<Desc/Clms Page number 1>
STRALINGSANTENNE VOOR DE URETHRALE BEHANDELING VAN PROSTAT-WEEFSELAANDOENINGEN
De uitvinding betreft een stralingsantenne voor de electromagnetische bestraling in verband met de behandeling van prostaathypertrofie of prostaatkanker, welke antenne uitneembaar in een catheter met koeling wordt aangebracht die in de urethra of andere lichaamsholte wordt geschoven.
Het voornaamste doel der uitvinding is een welbepaald en gelijkwaardig radiatiepatroon van de antenne in de prostaat te bekomen, naargelang de grootte en de vorm van de te behandelen prostaat.
Uit het US-oktrooi 4. 967. 765 is een catheter gekend die in de urethra wordt geschoven en waarin een antenne bestaande uit een gekende coaxiale kabel met centrale- en een buitengeleider is aangebracht en waarbij de centrale geleider is aangesloten op een einde van een op een afstand van elkaar en rond de catheter schroeflijnvormig aangebrachte windingen voor het uitstralen van electromagnetische golven en waarvan het andere einde is aangesloten op de buitengeleider van de coaxiale kabel.
Belangrijke nadelen hiervan zijn dat het radiatiepatroon van de antenne niet nauwkeurig is te bepalen, onregelmatig is en naar achter uitloopt, zodat hoge temperaturen kunnen ontstaan op plaatsen van het te behandelen weefsel waar dit niet is gewenst. Bovendien is het moeilijk een optimaal radiatiepatroon te bekomen en gelijktijdig de lekstraling tot het minimum te beperken. Nog een ander nadeel is dat de catheter en de coaxiale kabel waaruit de antenne bestaat, een geheel vormen, zodat het center van de antenne dat de microgolven uitstraalt steeds een vaste welbepaalde positie
<Desc/Clms Page number 2>
inneemt ten opzichte van het te behandelen prostaatweefsel.
Om deze nadelen te ondervangen, is volgens het voornaamste kenmerk der uitvinding, een uit de catheter verwijderbare bestralingsantenne verwezenlijkt, zoals beschreven in het kenmerkend gedeelte van de hiernavolgende conclusie 1.
Buiten het ondervangen van genoemde nadelen, heeft de antenne overeenkomstig de uitvinding nog als belangrijke voordelen dat het stralingspatroon gelijkmatiger is over geheel zijn lengte en dat verschillende penetratiepatronen mogelijk zijn. Bovendien kan de antenne geschikt worden gemaakt voor verschillende frekwenties. De soepele constructie en de kleine diameter van de antenne maakt ze uitermate geschikt voor urethrale penetratie. Ook heeft de antenne nog het voordeel dat de lekstraling tot een toelaatbaar minimum wordt beperkt.
Als voorbeeld, zonder enig begrenzend karakter, volgt hierna een uitvoeriger beschrijving van een mogelijke uitvoeringsvorm van de antenne overeenkomstig de uitvinding. Deze beschrijving verwijst naar bijgevoegde tekeningen, waarin : fig. 1 een buitenaanzicht van het voorste gedeelte van de antenne weergeeft, waarbij de buitenbekleding is weggelaten ; fig. 2 een volledige langsdoorsnede van het voorste gedeelte van de antenne voorstelt ; fig. 3 een buitenaanzicht van het achterste gedeelte van de antenne weergeeft ; fig. 4 een schematische tekening weergeeft van een volledige voedingsinrichting waarop de antenne wordt aangesloten om bedrijfsklaar te zijn.
In de figuren 1 tot 3 bemerkt men dat de antenne gevormd wordt uit een coaxiale kabel 1 waarvan de centrale geleider 2 die in de diëlektrische isolatielaag 3
<Desc/Clms Page number 3>
is aangebracht, met een gedeelte 4 een weinig uit het vrije einde van de kabel steekt. Er wordt uitgegaan van een gekende coaxiale kabel van een bepaalde lengte voor 915 MHz, maar het is ook mogelijk gebruik. te maken van een kabel voor frekwenties lager of hoger dan 915 MHz.
De buitengeleider 5 en de buitenmantel 6 van de kabel zijn derwijze ingekort, dat de isolatielaag 3 tegenaan het vrije einde van de kabel bloot komt te liggen en dat de buitengeleider 5 een weinig uit de buitenmantel (6) steekt. Tussen het einde van de buitengeleider 5 en op het blootliggend gedeelte van de isolatielaag 3 is een dielektrische isolatielaag 7 aangebracht waarvan de buitendiameter gelijk is aan deze van de buitenmantel 6 van de kabel. Rondom de isolatielaag 7 is een eerste reeks windingen 8 gewikkeld die op een geschikte afstand van elkaar liggen. Deze windingen zijn gevormd uit bijvoorbeeld vlakke stripdraad van 0, 127 mm dikte en 1, 6 mm breedte. Hierbij zijn bijvoorbeeld 5 windingen over een lengte van 16 mm voorzien.
Het achterste einde van deze voorste reeks windingen 8 ligt vrij op de isolatielaag 7 en het voorste einde 9 ervan is vastgesoldeerd op een elektrisch geleidende bus 10 die is bevestigd op het blootliggend gedeelte 4 van de centrale geleider 2.
Rondom de buitenmantel 6 van de kabel is een tweede reeks windingen 11 gewikkeld die op een geschikte afstand van elkaar liggen. Ook deze windingen zijn bijvoorbeeld gevormd uit een vlakke stripdraad en hierbij zijn 5 3/4 windingen over een lengte van 18 mm voorzien. Het voorste einde 12 van deze achterste reeks windingen is vastgesoldeerd op een elektrisch geleide bus 13 die op het blootliggend gedeelte van de buitengeleider 5 is bevestigd. Het achterste einde van deze achterste reeks windingen 11 ligt vrij op de buitenmantel 6 van de kabel. Beide reeksen windingen 8 en 11 liggen op een kleine afstand van elkaar en zijn lineair gepola-
<Desc/Clms Page number 4>
riseerd. De windingen van beide reeksen 8-11 kunnen in dezelfde of tegengestelde richting lopen.
Naargelang de gewenste lengte en vorm van het stralingspatroon, wordt de breedte van de vlakke stripdraad en het aantal windingen van beide reeksen windingen 8-11, aangepast.
Hierbij wordt opgemerkt dat het aantal windingen van de voorste reeks windingen 8, de vorm en de grootte van het voorste gedeelte van het stralingspatroon bepalen, terwijl het aantal windingen van de achterste reeks windingen 11 niet alleen de vorm en grootte van het achterste gedeelte van het stralingspatroon bepalen maar tevens de lekstraling naar de coaxiale kabel toe wordt beperkt. Om andere stralingspatronen te bekomen is het voldoende alleen het aantal windingen van de voorste reeks windingen 8 te wijzigen of beide. Zo kan een lang patroon van 4, 5 cm of een kort patroon van 3 cm worden bekomen.
Om de windingen op de kabel vast te houden is over deze windingen een isolatiebekleding 14 van bijvoorbeeld teflon gewikkeld'en is deze laag vastgezet door middel van op geschikte plaatsen aangebrachte krimpringen 15-16 van bepaalde breedte en is over het einde van de kabel een krimpkap 17 aangebracht. Aldus wordt een doeltreffende en soepele antenne van kleine diameter, bijvoorbeeld 3, 1 mm bekomen.
Het achterste gedeelte van de antenne is voorzien van een koppeling 18 om aangesloten te worden op de ingangskabel van een hyperthermie-apparaat. Tevens is dit achterste gedeelte voorzien van een stekker 19 en een indicatievenster 20, waardoor het type van aangesloten antenne kan worden vastgesteld. Een schaalverdeling 21 laat toe de inschuifdiepte van de antenne in de catheter 22 te bepalen, naargelang de afmetingen van de te behandelen prostaat.
Op de figuur 4 bemerkt men dat de antenne uitneembaar in de catheter 22 en op de gewenste penetratiediepte
<Desc/Clms Page number 5>
wordt ingesteld en dat beide aangesloten worden op een gekende voedingsinrichting. Deze voedingsinrichting bevat een bediening-en dataverwerkingseenheid 23, een controle-eenheid 24, een generator 25 voor het opwekken van electromagnetische golven en waarop de antenne is aangesloten, een koeleenheid 26 met in- en uitgang aangesloten op de catheter 22, en een temperatuurmeetsysteem 27 waarop de temperatuursensoren van de catheter 22 zijn aangesloten.
Vanzelfsprekend is het eveneens mogelijk de centrale geleider 3 in te korten tot zijn einde ongeveer samenvalt met het einde van de buitengeleider 5, en op dit einde van de centrale geleider een einde van de voorste reeks windingen te bevestigen.
Eveneens is het vanzelfsprekend dat de stripdraad van de windingen 8-11 gelijk welke geschikte vorm en afmetingen kan hebben, dat deze windingen kunnen worden afgedekt met gelijk welk geschikt isolatiemateriaal en dat de lengte van de reeks windingen kan verschillen naargelang het beoogde doel.
<Desc / Clms Page number 1>
RADIANT ANTENNA FOR THE URETHRAL TREATMENT OF PROSTAT TISSUE DISORDERS
The invention relates to a radiating antenna for electromagnetic radiation in connection with the treatment of prostatic hypertrophy or prostate cancer, which antenna is removably mounted in a catheter with cooling which is inserted into the urethra or other body cavity.
The main object of the invention is to obtain a specific and equivalent radiation pattern of the antenna in the prostate, depending on the size and shape of the prostate to be treated.
From US patent 4,967,765 a catheter is inserted which is inserted into the urethra and in which an antenna consisting of a known coaxial cable with central and an outer conductor is arranged and in which the central conductor is connected to an end of a Windings arranged at a distance from each other and around the catheter for radiating electromagnetic waves, the other end of which is connected to the outer conductor of the coaxial cable.
Major drawbacks of this are that the radiation pattern of the antenna cannot be accurately determined, is irregular and tapers backwards, so that high temperatures can arise in places of the tissue to be treated where this is not desired. Moreover, it is difficult to obtain an optimal radiation pattern and at the same time keep the leakage radiation to a minimum. Yet another drawback is that the catheter and the coaxial cable that make up the antenna form a whole, so that the center of the antenna that radiates the microwaves always has a fixed, well-defined position
<Desc / Clms Page number 2>
relative to the prostate tissue to be treated.
In order to overcome these drawbacks, according to the main feature of the invention, a radiation antenna removable from the catheter has been realized, as described in the characterizing part of the following claim 1.
In addition to overcoming the above-mentioned drawbacks, the antenna according to the invention also has the important advantages that the radiation pattern is more uniform over its entire length and that different penetration patterns are possible. In addition, the antenna can be made suitable for different frequencies. The smooth construction and the small diameter of the antenna make them ideal for urethral penetration. The antenna also has the advantage that the leakage radiation is limited to a permissible minimum.
By way of example, without any limiting character, a more detailed description of a possible embodiment of the antenna according to the invention follows below. This description refers to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows an exterior view of the front portion of the antenna, with the outer casing omitted; Fig. 2 represents a complete longitudinal section of the front part of the antenna; fig. 3 shows an external view of the rear part of the antenna; Fig. 4 shows a schematic drawing of a complete power supply to which the antenna is connected to be ready for operation.
In Figures 1 to 3, it is noted that the antenna is formed from a coaxial cable 1 whose central conductor 2 runs in the dielectric insulating layer 3
<Desc / Clms Page number 3>
is provided, with a portion 4 protruding slightly from the free end of the cable. A known coaxial cable of a certain length for 915 MHz is assumed, but it is also possible to use it. to make a cable for frequencies lower or higher than 915 MHz.
The outer conductor 5 and the outer sheath 6 of the cable are shortened in such a way that the insulating layer 3 is exposed against the free end of the cable and that the outer conductor 5 protrudes slightly from the outer sheath (6). Between the end of the outer conductor 5 and on the exposed portion of the insulating layer 3, a dielectric insulating layer 7 is provided, the outer diameter of which is equal to that of the outer sheath 6 of the cable. Around the insulating layer 7, a first series of windings 8 are wound which are suitably spaced from each other. These windings are formed from, for example, flat strip wire of 0.127 mm thickness and 1.6 mm width. For example, 5 turns over a length of 16 mm are provided.
The rear end of this front series of windings 8 is exposed on the insulating layer 7 and its front end 9 is soldered onto an electrically conductive sleeve 10 which is mounted on the exposed portion 4 of the center conductor 2.
Around the outer sheath 6 of the cable is wound a second series of windings 11 spaced at a suitable distance from each other. These windings are also formed, for example, from a flat strip wire and 5 3/4 turns over a length of 18 mm are provided. The front end 12 of this rear series of turns is soldered onto an electrically conductive sleeve 13 mounted on the exposed portion of the outer conductor 5. The rear end of this rear series of windings 11 is exposed on the outer sheath 6 of the cable. Both series of windings 8 and 11 are a short distance apart and are linearly polarized.
<Desc / Clms Page number 4>
rised. The windings of both series 8-11 can run in the same or opposite direction.
Depending on the desired length and shape of the radiation pattern, the width of the flat strip wire and the number of turns of both sets of turns 8-11 are adjusted.
It is noted here that the number of turns of the front set of turns 8 determines the shape and size of the front portion of the radiation pattern, while the number of turns of the back set of turns 11 determines not only the shape and size of the rear portion of the radiation pattern. determine the radiation pattern, but also the leakage radiation towards the coaxial cable is limited. To obtain other radiation patterns it is sufficient to change only the number of turns of the front series of turns 8 or both. For example, a long 4.5 cm pattern or a short 3 cm pattern can be obtained.
To hold the windings on the cable, an insulation covering 14 of, for example, Teflon is wound over these windings, and this layer is fixed by means of shrink rings 15-16 of a given width arranged at suitable places and a shrink cap is placed over the end of the cable 17 fitted. Thus, an effective and flexible antenna of small diameter, for example 3.1 mm, is obtained.
The rear portion of the antenna is provided with a coupling 18 for connection to the input cable of a hyperthermia device. This rear part is also provided with a plug 19 and an indication window 20, whereby the type of connected antenna can be determined. A scale 21 allows to determine the insertion depth of the antenna into the catheter 22, depending on the size of the prostate to be treated.
In Figure 4, it is noted that the antenna is removable in the catheter 22 and at the desired penetration depth
<Desc / Clms Page number 5>
and that both are connected to a known power supply. This power supply device contains an operating and data processing unit 23, a control unit 24, a generator 25 for generating electromagnetic waves and to which the antenna is connected, a cooling unit 26 with input and output connected to the catheter 22, and a temperature measuring system 27 to which the temperature sensors of the catheter 22 are connected.
It is of course also possible to shorten the central conductor 3 until its end coincides approximately with the end of the outer conductor 5, and to attach an end of the front series of turns to this end of the central conductor.
Also, it goes without saying that the strip wire of the windings 8-11 may have any suitable shape and dimensions, that these windings may be covered with any suitable insulating material, and that the length of the series of windings may differ according to the intended purpose.