DE102006042730B4

DE102006042730B4 - Medizintechnische Einrichtung

Info

Publication number: DE102006042730B4
Application number: DE102006042730A
Authority: DE
Inventors: Peter Aulbach
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: DE102006042730A1; US20080221385A1

Abstract

Medizintechnische Einrichtung mit
a) einem Magnetsystem (12) zum Erzeugen eines hochfrequenten magnetischen Wechselfeldes (H) zur Behandlung eines mit ferritischen Nanoteilchen (22) markierten Tumors (20) und
b) einem Röntgen-CT-System als Bildgebungssystem (2),
c) wobei das Magnetsystem (12) und das Röntgen-CT-System in einem Gerät kombiniert sind
d) und wobei die ferritischen Nanoteilchen (22) sowohl als Kontrastmittel für das Röntgen-CT-System als auch für eine durch ihre Bewegung in dem hochfrequenten magnetischen Wechselfeld (H) des Magnetsystems (12) bedingte thermische Zerstörung des aktiven Tumorgewebes vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine medizintechnische Einrichtung.
Medizintechnische Einrichtungen unterstützen den Arzt sowohl bei der Diagnostik als auch bei der Durchführung therapeutischer Verfahren. Ein wesentliches Arbeitsmittel bei der Planung und Durchführung eines therapeutischen Eingriffes stellen insbesondere Bildgebungssysteme dar, die nicht nur als Hilfsmittel für die reine Diagnostik dienen, sondern mit denen außerdem der Verlauf eines therapeutischen Eingriffes erfasst werden kann.
Aus der DE 197 07 451 A1 geht eine Anordnung zur Magnetresonanz-Untersuchung und Hyperthermie-Behandlung hervor. Die offenbarte Vorrichtung erlaubt eine Magnetresonanzuntersuchung simultan oder unmittelbar vor oder nach der Hyperthermie-Behandlung. Zu diesem Zweck werden Eisenpartikel in das erkrankte Gewebe injiziert, welche für die Hyperthermie-Behandlung eingesetzt werden. Neben der Magnetresonanztomographie stellen insbesondere die Röntgen-Computertomographie (CT) als auch die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) besonders geeignete Hilfsmittel für die Planung einer Tumor-Therapie sowie zu Kontrolle des Verlaufes der durchgeführten therapeutischen Eingriffe dar. Wesentlicher Vorteil eines konventionellen Röntgen-CT-Verfahrens ist dabei neben dessen hoher Ortsauflösung und der Möglichkeit, zu beurteilen, ob Tumorgewebe bereits in Knochen diffundiert ist oder nicht, die Tatsache, dass derartige Anlagen in der Onkologie weit verbreitet sind. Von Vorteil ist außerdem, dass mit einem Röntgen-CT-Verfahren durch Verabreichung eines Kontrastmittels eine gute Weichteilkontrastierung erzielt werden kann und eine effiziente Kontrolle der Läsion nach einem Eingriff, d. h. des Verlaufes des Eingriffes ermöglicht wird.
Aus der US 2005/0090732 A1 ist zu entnehmen, dass das Thermotherapieverfahren mit anderen diagnostischen Verfahren kombinierbar ist. So werden im klinischen Alltag vor einer therapeutischen Maßnahme mit Hilfe verschiedenster diagnostischer Verfahren, wie beispielsweise Magnetresonanztomographie, Computertomographie (CT) als auch mit Positronenemissionstomographie (PET) zunächst aussagekräftige Bilder gewonnen, bevor ein entsprechend kurativer Eingriff erfolgt. Als besonders vorteilhaft für die Verlaufskontrolle bei der Therapie von Tumoren hat sich die mit der (Röntgen)-Computertomographie kombinierte Positronen-Emissions-Tomographie (PET/CT) herausgestellt. Hier kommt zu den morphologischen Informationen der CT die durch die PET erhaltene metabolische Information über die Bioaktivität hinzu.
Ein besonderes Problem bei der Behandlung von Tumoren stellt jedoch nach wie vor der eigentliche therapeutische Eingriff dar, auch wenn er mit neuen Verfahren minimal invasiv mit thermischen Verfahren durchgeführt wird, wie es beispielsweise bei einer Radiofrequenzablation (RFA) oder einer laserinduzierten Thermo-Therapie (LITT) der Fall ist. Ein besonderes Problem stellt bei diesen Verfahren die Platzierung der Elektroden oder des Lichtleiters in der Läsion dar, die erfolgt, ohne die kontrastierte Läsion hierbei im CT-Bild zu sehen. Während des Eingriffes besteht außerdem das Risiko einer Tumorinfiltration oder eine Tumorzelldissemination mit lokoregionären Rezidiven, die in Bereichen entstehen, in denen große Gefäße durch die Läsion verlaufen, die zu einer lokalen Kühlung führen und die Wirkung des Eingriffes reduzieren.
Darüber hinaus ist es zur Kontrolle des Verlaufes eines Eingriffes, stets erforderlich, den Eingriff zu unterbrechen und am Patienten eine CT- oder PET-Untersuchung durchzuführen, um nach erfolgter Untersuchung erneut den Eingriff einzuleiten und fortzusetzen, d. h. die Elektroden oder den Lichtleiter erneut in der Läsion zu platzieren. Dies ist mit erheblichen Zeitverlusten sowie Risiken für den Patienten verbunden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine medizintechnische Einrichtung anzugeben, bei der eine Tumorbehandlung und die zur Kontrolle ihres Verlaufs erforderlichen Maßnahmen mit möglichst geringem Zeitverlust und zugleich möglichst geringem Risiko für den Patienten durchgeführt werden können.
Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer medizintechnischen Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkmalen umfasst die medizinische Einrichtung ein Magnetsystem zum Erzeugen eines hochfrequenten magnetischen Wechselfeldes zur Behandlung eines mit ferritischen Nanoteilchen markierten Tumors und ein Röntgen-CT-System als Bildgebungssystem. Das Magnetsystem und das Röntgen-CT-System sind in einem Gerät kombiniert und die ferritischen Nanoteilchen werden sowohl als Kontrastmittel für das Röntgen-CT-System als auch für eine durch ihre Bewegung in dem hochfrequenten magnetischen Wechselfeld des Magnetsystems bedingte thermische Zerstörung des aktiven Tumorgewebes vorgesehen.
Durch die Kombination von Bildgebungssystem und Magnetsystem in einem Gerät ist es möglich, den Verlauf einer Tumorbehandlung problemlos zwischen einzelnen Behandlungsabschnitten zu verfolgen, und die im Stand der Technik erforderlichen medizinischen Abläufe werden vereinfacht und zeitlich verkürzt.
Die Erfindung beruht dabei auf der Überlegung, dass das in der Tumortherapie bereits bei der Charité in Berlin erprobte Therapiesystem besonders für eine Kombination mit einem Bildgebungssystem geeignet ist, da mit diesem Therapieverfahren ein invasiver Eingriff am Patienten nicht erforderlich ist und das Magnetsystem problemlos in der Nähe der für die Bildaufnahme erforderlichen Gerätekomponenten angeordnet werden kann. Bei diesem bekannten Therapieverfahren werden mit einem Zucker (Fluordesoxyglukose (FDG)) dotierte ferritische Nanopartikel in der Nähe des Tumors in den Blutkreislauf des Patienten injiziert. Bei den ferritischen Nanopartikeln handelt es sich um Eisenoxidpartikel in der Größe von 10 bis 15 nm. Diese ferritischen Nanopartikel gelangen dabei über das arterielle System zu den aktiven Tumorbereichen, in denen sie sich vermehrt anreichern. Der Zucker wird von den Tumorzellen verstoffwechselt, die freigesetzten Nanopartikel diffundieren in die Zellmembranen der Tumorzellen und reichern sich dort vermehrt an, da die aktiven Tumorzellen eine gegenüber gesundem Gewebe höhere Stoffwechselaktivität aufweisen. Der Patient wird anschließend einem hochfrequenten, wechselnden Magnetfeld ausgesetzt. Die durch das wechselnde Magnetfeld herbeigeführte oszillatorische Bewegung der Nanopartikel führt zu einer Erhitzung und thermischen Zerstörung des aktiven Tumorgewebes. Die ferritischen Nanopartikel verweilen nach Abschluss des Eingriffes im Körper des Patienten bis dieser das nekrotische Tumorgewebe abstößt. Ein großer Vorteil dieses Verfahrens besteht auch darin, dass auch kleine, entfernt vom diagnostizierten Tumor befindliche Metastasen (Fernmetastasen) mit in die Behandlung einbezogen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält das Bildgebungssystem eine Abtasteinheit zum Erzeugen eines Schnittbildes aus einer Körperregion eines Patienten, die eine zentrale Öffnung zum Einführen eines Patientenlagerungstisches aufweist, und in der eine um die Öffnung angeordnete Magnetspule angeordnet ist, deren Spulenachse parallel zur Mittenachse der Öffnung verläuft. Auf diese Weise kann die Erzeugung eines Schnittbildes aus der den Tumor enthaltenden Körperregion praktisch unmittelbar im Anschluss an einen Eingriff erfolgen. Der Eingriff kann auf diese Weise problemlos zeitlich in einzelne Abschnitte unterteilt werden, so dass eine über die Zerstörung des Tumors hinausgehende Schädigung von in der Umgebung des Tumors befindlichem gesunden Gewebe effizient vermieden werden kann.
Eine solche Anordnung lässt sich besonders einfach in das Bildgebungssystem integrieren, wenn es sich hierbei um ein Röntgen-CT-System oder um ein Bildgebungssystem handelt, bei dem ein Röntgen-CT-System mit einem PET-System kombiniert ist. Ein weiterer besonderer Vorteil einer solchen Kombination besteht auch darin, dass die ferritischen Nanoteilchen zugleich ein hervorragendes Kontrastmittel für die Röntgenbilderzeugung darstellen, das gesundheitlich unbedenklich ist und eine relativ große Verweildauer im Körper des Patienten hat, die praktisch bis zum Ende des Eingriffes und bis zum Zeitpunkt, in dem der therapeutische Erfolg in Form einer Abstoßung des nekrotischen Tumorgewebes eintritt, reicht.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausführungsbeispiel der Zeichnung verwiesen, in deren einziger Figur eine medizintechnische Einrichtung gemäß der Erfindung in einem schematischen Prinzipbild veranschaulicht ist.
Gemäß der Figur umfasst eine medizintechnische Einrichtung ein Bildgebungssystem 2, im Beispiel ein Röntgen-CT-System oder eine Kombination aus einem Röntgen-CT-System und einem PET-System, mit einer Aufnahmeeinheit 4 (eine Gantry) mit schwenkbar angeordnetem Röntgenröhre/Detektorsystem (CT) oder schwenkbar angeordnetem Detektorsystem (PET) zum Erzeugen eines Schnittbildes einer Körperregion eines Patienten 6. Die Aufnahmeeinheit 4 weist eine zentrale Öffnung 8 zum Einführen eines Patientenlagerungstisches 10 auf, auf dem der Patient 6 gelagert ist. Innerhalb der Aufnahmeeinheit 4 ist um die Öffnung 8 ein Magnetsystem 12 zum Erzeugen eines hochfrequenten magnetischen Wechselfeldes H angeordnet, im Beispiel eine an eine Hochspannungsquelle HF angeschlossene um die Öffnung 8 angeordnete Magnetspule, deren Spulenachse parallel zur Mittenachse 14 der Öffnung 8 verläuft.
Der Patient 6 weist einen Tumor 20 auf, in dem vorher injizierte ferritische Nanoteilchen 22 angereichert sind. Zur therapeutischen Behandlung wird der Patient 6 in die Öffnung 8 eingefahren, so dass sich der Tumor 20 im Wirkungsbereich des Magnetsystems 12, d. h. in einem Bereich hoher Magnetfeldstärke befindet. Durch Aktivieren des Magnetsystems 12 erfolgt eine therapeutische Behandlung des Tumors 20. Nach Abschluss der Behandlung wird aus der Region des Tumors 20 eine Serie von Schnittbildern durch Verschieben des Patientenlagerungstisches 10 aufgenommen und zu einem 3D-Bild zusammengesetzt und für die weitere Therapieplanung ausgewertet. Falls erforderlich kann die Behandlung unmittelbar anschließend fortgesetzt werden. Eine zeitaufwändige Verlagerung des Patienten 6 vom Therapieort zum Diagnoseort entfällt.

Claims

Medizintechnische Einrichtung mit a) einem Magnetsystem (12) zum Erzeugen eines hochfrequenten magnetischen Wechselfeldes (H) zur Behandlung eines mit ferritischen Nanoteilchen (22) markierten Tumors (20) und b) einem Röntgen-CT-System als Bildgebungssystem (2), c) wobei das Magnetsystem (12) und das Röntgen-CT-System in einem Gerät kombiniert sind d) und wobei die ferritischen Nanoteilchen (22) sowohl als Kontrastmittel für das Röntgen-CT-System als auch für eine durch ihre Bewegung in dem hochfrequenten magnetischen Wechselfeld (H) des Magnetsystems (12) bedingte thermische Zerstörung des aktiven Tumorgewebes vorgesehen sind.
Medizintechnische Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Bildgebungssystem (2) eine Kombination aus einem Röntgen-CT-System und einem PET-System ist.
Medizintechnische Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Bildgebungssystem (2) eine Aufnahmeeinheit (4) zum Erzeugen eines Schnittbildes aus einer Körperregion eines Patienten umfasst, die eine zentrale Öffnung (8) zum Einführen eines Patientenlagerungstisches (10) aufweist, und mit einer in der Aufnahmeeinheit um die Öffnung (8) angeordneten Magnetspule, deren Spulenachse parallel zur Mittenachse (14) der Öffnung (8) verläuft.