DE102011055345A1

DE102011055345A1 - Apparatus for the therapy of tumors

Info

Publication number: DE102011055345A1
Application number: DE201110055345
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-05-16
Also published as: WO2013072237A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von weichen, malignen Tumoren. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art weiter zu entwickeln. Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Behandlung von Tumoren mit einem Mikrowellenreflektor bereitgestellt, der zwei Brennpunkte aufweist, wobei ein Brennpunkt in das zu untersuchende oder zu behandelnde Gewebe bringbar ist und eine Mikrowellenquelle in dem oder beim anderen Brennpunkt des Reflektor angeordnet ist. Im Unterschied zum eingangs genannten Stand der Technik befindet sich die Mikrowellenquelle, die insbesondere in Form einer Antenne vorliegt, vollständig innerhalb des Reflektors und nicht außerhalb einer rotationsellipsoidförmigen Halbschale. Dies ermöglicht im Vergleich zum Stand der Technik einen Raumgewinn beim Patienten und/oder ein verbessertes Behandlungsergebnis. Es verbleibt damit insbesondere mehr Platz für weitere Geräte und zwar insbesondere für einen Magnetresonanztomographen, der vorteilhaft ebenfalls Bestandteil der Vorrichtung ist, um während der Behandlung den Ort eines Tumors lokalisieren und/oder einer Temperaturverteilung im Gewebe ermitteln zu können, um sowohl die Behandlung zu steuern und zwar insbesondere auch die Energie der Mikrowellenstrahlung und/oder die Positionierung des Patienten relativ zu dem einen Brennpunkt, in den das zu behandelnde Gewebe gebracht werden soll.The invention relates to a device for the treatment of soft, malignant tumors. It is an object of the invention to further develop a device of the type mentioned. To achieve the object, a device for the treatment of tumors is provided with a microwave reflector, which has two focal points, wherein a focal point can be brought into the tissue to be examined or treated and a microwave source is arranged in or at the other focal point of the reflector. In contrast to the prior art mentioned above, the microwave source, which is present in particular in the form of an antenna, is located completely within the reflector and not outside a rotationally ellipsoidal half-shell. This allows compared to the prior art, a gain in space in the patient and / or an improved treatment outcome. This leaves in particular more space for further devices, in particular for a magnetic resonance tomograph, which advantageously also forms part of the device in order to be able to locate the location of a tumor during treatment and / or to determine a temperature distribution in the tissue in order to control both the treatment in particular also the energy of the microwave radiation and / or the positioning of the patient relative to the one focal point, in which the tissue to be treated is to be brought.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von weichen, malignen und nicht malignen Tumoren. Eine derartige Vorrichtung ist aus der Druckschrift DE 3048682 A1 bekannt. Diese umfasst einen Reflektor für Mikrowellen, der eine Halbschale eines Rotationsellipsoids umfasst. Außerhalb der Halbschale befindet sich in einem Brennpunkt eine Mikrowellenantenne und in dem anderen Brennpunkt das zu behandelnde Gewebe. Die Mikrowellenantenne und das zu behandelnde Gewebe sind außerhalb der Halbschale angeordnet. Die Achse zwischen den beiden Brennpunkten der Halbschale verläuft in einer Ebene parallel zur Ebene der Liegefläche einer Patientenliege, Der Reflektor ist länglich ausgestaltet. Die Grundfläche des Reflektors oberhalb des Patienten ist relativ groß Verhältnis zur Grundfläche der Patientenliege. Es ist außerdem nur eingeschränkt möglich, die Lage des hieraus bekannten Reflektors relativ zur Patientenliege zu verhindern. Zur Lokalisierung eines Tumors werden Sensoren eingesetzt, die nur zweidimensional die Lage eines Tumors erfassen können.The invention relates to a device for the treatment of soft, malignant and non-malignant tumors. Such a device is from the document DE 3048682 A1 known. This comprises a reflector for microwaves, which comprises a half-shell of an ellipsoid of revolution. Outside the half shell, there is a microwave antenna at one focal point and the tissue to be treated at the other focal point. The microwave antenna and the tissue to be treated are arranged outside the half-shell. The axis between the two focal points of the half-shell extends in a plane parallel to the plane of the lying surface of a patient bed, the reflector is elongated. The base area of the reflector above the patient is relatively large relative to the base area of the patient couch. In addition, it is only possible to a limited extent to prevent the position of the reflector known therefrom relative to the patient bed. For the localization of a tumor, sensors are used which can only detect the position of a tumor in two dimensions.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art weiter zu entwickeln.Based on this prior art, it is an object of the invention to further develop a device of the type mentioned.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object of the invention is achieved by a device having the features of the first claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Behandlung von Tumoren mit einem Reflektor für elektromagnetische Strahlung, insbesondere einem Mikrowellenreflektor bereitgestellt, der zwei Brennpunkte aufweist, wobei ein Brennpunkt in das zu untersuchende oder zu behandelnde Gewebe bringbar ist und eine Quelle in dem oder beim anderen Brennpunkt des Reflektor angeordnet ist.To achieve the object, an apparatus for the treatment of tumors is provided with a reflector for electromagnetic radiation, in particular a microwave reflector having two focal points, wherein a focal point can be brought into the tissue to be examined or treated and a source in or at the other focal point the reflector is arranged.

Im Unterschied zum eingangs genannten Stand der Technik befindet sich die Quelle bzw. Mikrowellenquelle, die insbesondere in Form einer Antenne vorliegt bzw. eine Antenne umfasst, zwischen Wänden des Reflektors und nicht außerhalb einer rotationsellipsoidförmigen Halbschale. Es befindet sich also zumindest eine Antenne, von der elektromagnetische bzw. Mikrowellen abgestrahlt werden, im oder beim Brennpunkt.In contrast to the prior art mentioned at the beginning, the source or microwave source, which is present in particular in the form of an antenna or comprises an antenna, is located between walls of the reflector and not outside of a rotationally ellipsoidal half-shell. So there is at least one antenna, are radiated from the electromagnetic or microwaves, in or at the focal point.

Die Quelle bzw. Mikrowellenquelle wird von Wänden des Reflektors umhüllt bzw. eingeschlossen. Dies ermöglicht im Vergleich zum Stand der Technik vorteilhaft eine kompakte Bauweise, was den Aufbau vereinfacht und regelmäßig einen Raumgewinn beim Patienten und/oder ein verbessertes Behandlungsergebnis ermöglicht. Es verbleibt damit regelmäßig mehr Platz für weitere Geräte und zwar insbesondere für eine bildgebende Vorrichtung, insbesondere einen Magnetresonanztomographen, der vorteilhaft ebenfalls Bestandteil der Vorrichtung ist, um während der Behandlung den Ort eines Tumors insbesondere dreidimensional lokalisieren und/oder eine Temperaturverteilung im Gewebe ermitteln zu können, um sowohl die Behandlung zu steuern und zwar insbesondere auch die Energie der Mikrowellenstrahlung und/oder die Positionierung des Patienten relativ zu dem einen Brennpunkt, in den das zu behandelnde Gewebe gebracht werden soll.The source or microwave source is enclosed by walls of the reflector. In comparison with the prior art, this advantageously allows a compact construction, which simplifies the construction and regularly allows a gain in space for the patient and / or an improved treatment result. This leaves regularly more space for other devices and especially for an imaging device, in particular a magnetic resonance tomograph, which is advantageously also part of the device to locate the location of a tumor in particular three-dimensionally during treatment and / or to determine a temperature distribution in the tissue in order to control both the treatment and in particular the energy of the microwave radiation and / or the positioning of the patient relative to the one focal point, in which the tissue to be treated is to be brought.

Die Strecke zwischen den beiden Brennpunkten ist insbesondere senkrecht oder zumindest in wesentlichen senkrecht zur Liegefläche angeordnet, die für den Patienten vorgesehen ist. Nur ein kleiner Bereich der Liegefläche wird dann durch die Grundfläche des Reflektors abgedeckt, was einen Raumgewinn beim Patienten ermöglicht. Der Reflektor erstreckt sich also mit Vorteil parallel zur Normalen der Liegefläche einer Patientenliege.The distance between the two focal points is arranged in particular perpendicularly or at least essentially perpendicular to the lying surface, which is intended for the patient. Only a small area of the lying surface is then covered by the base of the reflector, which allows a gain in space for the patient. The reflector thus advantageously extends parallel to the normal of the lying surface of a patient bed.

Der Reflektor ist vorteilhaft rotationssymmetrisch ist und zwar insbesondere um seiner Längsachse herum, um eine kompakte Bauweise zu optimieren. Der Reflektor liegt grundsätzlich als rotationsellipsoidförmige Schale vor. Vorteilhaft ist der Reflektor jedoch in einer Ausgestaltung nicht lediglich zum Beispiel als halber Rotationsellipsoid ausgestaltet und wird also durch lediglich ca. 50% der Mantelfläche eines Rotationsellipsoids gebildet. Vielmehr weist der Reflektor mehr als 60%, vorteilhaft mehr als 70% der Mantelfläche eines Rotationsellipsoids auf, um so die für Mikrowellenstrahlung zur Verfügung stehende Reflektorfläche zu maximieren. Es hat sich herausgestellt, dass gerade im Vergleich zum eingangs genannten Stand der Technik durch eine solche Ausgestaltung Behandlungsergebnisse verbessert werden können und zugleich die Effektivität erhöht werden kann.The reflector is advantageously rotationally symmetrical, in particular around its longitudinal axis, in order to optimize a compact design. The reflector is basically in front of a rotationsellipsoidförmige shell. Advantageously, however, the reflector is configured in one embodiment not only, for example, as a half-ellipsoid of revolution and is therefore formed by only about 50% of the lateral surface of an ellipsoid of revolution. Rather, the reflector more than 60%, advantageously more than 70% of the lateral surface of an ellipsoid of revolution, so as to maximize the available microwave radiation reflector surface. It has been found that, in comparison to the prior art mentioned at the outset, treatment results can be improved by such an embodiment and at the same time the effectiveness can be increased.

In einer Ausgestaltung der Erfindung liegt der Reflektor als Rotationsellipsoid vor. Darüber hinaus gibt es einen Durchgang durch das Rotationsellipsoid oder eine Zuführung bzw. Öffnung in das Rotationsellipsoid hinein, die bzw. der einen Zugang zum Brennpunkt ermöglicht, um so das zu behandelnde Gewebe im Brennpunkt positionieren zu können. Der Behandlungserfolg und die Effektivität können so weiter verbessert werden. Bei dieser Ausführungsform fehlt also im Vergleich zu einem Rotationsellipsoid nur der Teil der Mantelfläche, der für die ein oder mehreren Öffnungen benötigt wird, um einen Patienten bzw. das zu behandelnde Gewebe eines Patienten in den dafür vorgesehenen Brennpunkt bringen zu können.In one embodiment of the invention, the reflector is in the form of an ellipsoid of revolution. In addition, there is a passage through the ellipsoid of revolution or a supply or opening into the ellipsoid of revolution, which allows access to the focal point so as to be able to position the tissue to be treated at the focal point. The treatment success and the effectiveness can be further improved. Thus, in this embodiment, in comparison to an ellipsoid of revolution, only the part of the lateral surface required for the one or more openings is missing in order to be able to bring a patient or the tissue of a patient to be treated into the focal point provided for this purpose.

Soweit nichts anderes ausgeführt ist, kann der Gegenstand der vorliegenden Erfindung mit Merkmalen der aus der Druckschrift DE 3048682 A1 bekannten Vorrichtung beliebig kombiniert werden.Unless otherwise stated, the subject of the present invention with features of the document DE 3048682 A1 known device can be combined as desired.

In einer Ausgestaltung ist die Vorrichtung als eine Art Taschenlampe ausgestaltet, das heißt, als ein Instrument, welches losgelöst von übrigen Gegenständen manuell erfasst und bewegt werden kann. Es kann also insbesondere mit einer Hand erfasst und eingesetzt werden. In one embodiment, the device is designed as a kind of flashlight, that is, as an instrument which can be detected and moved manually detached from other objects. It can therefore be detected and used in particular with one hand.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to figures.

Es zeigen:Show it:

1: Schnitt durch einen als Rotationsellipsoid vorliegenden Reflektor; 1 : Section through a reflector present as an ellipsoid of revolution;

2: Vorrichtung mit reduzierter Mantelfläche des Reflektors in seitlicher Aufsicht; 2 : Device with reduced lateral surface of the reflector in a lateral view;

3: Vorrichtung aus 2 in einer anderen seitlichen Aufsicht; 3 : Device off 2 in another lateral supervision;

4: Vorrichtung mit weiterer Ausführungsform eines Reflektors. 4 : Device with further embodiment of a reflector.

In der 1 wird ein Schnitt durch einen als Rotationsellipsoid vorliegenden Reflektor 1 gezeigt. Das Rotationsellipsoid 1 verfügt über zwei Brennpunkte f1 und f2. Im Brennpunkt f1 ist eine Mikrowellen abstrahlende Antenne angeordnet, die wie dargestellt Mikrowellen abstrahlt. Im anderen Brennpunkt f2 des Ellipsoiden wird das zu behandelnde Gewebe gebracht. Die Mantelfläche des Ellipsoids 1 weist zumindest eine, bevorzugt zwei – insbesondere gegenüberliegende – Öffnungen 2 auf, durch die eine Patientenliege hinein bzw. hindurch geschoben werden kann oder hinein bzw. hindurch geschoben ist, so dass das zu behandelnde Gewebe in den Brennpunkt f2 gebracht werden kann.In the 1 is a section through a present as an ellipsoid reflector 1 shown. The ellipsoid of revolution 1 has two foci f1 and f2. At the focal point f1 a microwave radiating antenna is arranged, which radiates microwaves as shown. In the other focal point f2 of the ellipsoid, the tissue to be treated is brought. The lateral surface of the ellipsoid 1 has at least one, preferably two - in particular opposite - openings 2 through which a patient bed can be pushed in or pushed in or through, so that the tissue to be treated can be brought into the focal point f2.

Das Rotationsellipsoid 1 kann vorteilhaft mit einer Schiene der Patientenliege verbunden sein, um das Rotationsellipsoid 1 entlang der Patientenliege verfahren zu können. Darüber hinaus kann die Patientenliege mit einem Hubmechanismus versehen sein, um den Patienten relativ zum Brennpunkt f2 anheben oder absenken zu können.The ellipsoid of revolution 1 may be advantageously connected to a rail of the patient bed to the ellipsoid of revolution 1 to be able to move along the patient couch. In addition, the patient bed can be provided with a lifting mechanism in order to lift or lower the patient relative to the focal point f2.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Ellipsoid 1 um die Längsachse der Patientenliege verschwenkbar angebracht, so dass das Ellipsoid 1 um einen auf der Patientenliege befindlichen Patienten herum gedreht werden kann.In one embodiment of the invention, the ellipsoid 1 attached pivotally about the longitudinal axis of the patient bed so that the ellipsoid 1 can be rotated around a patient lying on the patient bed around.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Ellipsoid 1 kippbar relativ zur Patientenliege angeordnet, so dass durch ein Verkippen der Winkel verändert werden kann, den die Achse zwischen den Brennpunkten f1 und f2 mit der Längsachse der Patientenliege einschließt.In one embodiment of the invention, the ellipsoid 1 tiltably arranged relative to the patient bed, so that by tilting the angle can be changed, which includes the axis between the foci f1 and f2 with the longitudinal axis of the patient bed.

Durch die vorgenannten Ausgestaltungen ist es möglich, den Brennpunkt f2 optimal im Verhältnis zum zu behandelnden Gewebe platzieren zu können, umso die Behandlung zu optimieren.By the aforementioned embodiments, it is possible to optimally place the focal point f2 in relation to the tissue to be treated in order to optimize the treatment.

Durch eine Schiene, die der Verbindung des Ellipsoids mit der Patientenliege dient, gelingt eine besonders stabile und präzise Positionierung des Brennpunkts f2, was weiter verbessert zu einem guten Behandlungserfolg beizutragen vermag.By means of a splint, which serves to connect the ellipsoid to the patient bed, a particularly stable and precise positioning of the focal point f 2 is achieved, which, further improved, can contribute to a good treatment success.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich der Brennpunkt f1 unterhalb des Brennpunkts f2. Dies ist nur ein Beispiel. Wird der Reflektor 1 beispielsweise um die Patientenliege herum gedreht, so verändert sich die Lage des Brennpunkts f1 relativ zur Lage des Brennpunkts f2.In the exemplary embodiment shown, the focal point f1 is located below the focal point f2. This is only an example. Will the reflector 1 For example, rotated around the patient bed, the position of the focal point f1 changes relative to the position of the focal point f2.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Antenne innerhalb des Reflektors 1 verfahrbar angeordnet. Die Antenne kann so aus den Brennpunkt f1 heraus gefahren bzw. bewegt sowie in diesen Brennpunkt f1 hinein gefahren bzw. bewegt werden. Es ist so möglich, durch Verfahren bzw. Bewegen der Antenne die Mikrowellenenergie hinsichtlich Form und/oder Intensität zu verändern, die auf das Gewebe des Patienten trifft. Insbesondere kann der Brennpunkt der Strahlung beim Patienten so vergrößert und damit die Intensität abgeschwächt werden oder umgekehrt.In one embodiment of the invention, the antenna is within the reflector 1 movably arranged. The antenna can thus be driven or moved out of the focal point f1 and driven or moved into this focal point f1. It is thus possible, by moving or moving the antenna, to change the microwave energy with regard to shape and / or intensity which strikes the tissue of the patient. In particular, the focal point of the radiation in the patient can be increased and thus the intensity can be weakened or vice versa.

Soweit Bewegungen von Bauteilen der Vorrichtung möglich sind, können diese Bewegungen durch Antriebe durchgeführt werden, beispielsweise durch elektrische Antriebe, besonders vorteilhaft durch pneumatische Antriebe, umso eine Explosionsgefahr zu minimieren.As far as movements of components of the device are possible, these movements can be performed by drives, for example by electric drives, particularly advantageous by pneumatic drives, so as to minimize the risk of explosion.

In der 2 wird eine weitere Ausführungsform im Schnitt sowie in seitlicher Aufsicht gezeigt, bei der die Mantelfläche des Reflektors 1 50% der Mantelfläche eines Ellipsoids beträgt. Im Unterschied zum eingangs genannten Stand der Technik schließt allerdings die Achse zwischen den Brennpunkten f1 und f2 einen rechten Winkel mit der Liegefläche der Patientenliege 3 ein. Hierdurch verbleibt ein wesentlich größerer Bereich der Patientenliege, die nicht durch den Reflektor abgedeckt ist, im Vergleich zu der Lösung, die aus der eingangs genannten Druckschrift DE 3048682 A1 bekannt ist. Auch ist die Länge des Reflektors vergleichsweise kurz und der Reflektor daher deutlich kompakter als der aus der Druckschrift DE 3048682 A1 bekannte Reflektor, Es ist daher sehr viel einfacher, den Reflektor unterhalb einer Patientenliege anzuordnen, ohne die Behandlung zu erschweren. Aufgrund der kompakten Bauweise ist es ferner möglich, mit relativ geringem technischen Aufwand den Reflektor beweglich an einer Patientenliege anzubringen, um so den Reflektor für eine Behandlung in eine optimalen Lage relativ zum Patienten bringen zu können. Dies gilt auch dann, wenn der Reflektor mehr als 50% der Mantelfläche eines Rotationsellipsoids umfasst.In the 2 shows a further embodiment in section and in lateral plan view, in which the lateral surface of the reflector 1 50% of the lateral surface of an ellipsoid. In contrast to the prior art mentioned above, however, the axis between the focal points f1 and f2 forms a right angle with the lying surface of the patient bed 3 one. This leaves a much larger area of the patient bed, which is not covered by the reflector, compared to the solution that from the document mentioned above DE 3048682 A1 is known. Also, the length of the reflector is comparatively short and the reflector therefore much more compact than that of the document DE 3048682 A1 It is therefore much easier to arrange the reflector below a patient bed, without complicating the treatment. Due to the compact design, it is also possible to mount the reflector movable with relatively little technical effort on a patient bed so as to bring the reflector for treatment in an optimal position relative to the patient. This is true even if the Reflector comprises more than 50% of the lateral surface of a rotational ellipsoid.

In der 3 wird die Vorrichtung aus der 2 im Schnitt gezeigt, allerdings in Aufsicht auf ein Kopfende der Patientenliege und nicht in Aufsicht auf eine Längsseite der Patientenliege.In the 3 the device is out of the 2 shown in section, but in supervision on a head of the patient bed and not in supervision on one longitudinal side of the patient bed.

In der 4 wird eine Ausführungsform der Erfindung im Schnitt gezeigt, bei der die Mantelfläche des Reflektors 1 mehr als 50% der Mantelfläche eines Ellipsoids beträgt.In the 4 an embodiment of the invention is shown in section, in which the lateral surface of the reflector 1 is more than 50% of the lateral surface of an ellipsoid.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3048682 A1 [0001, 0010, 0027, 0027]

Claims

A device for the treatment of tumors with a microwave reflector having two focal points (f1, f2), wherein a focal point (f2) can be brought into the tissue to be examined or treated and an electromagnetic source, in particular microwave source in the or at the other focal point (f1 ) of the reflector ( 1 ), characterized in that the source from the reflector ( 1 ) and / or the source is between at least two walls of the reflector ( 1 ) is located.

Device according to claim 1, characterized in that it comprises a patient couch ( 3 ) and / or an imaging device, in particular a magnetic resonance tomograph.

Device according to the preceding claim, characterized in that the reflector ( 1 ) movable with the patient bed ( 3 ) connected is.

Device according to one of the two preceding claims, characterized in that the reflector ( 1 ) around the patient bed ( 3 ) and / or along the patient couch ( 3 ) can be moved.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the lateral surface of the reflector ( 1 ) comprises at least 50%, advantageously at least 60%, of the lateral surface of an ellipsoid of revolution.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflector ( 1 ) is rotationally symmetrical, and in particular around its longitudinal axis.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the lateral surface of the reflector ( 1 ) with at least one opening ( 2 ), through which the tissue to be treated can be brought to a focal point (f2).