CZ19682U1 - Zařízení pro monitorování destrukce specifikovaného množství hmoty nádoru - Google Patents

Description

Zařízení pro monitorování destrukce specifikovaného množství hmoty nádoru

Oblast techniky

Předkládané technické řešení se týká zařízení pro monitorování destrukce specifikovaného množství hmoty nádoru.

Dosavadní stav techniky

Podkožní léčba zhoubných nádorů prsu na místě prostřednictvím laserové terapie se rozvinula částečně v důsledku té skutečností, že rakovina prsu je detekována v dřívějších fázích v důsledku zvyšujícího se počtu žen, které jsou ročně podrobeny vyšetření na mamograťu. Pokud jsou rakovina prsu a jiné typy rakoviny nebo nádorů detekovány v brzkých stádiích rozvoje, může být io nádor účinně léčen s použitím odstraňujících činidel, jako je laserová energie.

Zobrazovací (obrazem vedené) laserové léčení zhoubných nádorů, jako jsou nádory prsu, jater, hlavy a krku, jsou ve vývoji po dobu delší než desetiletí. Například US patent č. 5,196,396 („'396 patent“) pro Dowlatshahi, se týká intersticiální aplikace léčení hmoty nádoru laserovým zářením. Obecně zařízení podle '396 patentu obsahuje sondu mající tenkou kovovou kanylu pro zavedení do hmoty nádoru, laser pro generování světla, majícího zvolenou vlnovou délku a intenzitu, a optické vlákno pro příjem a vysílání laserového světla do hmoty nádoru, přičemž optické vlákno je zavedeno do kanyly tak, že zvolená fyziologicky přijatelná tekutina může proudit souose mezi kanylou a optickým vláknem. Navíc jev těsné blízkosti (kanyly) do hmoty nádoru zaveden prvek pro snímání tepla pro monitorování teploty nádoru. Devitalizovaný nádor je postupně čištěn imunitním systémem těla a v průběhu šesti měsíců nahrazen jizvou.

Je ale obecně známé, že léčení nádorů a zejména specifická léčba nádorů prsu je obtížnější v důsledku té skutečnosti, že je obtížné stanovit třírozměrné ohraničení nádoru a tudíž je obtížné stanovit, kdy vše z nádoru již bylo zničeno.

Pro řešení tohoto problému výzkumníci v lékařství použili nej různější techniky pro identifikaci hmoty nádoru pro stanovení velikosti a vnějšího ohraničení hmoty nádoru. Příklady běžných identifikačních technik, které již byly použity v kombinaci s laserovou terapií, jsou zobrazování magnetickou rezonancí, rentgenové a ultrazvukové techniky. Při využití identifikační techniky jsou prostřednictvím stereotaktických technik nebo podobně stanoveny souřadnice identifikující skutečnou velikost hmoty nádoru.

jú Pro vyřešení tohoto problému mohou být v okamžiku laserové léčby umísťovány markéry (značky) do oblasti 0,5 až 1,0 cm „normální“ tkáně pro ohraničení zóny, ve které může existovat rozšíření nádoru. Tento kruh „normální“ tkáně je ekvivalentní k zasažení tkáně obklopující nádor odstraňovaný v průběhu běžné chirurgické léčby (to jest lumpektomie). Hranice kruhu obklopujícího nádor jsou označeny v polohách 3, 6, 9 a 12 hodin prostřednictvím vložení kovových mar35 keřů (značek) prostřednictvím jehly. Body vkládání jsou přesně stanoveny prostřednictvím známé stereotaktické techniky s využitím komerčně dostupného stereotaktického stolu.

Takovéto značkovací prvky jsou předmětem US patentu č. 5,853,366 („'366 patent“) pro Dowlatshahi, který se týká značkovacího prvku (markéru) pro intesticiální léčbu. Obecně '366 patent popisuje značkovací prvek, který může být umístěn zcela uvnitř těla pacienta prostřednic40 tvím využití vodícího prvku majícího vodicí cestu tak, aby se označila příslušná hmota nádoru. Značkovací prvek je vyroben z radioopakního (neprostupného pro rentgenové záření) materiálu, který zahrnuje jakýkoliv materiál, který může být detekován běžnými rentgenovými, ultrazvukovými nebo magnetickými technikami.

Lékařští výzkumníci rovněž využívají nechirurgické techniky, jiné než je laserová terapie, pro léčení nádorů prsu. Například byly zkoušeny léčby vysokofrekvenčním zářením, mikrovlnným zářením a kryogenní léčby.

- 1 CZ 19682 Ul

Ve WO 00/59394 je popsán systém pro intrauretální vysokofrekvenční ohřev pracovní oblasti. Prostatická tkáň je teplem likvidována (odnímána) prostřednictvím ablatační sondy vedené uvnitř močovodu do polohy v prostatě v blízkosti místa poruchy močové trubice. Sonda je spojena se zdrojem energie a upravena pro ablativní ohřev močovodu a prostatické tkáně v blízkosti močo5 vodu. Teplota tkáně je snímána v sondě pro řízení ohřevu a ablatačního procesu.

Předkládané technické řešení uznává výše popisovaný problém, to jest vytvoření ne-chirurgiekého léčení rakoviny a zejména rakoviny prsu, které může spočívat ve stanovení, kdy je celý nádor účinně zlikvidován. Existuje tudíž potřeba nechirurgické léčby rakoviny prsu, která řeší tento problém a problémy vznikající z obtížnosti při stanovení, zda nádor již byl zcela zlikvidován.

io Podstata technického řešení

Předkládané technické řešení řeší výše uváděné problémy prostřednictvím vytvoření zařízení pro monitorování destrukce specifikovaného množství hmoty nádoru, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje:

kanylu uspořádanou pro přijetí vlákna pro vedení požadovaného množství záření do hmoty nádo15 ru;

teplotní sondu uspořádanou pro měření teploty tkáně v blízkosti hmoty nádoru; a zobrazovací zařízení uspořádané pro zobrazení indikace, že je zlikvidováno uvedené množství hmoty nádoru, na základě relativních teplot hmoty nádoru a teplot tkáně obklopující hmotu nádoru.

Výhodně je kanyla uspořádána pro měření teploty hmoty nádoru.

Výhodně má kanyla snímač teploty, uspořádaný pro měření teploty hmoty nádoru.

Výhodně je teplotní sonda uspořádána pro měření teplot tkáně na několika místech v blízkosti hmoty nádoru.

Výhodně teplotní sonda zahrnuje pět rozmístěných detektorů teploty.

Zařízení podle jednoho výhodného provedení zahrnuje počítačový řídicí systém uspořádaný pro spojení s kanylou, teplotní sondou a zobrazovacím zařízením, přičemž tento počítačový řídicí systém je uspořádán pro stanovení množství zlikvidované hmoty nádoru na základě relativních teplot hmoty nádoru a teplot tkáně obklopující hmotu nádoru.

Zařízení podle jednoho výhodného provedení zahrnuje počítačový řídicí systém uspořádaný pro spojení s teplotní sondou a zobrazovacím zařízením, přičemž tento počítačový řídicí systém je uspořádán pro stanovení množství zlikvidované hmoty nádoru na základě relativních teplot hmoty nádoru a teplot tkáně obklopující hmotu nádoru.

Výhodně indikace, zobrazovaná zobrazovacím zařízením, zahrnuje grafickou reprezentaci poskytující vizuální monitorování destrukce hmoty nádoru v reálném čase.

Výhodně je grafickou reprezentací sloupkový graf.

Výhodně je grafická reprezentace uložena na obraz hmoty nádoru pro zajištění vizuálního monitorování v reálném čase likvidované hmoty nádoru.

Výhodně grafická reprezentace zahrnuje grafický symbol.

Výhodně grafická reprezentace zahrnuje dvourozměrný obraz.

Výhodně grafická reprezentace zahrnuje trojrozměrný obraz.

Výhodně kanyla a teplotní sonda každá zahrnují množství polohových značek pro umožnění stanovení vzájemných poloh kanyly a teplotní sondy.

-2CZ 19682 Ul

Výhodně jsou polohové značky příslušně rovnoměrně rozmístěny podél části délky kanyly a podél části délky teplotní sondy.

Výhodně je kanyla je uspořádána pro umožnění proudění fyziologicky přijatelné tekutiny kolem vlákna.

Zařízení podle jednoho výhodného provedení zahrnuje tekutinové čerpadlo uspořádané pro dodávání tekutiny do kanyly.

Zařízení podle jednoho výhodného provedení zahrnuje optické laserové vlákno a laserový zdroj spojitelný s tímto optickým laserovým vláknem.

Výhodně je laserovým zdrojem diodový laser.

Zařízení podle jednoho výhodného provedení zahrnuje prostředky pro provádění testu krevního oběhu, využívajícího kontrastní činidlo pro stanovení destrukce hmoty nádoru.

Výhodně prostředky pro provádění testu krevního oběhu zahrnují prostředky pro provádění barevného Dopplerova ultrazvukového testu se zlepšeným kontrastem.

Další cíle, znaky a výhody předkládaného technického řešení budou zřejmé z následujícího detailního popisu ve spojení s připojenými archy výkresů, na kterých stejné vztahové značky označují stejné části, komponenty, procesy a kroky.

Další znaky a výhody předkládaného technického řešení jsou popsány v a budou zřejmé z následujícího detailního popisu příkladných provedení ve spojení s odkazy na výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1A je perspektivní pohled na zařízení podle předkládaného technického řešení pro stanovení objemu zlikvidované hmoty nádoru;

Obr. 1B je perspektivní pohled na zařízení podle předkládaného technického řešení, který ilustruje laserovou trysku;

Obr. 2A je schematické znázornění laserové sondy a teplotní sondy před umístěním do hmoty tkáně nebo těla, obsahující hmotu nádoru;

Obr. 2B je schematické znázornění laserové sondy a teplotní sondy umístěných do hmoty tkáně, obsahující hmotu nádoru;

Obr. 3 je schematické znázornění laserové sondy a teplotní sondy, ilustrující vztah objemu zlikvidované hmoty nádoru vzhledem ke snímači teploty laserové sondy a k detektorům teploty teplotní sondy;

Obr. 4A až 4C znázorňují graficky na sobě uloženou oblast destrukce hmoty nádoru v počáteční, následné a finální fázi laserové terapie pro vizuální monitorování v reálném Čase destrukce hmoty nádoru;

Obr. 4D až 4 H znázorňují alternativní grafické reprezentace oblasti destrukce hmoty nádoru v počáteční, následné a finální fázi laserové terapie pro vizuální monitorování v reálném čase destrukce hmoty nádoru;

Obr. 41 a 4J znázorňují další alternativní grafickou sloupkovou reprezentaci teploty v různých fázích destrukce hmoty nádoru;

Obr. 5A, 5B a 5C znázorňují tok krve uvnitř hmoty nádoru a hmoty tkáně, obklopující hmotu nádoru, před a po léčbě, jak je měřena barevným Dopplerovým ultrazvukem, kde obr. 5A znázorňuje tok krve před léčbou bez pomoci kontrastního činidla, obr. 5B znázorňuje tok krve před léčbou s pomocí kontrastního činidla, a obr. 5C znázorňuje ztrátu toku krve po léčbě;

Obr. 6 je fotografie, která znázorňuje aktuální hmotu nádoru, zlikvidovanou laserovou terapií podle předkládaného technického řešení.

-3 CZ 19682 Ul

Příklady provedení technického řešení

Nyní je ve spojení s odkazy na výkresy a zejména na obr. 1A, 1B, 2A a 2B obecně ilustrováno zařízení pro stanovení objemu zlikvidované hmoty nádoru. Předkládané technické řešení zajišťuje grafické zobrazení nebo reprezentaci objemu zlikvidované hmoty nádoru prostřednictvím stanovení objemu zlikvidované hmoty nádoru na základě vzájemných teplot hmoty nádoru a teplot hmoty tkáně, obklopující hmotu nádoru, jak je detailně popsáno níže. Toto zobrazení výhodně poskytuje doktorům nebo dalším operátorům vizuální monitorování v reálném čase destrukce hmoty nádoru tak, aby se stanovilo, kdy je destrukce či likvidace celé hmoty nádoru účinně dokončena.

Předkládané technické řešení monitoruje teplotu uvnitř a v těsné blízkosti hmoty nádoru prostřednictvím využití snímače teploty laserové sondy a samostatné teplotní sondy mající množství snímačů či detektorů teploty. Snímač teploty a teplotní sonda zajišťují teplotní údaje pro stanovení objemu zlikvidované hmoty nádoru a tudíž pro zajištění grafického zobrazení zlikvidované hmoty nádoru v reálném čase.

Pro vypočítávání zlikvidovaného objemu hmoty nádoru musí být teplotní sonda umístěna správně vzhledem ke snímači teploty a musí být přesně stanoveny vzájemné vzdálenosti mezi nimi. Předkládané technické řešení využívá množství polohových značek umístěných na teplotní sondě a laserové sondě pro umísťování a pro stanovení vzájemného umístění mezi detektorem teploty a laserovou sondou, jak je diskutováno níže.

V jednom provedení předkládané technické řešení výhodně zahrnuje laserovou trysku 10 včetně držáku 12 sondy, používanou v průběhu intersticiální laserové terapie. Držák 12 sondy je upraven pro přijetí laserové sondy .1.4 a teplotní sondy 16. Laserová sonda 14 a teplotní sonda 16 jsou odnímatelně vloženy do a vystupují z držáku sondy. Laserová sonda 14 a teplotní sonda 16 jsou drženy v pevné poloze vzájemně vůči sobě prostřednictvím trysky. Umístění laserové sondy 14 a teplotní sondy 16 může být v souladu s předkládaným technickým řešením manuální nebo počítačem řízené.

Laserová sonda 14 obsahuje snímač 15 teploty a je upravena pro přijetí optického vlákna 18 spojeného s laserovým zdrojem 20, který je spojen s počítačovým řídicím systémem 22. Řídicí systém 22 je výhodně spojen s teplotní sondou 16 a snímačem 15 teploty laserové sondy 14 přes teplotní řídicí zařízení 24, tak aby se umožnilo elektrické spojení s počítačovým řídicím systémem 22. Laserová sonda 14 a teplotní sonda 16 ale mohou mít každá oddělený řídicí systém spojený s centrálním počítačovým řídicím systémem (není znázorněno).

Přesněji tedy, laserová sonda 14 obsahuje tenkou kovovou kanylu pro zasunutí do hmoty nádoru a optické vlákno pro přijímání a vysílání laserového světla nebo záření do hmoty nádoru, přičemž optické vlákno je vloženo do kanyly tak, že zvolená fyziologicky přijatelná tekutina nebo anestetické činidlo mohou proudit mezi kanylou a optickým vláknem, jak je popsáno ve výše diskutovaném '396 patentu, který je zde začleněn prostřednictvím odkazu. Ve výhodném provedení byla tenká kovová kanyla přibližně 18 centimetrů dlouhá a vyrobená z nerezové oceli třídy v rozsahu od 16 do 18, ale výhodně třídy 16. Navíc je optické nebo laserové vlákno křemíkové vlákno s průměrem v rozsahu od 400 nanometrů (nm) do 600 nm s kulovou špičkou. Takové optické vlákno je komerčně dostupné, například, od SURGIMED, Woodland, Texas.

Jakékoliv vhodné tekutinové čerpadlo 26 může být použito pro dopravování tekutiny tak, že středová teplota nádoru nepřekračuje 100 °C nebo neklesá pod 60 °C v průběhu laserové terapie. V jednom provedení může být tekutina dodávána s rychlostí v rozsahu od 0,5 mililitru/minutu (ml/min) do 2,0 ml/min.

Laserový zdroj 20 generuje a dodává účinné množství laserového záření do laserové sondy 14. Laserový zdroj 20 je výhodně diodový laser. Zejména je laserový zdroj 20 polovodičový diodový laser s 805 nanometry, který je komerčně dostupný, například, od Díomed, z Cambridge,

-4CZ 19682 Ul

England. Předkládané technické řešení aie není omezeno na použití diodového laseru a může využívat množství různých a vhodných laserových zdrojů.

Laserová sonda 14 rovněž zahrnuje snímač 15 teploty, jak již bylo uvedeno dříve. Snímač 15. teploty je použit pro účinné měření teploty ve středu hmoty nádoru, když je hmota nádoru destruována. Snímač 15 teploty je výhodně upevněn přímo pájením nebo podobným upevňovacím mechanismem k laserové sondě 14 tak, aby měřil teplotu hmoty nádoru na distálním konci 28 lasernvé «nndy j_4, výhodně umístěném v centrální oblasti hmoty nádoru.

Distální konec 30 teplotní sondy 16 je zasunut do těla dovnitř hmoty tkáně v oblasti těla, která je v těsné blízkosti hmoty nádoru (to jest výhodně 1,0 cm daleko) a obklopuje hmotu nádoru. Teplotní sonda 16 zahrnuje řadu snímačů či detektorů 32 teploty, které jsou umístěny v různých vzdálenostech nebo intervalech (to jest výhodně 0,5 cm) podél teplotní sondy. Ve výhodném provedení je teplotní sonda 16 vyrobena z nerezové oceli třídy v rozsahu od 16 do 20, výhodně třídy 16. Jak je dále ilustrováno na obr. 3, detektory 32 teploty teplotní sondy 16 jsou umístěny v bodech TI. T2, T3, T4 a T5. Na základě tohoto uspořádání jsou v různých vzdálenostech od povrchu hmoty nádoru prováděna měření teploty hmoty tkáně. Tyto teplotní údaje jsou použity ve spojení se vzájemnými vzdálenostmi detektorů teploty pro vypočítávání objemu zlikvidované hmoty nádoru a tudíž jsou využity pro stanovení, kdy je celá hmota nádoru účinně zlikvidována, jak je diskutováno níže.

Jak je diskutováno v předcházejícím, vzájemné umístění teplotní sondy 16 k laserové sondě 14 musí být stanoveno k tomu, aby se přesně vypočítával objem zlikvidované hmoty nádoru. Jak je znázorněno na obr. 1 A, teplotní sonda 16 a laserová sonda 14 zahrnují množství polohových značek 34 za účelem stanovení vzájemných poloh teplotní sondy 16 a laserové sondy 14. Polohové značky 34 jsou výhodně rovnoměrně rozmístěny podél části délky teplotní sondy 16 a podél části délky laserové sondy 14 s výhodnou vzdáleností 0,5 cm. Předkládané technické řešení ale není nijak omezeno na tuto vzdálenost a může zahrnovat polohové značky rozmístěné v množství různých jiných poloh. Operátor může použít tyto polohové značky pro správné umístění teplotní sondy vzhledem k laserové sondě.

Předkládané technické řešení výhodně obsahuje počítačový řídicí systém 22 upravený pro elektronické spojení s laserovou tryskou 10 a jejími komponenty, zejména s teplotní sondou a laserovou sondou 14 mající snímač 15 teploty. Počítačový řídicí systém 22 přijímá údaje z laserové sondy 14 a teplotní sondy 16, jak je hmota nádoru zahřívána a likvidována. Tyto údaje jsou využity pro vypočítávání objemu zlikvidované hmoty nádoru v kterémkoliv daném časovém okamžiku. Tento výpočet je založen na teplotních údajích z teplotní sondy 16 a ze snímače 15 teploty. Počítačový řídicí systém 22 využívá výpočty o zlikvidovaném objemu nádoru pro grafické znázorňování objemu zlikvidované hmoty nádoru (to jest oblasti destrukce hmoty nádoru) na zobrazovacím zařízení 36 (jako je displej) připojeném k počítačovému řídicímu systému.

V jednom provedení laserová tryska W vpichuje laserovou sondu 14 a teplotní sondu 16 do tkáně 38 prsu, aby destruovala hmotu 40 nádoru umístěného uvnitř této prsní tkáně 38 pacienta 41 ležícího na vyšetřovacím či operačním stole 42. Laserová tryska Γ0 je umístěna na stereotaktické plošině nebo stolu 44, který je použit běžným způsobem pro identifikování skutečné polohy hmoty 40 nádoru v prsní tkáni 38 před zavedením teplotní sondy 16 a laserové sondy J_4 do prsní tkáně 38. Ve výhodném provedení je stereotaktická plošina nebo stůl 44 komerčně dostupný od LORAD/Trex Medical Stereoguide DSM, Danbury, Connecticut. Tato identifikace ale může být provedena s použitím běžného rentgenového snímání, ultrazvukového snímání, tepelného snímání, magnetického zobrazování nebo dalších podobných identifikačních technik.

Poté, co je identifikována poloha hmoty 40 nádoru, je výhodně do prsní tkáně 38 umístěno množství značkovacích prvků 46 v těsné blízkosti hmoty 40 nádoru prsu. Značkovací prvky 46 jsou použity pro označení hmoty 40 nádoru, která má být ošetřena, a pro umožnění následné identifikace a pozorování ošetřené oblasti, jak je dále popsáno v *366 patentu začleněném do tohoto popisu prostřednictvím odkazu, jak je diskutováno v předcházejícím.

-5CZ 19682 Ul

Prostřednictvím znalosti skutečného umístění hmoty nádoru může být laserová tryska 10 uspořádána pro vpíchnutí laserové sondy 14 a teplotní sondy ]_6 do prsní tkáně 38 v optimálním místě vzhledem k hmotě 40 nádoru v prsní tkáni 38. Předkládané technické řešení využívá vodítko 48 sondy pro usnadnění zavádění teplotní sondy 16 a laserové sondy 14 do prsní tkáně 38. Umístění laserové sondy 14, teplotní sondy 16 a značkovacích prvků 46 vzhledem k umístění hmoty 40 nádoru a hmoty tkáně, obklopující hmotu nádoru, může být vizuálně monitorováno na zobrazovacím zařízení 36.

Jak bylo diskutováno v předcházejícím, předkládané technické řešení využívá laserovou trysku 10 pro vpichování laserové sondy 14 a teplotní sondy 16 do hmoty nádoru a do hmoty tkáně, io obklopující hmotu nádoru. Laserová tryska 10 může být vyrobena z jakéhokoliv vhodného materiálu a může být zkonstruována v množství různých uspořádání. Jeden příklad takovéhoto uspořádání je znázorněn na obr. 1B.

Laserová tryska 10 je umístěna na vodicím mechanismu 52 stereotaktického stolu 44, který umožňuje umístění laserové trysky 10 před zaváděním laserové sondy a teplotní sondy. Laserová tryska 10 zahrnuje pouzdro 54 pro laserovou sondu a teplotní sondu. Laserová tryska 10 dále zahrnuje vyrovnávací prvek 56 upevněný k pouzdru pro vyrovnávání laserové trysky před zaváděním. Laserová tryska 10 může rovněž zahrnovat zaváděcí prvek 58 upevněný k pouzdru pro automatické zavádění laserové sondy a teplotní sondy. Laserový tryska JO je spojena s řídicím systémem 59, který obsahuje počítačovou základní jednotku 60. Řídicí systém 59 pracuje pro řízení a monitorování teplotní sondy a laserové sondy v průběhu laserové terapie, jako je řízení laserového zdroje a tekutinového čerpadla a monitorování teplot.

Laserová sonda 14 je nejprve optimálně zavedena do středu hmoty nádoru, jak je znázorněno na obr, 2B. Jakmile je laserová sonda 14 optimálně zavedena do hmoty 40 nádoru, je teplotní sonda 16 optimálně zavedena a umístěna rovnoběžně s laserovou sondou 14 (to jest výhodně přibližně

1 cm od laserové sondy), jak je dále znázorněno na obr. 2A a 2B. Optimální polohy teplotní sondy 16 a laserové sondy 14 jsou potřebné pro monitorování soustředné oblasti tepla emitovaného ze špičky laserové sondy v průběhu ošetření. Jak je diskutováno níže, možnost a schopnost monitorovat soustředné tepelné obrazy laserové sondy je potřebná pro účinné měření objemu zlikvidované hmoty nádoru v průběhu ošetřování.

Vzhledem k důležitosti, která je kladena na správné a přesné umístění laserové sondy 14 a teplotní sondy 16 vzhledem k hmotě 40 nádoru, předkládané technické řešení výhodně využívá stereotaktickou techniku v kombinaci se značkovacími prvky pro monitorování tohoto umístění. Předkládané technické řešení navíc využívá množství polohových značek 34 umístěných na každé z teplotní sondy 16 a laserové sondy 14 pro monitorování axiálního umístění laserové sondy 14 vzhledem k teplotní sondě 16. Jak bylo diskutováno v předcházejícím, polohové značky 34 jsou rozmístěny ve známých vzdálenostech, výhodně 0,5 cm, podél každé z teplotní sondy 16 a laserové sondy 14. Polohové značky 14 jsou tudíž použity pro vizuální monitorování vzájemného umístění laserové sondy 14 a teplotní sondy 16 tak, že může být prováděno manuální nastavení navíc k počítačovému automatizovanému nastavení na vzájemném umístění laserové sondy

14 a teplotní sondy 16.

Jak je znázorněno na obr. 3, teplotní sonda 16 výhodně zahrnuje detektor teploty, který se dotýká vnějšího povrchu hmoty 40 nádoru pro měření teploty v tomto místě označeném jako bod T3. Zbývající detektory teploty, jmenovitě tedy detektory v bodech TI, T2, T4 a T5, jsou umístěny ve vzdálenostech (popsáno výše) od bodu T3 podél teplotní sondy. Každý detektor teploty je rovněž umístěn v různých radiálních vzdálenostech od snímače teploty v bodě Tc (to jest teploty v bodě ve středu hmoty nádoru) laserové sondy 14, jmenovitě vzdálenostech ri, r2, r3, r4 a r5. Radiální vzdálenost mezi body Tc a T3 (to jest r3) je známá, to jest axiální vzdálenost mezi body T3 a Tc, výhodně 1,0 cm. Prostřednictvím znalosti vzdáleností mezi detektorem teploty v bodě T3 a ostatními detektory teploty (to jest v bodech TI. T2, T4 a T5) a radiální vzdálenosti mezi body T3 a Tc, může být aplikací Pythagorovy věty stanovena radiální vzdálenost od bodu Tc pro

-6CZ 19682 Ul každý z bodů TI, 12, 14 a T5, to jest pro pravoúhlý trojúhelník mající délku přepony H a délky odvěsen A a B svírajících pravý úhel existuje vztah H² = A² + B².

Například (rl)² = (TI - T3)² + (r3)² = (1,0 cm)² + (1,0 cm)² = 2,0 cm², kde TI - T3 = 1,0 cm a r3 - 1,0 cm. Tudíž rl - r5 = (2,0 cm²/² = 1,4 cm. Na základě podobných výpočtů se získá r4 = r2 =

1,10 cm, kde TI - T2 - 0,5 cm a r3 = 1,0 cm. Tudíž může být monitorována teplota tkáně, obklopující nádor, vzhledem k teplotě na špičce vlákna laserové sondy, to jest v bodě Tc. prostřednictvím detektorů teploty, jako jsou detektory v hndprh TI, T2. T3. T4 a T5, v různých známých a odpovídajících radiálních vzdálenostech od špičky vlákna laseru, jako je rl = 1,4 cm, r2 1,10 cm, r3 ~ 1,0 cm, r4 = 1,10 cm a r5 - 1,4 cm, jak bylo popsáno v předcházejícím.

io Prostřednictvím stanovení radiálních vzdáleností jsou prováděny výpočty objemu v každém umístění detektoru teploty, výhodné na základě známého výpočtu pro objem V koule, který je V = 4/3 πτ³, kde rje radiální vzdálenost od středu koule a π je univerzálně přijatá konstanta s hodnotou 22/7, to jest hodnota poměru obvodu jakéhokoliv kruhu vzhledem k jeho průměru. Když teplota v kterémkoliv z detektorů teploty dosahuje úrovně, při které je likvidována hmota nádoru, objemový výpočet v každém z detektorů teploty vlastně odpovídá objemu zlikvidované hmoty nádoru uvnitř kulové oblasti mající radiální vzdálenost sdruženou s detektorem (detektory) teploty, jmenovitě rl, r2, r3, r4 a r5.

Například když je laserové záření aplikováno poprvé, hmota 40 nádoru je likvidována v oblasti v blízkosti bodu Tc. Jak ěas ubíhá, objem zlikvidované hmoty nádoru se zvětšuje v korelaci se zvyšováním teploty, jak je měřena detektorem v bodě T3 teploty. Tudíž objem zlikvidované hmoty nádoru je vlastně menší než objem odpovídající kulové oblasti mající radiální vzdálenost r3.

Když bod T3 dosahuje nebo se dostává na teplotu, výhodně 60 °C, která by likvidovala hmotu nádoru, to jest teplotu likvidace hmoty nádoru, objem zlikvidované hmoty nádoru vlastně odpo25 vídá objemu kulové oblasti mající radiální vzdálenost r3. Kulový tvar zlikvidované hmoty nádoru byl zdokumentován na nádorech prsních žláz hlodavců a třicetišesti pacientech s rakovinou prsu, jejichž laserově ošetřené nádory byly sériově odstraňovány a pitvány patology a zkoumány.

Pro zajištění, že celá hmota nádoru je účinně destruována, laserové ošetření pokračuje, dokud teploty, jak jsou měřeny ostatními nebo vnějšími detektory teploty, jmenovitě detektory v bodech

TI. T2. T4 a T5, nedosahují nebo se nezvyšují na teplotu destrukce hmoty nádoru, výhodně 60 °C. Když toto nastává, hmota nádoru je účinně likvidována uvnitř objemu kulové oblasti mající radiální vzdálenost sdruženou s těmito vnějšími detektory teploty, jmenovitě vzdálenost rl, r2, r4 a r5. Laserové ošetření končil· když se teplota, jak je měřena nej krajnějšími detektory teploty, jako jsou detektory v bodech TI a T5, zvyšuje na teplotu destrukce hmoty nádoru, výhodně

60 °C.

Mělo by být zcela zřejmé, že množství laserové energie, které je potřebné pro likvidaci hmoty nádoru a hmoty tkáně, obklopující hmotu nádoru, může být rovněž stanoveno. Na základě předchozích studií prováděných vynálezcem vyžaduje destrukce přibližně 1 cm³ hmoty nádoru a/nebo hmoty tkáně, obklopující hmotu nádoru, přibližně 2500 Joulů (J) laserové energie. (Viz například

Dowlatshahi a kol. Stereotactically Guided Laser Therapy of Occult Breast Tumors. ARCH. SURG., svazek 135, strany 1345-1352, listopad 2000). Prostřednictvím vypočítání množství zlikvidované hmoty nádoru a za předpokladu, že množství destruované hmoty nádoru vyžaduje přibližně 2500 J/cm³ laserové energie, může byt vypočítáno množství laserové energie (J), které je potřebné pro likvidaci objemu hmoty nádoru.

Mělo by být zcela zřejmé, že předkládané technické řešení není omezeno na počet, typ, polohy a umístění detektorů teploty. Nejrůznější umístění a počty detektorů mohou být využity v závislosti například na podmínkách léčby nádoru, jako je typ a umístění nádoru. Ve výhodném provedení jsou detektory teploty umístěny pro účinné monitorování destrukce hmoty nádoru do radiální vzdálenosti od vlastní hmoty nádoru, sdružené s vnějšími detektory teploty (to jest detektory v bodech TI a T5).

-7CZ 19682 Ul

Mělo by být rovněž zcela zřejmé, že předkládané technické řešení není omezeno na teplotu při destrukci hmoty nádoru. Může být využito množství různých teplot odpovídajících teplotě destrukce hmoty nádoru v závislosti na podmínkách léčby nádoru, jak bylo uváděno výše. Ve výhodném provedení je výhodná teplota destrukce hmoty nádoru alespoň 60 °C.

Počítačový řídicí systém využívá výpočty destrukce hmoty nádoru, jak bylo popisováno výše, pro vytvoření grafického zobrazení 62 nebo reprezentace zlikvidované hmoty nádoru, které je výhodně položeno na obraz vlastní hmoty nádoru, zjištěný před léčbou, jak je ilustrováno na obr. 4A. Grafické zobrazení 62 zlikvidované hmoty nádoru je výhodně provedeno jako kruhový (2-D) nebo kulový (3-D) symbol. Značkovací prvky jsou rovněž graficky zobrazeny navíc k io hmotě nádoru.

Na obr, 4B, zobrazení 62 znázorňuje laserovou sondu 14 a teplotní sondu £6 po umístění do prsní tkáně. Špička 64 laserové sondy 14 je centrálně umístěna uvnitř hmoty 40 nádoru a teplotní sonda 16 je umístěna vzhledem k laserové sondě £4, jak bylo diskutováno v předcházejícím. Jak se teplota zvětšuje prostorově a soustředně od špičky laserové sondy, detektor teploty v bodě T3 měří teplotu destrukce hmoty nádoru (to jest výhodně 60 °C). Při této teplotě se objeví symbol 66 zlikvidované hmoty nádoru, jak je ilustrováno na zobrazení podle obr. 4B. Jak teploty v bodech TI a v T5 dosahují teploty destrukce hmoty nádoru, symbol 67 zlikvidované hmoty nádoru se rozšiřuje, aby zahrnoval oblast zlikvidované hmoty nádoru, sdruženou s body TI a T5, jak je znázorněno na obr. 4C.

Symbol destrukce hmoty nádoru se rozšiřuje směrem ven od vlastního obrazu hmoty nádoru o vzdálenost sdruženou s umístěnou vnějších detektorů teploty teplotní sondy (to jest detektorů v bodech TI a T5). V této vzdálenosti je destrukce hmoty nádoru účinně dokončena, jak je dále ilustrováno na obr. 4C. Tato vzdálenost se pohybuje v rozsahu od přibližně 0,25 cm do přibližně 0,75 cm, výhodně v rozsahu od přibližně 0,4 cm do přibližně 0,5 cm. Grafické zobrazení podle předkládaného technického řešení poskytuje vizuální monitorování v reálném čase destrukce hmoty nádoru na rozdíl od známých zobrazení, která ilustrují pouze teplotu v různých místech hmoty nádoru prostřednictvím běžného sloupcového grafu.

Alternativní provedení grafických reprezentací oblasti destrukce hmoty nádoru v počáteční, následné a finální fázi laserové terapie pro vizuální monitorováni v reálném čase destrukce hmoty nádoru je ilustrováno na obr. 4D, 4E, 4F, 4G a 4H. Obr. 4D znázorňuje nádor bez jakékoliv destrukční oblasti. Obr. 4E, 4F, 4G a 4H ilustrují destrukční oblast, jejíž velikost se zvětšuje a rozšiřuje za oblast nádoru, mělo by byt zřejmé, že může být využito odlišné šrafování, stínování a grafické zobrazování pro grafickou ilustraci hmoty nádoru a destrukční oblasti. Mělo by rovněž být zřejmé, že mohou být graficky využity různé barvy pro ilustraci hmoty nádoru a destrukční oblasti.

Mělo by dále být zřejmé, že další grafická reprezentace teplot by mohla být implementována ve spojení s výše zmiňovanými grafickými zobrazeními. Obr. 41 a 4J ilustrují sloupkový graf, který je výhodně rovněž vytvořen pro operátora systému. Sloupkový graf znázorňuje teplot v bodech Tc, TI, T2, T3, T4 a T5 v různých časových okamžicích. Jak je znázorněno na obr. 41, teplota v bodě Tc je mnohem větší než teplota v bodě T3, která je větší než teplota v bodech T2 a T4, která je větší než teplota v bodech TI a T5. Jak se teplota destrukce hmoty nádoru zvětšuje v těchto bodech a destrukční oblast se rozšiřuje, sloupkový graf se mění do časového okamžiku, jak je znázorněno na obr. 4J. V tomto okamžiku jsou oblasti v bodech TI a T5 nad teplotou destrukce hmoty nádoru, která je výhodně 60 °C. Operátor tudíž ví, že hmota zde již byla zlikvido45 vána, navíc ke grafickým reprezentacím popisovaným výše.

V alternativním provedení předkládané technické řešení využívá test oběhu krve v kombinaci s vizuálním monitorováním v reálném čase pro stanovení, kdy je destrukce celého nádoru účinně dokončena. Může být použit jakýkoliv vhodný test cirkulace krve. Výhodnou technikou je ale barevný Dopplerův ultrazvuk se zlepšeným kontrastem, přičemž tato technika využívá vhodné kontrastní činidlo a vhodný ultrazvukový měnič pro pozorování krve s barvou, jak cirkuluje v hmotě nádoru a v hmotě tkáně (to jest v prsní tkáni) obklopující hmotu nádoru. Test cirkulace

-8CZ 19682 Ul krve se provádí před a po ošetření a výsledky jsou porovnávány pro stanovení, zda hmota nádoru byla účinně zlikvidována.

Může být použito jakéhokoliv měniče a kontrastního činidla. Ve výhodném provedení je ultrazvukovým měničem ultrazvukový měnič s lineárním polem a frekvencí 7,5 MHz, který je komerčně dostupný od ATL, Bothel, Washington.

Navíc je kontrastním činidlem výhodně sonikační činidlo na bázi albuminu, to jest materiál na bázi albuminu, který ma bublinky vstřítnutého plynu. Mělo by být zřejmé, že odraz zvukových vln od bublinek uvnitř materiálu na bázi albuminu vytváří barevnou odezvu indikující tok nebo cirkulaci krve. Výhodně je kontrastním činidlem OPTISON*, které je komerčně dostupným produktem od Mallinkrodt, St. Louis, Missouri.

Před ošetřením je výhodně do žíly vstříknuto účinné množství kontrastního činidla. Kontrastní činidlo je použito pro zlepšení zobrazení cirkulace krve, které je výsledkem techniky barevného Dopplerova ultrazvuku. Účinnost kontrastního činidla je znázorněna prostřednictvím porovnání obrazů krevního toku z barevného Dopplerova ultrazvuku podle obr. 5A a 5B. Kontrastní činidlo bylo použito pro vytvoření zobrazení krevního toku podle obr. 5B a ne podle obr. 5A. Prostřednictvím porovnání těchto obrázků je zřejmé, že zobrazení krevního toku podle obr. 5B je vylepšené oproti zobrazení krevního toku podle obr. 5A.

Jak je patrné na obr. 5B, barevný Dopplerův ultrazvuk se zlepšeným kontrastem naměřil podstatné množství krevního toku uvnitř hmot nádoru a hmoty tkáně, obklopující hmotu nádoru. Po ošetření je kontrastní činidlo opětovně vstříknuto pro pozorování krevního toku v a kolem hmoty nádoru. Jak je dále předpokládáno, uvnitř hmoty nádoru a obklopující oblasti v podstatě nebyl žádný tok krve, jak je změřeno výše popisovanou ultrazvukovou technikou a jak je znázorněno na obr. 5C. To indikuje, že hmota nádoru a hmota tkáně, obklopující hmotu nádoru, byly účinně zlikvidovány. Pokud již byly hmota nádoru a hmota obklopující tkáně zlikvidovány, krevní oběh v této ošetřené oblasti v podstatě nemůže být pozorován prostřednictvím barevného Dopplerova ultrazvuku. Srovnávací analýza mezi výsledky testu krevního toku před a po ošetření je využita pro provedení stanovení, zda celá hmota nádoru je zlikvidována.

Tato změna v krevním oběhu v a kolem hmoty nádoru může být rovněž pozorována prostřednictvím vstriknutí účinného množství kontrastního činidla do žíly v průběhu laserové terapie. To zajišťuje monitorování v reálném čase krevního oběhu uvnitř hmoty nádoru a hmoty tkáně, obklopující hmotu nádoru, v průběhu laserového ošetření. Jak je více a více hmoty nádoru a obklopující hmoty tkáně likvidováno, méně krve cirkuluje skrz tuto oblast. Jak se krevní oběh zmenšuje, může být použit test krevního oběhu, jako je barevný Dopplerův ultrazvuk, pro účinné změření snížení krevního oběhu, jak bylo diskutováno v předcházejícím. Grafická reprezentace výsledků barevného Dopplerova ultrazvuku může být kontinuálně monitorována v průběhu laserové terapie. Grafická reprezentace může být zobrazena na samostatném displeji nebo může být umístěna na aktuálním obrazu hmoty nádoru v průběhu laserové terapie. Grafická reprezentace poskytuje další monitorování v reálném čase destrukce nádoru předtím, než je pacient přesunut ze stolu. Další laserové ošetření může být poskytnuto, pokud část cílové tkáně vykazuje krevní tok prokazující životaschopnost, mělo by být zřejmé, že grafická reprezentace může být uspořádána jakýmkoliv vhodným způsobem tak, aby mohla být monitorována cirkulace krevního toku.

Vlastní hmota nádoru, která již byla zlikvidována v průběhu laserové terapie podle předkládaného technického řešení, je znázorněna na obr. 6. Prázdná oblast reprezentuje oblast, ve které hmota nádoru a obklopující hmota tkáně byly zlikvidovány prostřednictvím laserové terapie. Jak je znázorněno na obr. 6, prázdná oblast má vlastně kruhový tvar a má přibližný průměr od 2,5 do 3,0 cm. Obr. 6 znázorňuje průřez laserem ošetřeného nádoru prsu. Červený kruh je postižená oblast a tkáň uvnitř je zlikvidována. Průměr tohoto kruhu odpovídá průměru avaskuíámí oblasti viděné barevným Dopplerovým ultrazvukem na obr. 5C.

-9CZ 19682 Ul

Mělo by být zřejmé, že předkládané technické řešení není omezeno na intersticiální laserovou terapii pro destrukci nádoru prsu. Předkládané technické řešení může být aplikováno pro množství různých nechirurgických ošetření pro destrukci množství různých hmot nádorů.

Mělo by být zřejmé, že mohou být prováděny modifikace a změny bez překročení rozsahu nových konceptů předkládaného technického řešení, a mělo by být zřejmé, že tato přihláška má být omezena pouze rozsahem připojených nároků na ochranu.

Mělo by rovněž byt zřejmé, že osobám v oboru znalým budou patrné různé možné změny a modifikace u zde popisovaných, v současnosti výhodných provedení. Takové změny a modifikace mohou být provedeny bez omezení zamýšlených výhod. Je tudíž zřejmé, že takové změny a modifikace jsou rovněž pokryty připojenými nároky na ochranu

Claims (21)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zařízení pro monitorování destrukce specifikovaného množství hmoty nádoru, vyznačující se tím, že zahrnuje:

   kanylu uspořádanou pro přijetí vlákna (18) pro vedení požadovaného množství záření do hmoty (40) nádoru;

   teplotní sondu (16) uspořádanou pro měření teploty tkáně (38) v blízkosti hmoty (40) nádoru; a zobrazovací zařízení (36) uspořádané pro zobrazení indikace, že je zlikvidováno uvedené množství hmoty (40) nádoru, na základě relativních teplot hmoty (40) nádoru a teplot tkáně (38) obklopující hmotu (40) nádoru.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kanyla je uspořádána pro měření teploty hmoty (40) nádoru.
3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kanyla má snímač (15) teploty, uspořádaný pro měření teploty hmoty (40) nádoru.
4. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že teplotní sonda (16) je uspořádána pro měření teplot tkáně (38) na několika místech v blízkosti hmoty nádoru.
5. 5. Zařízení podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se t í m , že teplotní sonda (16) zahrnuje pět rozmístěných detektorů (32) teploty.
6. 6. Zařízení podle nároků 2, 3 a 4, vyznačující se tím, že zahrnuje počítačový řídicí systém (22) uspořádaný pro spojení s kanylou, teplotní sondou (16) a zobrazovacím zařízením (36), přičemž tento počítačový řídicí systém (22) je uspořádán pro stanovení množství zlikvidované hmoty (40) nádoru na základě relativních teplot hmoty (40) nádoru a teplot tkáně (38) obklopující hmotu (40) nádoru.
7. 7. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje počítačový řídicí systém (22) uspořádaný pro spojení s teplotní sondou (16) a zobrazovacím zařízením (36), přičemž tento počítačový řídicí systém (22) je uspořádán pro stanovení množství zlikvidované hmoty (40) nádoru na základě relativních teplot hmoty (40) nádoru a teplot tkáně (38) obklopující hmotu (40) nádoru.
8. 8. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že indikace, zobrazovaná zobrazovacím zařízením (36), zahrnuje grafickou reprezentaci poskytující vizuální monitorování destrukce hmoty (40) nádoru v reálném čase.

   - 10CZ 19682 Ul
9. 9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že grafickou reprezentací je sloupkový graf.
10. 10. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že grafická reprezentace je uložena na obraz hmoty (40) nádoru pro zajištění vizuálního monitorování v reálném čase likvidované hmoty (40) nádoru.
11. 11. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že grafická reprezentace zahrnuje graficky symbol.
12. 12. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že grafická reprezentace zahrnuje dvourozměrný obraz.
13. 13. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že grafická reprezentace zahrnuje trojrozměrný obraz.
14. 14. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kanyla a teplotní sonda (16) každá zahrnují množství polohových značek (34) pro umožnění stanovení vzájemných poloh kanyly a teplotní sondy (16).
15. 15. Zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že polohové značky (34) jsou příslušně rovnoměrně rozmístěny podél části délky kanyly a podél části délky teplotní sondy (16).
16. 16. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kanyla je uspořádána pro umožnění proudění fyziologicky přijatelné tekutiny kolem vlákna (18).
17. 17. Zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že zahrnuje tekutinové čerpadlo (26) uspořádané pro dodávání tekutiny do kanyly.
18. 18. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje optické laserové vlákno (18) a laserový zdroj (20) spojitelný s tímto optickým laserovým vláknem (18).
19. 19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že laserovým zdrojem (20) je diodový laser.
20. 20. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje prostředky pro provádění testu krevního oběhu, využívajícího kontrastní Činidlo pro stanovení destrukce hmoty (40) nádoru.
21. 21. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že prostředky pro provádění testu krevního oběhu zahrnují prostředky pro provádění barevného Dopplerova ultrazvukového testu se zlepšeným kontrastem.