt zwischen 100 Miilisekunden und 10 Sekunden, wobei diese Gesamtdauer zumindest einen Kavitationsultraschallwellenpuls bzw. -impuls umfaßt.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Versetzungseinrichtung 30 der Behandungsanordnung 12 aufweist, so daß die Behandlung punktweise erfolgt, wobei jeder Punkt bestimmt ist durch den Fokalpunkt oder die Fokalzone F, so daß das gesamte Volumen des zu behandelnden Zieles 16 abgedeckt wird.
Bevorzugt wird die zuvor erwähnte Steuereinrichtung 22 der Behandlungsanordnung 12 durch eine Steuerzentrale 20 gesteuert, z.B. umfassend einen Rechner bzw. eine Berechnungseinrichtung, wie einen Computer oder einen Mikrocomputer, wobei dieser bevorzugt ein Programm umfaßt, welches die Versetzungen der Behandungsanordnung 12 verwaltet bzw. steuert, indem die Versetzungseinrichtung 30 in geeigneter Weise in den drei Richtungen des Raumes X, Y und Z versetzt wird, und zwar als Funktion des Volumens des zu behandelnden Zieles.
Vorteihafterweise ist ebenfalls eine Bild- bzw. Bildgebungseinrichtung vorgesehen, welche durch das generelle Bezugszeichen 40 repräsentiert ist, wie z.B. eine Ultraschallechographiesonde, welche z.B. in einer zentralen Öffnung 42 der Behandlungsanordnung 12 vorgesehen ist, wobei die Bildeinrichtung 40 bevorzugt koaxial zu der fokussierten Behandlungseinrichtung 12 angeordnet ist, so daß permanent der Fokalpunkt oder die Fokalzone F visualisiert wird. Die Bildeinrichtung 40 ist, wie es an sich wohlbekannt ist, vorteilhafterweise drehbar um ihre Achse angeordnet, wie es symbolisch durch die Pfeile R angedeutet ist und/oder translationsmäßig bewegbar entlang ihrer Achse, wie es durch den Pfeil T angedeutet ist, und zwar mittels einer Steuereinrichtung 44 mit einer Verbindung 46. Die Bildeinrichtung umfaßt bevorzugt eine Ultraschallechographiesonde, wie sie kommerziell erhältlich ist, welche eine Echographie des Types B durchführt, d.h. mittels Abtastung in einer Ebene, welche symbolisch schematisch in Figur 1 dargestellt ist und das Bezugszeichen P trägt. Die Bildeinrichtung 40 ermöglicht es somit, Volumendaten des zu behandelnden Zieles 16 zu erhalten, welche an die Steuerzentrale 20 übertragen werden, und durch das Programm der Steuerzentrale bearbeitet bzw. weiterverarbeitet werden. Die Steuerzentrale 20 steuert über die Einrichtung 30 die Versetzungen der Behandlungsanordnung 12, sowie über die Einrichtung 44 die Versetzung der Bildsonde 40, und zwar rotationsmäßig und/oder ebenfalls translatorisch.
Gemäß einer besonderen Ausführungsvariante steuert die Steuerzentrale 20 die Versetzung der Versetzungseinrichtung 30 der Behandlungsanordnung 12 und/oder der zugeordneten Bild- bzw. Bildgebungssonde, d.h. einstückig zu der Versetzung der Behandlungsanordnung 12, so daß die Behandlung der Gewebezonen des Zieles, welche am entferntesten von der Behandlungsanordnung 12 sind, wie es in Figur 1 dargestellt ist, zuerst erfolgt, bis die Gewebezonen erreicht werden, welche am nahesten zu der Behandlungsanordnung 12 angeordnet sind, um somit die Effizienz der Behandlung des Zieles 16 zu verbessern.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante steuert die Steuerzentrale 20 eine Versetzung der Versetzungseinrichtung 30 der Behandlungsanordnung 12 in einer zufälligen Weise, wobei bereits behandelte Punkte ausgeschlossen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante sichert die zuvor erwähnte Steuereinrichtung 22 eine Latentzeit zwischen der Behandlung von zwei sukzessiven Punkten des zu behandelnden Zieles, um eine Relaxation der zu behandelnden Gewebe zu erlauben, wobei die Latentzeit bevorzugt umfaßt ist zwischen etwa 1 Sekunde und 15 Sekunden, wobei diese Latentzeit vorteilhafterweise ausgenutzt wird zum Realisieren der Versetzung der Behandlungsanordnung 12 von einem Behandlungspunkt zu einem anderen, und zwar über einen Befehl bzw. eine Steuerung der Versetzungseinrichtung 30, ausgehend von der Steuerzentrale. Insbesondere unter Bezugnahme auf Figur 7 ist die Sequenz der Punktzu-Punkt-Behandlung dargestellt. Zum Beispiel ist die Behandlung des ersten Punktes der ersten Fokalzone F1 benannt, und die Behandlungsdauer ist mit tF1 bezeichnet, wobei die Latentzeit, welche folgt, mit tL1 bezeichnet ist, so daß die Gesamtbehandlungsdauer des Punktes, welcher durch die Fokalzone F1 gebildet ist t(total F1) entspricht. Für den folgenden Punkt der Nummer 2, gebildet durch die Fokalzone F2, unterschiedlich von F1, und welcher bestimmt ist durch die Steuerzentrale 20, ist die Behandlungsdauer des Punktes F2 mit FtF2 beziffert, wobei die Latentzeit mit tL2 bezeichnet ist, und die Gesamtzeit der Behandlung t(total F2) ist, usw. für die anderen Punkte.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Emissionsfrequenz der Kavitationsultraschallwellen umfaßt zwischen etwa 500 KiloHz und 4 MHz, bevorzugt zwischen 500 KiloHz und 2 MHz, und insbesondere bevorzugt beträgt sie etwa 1 MHz.
Gemäß einer besonderen Ausführungsvariante ist die Emissionsfrequenz der thermischen Ultraschallwellen umfaßt zwischen etwa 2 und 4 MHz, wobei diese Frequenz zumindest gleich der Frequenz der Kavitationsultraschallwellen ist.
Man sieht somit vor, daß eine Therapievorrichtung gemäß der Erfindung verwendet oder angewendet werden kann auf sämtliche Ultraschalltherapien, welche bevorzugt fokussiert sind, und zwar von sämtlichen gutartigen oder bösartigen Tumoren, welche dem Durchschnittsfachmann bekannt sind, seien sie nun äußerlich oder innerlich. Die derzeit bevorzugten Anwendungen sind die Behandlung von gutartigen und bösartigen Tumoren der Leber, der Prostata, der Nieren, der Brust, der Haut, des Gehirnes und die Behandlung von Krampfadern sowie der Speiseröhre. Die Erfindung deckt somit ebenfalls die Verwendung oder Anwendung der Therapievorrichtung ab, so wie sie im vorangegangenen beschrieben und dargestellt in den Zeichnungen ist, welche einen Teil der Erfindung und somit der vorliegenden Beschreibung bilden, für die Herstellung einer Vorrichtung für die Behandlung von solchen gutartigen oder bösartigen Tumoren.
Unter Bezugnahme auf die Figur 3 wird erwähnt, daß es unterschiedliche Schnittstellen (wie die Haut des Patienten S, S1 und S2 der inneren bzw. internen Schnittstellen des Patienten) sowie die Fokalzone F gibt. Die Behandlungsanordnung der Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 12 versehen und das piezoelektrische Transducer-Element 14 mit der Bildeinrichtung 40.
Unter Bezugnahme auf die Figur 4 ist gepunktet dargestellt jeweils die Minimalkavitationsschwelle SCmin bei 150 W/cm²; die Kavitationsschwelle der Schnittstelle SCS, die Kavitationsschwelle an der Schnittstelle S1 SCS1 und die Kavitationsschwelle an der Schnittstelle S2 SCS2, und zwar bei Umgebungstemperatur.
Die Kurve SCT repräsentiert die Kurve der Kavitationsschwelle am Fokalpunkt als Funktion der Zeit und als Funktion der Temperatur der Gewebe. Unter der Wirkung der Erhöhung der Temperatur der Gewebe am Fokalpunkt F nimmt die Kavitationsschwelle am Fokalpunkt SCT ab, um geringer zu werden als die Kavitationsschwellen SCM, SCS und SCmin. Durch das Bezugszeichen W ist das elektrische Steuersignal beziffert, welches von der Steuereinrichtung 22 zu dem Transducer-Element 14 im Laufe der Zeit geliefert wird, dessen Amplitude es ermöglicht, Ultraschallwellen mit vorwiegend thermischer Wirkung zu liefern, wobei die elektrischen Signale W1, W2 und W3 von kurzer Dauer von einigen Mikrosekunden zu einigen Millisekunden, welche an das Transducer-Element 14 geliefert werden, es ihm ermöglichen, Ultraschallwellen mit vorwiegend kavitativer Wirkung zu liefern, deren Intensität die Kavitationsschwelle SC am Fokalpunkt übersteigt, und zwar zu dem Zeitpunkt der Lieferung davon, wie es in Figur 4 beobachtet werden kann. Die Ultraschallwellen mit vorwiegend kavitativer bzw. aushöhlender Wirkung bzw. mit vorwiegendem Kavitationseffekt können sich den Wellen W überlagern, und zwar wie es dargestellt ist.
Man wird feststellen, daß die Kavitationswellen mit den Bezugszeichen OEC1, OEC2, OEC3, welche den Signalen W1, W2, W3 entsprechen, erst nach einer vorbestimmten Zeitperiode T&sub1; geliefert werden, während welcher die Signale W es ermöglichen, Wellen mit vorwiegend thermischer Wirkung zu liefern, um eine Vorerwärmung der Gewebe der Fokalzone F zu erreichen, um die Kavitationsschwelle am Fokalpunkt F in signifikanter Weise abzusenken. Dies bildet ebenfalls ein besonderes technisches Merkmal, welches in der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist.
Die Periode bzw. der Zeitabschnitt T&sub2; entspricht der Zeit von Lieferung von Kavitationsultraschallwellen. Wie es im Vorangegangenen bereits erwähnt wurde, ist die Emissionsfrequenz der Kavitationsultraschallwellen umfaßt zwischen etwa 500 Kilo Hz und 4 MHz, bevorzugt zwischen 500 KiloHz und 2 MHz, wobei sie insbesondere bevorzugt etwa 1 MHz beträgt, während die Emissionsfrequenz der thermischen Ultraschallwellen umfaßt ist zwischen etwa 1 und 4 MHz, wobei diese Frequenz zumindest gleich der Frequenz der Kavitations ultraschallwellen ist. Des weiteren ist die Dauer der Kavitationsultraschallwellen umfaßt zwischen etwa 0,5 Mikrosekunden und etwa 100 Millisekunden, bevorzugt umfaßt zwischen 0,5 Mikrosekunden und 50 Mikrosekunden. Ferner, wie es aus Figur 7 ersichtlich ist, besteht zwischen den unterschiedlichen Behand- lungspunkten F&sub1;, F&sub2;, F&sub3;, F&sub4; eine Latentzeit, welche bevorzugt umfaßt ist zwischen etwa 1 Sekunde und 15 Sekunden, wobei diese Latentzeit vorteilhafterweise verwendet wird zum Realisieren der Versetzung der Behandlungsanordnung 12 von einem Punkt zu einem anderen, sowie zum Betätigen der Bildsteuereinrichtung 44 über eine Verbindung 46 der Bildeinrichtung 40.
In Figur 5 ist die Maximalamplitude A&sub1; der Ultraschallwellen mit vorwiegend thermischer Wirkung W und die maximale Amplitude A&sub2; der Ultraschallwellen mit vorwiegendem Kavitationseffekt W&sub1;, W&sub2;, W&sub3; dargestellt. Es ist ebenfalls die Zeitperiode bzw. der Zeitabschnitt T&sub1; dargestellt, während welchem die Kavitationsultraschallwellen nicht emittiert werden, wobei diese Periode sich vorteilhafterweise über 100 Millisekunden bis 10 Sekunden erstreckt, wobei ebenfalls die Behandlungsdauer durch die Ultraschallwellen eines Punktes der Fokalzone FtF dargestellt ist, sowie die Zeit t&sub1;, welche die Dauer von jedem Kavitationsultraschallwellenpuls repräsentiert, wobei die Zeit t&sub2; zwischen zwei sukzessiven Emissionen von Kavitationsultraschallwellen die Kavitationsimpulswiederholungsfrequenz bestimmt. Das Ende der Behandlung wird eventuell von einer Latentzeit tL gefolgt.
Dies bestimmt die gesamte Behandlungsdauer des Punktes Ft (total F). Somit sind unter Bezugnahme auf Figur 7 Daten für die Behandlung des ersten Punktes mit dem Index 1 angegeben. Somit ist am Punkt 4 z.B. dieser beziffert mit dem Index 4, etc.
Schließlich ist in Figur 6 eine andere Ausführungsvariante dargestellt, für welche die Steuereinrichtung 20, 22 die Emission von Ultraschallwellen mit variabler Amplitude realisiert, und zwar als Funktion der Zeit, wobei bevorzugt die Amplitude im Laufe der Zeit ansteigt, so daß die Amplitude während einer ersten Periode T&sub1; kleiner bzw. unterhalb der Kavitationsschwelle SC bleibt, wonach sie in einer zweiten Periode T&sub2; größer als die Kavitationsschwelle SC wird.
Unter Bezugnahme auf Figur 8 ist in schematischer Weise eine andere unabhängig patentierbare Ausführungsform dargestellt, welche eventuell kombinierbar mit jener von den Figuren 1 bis 7 ist, und zwar von einer Therapievorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche durch das generelle Bezugszeichen 110 dargestellt ist. Die zu behandelnden Gewebe sind durch das generelle Bezugszeichen 112 dargestellt, und die Schnittstellenzone, umfassend insbesondere die zu schützenden Schnittstellengewebe, ist durch das generelle Bezugszeichen 114 angegeben. Die Schnittstellengewebe, für welche es insbesondere wichtig ist, sie zu schützen bzw. zu erhalten, sind z.B. die Haut eines Säugetieres, bevorzugt eines menschlichen Wesens.
Die Therapievorrichtung 110 gemäß der Erfindung umfaßt zumindest eine Behandlungsanordnung 116 mit zumindest einem piezoelektrischen Transducer- Element 118, welches vorgesehen ist zum Realisieren zumindest der zuvor erwähnten Therapie, angesichts der Zerstörung eines zu zerstörenden Zieles, wie die Gewebe 112, welche sich im Inneren des Körpers eines Säugetieres M, insbesondere eines menschlichen Wesens, befinden können. Das piezoelektrische Transducer-Element 118 ist vorgesehen zum Liefern von fokussierten Ultraschalldosen in einem Punkt oder einer Fokalzone F, welche die Gewebezone bestimmt, welche mit der Therapie zu behandeln ist, wobei das Fokalisationsbzw. Fokussierungsfeld der Ultraschallwellen schematisch angedeutet ist durch das Bezugszeichen C.
Eine Steuereinrichtung wie 120, 122 der Behandlungsanordnung 116 zum Durchführen der Therapie ist ebenfalls vorgesehen. Die Steuereinrichtung umfaßt bevorzugt eine Steuerzentrale 120 mit z.B. einem Rechner, Computer oder Mikrocomputer, sowie eine mechanische und/oder elektrische Steuereinrichtung 122 der Behandlungsanordnung 116 und somit des oder der piezoelektrischen Transducer-Elemente 118, wie es dem Durchschnittsfachmann wohlbekannt ist.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Therapievorrichtung 110 dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Abkühl- bzw. Kühleinrichtung 130 umfaßt, welche es ermöglicht, eine Abkühlung in einem vorbestimmten Temperaturbereich von zumindest den Gewebezonen 114 zu erreichen, welche an der Schnittstelle zu der Therapieanordnung 116 angeordnet sind, was es ermöglicht, die Gewebezonen, welche sich an der Schnittstelle 114 befinden, in effizienter Weise zu schützen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfaßt bzw. enthält die Kühl- bzw. Abkühleinrichtung 130 ein Kühlfluid 132, bevorzugt ein flüssiges Kühlmittel, insbesondere entgastes Wasser.
Gemäß einer weiteren insbesondere vorteilhaften Ausführungsform ist die Therapieanordnung 116 mit einer Membran in der Form einer Tasche versehen, welche in dichter Weise an der Behandlungsanordnung 116 befestigt ist, wie es für den Durchschnittsfachmann verständlich ist, ausgehend von der Betrachtung der Figur 8. Diese Membran, welche in dichter Weise geschlossen ist, ist vollständig mit dem Kühlfluid 132 gefüllt. Eine Zirkulationsversetzungseinrichtung 136 des Kühlfluides ist ebenfalls vorgesehen, und zwar angesichts der Erneuerung bzw. Ersetzung zur Wartung bzw. Aufrechterhaltung in dem Bereich der vorgesehenen Abkühl- bzw. Kühltemperatur.
Gemäß einer besonderen Ausführungsvariante sichert die Kühl- bzw. Abkühleinrichtung 130 ebenfalls die Abkühlung bzw. Kühlung des piezoelektrischen Transducer-Elementes 118, was generell der Fall ist, wenn die Membran 134 äußerlich zumindest das Transducer-Element 118 umgibt, und zwar in solch einer Weise, daß dieses in dem Kühlfluid 132 schwimmt, oder in permanentem Kontakt damit ist.
Die Zirkulationsversetzungseinrichtung 136 umfaßt z.B. eine Zufuhrleitung 138 für Kühlfluid, ausgehend von einer Apparatur 140 für die Thermostabilisation, umfassend zumindest eine Temperaturregeleinrichtung 142, welche eine Gruppe 144 von Kälteproduktion steuert, z.B. einen Wärmetauscher, wobei die Einrichtung 142 mit einem oder mehreren Temperatursensoren 146, 148 gekoppelt ist, wovon einer 146 in dem Kühlfluid 132 angeordnet sein kann, während ein anderer 148 äußerlich an der Membarn 134 zwischen dieser und der Fläche 5 der Haut des Säugetieres M angebracht bzw. angeordnet sein kann. Das Kühlfluid tritt über eine Austrittsleitung 139 aus, um zu der Gruppe 144 zurückzukehren, wobei es eventuell durch eine Entgasungseinrichtung 150 treten kann. Selbstverständlich können ebenfalls Zirkulationspumpen, wie 152, vorgesehen sein.
Die Gesamtheit der Abkühleinrichtung ist vorteilhafterweise durch die Steuerzentrale 120 gesteuert.
Des weiteren kann man ebenfalls eine Drucksensor- bzw. -Erfassungseinrichtung 154 vorsehen, welche ebenfalls zwischengelagert ist, äußerlich zwischen der Membran 134 und der Fläche 5 der Haut des Säugetieres M, welche durch ein entsprechendes leitendes Element 1 56 Druckdaten zu der Steuerzentrale 120 überträgt, so daß diese die Steuerbefehle der Steuereinrichtung 122 verändert.
Gemäß einer insbesondere vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, so wie sie in Figur 8 dargestellt ist, ist die Therapieanordnung 110 extrakorporell bzw. äußerlich anwendbar.
Gemäß einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann die Therapie anordnung eine endokavitive Anordnung sein, welche eine semi-invasive Therapie erlaubt, wobei die endokavitive Anordnung insbesondere eine endorektale oder eine endo-uretrale Anordnung sein kann. Es kann sich des weiteren um eine endo-oesophage Anordnung bzw. eine Speiseröhrenanordnung handeln. Da die Realisation einer solchen endokavitiven Anordnung dem Durchschnittsfachmann wohlbekannt ist, ist eine Darstellung in den Zeichnungen nicht nötig. Es wird ebenfalls Bezug genommen auf die frühere Anmeldung desselben Anmelders WO-A-92/15253.
Die Temperaturmeßeinrichtung der Gewebe, wie bei 148 dargestellt, umfaßt vorteilhafterweise Sensoren bzw. Detektoren in der Form von Thermopaaren oder in der Form eines Blattes, insbesondere des PVDF-Types, welches den Vorteil aufweist, daß es in der Form von Blättern mit sehr geringer Dicke vorliegt, und daß man es somit direkt an den Gewebezonen der Schnittstelle mit Bezug bzw. gegenüberliegend der Therapieanordnung 116 anordnen kann, oder auch an der äußeren Fläche der Membran 134, so wie es dargestellt ist, wobei die Membran an der Fläche 5 der Schnittstellengewebe 114 anliegt.
Des weiteren ermöglicht es hier der Detektor 154, welcher ebenfalls vorteilhafterweise in der Form eines Blattes, insbesondere des PVDF-Types vorliegt, den akustischen Druck des Ultraschallfeldes zu messen, welches von der Therapieanordnung 116 auf dem Niveau der Schnittstelle 114 emittiert wird, wodurch es ermöglicht wird, sehr exakt die akustische Intensität an der Fokalzone zu kennen bzw. zu erfassen, und zwar in Echtzeit.
Unter Bezugnahme auf Figur 9 ist eine Ausführungsvariante der Vorrichtung von Figur 8 gezeigt, in welcher zumindest eine endokavitive Anordnung 160 vorgesehen ist, welche physikalisch unabhängig von der Therapieanordnung 116 ist, und zwar für die Abkühlung der Gewebezonen, welche von der Therapieanordnung 116 entfernt sind, und welche man ebenfalls schützen möchte während der Therapie. Die endokavitive Anordnung 160 ist vorteilhafterweise vorgesehen zum Aufnehmen desselben Kühlfluides 132, wie jenes, welches verwendet wird für die Therapieanordnung 116. Im vorliegenden Fall ist für die Behandlung der Prostata P schematisch die Uretrea U dargestellt, wobei die endokavitive Anordnung bzw. Einrichtung 160 eine endo-uretrale Anordnung ist.
Diese endokavitive Anordnung 160 umfaßt eine Zufuhrleitung 138A für Kühlfluid 132, abgeleitet von der Leitung 138 der Figur 8, und eine Abfluß- bzw. Evakuierleitung 139A, abgeleitet von der Abflußleitung 139 von Figur 8, was eine extrem geringfügige Modifikation der Vorrichtung in ihrer Gesamtheit darstellt.
Man kann ebenfalls vorsehen, daß die endokavitive Sonde 160 bereitgestellt ist mit einer Temperaturmeßeinrichtung, welche es ermöglicht, die erreichte Temperatur in der Uretrea bzw. Harnröhre U zu steuern bzw. zu kontrollieren, wodurch somit eine zusätzliche Behandlungssicherheit gewährleistet ist.
Die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß den Figuren 8 und 9 ist dem Durchschnittsfachmann aus der vorangegangenen Beschreibung unmittelbar offensichtlich.
Es wird in diesem Zusammenhang klargestellt, daß man als bevorzugtes fokussiertes piezoelektrisches Transducer-Element ein Transducer-Elementverwenden wird, welches eine Öffnung 1 aufweist, und welches bei einer Frequenz von 1 MHz funktioniert. Für diesen Transducer-Element-Typ wird das Volumen der Fokalzone F typischerweise eine elliptische Form aufweisen, wie es dargestellt ist, mit einer großen Achse von 10 mm und einer kleinen Achse von 2 mm.
Man stellt hier fest, daß das Volumen der Fokalzone F sehr klein ist mit Bezug auf die Prostata P, welche das Gesamtvolumen der Gewebezone 112 bestimmt, welche mit der Ultraschalltherapie zu behandeln ist.
Unter Berücksichtigung, daß das Volumen der Fokalzone F sehr klein ist im Verhältnis zu dem Gesamtvolumen der zu behandelnden Gewebe, während der Behandlung, wird es ausreichend sein, die Behandlungsanordnung 116 zu versetzen, um eine sogenannte punktweise Behandlung durchzuführen zum Durchlaufen der Gesamtheit des Volumens der zu behandelnden Schädigung bzw. Beeinträchtigung.
Man versteht, daß aufgrund der insbesondere starken bzw. intensiven zu erzeugenden Wärme in dem Fokalvolumen F eine thermische Diffusion durch bzw. über die Gewebe stattfindet, welche sich ausdehnen bzw. erstrecken kann bis weit über die zu zerstörende Schädigung, und insbesondere die zu schützende bzw. aufrechtzuerhaltende Gewebezone, wie die Gewebezone 114, erreichen kann. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Fokalzone F in der Nähe der Gewebezone 114 angeordnet ist, welche zu schützen ist, wie es in den Figuren 1 bis 9 dargestellt ist.
Dieser Schutz wird ebenfalls gesichert durch die Abkühlung von zumindest der Gewebezone 114 (Figur 8), eventuell mit der Zone der Uretrea U (Figur 9), dank dem Vorhandensein der Membran 134, welche in Berührung bzw. in Kontakt mit dem Gewebe 114 angeordnet ist, und eventuell dank dem Vorhandensein der zusätzlichen bzw. komplementären endokavitiven Sonde 162.
Die Membran 134 weist sich aus durch ihre Transparenz für das akustische Feld und ihre thermische Leitfähigkeitskapazität. Daher wird vorteilhafterweise ein angepaßtes Material ausgewählt, welches Latex oder Silikon sein kann. Die Dicke der Membran in der Zone, in welcher das akustische Feld durchtritt, ist bevorzugt reduziert auf ein Minimum. Sie kann sich verändern von einigen Mikrometern bis zu einigen Millimetern gemäß der angedachten Anwendung (extrakorporell oder endokavitiv).
Dank der gesicherten Verwaltung über die Steuerzentrale 120 und die thermische Ausgleichseinrichtung 140 wird das Kühlfluid 132 abgekühlt auf eine vorbestimmte Temperatur, welche niedriger ist als die Temperatur des Körpers des Säugetieres, insbesondere geringer als 37ºC, und inbesondere bevorzugt geringer als 35ºC, und noch bevorzugter bei 30ºC. Ein Abkühltemperaturbereich, welcher insbesondere interessant ist, wird zwischen etwa 4ºC und 30ºC, bevorzugt zwischen 15ºC und 25ºC, liegen.
Es ist zu erwähnen, daß die Temperatursensoren und/oder die Drucksensoren 148, 154 in der Form von Blättern mit sehr geringer Dicke transparent bzw. durchlässig für das akustische Feld sind, und in der Praxis keine Störung veranlassen. Da die Sensoren drucksensibel sind, ermöglichen sie es, den Druck des akustischen Feldes zu empfangen, welcher durch das fokussierte Transducer- Element 118 geliefert wird. Diese Druckinformation wird an die Steuerzentrale 120 übertragen und ermöglicht es, die Steuerein richtung 122 zu steuern, um insbesondere die elektrische Leistung zu steuern bzw. zu regeln, welche an das akustische Ultraschall-Transducer-Element geliefert wird.
Natürlich ist es möglich, zum Durchführen der Therapie die Haut des Patienten mit einem Kopplungsmittel, wie z.B. Silikonöl, zu behandeln.
Man kann ferner ebenfalls eine Erfassungseinrichtung bzw. eine Orientierungseinrichtung bereitstellen, wie z.B. die Einrichtung 40, Figur 1, welche eine präzise Anordnung bzw. Positionierung der Fokalzone F des fokussierten Transducer-Elementes 118 mit Bezug bzw. gegenüberliegend der zu zerstörenden Schädigung ermöglicht.
Das Abwechseln von Ultraschalleinwirkung bzw. -beschuß und der Versetzung des Transducer-Elementes 118 ermöglicht es, daß die Fokalzone F die Gesamtheit des Volumens der zu zerstörenden Schädigung durchläuft.
Als Funktion der Tiefe der zu zerstörenden Schädigung wählt man eine besondere Ultraschalleistung. Diese Ultraschalleistung wird gesteuert und geregelt während den aufeinanderfolgenden Stößen bzw. Schüssen bzw. Behandlungen durch die Drucksensoreinrichtung 154.
Während den ersten Schüssen bzw. Einwirkungen mißt der Temperatursensor 148 die von den zu schützenden Geweben 114 erreichte Temperatur, in diesem Fall der Haut des Patienten, und überträgt diese an die Temperaturregeleinrichtung 136. Diese Einrichtung wirkt auf die Gruppe 144 zur Erzeugung von Kälte zum Aufrechterhalten eines konstanten bestimmten Wertes der Temperatur der zu schützenden Gewebe, um die Kavitationseffekte zu begrenzen oder zu vermeiden, welche ein Ergebnis der Ultraschallwellen sind, welche eine hohe akustische Therapieenergie aufweisen. Diese Regelung wird erhalten, indem mehr oder weniger die Temperatur des Kühlfluides 132 abgekühlt wird, wobei dieses bevorzugt ein Fluid bzw. eine Flüssigkeit ist, wie z.B. entgastes Leitungswasser.
Man erkennt somit, daß es die Erfindung ermöglicht, die zuvor erwähnten technischen bestimmten Vorteile in einer einfachen, sicheren und effizienten Weise zu erreichen, unter therapeutischer Hinsicht, und mit einer großen Einsatzmöglichkeit, um angepaßt zu werden auf sämtliche Typen von zu behandelnden Schädigungen bzw. Beeinträchtigungen. Die Erfindung umfaßt natürlich sämtliche Mittel, welche technische Äquivalente der Mittel bzw. Einrichtungen bilden, welche Gegenstand der folgenden Ansprüche sind.

Claims

1. Ultraschalltherapievorrichtung, umfassend zumindest eine Behandlungsanordnung (12) mit zumindest einem piezoelektrischen Transducerelement (14), welches vorgesehen ist zum Durchführen zumindest der Therapie, angesichts der Zerstörung eines zu zerstörenden Zieles (16), wie Gewebe, welche sich im Inneren eines Säugetieres, insbesondere eines menschlichen Lebewesens befinden können, und eine Steuereinrichtung der Anordnung (12) zum Durchführen der Therapie, wobei das piezoelektrische Transducerelement (14) vorgesehen ist zum Liefern von Ultraschallwellen, fokussiert in einem Punkt oder einer fokalen Zone (F), welche den Gewebebereich definiert, welcher mit der Therapie zu behandeln ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20, 22) der Anordnung (12) es ermöglicht, die alternierende Emission von Ultraschallwellen von zwei Typen zu steuern, wobei der erste, thermisch genannte Typ an den zu behandelnden Geweben (16) einen vorwiegend thermischen Effekt erzeugt, und der zweite vom sogenannten Kavitationstyp an den zu behandelnden Geweben eine vorwiegend aushöhlende Wirkung erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20, 22) die Behandlungsanordnung (12), zumindest am Anfang der Behandlung, auf thermische Ultraschallwellen steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20, 22) der Behandlungsanordnung (12) die Emission von Kavitationsultraschallwellen nach einer vorbestimmten Zeitperiode steuert, welche einstellbar ist, wobei eine Vorerwärmung der zu behandelnden Gewebe ermöglicht wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20, 22) es ermöglicht, die Emission von Kavitationsultraschallwellen gleichzeitig zu der Emission von thermischen Ultraschallwellen zu steuern.

5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Intensität der thermischen Ultraschallwellen niedriger ist als die Kavitationsschwelle, während die akustische Intensität der Kavitationsultraschallwellen mindest gleich der Kavitationsschwelle ist, wobei die Kavitationsschwelle eine Funktion der zu behandelnden Gewebe des Säugetieres ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Kavitationsultraschallwellen niedriger ist als die Frequenz der thermischen Ultraschallwellen.

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20, 22) die Emission von Kavitationsultraschallwellen realisiert, umfassend eine negative Komponente in der Amplitude und von solch einer Art, daß sie die Kavitation auslöst.

8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20, 22) die Emission von Kavitationsultraschallwellen von einer Dauer erreicht, welche enthalten ist zwischen etwa 0,5 Mikrosekunden und etwa 100 Millisekunden, und bevorzugt umfaßt zwischen 0,5 Mikrosekunden und 50 Mikrosekunden.

9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20, 22) die Emission von Kavitationsultraschallwellen erreicht durch sukzessive Impulse bei einer Wiederholungsfrequenz, welche sich verändert zwischen etwa 1 Hz und 1 kHz, bevorzugt zwischen etwa 10 Hz und 100 Hz.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des einstellbaren vorbestimmten Zeitintervalles umfaßt ist zwischen etwa 100 Millisekunden und etwa 10 Sekunden.

11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtbehandlungsdauer des Gewebebereiches, welcher bestimmt ist durch den Fokalpunkt oder die Fokalzone durch die Ultraschallwellen umfaßt ist zwischen 100 Millisekunden und 10 Sekunden, wobei diese Gesamtdauer zumindest einen Kaviationsultraschallwellenimpuls umfaßt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Versetzungseinrichtung (22) der Behandlungsanordnung umfaßt, so daß die Behandlung punktweise durchgeführt wird, wobei jeder Punkt bestimmt ist durch den Fokalpunkt oder die Fokalzone, so daß die Gesamtheit des Volumens des zu behandelnden Zieles abgedeckt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzungseinrichtung (22) der Behandlungsanordnung (12) gesteuert ist durch eine Steuerzentrale (20), z.B. umfassend eine Recheneinheit wie einen Computer oder einen Mikrocomputer, wobei dieser bevorzugt über ein Programm verfügt, welches die Versetzung der Behandlungsanordnung (12) als Funktion des Volumens des zu behandelnden Zieles veranlaßt, wobei vorteilhafterweise die Volumendaten erhalten sind durch eine zugeordnete Bildeinrichtung (40), welche eine besondere Bildsteuereinrichtung (44) umfaßt, welche durch die Steuerzentrale (20) gesteuert ist, und bevorzugt eine Versetzungseinrichtung (30), insbesondere zur Translation und/oder zur Rotation.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerzentrale (20) die Versetzung der Versetzungseinrichtung (22) der Behandlungsanordnung (12) derart steuert, daß die Behandlung der Gewebezonen des Zieles (16), welche am weitesten von der Behandlungsanordnung (12) entfernt sind, zuerst durchgeführt wird, um die Gewebezonen zu erreichen, welche am nahesten zu der Behandlungsanordnung (12) sind, um somit die Behandlungseffizienz des Zieles zu verbessern.

15. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20, 22) eine Latentzeit zwischen der Behandlung von zwei aufeinanderfolgenden Punkten des zu behandelnden Zieles sichert, so daß eine Relaxation der zu behandelnden Gewebe ermöglicht wird, wobei bevorzugt die Latentzeit umfaßt ist zwischen etwa 1 Sekunde und 1 5 Sekunden, wobei diese Latentzeit vorteilhafterweise verwendet wird zum Durchführen der Versetzung der Behandlungsanordnung von einem Behandlungspunkt zu einem anderen.

16. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerzentrale (20) eine Versetzung der Versetzungseinrichtung (22) der Behandungsanordnung (12) in einer zufälligen Weise steuert, wobei die bereits behandelten Punkte ausgeschlossen sind.

17. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsfrequenz der Kavitationsultraschallwellen umfaßt ist zwischen etwa 500 kHz und 4 MHz, bevorzugt zwischen 500 kHz und 2 MHz, und insbesondere bevorzugt von etwa 1 MHz.

18. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsfrequenz der thermischen Ultraschallwellen umfaßt ist zwischen etwa 1 und 4 MHz, wobei diese Frequenz zumindest gleich der Frequenz der Kavitationsultraschallwellen ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Intensität der thermischen Ultraschallwellen geringer ist als etwa 150 W/cm², und daß die akustische Intensität der Kavitationsultraschallwellen zumindest gleich etwa 150 W/cm² ist.

20. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20, 22) die Emission von Ultraschallwellen mit variabler Amplitude erreicht, und zwar als Funktion der Zeit, bevorzugt mit anwachsender Amplitude im Laufe der Zeit, so daß die Amplitude während einer ersten Periode (T&sub1;, Fig. 6) geringer als die Kavitationsschwelle (SCT) bleibt, wonach in einer zweiten Periode (T&sub2;, Fig. 6) sie größer als die Kavitationsschwelle (SCT) wird.

21. Ultraschalltherapievorrichtung (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, umfassend zumindest eine Behandlungsanordnung (116), welche vorgesehen ist zum Durchführen zumindest der Therapie angesichts der Zerstörung eines zu zerstörenden Zieles (112), so wie die Gewebe (P), welche sich im Inneren des Körpers eines Säugetieres (M) befinden können, insbesondere in einem menschlichen Wesen, und eine Steuereinrichtung (120, 122) der Anordnung (116) zum Durchführen der Therapie, wobei das piezoelektrische Transducerelement (118) vorgesehen ist zum Liefern von fokussierten Ultraschalltherapiewellen von hoher akustischer Energie bei einem Fokalpunkt oder einer Fokalzone (F), welche die Gewebezone (P) bestimmt, welche mit der Therapie zu behandeln ist, wobei die Ultraschallwellen Gewebezonen (114) durchqueren, welche an der Schnittstelle zu der Therapieanordnung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt eine Abkühleinrichtung (130), vorteilhafterweise mit einem Kühlfluid (132), bevorzugt ein flüssiges Kühlmittel, wie Wasser, welches erlaubt, die Abkühlung in einem vorbestimmten Temperaturbereich zu erreichen, von zumindest den Gewebezonen (114), welche sich an der Schnittstelle zu der Therapieanordnung (116) befinden, wodurch in effizienter Weise es ermöglicht wird, die Gewebezonen zu schützen, welche an der Schnittstelle angeordnet sind, und zwar gegen die Kavitationswirkungen.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Therapieanordnung (12, 116) extrakorporell bzw. äußerlich anwendbar ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Therapieanordnung (116) eine endokavitive Anordnung ist, welche eine Therapie über halbinvasivem Wege erlaubt, wobei die endokavitive Anordnung insbesondere eine endorektale oder endouretrale oder ösophagische Anordnung ist.

24. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest eine endokavitive Anordnung (160) umfaßt, welche physikalisch unabhängig von der Therapieanordnung (12; 116) ist, um die Gewebezonen (U) abzukühlen, welche entfernt von der Therapieanordnung sind, und welche man ebenfalls während der Therapie schützen möchte.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt zumindest eine Temperaturmeßeinrichtung (148) für Gewebe (114), welche an der Schnittstelle mit der Therapieanordnung (12; 116) angeordnet sind, eine Empfangs-Übertragungseinrichtung (142) für Temperaturdaten, welche übertragen werden durch die Temperaturmeßeinrichtung, und zwar zu einer Steuerzentrale (120), welche in der Lage ist, die Befehlsinstruktionen bzw. Steuerbefehle der Betätigung der Therapieanordnung als Funktion der empfangenen Temperaturdaten zu modifizieren.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung (148) Sensoren umfaßt, die in einer Form von Thermopaaren oder in der Form eines Blattes, insbesondere des Types PVDF, welche direkt an den Gewebezonen der Schnittstelle mit Bezug auf die Therapieanordnung angeordnet sein können, oder an der äußeren Fläche der Membran (134), welche die Abkühl- bzw. Kühlflüssigkeit (132) umschließt, und welche an den Geweben der Schnittstelle (114) anliegt, und bevorzugt zumindest eine Drucksensoreinrichtung, insbesondere des Types PVDF, welche es erlaubt, den akustischen Druck des Ultraschallfeldes zu messen, welches emittiert ist durch die Therapieanordnung (116) auf der Höhe der Schnittstelle (114), so daß die elektrische Leistung geregelt ist, welche an das Transducerelement (118) geliefert ist zum Aufrechterhalten eines konstanten Wertes des Druckes des akustischen Ultraschallfeldes am Fokalpunkt bzw. Brennpunkt (F).

27. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie verwendet oder angewendet wird auf sämtliche Ultraschalltherapien, welche bevorzugt lokalisiert sind, und zwar von sämtlichen gutartigen oder bösartigen Tumoren, externen oder internen, insbesondere bevorzugt für die Behandlung von gutartigen oder bösartigen Tumoren der Leber, der Prostata, der Niere, der Brust, der Haut, des Gehirnes und die Behandlung von Krampfadern sowie des Ösophages bzw. der Speiseröhre.

28. Verfahren zum Steuern einer Ultraschalltherapievorrichtung, welche aufweist zumindest ein piezoelektrisches Transducerelement (14) und eine Steuereinrichtung des oder der Transducerelemente (14) zum Steuern der Emission über den oder die Transducer von Therapieultraschallwellen hin zu zu behandelnden Geweben, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden aufeinanderfolgenden oder gleichzeitigen Schritte umfaßt:

- Steuern der Emission über den oder die Transducer von Ultraschalltherapiewellen, welche maßgeblich eine thermische Wirkung in den zu behandelnden Geweben aufweisen;

- Steuern der Emission über den oder die Therapieultraschallwellentransducer, welche maßgeblich eine Kavitationswirkung in den zu behandelnden Geweben aufweisen.