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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 29. März 2012 eingereichten, vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/617,590, namens APPARATUSES, METHODS, AND SYSTEMS FOR THE IDENTIFICATION AND TREATMENT OF PULMONARY TISSUE, die hiermit vollinhaltlich als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gilt. Etwa im Anmeldungsdatenblatt aufgeführte Prioritätsansprüche sowie etwaige Berichtungen dieser Ansprüche gelten hiermit gemäß 37 CFR § 1.57 (CFR = Code of Federal Regulations, US-Verordnungsblatt) als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
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HINTERGRUND
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FACHGEBIET
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein das Gebiet der medizinischen Geräte, insbesondere Apparate, Verfahren und Vorrichtungen zur Identifizierung und Behandlung von Körperteilen. Insbesondere betreffen einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Identifizierung und Behandlung kranker und/oder krebsbefallener Regionen einer Lunge, insbesondere Lungenknoten.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Lungenkrebs ist bei Patienten mit einer hohen Morbidität und Mortalität verbunden. Derzeit werden umfangreiche Bemühungen unternommen, diagnostische Methoden zur Früherkennung von Lungenregionen, z. B. Lungenknoten, die Krebspräkursoren darstellen könnten, zu entwickeln. Lungenknoten sind kleine Gewebemassen in der Lunge, deren Größe im Bereich von 0,5–30 mm liegt. Lungenknoten bedürfen v. a. bei Patienten mit bekannten Risikofaktoren wie z. B. Tabaksucht oder Krebs in der Familienanamnese häufig einer sorgfältigen Untersuchung durch ärztliches Personal. Bildgebungsverfahren werden entwickelt, die eine genauere Identifizierung von Lungenknoten ermöglichen, um ermitteln zu können, ob dies krebsartig oder sonst krankhaft sind.
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Behandlungsansätze für Lungenknoten gehen von der einfachen Observation und Nachuntersuchungen in vorgegebenen Abständen bis hin zu sofortigen Biopsien und chirurgischen Eingriffen. Nadelbiopsien stellen oft einen wichtigen Schritt bei der Behandlung von Lungenknoten, sowie von größeren Tumoren und/oder Lungenmassen, dar. Eine positive Identifizierung von Krebs stellt typischerweise eine Indikation für eine Lungenoperation, d. h. Lobektomie, dar. Leider wird die Gefahr eines Krebsbefalls an einer bestimmten Stelle von einer negativen Biopsie nicht ganz ausgeschlossen, also sind womöglich Nachuntersuchungen und chirurgische Biopsie erforderlich.
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Obwohl Fortschritte bei den diagnostischen Methoden in einigen Fällen zu Verbesserungen der Früherkennung und Verfolgung von Lungenknoten geführt haben, ist die Entwicklung von Verfahren zu deren Entfernung dahinter zurückgeblieben. Biopsien bestehen typischerweise aus einer Mini-Thorakotomie oder der Verwendung thorakoskopischer oder endoskopischer Verfahren, um auf Brusthöhle und Lungengewebe zugreifen zu können. Mitunter muss eine Bronchienblockade erfolgen, um das Lungensegment bzw. den Lungenlappen zu isolieren und zu entleeren, wo die Biopsie erfolgen soll. Mit der Entleerung der Lunge kommt es zu Verzerrungen der Lungenanatomie, wodurch die zur Lokalisierung des entsprechenden Lungenbereichs erforderlichen Bildgebungs- und anatomischen Korrelationen unpräzise, vage und mitunter sogar sinnlos macht.
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Sobald sich der Chirurg Zugang zum entleerten Lungenteil verschafft hat, wo der Knoten vermutet wird, wird der Knoten typischerweise visuell gesucht. Dies ist weitaus leichter, wenn der betreffende Lungenbereich oberflächlich und zugänglich ist. Im Falle eines isolierten Lungenbereichs, z. B. eines kleinen, tief im Parenchym liegenden Knotens, kann eine visuelle identifizierung schwer oder gar unmöglich sein, was den Chirurgen zwingt, z. B. den verdächtigten Bereich mit den Fingern abzutasten. Zum Abtasten kann also eine Minithorakotomie (oder die Verlängerung einer bestehenden Inzision) erforderlich sein, damit die Finger des Chirurgen den Zielbereich der Lunge erreichen können. Selbst durch Abtasten lassen sich Knoten mitunter schwer identifizieren.
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Nach der Lokalisierung und Identifizierung des Lungenbereichs bzw. Knotens erfolgt typischerweise eine chirurgische Entfernung des betroffenen Bereichs. Die Entfernung kann mindestens eine Keilresektion des betroffenen Bereichs umfassen. Ist ein Lungenknoten, -tumor oder eine Lungenmasse krebsartig, wird nach dem derzeitigen Kenntnisstand u. a. eine Lobektomie empfohlen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ziel der vorliegend beschriebenen Ausführungsformen ist es also, neue Vorrichtungen, Systeme und Verfahren zur Identifizierung und Behandlung von Gewebe, insbesondere Lungengewebe und -knoten, bereitzustellen.
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Ein System zur Lokalisierung einer Geweberegion kann umfassen: einen verfolgbaren Marker, der derart konfiguriert ist, dass er sich in die entsprechende Geweberegion implantieren lässt und dort verweilen kann, wobei der verfolgbare Marker eine oder mehrere Lokalisierungseigenschaften umfasst; sowie einen Sensor, der zur Erkennung einer oder mehrerer Lokalisierungseigenschaften konfiguriert ist. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das System ferner ein Einführungsinstrument, das zur Implantation des verfolgbaren Markers in die Geweberegion konfiguriert ist. Gemäß einigen Ausgestaltungen ist die Lokalisierungseigenschaft magnetisch, radioaktiv und/oder röntgendicht. Der Sensor kann ferner eine Navigationshilfe umfassen. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die Navigationshilfe eine Messlehre und/oder graphische Anzeige. Der Sensor kann zur Einführung über die Brusthöhle und/oder den Luftweg eines Patienten konfiguriert sein. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das System ferner ein Resektionsgerät. Gemäß einigen Ausgestaltungen ist der Sensor ins Resektionsgerät integriert. Das Resektionsgerät kann einen Behälter umfassen, der zum Absaugen und Aufnehmen eines Gewebeteils konfiguriert ist. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das Resektionsgerät einen länglichen, hohlen zylindrischen Körper mit einer Öffnung an einem distalen Ende des hohlen zylindrischen Körpers und einer mit einem proximalen Ende des Körpers verbundenen Leitung, die zum Anschluss an eine Vakuumquelle konfiguriert ist. Gemäß einigen Varianten umfasst das System ferner ein Behandlungsgerät. In einigen Ausführungsformen umfasst der verfolgbare Marker eine Hilfsstromleitung. Die Hilfsstromleitung kann zum selektiven Anschluss an einen Katheter konfiguriert sein. Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Hilfsstromleitung zum Anschluss an ein sekundäres Modul konfiguriert. Das sekundäre Modul kann ein Stromspeichermodul umfassen. Gemäß einigen Ausführungsformen ist das Stromspeichermodul zur drahtlosen Aufladung konfiguriert. Das Behandlungsgerät kann zur elektrischen Wärmung des verfolgbaren Markers konfiguriert sein. Gemäß einigen Ausführungsformen ist das Behandlungsgerät derart konfiguriert, dass es den verfolgbaren Marker zur Freisetzung eines Wirkstoffs aus dem verfolgbaren Marker veranlasst. Gemäß einigen Ausführungsformen ist das Behandlungsgerät derart konfiguriert, dass es den verfolgbaren Marker mittels einer magnetischen Kopplung wärmt. Gemäß einigen Varianten umfasst das Behandlungsgerät eine magnetische Sonde. Die magnetische Sonde kann an einen in den Luftweg eines Patienten eingeführten Katheter angeschlossen werden. In einigen Ausführungsformen handelt es beim Behandlungsgerät um ein KST-Gerät. Gemäß einigen Varianten umfasst der verfolgbare Marker eine Speisequelle. Die Speisequelle kann eine Batterie und/oder einen Kondensator umfassen. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das System ferner einen zweiten verfolgbaren Marker.
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Gemäß einigen Varianten kann ein System zur Behandlung einer Geweberegion einen Katheter umfassen, der zur Einführung in den Luftweg eines Patienten konfiguriert ist, wobei der Katheter an einem distalen Ende des Katheters eine Antenne; und einen zum Anschluss an den Katheter konfigurierten Mikrowellengenerator umfasst, um Mikrowellenstrahlung aus der Antenne zu emittieren. Gemäß einigen Ausführungsformen kann das System ferner ein Bronchoskop umfassen, wobei der Katheter zur Einführung in einen Arbeitskanal des Bronchoskops konfiguriert ist. Die Antennenspitze kann zur Abgrenzung eines Außenumfangs eines Lungenknotens konfiguriert sein. Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Antennenspitze zur Einführung in einen Lungenknoten konfiguriert. Gemäß einigen Varianten umfasst das System ferner eine zweite Antennenspitze am distalen Ende des Katheters.
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Ein Verfahren zur wiederholten Lokalisierung einer Stelle in einer Lunge kann umfassen: Navigieren zur Stelle in der Lunge; Implantieren eines verfolgbaren Markers an der Stelle, wobei der verfolgbare Marker mindestens eine Lokalisierungseigenschaft umfasst; Lokalisierung des verfolgbaren Markers aufgrund der mindestens einen Lokalisierungseigenschaft. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner die Implantation eines zweiten verfolgbaren Markers nahe der Stelle in der Lunge. Gemäß einigen Varianten umfasst der Schritt des Navigierens den Einsatz eines Bronchoskops. Gemäß einigen Ausführungsformen wird der verfolgbare Marker über einen in einen Arbeitskanal im Bronchoskop eingeführten Katheter bzw. Nadel implantiert. Das Verfahren kann ferner die Entnahme einer Gewebeprobe an oder nahe der Stelle in der Lunge umfassen. Gemäß einigen Ausführungsformen ist die mindestens eine Lokalisierungseigenschaft aus der nachfolgenden Gruppe gewählt: Strahlenundurchlässigkeit, Magnetismus, Radioaktivität und visuelle Lokalisierung. Der Schritt des Lokalisierens des verfolgbaren Markers kann den Einsatz eines Ortungsgeräts umfassen. Gemäß einigen Varianten umfasst das Lokalisierungsgerät einen magnetischen Sensor. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner die Behandlung der Stelle in der Lunge. Gemäß einigen Ausführungsformen wird die Stelle in der Lunge durch wiederholtes Lokalisieren des verfolgbaren Markers wiederholt behandelt. Die Behandlung kann das Herausschneiden von Lungengewebe an oder nahe der Stelle in der Lunge umfassen. Gemäß einigen Varianten umfasst der Schritt des Herausscneidens von Lungengewebe das Positionieren eines mit einer Vakuumquelle in Fließverbindung befindlichen Behälters nahe der Stelle in der Lunge, Aktivieren der Vakuumquelle, Einsaugen des Lungengewebes in den Behälter und Trennen des im Behälter befindlichen Gewebes von der übrigen Lunge. Die Behandlung kann die Anwendung von Mikrowellenstrahlung umfassen. Gemäß einigen Ausführungsformen wird die Mikrowellenstrahlung über eine Antennenspitze angewendet, die an eine Mikrowellenstrahlungsquelle angeschlossen ist, wobei die Antennenspitze in einen Katheter eingeführt wird. Gemäß einigen Varianten umfasst die Behandlung die Anwendung von Wärme. Die Wärme kann mittels eines auf den verfolgbaren Marker wirkenden magnetischen Feldes angewendet werden. Gemäß einigen Ausführungsformen wird das magnetische Feld über eine nahe dem verfolgbaren Marker positionierte Sonde angewendet. Das magnetische Feld kann mittels eines KST-Geräts angewendet werden. Gemäß einigen Varianten umfasst die Behandlung die Anwendung von elektrischem Strom. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst der verfolgbare Marker ein Behandlungsmittel. Der verfolgbare Marker kann zur Freisetzung eines oder mehrerer Therapeutika konfiguriert sein. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst der verfolgbare Marker eine Speisequelle. Die Speisequelle kann eine an den verfolgbaren Marker angeschlossene Batterie sein. Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Speisequelle über ein Kabel an den verfolgbaren Marker angeschlossen.
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Gemäß einigen Varianten ist ein verfolgbare Marker zur Implantation an einer Stelle in einer Lunge konfiguriert, und kann mindestens eine Lokalisierungseigenschaft umfassen. Der Marker kann eine Batterie umfassen. Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst der Marker eine Hilfsstromleitung. Die Hilfsstromleitung kann an eine Speisequelle angeschlossen sein. Gemäß einigen Ausführungsformen fungiert die Hilfsstromleitung als drahtlose Aufladeleitung. Gemäß einigen Varianten umfasst der Marker ein radioaktives Material. Der Marker kann mindestens teilweise aus einem magnetisch aktiven Material bestehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den beigefügten Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen zur Veranschaulichung dargestellt; diese sind keinesfalls als Einschränkung des Schutzumfangs der Ausführungsformen auszulegen. Außerdem können verschiedene Merkmale einer oder mehrerer der offenbarten Ausführungsformen zur Bildung weiterer Ausführungformen kombiniert werden; diese weiteren Ausführungsformen sind auch Teil dieser Anmeldung.
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1A–C zeigen einen Teil einer Lunge mit einem Knoten sowie Ausführungsformen von Geräten, die zur Implantation und Lokalisierung eines verfolgbaren Markers einsetzbar sind.
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2 zeigt eine Ausführungsform eines Sensors auf Katheterbasis, der zur Lokalisierung eines verfolgbaren Markers verwendet werden kann.
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3A–E zeigen Ausführungsformen eines Geräts, das zur Lokalisierung und Resektion eines Lungenknotens verwendet werden kann.
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4 zeigt eine Ausführungsform eines Systems, das zur Behandlung eines Lungenknotens mit Strahlung, z. B. Mikrowellenstrahlung, verwendet werden kann.
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4A–B zeigen Ausführungsformen eines Systems, das zur Behandlung eines Lungenknotens mittels mehrerer Marker verwendet werden kann.
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5A–C zeigen Ausführungsformen von Antennenspitzen, die zur Behandlung eines Lungenknotens mit Strahlung, z. B. Mikrowellenstrahlung, verwendet werden können.
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6 zeigt eine Ausführungsform eines Systems, bei dem ein verfolgbarer Marker verwendet wird, der einen Lungenknoten mittels einer magnetischen Kopplung wärmt.
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7A–B zeigen Ausführungsformen eines verfolgbaren Markers, der einen Schwanz umfasst.
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8 zeigt eine Ausführungsform eines verfolgbaren Markers, der ein sekundäres Modul umfasst.
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9 zeigt eine Ausführungsform eines verfolgbaren Markers, der ein sekundäres Modul in Verbindung mit einem drahtlosen System umfasst.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen einer Vorrichtung, eines Systems und eines Verfahrens zur Identifizierung und Behandlung von Lungenregionen, insbesondere von Lungenknoten, -tumoren und/oder -läsionen werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen einer oder mehrerer Ausführungsformen erläutert. Die vorliegend verwendeten Begriffe sind keinesfalls im einschränkenden Sinne auszulegen. Vielmehr werden die Begriffe lediglich in Verbindung mit einer ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen der Systeme, Verfahren und damit verbundenen Komponenten verwendet. Außerdem können einige Ausführungsformen mehrere neue Merkmale umfassen, von denen keines allein für die wünschenswerten Eigenschaften verantwortlich ist oder als erfindungswesentlich betrachtet wird.
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Die Begriffe ”Lungenregion”, ”Lungenbereich”, ”Gewebe”, ”Tumor”, ”Masse” und ”Knoten” sind im vorliegenden Sinne weit zu fassen und gleichbedeutend zu verstehen; sofern nicht etwas anderes angegeben wird, umfassen diese Begriffe insbesondere sonstige Organe oder Geweberegionen im Körper eines Menschen oder eines Tiers, insbesondere krankhafte, krebsartige und/oder präkanzeröse Geweben, Läsionen, Tumoren, Massen oder sonstige interessierende Bereiche im Körper. Generell können Knoten in drei oder mehr Typen geteilt werden. Beispielsweise befinden sich manche Knoten im Lungenparenchym außerhalb eines Luftweges und invadieren und drücken auf keinen Luftweg (vgl. Knoten 402 der 4A), manche befinden sich im Parenchym und invadieren und/oder drücken auf den Luftweg (vgl. Knoten 402 der 4B), und noch andere befinden sich primär innerhalb des Luftweges. Obwohl einige vorliegend beschriebenen Ausführungsformen die Identifizierung und Behandlung eines Bereichs in einer Lunge betreffen, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und die vorliegend beschriebenen Ausführungsformen können z. B. in anderen Gefäßen, Leitungen, Körperhöhlen und Organen beim Menschen und beim Tier Anwendung finden.
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1A–C zeigen eine Ausführungsform, die zur Implantation und Lokalisierung eines verfolgbaren Markers im Lungengewebe, z. B. einem Lungenknoten, verwendet werden kann. 1A ist eine schematische Darstellung eines Teils eines Lungenlappens 100 mit einem Knoten 102 aus verdächtigem Gewebe, der vorher identifiziert worden ist und anschließend von einem Arzt untersucht, entnommen und behandelt werden kann. Der Knoten 102 kann vorher mithilfe eines anderen diagnostischen Mittels, insbesondere Röntgen, Kernspintomographie (KST), Ultraschall oder Visualisierung über einen in den Luftweg eingeführten Katheter, identifiziert worden sein.
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1B zeigt eine Biopsienadel 106, die zur Entnahme von Gewebe in der Region des Knotens 102 über eine Öffnung 109 verwendet wird. Diese Öffnung 109 kann z. B. eine bei einer Thorakotomie hergestellte Schnittstelle sein. Hier wird gezeigt, wie die Biopsienadel 106 über die Öffnung 109 in der Brustwand 108 des Patienten eingeführt wird, es versteht sich jedoch, dass ein beliebiges Biopsieverfahren verwendet werden kann, und zwar insbesondere auch ein Verfahren, bei dem die Biopsienadel über einen in einen Luftweg eingeführten Katheter 102 zum Knoten 102 navigiert wird. Gemäß einigen Ausführungsformen können die Biopsienadeln die in der am 26. Februar 2013 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 13/777,854 mit der Bezeichnung LUNGENBIOPSIENADEL beschriebenen Ausführungsformen umfassen, die vollinhaltlich als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gilt. Vor, während oder nach der Entnahme von Gewebe in der Region des Knotens 102 mithilfe der Biopsienadel 106 kann auch ein verfolgbarer Marker 104 in oder nahe dem Knoten 102 eingeführt werden. Der Marker 104 ist dabei vorzugsweise zur Einführung über die Biopsienadel 106 konfiguriert, kann aber auch gesondert über ein anderes Einführungsmittel, z. B. über einen zweiten Katheter oder eine zweite Nadel, eingeführt werden, die über die Öffnung 109 einführbar sind. Der Marker 104 kann generell kugelförmig sein. Vorzugsweise weist der Marker 104 Oberflächeneigenschaften (z. B. Rauheit, Anker, biokompatible Materialien oder eine beliebige Kombination davon) auf, die zur Reduzierung oder Beseitigung der Wahrscheinlichkeit konfiguriert sind, dass der Marker 104 sich von der Stelle entfernt, an der der Marker 104 eingesetzt wird. In einigen Ausführungsformen sind die Marker 104 nicht kugelförmig.
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Der verfolgbare Marker 104 umfasst vorzugsweise mindestens eine Lokalisierungseigenschaft, die ihn von einem Ortungsgerät erkennen lässt. Die Lokalisierungseigenschaft ist dabei eine beliebige Eigenschaft, die die Identifierung (z. B. nach der Implantation) des verfolgbaren Markers 104 ermöglicht, und kann erkennbare visuelle, röntgendichte, magnetische und/oder radioaktive Markierungen oder Eigenschaften, oder eine Kombination davon umfassen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht der verfolgbare Marker 104 mindestens teilweise aus einem Metall, z. B. Eisenoxid oder Edelstahl, und kann mindestens visuell, taktil, radiographisch und magnetisch lokalisiert werden. Der Marker 104 kann auch mindestens teilweise mit einer biokompatiblen Beschichtung versehen sein oder aus einem von Natur aus biokompatiblen Material bestehen (z. B. polierter Edelstahl, Titan, Polymethylmethacrylat, Polytetrafluorethylen) bestehen, das immunologische und sonstige unerwünschte Reaktionen minimiert oder im Wesentlichen ausschließt. Bei einem zur langfristigen Implantation konfigurierten Marker kann dies von besonderem Interesse sein.
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Die verschiedenen vorliegend beschriebenen verfolgbaren Marker (z. B. der Marker 104) können mit Wirkstoffen versehen sein, die eine vorteilhafte, therapeutische oder diagnostische Wirkung im Körper entfalten können, und zwar v. a. dann, wenn sie in oder nahe einem Lungenknoten implantiert werden; diese Wirkstoffen können z. B. als Beschichtung oder als Teil des verfolgbaren Markers vorliegen. In den verfolgbaren Marker können verschiedene Wirkstoffarten integriert werden. Bestimmte Chemikalien können z. B. zur Entfaltung einer Wärmungswirkung verwendet werden. Hier könnte eine Wärmungswirkung mithilfe einer luftaktivierten exothermen Reaktion auf Eisenbasis erzielt werden, die typischerweise bei Handwärmern verwendet wird. Die vorliegend erwähnten Wirkstoffe können Chemikalien, Pharmaka oder sonstige Wirkstoffe sein, und zwar allein oder in Kombination, die eine vorteilhafte, therapeutische oder diagnostische Wirkung auf den Knoten 102 und/oder das den Knoten 102 umgebende Gewebe entfalten, und können Krebsmedikamente (insbesondere Chemotherapeutika), Entzündungshemmer, Mikrobenhemmer, Virushemmer, Kontrasterstärker (insbesondere KST-Kontrastmittel), Gewebewachstumsbeschleuniger (insbesondere Stammzellen), Gewebewachstumshemmer, radioprotektive Mittel, radioaktive Materialien und Wirkstoffe und sonstige derartige Wirkstoffe umfassen.
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1C zeigt, wie der vorher in oder nahe dem Knoten 102 implantierte Marker 104 später lokalisiert werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform kann ein Sensor 110, der auf mindestens eine der Lokalisierungseigenschaften am Marker 104 anspricht, nahe dem Knoten 102 navigiert werden. Der Sensor 110 kann durch Einführung in die Pleurahöhle über die Öffnung 109 in die Nähe des Knotens 102 gebracht werden, andere Verfahren können aber auch verwendet werden. Beispielsweise kann bei einer weiteren Ausführungsform der Sensor 110 in einen Katheter eingeführt oder darin gebildet werden, der in den Luftweg des Patienten eingeführt worden ist, wie es die 2 zeigt. Da gemäß einigen Ausführungsformen der Sensor 110 vorzugsweise derart konfiguriert ist, dass er die Lokalisierungseigenschaft oder den Marker 104 nicht beeinflusst, können diese Ausführungsformen die wiederholte Navigation zum Marker 104 und Lokalisierung des Markers 104 ermöglichen.
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Im Einsatz kann ein Bediener den Sensor 110 in die Nähe des Knotens 102 mittels einer Navigationshilfe 112 navigieren. Beispielsweise kann der Sensor 110 derart konfiguriert sein, dass er den Marker 104 magnetisch identifiziert, und der Sensor 110 kann eine magnetische Induktionsschleife oder eine sonstige magnetische Lokalisierungsfunktion umfassen, und die Navigationshilfe 112 kann dann eine Messlehre umfassen, die graphisch darstellt, wie das magnetische Feld im Verhältnis zur Nähe und Orientierung des Sensors 110 relativ zum Marker 104 verstärkt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Navigationshilfe 112 auf die Richtung des Markers 104 relativ zum Standort des Sensors 110 hin. Selbstverständlich kann der Sensor 110 zur Erkennung auch einer anderen Lokalisierungseigenschaft konfiguriert sein, und könnte im Falle eines Markers 104, der mindestens teilweise aus einem radioaktiven Material besteht, einen Geigerzähler oder einen sonstigen Sensor aufnehmen, der auf Radioaktivität anspricht. Die Navigationshilfe 112 ist nicht unbedingt eine Messlehre, und könnte z. B. eine grapische oder numerische Anzeige (z. B. auf einem Computerbildschirm) oder eine oder mehrerer von einer visuellen, hörbaren oder taktilen (z. B. Vibration) Rückmeldung als Reaktion auf die Lokalisierungseigenschaft umfassen.
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2 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung auf Katheterbasis, die mit weiteren vorliegend beschriebenen Ausführungsformen zur Identifizierung und Behandlung von Lungengewebe, insbesondere Lungenknoten, kombiniert werden kann. Hier kann ein Katheter 201 in ein Bronchoskop 203 eingeführt werden, das wiederum in einen Luftweg 200 eines Patienten eingeführt wird. Das distale Ende 207 des Katheters 201 kann mit einem Sensor 210 der oben in Bezug auf die 1A–C beschriebenen Art versehen sein, der zum Ansprechen auf eine oder mehrere an einem in der Nähe eines Knotens 202 implantierten verfolgbaren Markers 204 konfiguriert ist. Um die Navigation des Katheters 201 zum Standort des Markers 204 zu unterstützen, kann der Sensor 210 auch eine Navigationshilfe 212 verwenden. Hier handelt es sich bei der Navigationshilfe 212 um ein tragbares Gerät, z. B. einen tragbaren Computer, der die Entfernung zwischen Sensor 210 und Marker 204 graphisch anzeigt. So hilft die Navigationshilfe 212 bei der Navigation zum Marker 204 und der Lokalisierung des Markers 204. Gemäß einer Ausführungsform kann die Navigationshilfe 212 eine Karte zeigen, die den Luftweg 200 des Patenten relativ zum Katheter 201, insbesondere dem distalen Ende 207 des Katheters und/oder dem Sensor 210 vollständig oder teilweise abbildet.
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3A–E zeigen eine Ausführungsforme eines Geräts
301 zur Identifizierung und Resektion von Knoten, umfassend einen Sensor
310. Wie in der
3A gezeigt, umfasst das Gerät
301 einen mit einer Vakuumquelle
314, z. B. einer Vakuumpumpe in Fließverbindung befindlichen Behälter
306. Der Behälter
306 ist zur Absaugung und zur Aufnahme eines Gewebeteils in seinem inneren konfiguriert, und ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ein länglicher, hohler zylindrischer Körper
308 mit einer Öffnung
309 an einem distalen Ende
307. Das proximale Ende
305 ist vorzugsweise über eine Leitung
315 an die Vakuumquelle
314 angeschlossen, obwohl dieser Anschluss auch über einen beliebigen Teil des länglichen Körpers
308 hergestellt werden kann. Vorzugsweise ist der Sensor
310 an oder nahe dem distalen Ende
307 des Körpers
308 angeordnet und kann gemäß einigen Ausführungsformen an oder nahe der Öffnung
309 angeordnet sein. Der Sensor
310 kann ein Sensor der oben in Bezug auf die
1A–C beschriebenen Art sein und ist vorzugsweise zur Identifizierung eines verfolgbaren Markers
304 konfiguriert, der in Gewebe implantiert worden ist und mit einer oder mehreren Lokalisierungseigenschaften versehen ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor
310 an die Ausführungsformen der
US-Patente Nr. 6,328,689 ,
6,485,407 ,
6,491,706 ,
6,860,847 und
7,731,651 angepasst, die hiermit vollinhaltich als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gelten. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Sensor
310 jedoch getrennt vom Behälter
306 vorliegen, und könnte z. B. Teil einer zweiten Sonde bzw. eines zweiten Katheters sein.
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3B zeigt eine Gewebestelle, die vorliegend als Teil einer geblähten Lunge 300 dargestellt wird, in die ein verfolgbarer Marker 304 nahe einem Knoten 302 implantiert worden ist. Der verfolgbare Marker 304 ähnelt vorzugsweise den oben in Bezug auf die 1A–C beschriebenen Ausführungsformen:
3C zeigt den Lungenteil 300 der 3B in entleertem Zustand (typisch für eine Thorakotomie), wobei der Lungenteil 300 von der Innenwand 316 der Brustwand des Patienten weggezogen worden ist. Bei manchen Knotenbiopsie- oder -behandlungsverfahren muss die Lunge vor der Behandlung entleert werden, was womöglich die Identifizierung des Knotens 302 v. a. a dann erschwert, wenn der Knoten 302 tief in der Lunge liegt. Vorzugsweise ist der verfolgbare Marker 304 vor der Entleerung der Lunge bzw. des Lungenteils implantiert worden. Gemäß einigen Ausführungsformen erfolgen die Lokalisierung und/oder Behandlung, wenn der Lungenteil 300 oder die Lunge nicht entleert worden ist.
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3D zeigt eine Ausführungsform des Geräts 301, das im Rahmen eines Eingriffs zur Resektion des Knotens 302 mithilfe des verfolgbaren Markers 304 eingesetzt wird. Das Gerät 301 kann z. B. über eine Inzision 320 in der Brustand 316 eines Patienten eingeführt werden. Das Gerät 301 kann auch im Rahmen eines laparoskopischen Eingriffs verwendet und über einen anderen Weg eingeführt werden, oder gemäß weiteren Ausführungsformen vom Inneren eines in den Luftweg eines Patienten eingeführten Katheters aus eingeführt werden.
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Vorliegend wird der Behälter 306 mithilfe des Sensors 310 in die Nähe des Markers 304 navigiert. Der Marker 304 kann, wie oben beschrieben, mit einer oder mehreren Lokalisierungseigenschaften versehen sein, die seine Lokalisierung durch den Sensor 310 ermöglichen. Wie oben in Bezug auf die 1A–C erläutert, kann zur Unterstützung der Lokalisierung des Markers 304 eine Navigationshilfe 312 eingesetzt werden; gemäß einigen Ausführungsformen kann es sich hierbei um eine Messlehre handeln, deren Signal im Verhältnis zur Nähe des Markers 304 infolge der am Marker 304 vorhandenen Lokalisierungseigenschaft(en) schwankt.
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Ist der Marker 304 einmal lokalisiert worden, wird die Öffnung 309 in seiner Nähe positioniert, und die Vakuumquelle 314 wird aktiviert oder mit dem Behälter 306 in Fließverbindung gebracht, um den Marker 304 und das ihn umgebende Gewebe (das den Knoten 302 enthalten soll) in den Behälter 306 einzusaugen. Der Gewebeteil im Behälter 306 kann dann z. B. durch Schneiden des mit der Öffnung 309 ausgefluchteten Gewebes, herausgeschnitten werden. Gemäß einigen Ausführungsformen kann ein (nicht dargestelltes) Schneidegerät mit dem Gerät 301 integriert sein, um das Gewebe im Behälter 306 herauszuschneiden.
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3E zeigt den Lungenteil
300 nach der Geweberesektion mit dem Gerät
301. Das aus der Brusthöhle des Patienten herausgezogene Gerät
301 enthält nun einen Gewebeabschnitt, der den Lungenknoten
302 und den Marker
304 enthält. An der Resektionsstelle
322 wird vorzugsweise eine Dichtung hergestellt, um die Möglichkeit eines Luftaustritts aus dem übrigen Lungengewebe erheblich zu reduzieren oder auszuschließen. Gemäß einigen Ausführungsformen wird die Resektionsstelle
322 mit Heftklammern oder Nähten abgedichtet. Weitere Geräte, insbesondere blockierende Geräte oder Geräte mit Ventilen, wie sie z. B. in den
US-Patenten Nr. 6,293,951 ,
7,757,692 und
8,021,385 zusammen mit der am 17. Januar 2012 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/587,621, die vollinhaltlich als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gelten, beschrieben werden, können auch zur Abdichtung der zur Resektionsstelle
322 führenden Luftwege angebracht werden.
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4 zeigt eine Ausführungsform eines Systems 401, das zur Behandlung eines Gewebes, z. B. eines Lungenknotens 402, mit Energie, z. B. Mikrowellenstrahlung, Hochfrequenzstrom oder ähnlichen Behandlungsmethoden, verwendet werden kann. Vorzugsweise umfasst das System 401 einen Einführkatheter 403, der in den Arbeitskanals eines Bronchoskops 405 oder sonstigen Endoskops eingeführt werden kann, wobei das Bronchoskop 405 dann in den Luftweg eines Patienten 400 eingeführt und zum Knoten 402 navigiert wird. Zur Navigierung des Systems 101 zum annäherenden Standort des Knotens 402 kann das System 401 mit anderen vorliegend beschriebenen Ausführungsformen, z. B. denen der 1A–C, eingesetzt und kombiniert werden, sofern ein verfolgbarer Marker zur Markierung des Standortes des Knotens 402 verwendet wird. Selbstverständlich können auch herkömmliche Navigationsmethoden, z. B. Visualisierung mit einem Bronchoskop oder Fluoroskopie, verwendet werden.
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Das proximale Ende 410 des Einführkatheters 403 kann an eine Energiequelle 412 angeschlossen sein, und die distale Spitze 408 des Katheters 403 umfasst eine Antenne oder sonstigen Emitter. Beispiele von Antennen, die zum Einsatz mit dem System 401 geeignet sein könnten, werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die 5A–C beschrieben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt die Energiequelle 412 Mikrowellen. Die von der Energiequelle 412 emittierte Energie läuft durch den Einführkatheter 403 und zur Antenne an die distale Spitze 408, von der Energie von der Antenne an das umliegende Gewebe ausgestrahlt wird. Mindestens Katheter 403 und Antenne sind vorzugsweise hohl, koaxial und/oder bestehen aus einem für die in der Energiequelle 412 erzeugte Wellenlänge transparenten Material. Bei einigen Ausführungsformen sind Einführkatheter 403, distale Spitze 408 und/oder die Antenne an der distalen Spitze 408 derart konstruiert, dass sie einen zur Kanalisierung der Energie von der Energiequelle 412 zur Antennenspitze konfigurierten Wellenleiter bilden. Bei Einsatz von Mikrowellen als Energiequelle kann der Wellenleiter eine hohle, leitfähige Metallleitung umfassen. Die Antenne ist vorzugsweise mit einer oder mehreren Öffnungen versehen, die die von der Energiequelle 412 ausgestrahlte Energie aus der Antenne austreten lassen. Gemäß einigen Ausführungsformen können die eine oder mehreren Öffnungen einen Teil der Antenne umfassen, wo ein Isoliermaterial die Antenne nicht abdeckt oder entfernt worden ist.
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Die distale Spitze 408 wird in der Nähe des Knotens 402 positioniert, so dass die von der Antenne ausgestrahlte Energie (z. B. Mikrowellen) zur Bestrahlung, Wärmung oder sonst zur Behandlung des Knotens 402 verwendet werden kann. Mikrowellen können in manchen Fällen bei der Behandlung von Lungenknoten nützlich sein, da sie in der Lage sind, das dichtere Knotengewebe bevorzugt zu wärmen und dabei das weniger dichte umliegende Gewebe nur minimal zu wärmen. Also kann eine bevorzugte Behandlungsmethode das Navigieren des Einführkatheters 403 umfassen, so dass die distale Spitze 408 nahe am Knoten 402 liegt. Die Aktivierung der Energiequelle 412, die vorliegend zur Erzeugung von Mikrowellen konfiguriert ist, lässt die Antenne dann den Knoten 402 mit Mikrowellen bestrahlen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die distale Spitze 408, insbesondere die Antenne, eine Schutzhülse oder -bedeckung umfassen. Gemäß einigen Ausführungsformen können an mindestens einem Teil der Antenne Öffnungen vorgesehen sein, die derart konfiguriert sein können, dass die von der Antenne emittierte Energie kreuzschliffartig in den Knoten 402 laufen kann.
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Bei bestimmten Ausführungsformen, z. B. den oben in Bezug auf die 1A–C beschriebenen, kann ein verfolgbarer Marker in Kombination mit den vorliegend beschriebenen Ausführungsformen des Systems 401 eingesetzt werden. Eine derartige Kombination kann sich als vorteilhaft erweisen, da die Übertragung der von der Antenne an der distalen Spitze 408 in den Knoten 402 gestrahlte Energie vom Vorhandensein des Markers unterstützt werden kann. Daher wird – ohne Bindung an eine bestimmte Theorie – vermutet, dass der Marker gegenüber einem System 401, bei dem kein Marker eingesetzt wird, weniger Energie verbrauchen und weniger Konzentration dieser Energie (z. B. Mikrowellen) benötigen könnte, da der Marker die Energie aufnimmt und als Wärme auf das umliegende Gewebe effizienter ausstrahlt, als der Fall wäre, wenn kein Marker eingesetzt würde.
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Zur Behandlung der Knoten 402 oder sonstiger krebsartiger oder krankhafter Gewebebereiche kann es einer Erweiterung des Behandlungsbereichs über den unmittelbar krebsbefallenen oder krankhaften Gewebereich hinaus bedürfen, so dass hinreichende Spielräume um den Bereich herum vorgesehen ist, das auch das Gewebe behandelt wird, bei dem noch keine erkennbaren Indizien für Krankheiten oder Krebsbefall vorhanden sind. Derartige Spielräume können Gewebe umfassen, das zwar nicht unbedingt nekrotisch oder krebsartig ist, dafür aber Anzeichen für eine Entzündung aufweist. Bei manchen Ausführungsformen, wie in der 4A gezeigt, kann die Implantation mehrerer Marker 404a, 404b, 404c (gemeinsam ”Marker 404”) eine bessere Behandung der Randbereiche des Knotens 402 oder anderen Gewebebereichs ermöglichen.
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Die Marker 404 können in den Knoten 402 (z. B. Marker zwischen den Knoten 404a), in den Luftweg 400 (z. B. Luftwegmarker 404b) und/oder in das Gewebe außerhalb des Luftwegs 400 und des Knotens 402 (z. B. Zwischenknoten 404c) implantiert werden. Gemäß einigen Ausführungsformen kann jeder der Marker 404 außerhalb des Knotens 402 positioniert werden. Die Positionierung aller Marker 404 außerhalb des Knotens 402 kann bei einigen Ausführungsformen die Behandlung eines Knotens 402 ohne unmittelbaren physischen Kontakt (z. B. Durchstechen) zum Knoten 402 ermöglichen. Bei einigen Ausführungsformen kann durch die Behandlung eines Knotens 402 ohne direkten physischen Kontakt zum Knoten die Wahrscheinlichkeit einer Freisetzung des Knoteninhalts (z. B. Krebszellen, Infektion) in das den Knoten 402 umgebende Gewebe reduzieren oder ausschließen. Jeder der Marker 404 kann einen den jeweiligen Marker 404 umgebenden Wirkbereich 414 aufweisen. Die Wirkbereiche 414 können das Ausmaß der Behandlung (z. B. Wärmen, Energieanwendung) des den Marker 404 umgebende Gewebe durch die jeweiligen Marker 404 definieren. Die Wirkbereiche 414 können allgemein kugelförmig (z. B. für allgemein kugelförmige Marker 404) sein. Gemäß einigen Ausführungsformen weisen die Wirkbereiche 414 längliche oder sonstige Formen auf. Gemäß einigen Varianten entspricht der Wirkbereich 414 eines bestimmten Markers 404 generell der Form des Markers 404. Die Größe eines Wirkbereichs 414 eines bestimmten Markers 404 kann je nach einem oder mehreren Parametern variieren. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen die Größe eines Wirkbereichs 414a teilweise von der Größe des ihm zugeordneten Markers 404 abhängen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Größe eines Wirkbereichs 414a von der von oder in den ihm zugeordneten Marker 404 emittierte Energiemenge abhängen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Größe eines Wirkbereichs 414a vom Charakter des Gewebes abhängen, in das der Marker 404 eingeführt wird (z. B. variiert der Wirkbereich je nach Dichte und/oder Widerstand des Gewebes, in das der Marker 404 eingeführt wird.)
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Die Wirksamkeit der Behandlung (z. B. das Ausmaß der Erwärmung oder sonstigen Behandlung des umliegenden Gewebes durch den Marker) jedes Markers 404 im Wirkbereich 414 an Punkten in den Bereichen 414 kann gemäß einigen Ausführungsformen in größeren Abständen zu den Markern 404 (z. B. radial nach außen gerichtete Punkte in den Wirkbereichen 414 im Falle kugelförmiger Wirkbereiche 414) abnehmen. Die Marker 404 können derart verteilt sein, dass sich ihre jeweiligen Wirkbereiche 414 in Überlappungsbereichen 414a im zu behandelnden Gewebe überlappen. Gemäß einigen Ausführungsformen können die Überlappungsbereiche 414a eine höhere Behandlungswirksamkeit (z. B. mehr Wärmung, höhere Energieanwendung) realisieren als die entsprechenden Punkte in den Behandlungsbereichen ohne Überlappungen erreichen würden.
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Bei einigen Ausführungsformen kann die Behandlungswirksamkeit jedes einzelnen Markers 404 niedrig genug sein, dass ein oder mehrere der einzelnen Marker allein nicht in der Lage wären, das den Marker 404 umgebende Gewebe zu behandeln. Beispielsweise können ein oder mehrere der einzelnen Marker 404 derart konfiguriert sein, das die Wärme oder sonstige Energie in einem Ausmaß an das umliegende Gewebe emittieren, das für jeden einzelnen Marker 404 keine Beschädigung oder Veränderung des umliegenden Gewebes möglich wäre. Gemäß einigen derartigen Ausführungsformen können die Überlappungsbereiche 414a eine kumulative Behandlungswirkung erzielen, die ausreicht, um das Gewebe in den Überlappungsbereichen 414a zu behandeln. Beispielsweise können, wie in der 4B gezeigt, zwei oder mehr Marker in oder nahe einem Knoten 402 derart positioniert werden, dass der von den zwei oder mehreren Markern 404 geschaffene Überlappungsbereich 414a den Knoten 402 vollständig umfasst.
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Bei einigen Ausführungsformen kann die Anwendung einer Energie wie z. B. Mikrowellen oder Radiofrequenz-Energie (RF) einen Behandlungsbereich selektiv wärmen oder thermisch zerstören, der größer oder gleich den Randbereichen um den Knoten 402 ist, die entweder krankhaftes oder krebsartiges Gewebe, oder Gewebe, bei dem die Entwicklung einer Krebs- oder sonstigen Erkrankung wahrscheinlich ist. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Einsatz mehrerer Marker 404 die Schaffung eines maßgeschneiderten Behandlungsbereichs unterstützten, der den das Behandlungsbedürftige Gewebe enthaltenden Rändern des Knotens 402 näher entspricht.
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5A–C zeigen Ausführungsformen von Antennenspitzen, die zur Behandlung eines Lungenknotens oder sonstigen Stelle z. B. mit Energie, wie z. B. Mikrowellenstrahlung oder sonstigen Behandlungsmethoden, verwendet werden können. Diese Antennenspitzen können z. B. bei Ausführungsformen wie den oben in Bezug auf die 4 beschriebenen verwendet werden. 5A zeigt eine Ausführungsform einer Antennenspitze 508 an der distalen Spitze 506 eines Katheters 505. Wie in der 4 beschrieben, kann der Katheter 505 bei einigen Ausführungsformen in ein Bronchoskop oder sonstiges Endoskop (nicht dargestellt) eingeführt werden. Hier wird das distale Ende des Katheters 506 derart eingesetzt, dass es einen Gewebebereich wie z. B. einen Lungenknoten 502 abgrenzt oder sich darum schlingt. Bei einigen Ausführungsformen kann das distale Ende des Katheters 506 in den Knoten 502 eingeführt werden, so dass es einen Innenbereich davon abgrenzt. Die Antenne 508 und/oder die verbrauchte Energie sind vorzugsweise derart ausgelegt, dass die Energie in Richtung des abgegrenzten Gewebebereichs emittiert oder gerichtet wird, und die Antenne 508 kann Anpassungen wie z. B. Löcher oder Wellenleiter umfassen, die die Strahlung bevorzugt konzentrieren.
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5B zeigt eine weitere Ausführungsform mit zwei oder mehreren Antennenspitzen 508, 509. Hier werden die Antennenspitzen 508, 509 in die Nähe eines interessierenden Bereichs wie z. B. eines Knotens eingeführt. Die Antennenspitzen 508, 509 können – wie gezeigt – über einen Katheter 505 zum Knoten 502 navigiert werden. Mehrere Katheter, Nadeln oder sonstige Endoskopiegeräte können auch allein oder in Kombination eingesetzt werden, um die Antennenspitzen 508, 509 nahe dem Knoten 502 zu positionieren. Bei einer Anordnung mit zwei oder mehreren Antennenspitzen sind die jeweiligen Antennenspitzen 508, 509 vorzugsweise derart angeordnet, dass ihre Energie nach innen gerichtet wird. Wenn diese Spitzen 508, 509 also nahe dem Knoten 502 positioniert werden, kann Energie wie z. B. Mikrowellenstrahlung oder RF-Strom in Richtung des Knotens 502 emittiert oder gerichtet werden, um diesen zu wärmen oder zu bestrahlen.
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Bei einigen Ausführungsformen, bei denen ein bipolarer Hochfrequenzstrom (z. B. RF) eingesetzt wird, kann ein System, umfassend mindestens zwei Antennenspitzen 508, 509, die als Elektroden fungieren, zur Behandlung des Knotens 502 eingesetzt werden. Hier emöglicht die Positionierung der Antennenspitzen 508, 509 auf gegenüberliegenden Seiten des Knotens 502 die Strömung eines elektrischen Feldes zwischen den beiden Antennenspitzen 508, 509, wodurch eine Wärmung und/oder thermische Zerstörung des Knotens 502 und des dazwischenliegenden Gewebes eintritt. Eine derartige Behandlungsmethode kann z. B. dann vorteilhaft sein, wenn sich ein Knoten 502 zwischen zwei Zweigen eines Luftwegs befindet. In einer derartigen Situation kann die Antennenspitze 508 entlang einem Luftweg geschoben und nahe einer Seite des Knotens 502 positioniert werden und die Antennenspitze 509 kann entlang dem anderen Luftweg und ebenso entlang einer anderen Seite des Knotens 502 positioniert werden. Wenn sie aktiviert werden, würden die Antennenspitzen 508, 509 eine Wärmung des Knotens 502 bewirken.
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5C zeigt eine Ausführungsform einer punktgenauen Antennenspitze 508. Wie bei den vorstehenden Zeichnungen umfasst die distale Spitze 506 eines Katheters 505 eine Antennenspitze 508. Zwar kann diese Ausführungsform ähnlich den anderen in der 4 und den 5A–B Ausführungsformen das Gewebe mit Strahlung (z. B. Mikrowellenstrahlung) bestrahlen oder wärmen, ist die Antennenspitze 508 hier derart konfiguriert, dass sie als punktgenaue Strahlungsquelle fungiert. So wird die Antennenspitze 508 vorzugsweise in Gewebe, z. B. einen Knoten 502, eingeführt und bei der Aktivierung einer Energiequelle, z. B. eines Mikrowellengenerators, geht die Strahlung von der Antennenspitze 508 nach außen aus, um das umliegende Gewebe zu wärmen oder zu bestrahlen.
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6 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein verfolgbarer Marker 604 in Verbindung mit einer magnetischen Kopplung verwendet wird, um eine Geweberegion wie z. B. einen Knoten 602 zu wärmen. Der Marker 604, bei dem es sich um den zu den 1A–C beschriebenen verfolgbaren Marker handeln kann, wird vorzugsweise in oder nahe dem Knoten 602 implantiert. Ein Katheter 605 kann dann in einen Luftweg 600 eingeführt werden, um ein distales Ende 607 des Katheters 605 proximal zum Knoten 602 positionieren zu können. Das distale Ende 607 umfasst eine magnetische Sonde 608, die bei einen Ausführungsformen eine Kabelschleife umfasst. Elektrischer Strom fließt durch die Sonde 608 und, wenn sie sich nahe dem Marker 604 befindet, werden die beiden jeweiligen Teile induktiv oder magnetisch gekoppelt, wodurch der Marker 604 aufgewärmt wird und eine Behandlung wie z. B. eine Wärmebehandlung oder thermische Zerstörung am Knoten 602 und/oder dem umliegenden Gewebe ausführt. Bei derartigen Ausführungsformen besteht der Marker 604 aus einem Material, das mit magnetischer oder induktiver Kopplung gewärmt werden kann, und kann Metalle, insbesondere ferromagnetische Metalle wie z. B. Edelstahl oder Eisen umfassen. Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Marker 604 einen mit in einem flüssigen Medium wie z. B. Kochsalzlösung suspendierten Eisenpartikeln (z. B. Mikropartikeln oder Feilspänen) gefüllten Behälter.
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Obwohl die 6 die Einführung des Katheters 605 in den Luftweg 600 zur Annäherung der Sonde 608 an den Marker 604 zeigt, kann die Sonde 608 auch mit anderen Mitteln, z. B. laparoskopischen Sonden oder sonstigen geeigneten Mitteln, eingeführt werden. Außerdem kann die magnetische Wärmung des Markers 604 aufgrund mehrerer Faktoren, insbesondere Menge und Frequenz des die Sonde 608 durchlaufenden Stroms und des Abstandes zwischen Sonde 608 und Marker 604 eingestellt werden. Bei einigen Ausführungsformen muss die Sonde 608 nicht in den Luftweg oder das Gewebe des Patienten eingeführt werden und kann über der Haut des Patienten gelegt werden.
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Bei einigen Ausführungsformen ist der Einsatz einer Sonde 608 zur Induzierung der magnetischen Wärmung des Markers 604 nicht erforderlich. Beispielweise kann der Marker 604 mithilfe einer magnetischen Kopplung über ein KST-Gerät aktiviert oder gewärmt werden, was vorteilhaft sein kann, da diese Geräte in vielen Krankenhäusern und sonstigen klinischen Umgebungen verfügbar sind. Bei derartigen Ausführungsformen ist das vom KST-Gerät und/oder dem Marker 604 angewendete magnetische Feld und/oder Feldfrequenz derart konfiguriert, dass der Marker 604 ohne erhebliche Wanderung aktiviert oder gewärmt wird, wenn er sich unter dem Einfluss des magnetischen Feldes befindet. Ohne Bindung an eine bestimmte Theorie wird vermutet, dass ein lineares Verhältnis zwischen dem angewendeten magnetischen Feld und der daraus resultierenden Wärmung des Markers 604 bestehe, und dass daher das Feld (allein oder in Kombination mit weiteren Variablen) zur entsprechenden Wärmung des Markers 604 angepasst werden kann. Gemäß einigen Ausführungsformen hat sich ein angewendetes magnetisches Feld im Bereich von 1,5–3 T, insbesondere 1,5 T zur Induzierung der Wärmung als hinreichend erwiesen.
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Bei einigen Ausführungsformen kann der Marker 604 dadurch KST-kompatibel gemacht werden, dass er im Wesentlichen nur auf magnetische Felder anspricht, die stärker als die von einem KST-Gerät erzeugten Felder sind. Beispielsweise funktionieren die meisten KST-Geräte im Bereich von 1,5–3 T und ein Marker 604 kann derart ausgelegt werden, dass er im Wesentlichen auf ein 4 T übersteigendes magnetisches Feld anspricht. Der Marker 604 kann dann in Verbindung mit einem Gerät eingesetzt werden, das in der Lage ist, zur Wärmung des Knotens 602 ein derartiges Feld zu erzeugen und dabei weiterhin KST-kompatibel ist.
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7A–B zeigen eine Ausführungsform eines verfolgbaren Markers 704, umfassend einen Schwanz 706, wobei der Schwanz 706 am distalen Ende an den Marker 704 angeschlossen ist. Bei einer in der 7A dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist der Schwanz 706 elektrisch leitfähig und elektrisch mit dem Marker 704 verbunden, und kann als Hilfsstromleitung zum Marker 704 fungieren. Der Einsatz derartiger Ausführungsformen kann dann von Vorteil sein, wenn auf Gewebebereiche wie z. B. einen Knoten 702 zugegriffen werden soll, die nur schwer zugänglich sind. Obwohl ein Marker 704 über ein Bronchoskop implantiert werden kann, kann es beispielsweise schwierig sein, zu einem späteren Zeitpunkt (z. B. nachdem eine Biopsie an einem Knoten einen Hinweis auf das wahrscheinliche Vorliegen krebsartigen Gewebes ergibt) zum Markerstandort zu navigieren, und zwar v. a. in Lungenwegen mit kleinerem Durchmesser, wo eine visuelle Navigation u. U. nur eingeschränkt oder gar nicht möglich ist. So erfolgt die Implantation des Markers 704 im Knoten 702 vorzugsweise derart, dass sich der Schwanz 706 in proximale Richtung erstreckt (z. B. in Richtung der zur Luftröhre führenden größeren Luftwege). Derartige Ausführungsformen beschreibt die am 26. Februar 2013 eingereichte US-Patentanmeldung Nr. 13/778,008, namens PULMONARY NODULE ACCESS DEVICES AND METHODS OF USING THE SAME, die hiermit vollinhaltlich als Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gilt und in Verbindung mit den vorliegend beschriebenen Ausführungsformen einsetzbar ist.
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Bei einigen Ausführungsformen kann auch ein entlang dem Schwanz 706, insbesondere an dessen distalem Ende angeordneter Ankermechanismus Einsatz finden. Dieser Ankermechanismus kann zur Befestigung des Schwanzes 706 an Gewebe (z. B. einem Teil eines Luftwegs) verwendet werden. Gemäß einigen Ausführungsformen ist der Schwanz 706 ganz oder teilweise röntgendicht, was vorteilhaft sein kann, wenn er in Verbindung mit fluoroskopischen Verfahren eingesetzt wird. Zusammen mit den in der 4 beschriebenen Ausführungsformen kann der Schwanz 706 an eine Energiequelle, wie z. B. einen Mikrowellengenerator, angeschlossen sein. Der Schwanz 706 kann also zur Konzentration von Energie auf den Kern des Knotens 702, in den der Marker 704 eingeführt worden ist, verwendet werden.
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7B zeigt, wie ein proximales Ende des Schwanzes 706 an einen Katheter 708 oder anderes Gerät angeschlossen werden kann, das zur Versorgung des Markers 704 mit Strom verwendet werden kann. Vorzugsweise wird der Katheter über einen Arbeitskanal 712 eines Bronchoskops 710 oder sonstigen Endoskops in den Luftweg eines Patienten eingeführt. Der Katheter 708 umfasst vorzugsweise ein Verbindungselement, das mit dem Schwanz 706 verbunden ist und elektrisch mit einer Speisequelle verbunden ist, um den Marker 704 mit Strom zu versorgen. Beispiele derartiger Verbindungselemente sind insbesondere Steckverbinder, Buchsen, Klemmen usw. Bei einigen Ausführungsformen kann mit dem dem Marker 704 zugeführten Strom ein Heizkörper im Marker 704 mit Strom versorgt werden oder sonst eine Wärmetherapie, thermische Zerstörung oder andere Behandlungsmethode einzuleiten. Beispielsweise kann ein in den Marker 704 integrierter, vom Schwanz 706 mit Strom versorgter, widerstandsfähiger Heizkörper eingesetzt werden.
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Weitere Ausführungsformen können den dem Marker 704 zugeführten Strom für elektrische Therapien verwenden. Die Energie kann auch zur Versorgung von Sensoren oder sonstigen in den Marker 704 integrierten Geräten verwendet werden. Beispielweise kann mit der Energie ein elektrisches Feld auf einen Marker 704 angewendet werden, der ein piezoelektrisches Material umfasst. Bei einigen Ausführungsformen kann ein ein piezoelektrisches Material umfassender Marker 704 durch die Anwendung eines elektrischen Feldes zum Emittieren einer Ultraschallwelle auf das den Marker 704 umgebende Gewebe veranlassen. Die Ultraschallwelle kann zur Behandlung (z. B. Wärmung) des den Marker 704 umgebenden Gewebes verwendet werden. Bei anderen Ausführungsformen können mit dem dem Marker 704 zugeführten Strom Behandlungsmethoden wie z. B. die Freisetzung von Wirkstoffen in oder an dem Marker 704 ausgelöst werden. Der Strom kann auch zur Einleitung der Elektroporation der Zellen im Knoten 702 verwendet werden, um so ihre Durchlässigkeit gegenüber Chemikalien oder sonstigen Therapeutika zu erhöhen. So kann eine selektive Therapie des Knotens 702 erreicht werden. Bei einigen Ausführungsformen kann neben, in Verbindung mit, oder alternativ zu anderen Behandlungsmethoden eine Elektrotherapie mit dem dem Marker 704 zugeführten Strom erfolgen.
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Bei einigen Ausführungsformen kann der Marker 704 derart konfiguriert sein, dass er das den Marker 704 umgebende Gewebe mittels des Peltier-Effektes kühlt und/oder wärmt. Beispielsweise kann der Marker 704 aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialien (z. B. zwei Metallen) bestehen, die einen Knotenpunkt aufweisen, über durch den ein elektrischer Strom gerichtet wird. Bei einigen Ausführungsformen wird auf einer Seite des Knotenpunktes Wärme aufgenommen und auf der anderen Seite des Knotenpunktes erzeugt. Ein Kühlkörper (z. B. leitfähiges Kabel oder sonstige Struktur) kann mit der Wärme erzeugenden Seite des Knotenpunktes gekoppelt werden, um die erzeugte Wärme abzuleiten. Bei einigen Ausführungsformen kann durch die Ableitung der Wärme von der Wärme erzeugenden Seite des Knotenpunktes und die Aufnahme der Wärme von der gegenüberliegenden Seite des Knotenpunktes das den Marker 704 umgebende Gewebe gekühlt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die von der Wärme erzeugenden Seite erzeugte Wärme zur Wärmung und/oder thermischen Zerstörung eines den Marker 704 umgebenden Gewebeteils verwendet werden.
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Bei einigen Ausführungsformen kann die Injektion oder Freisetzung eines Verstärkungsmittels wie z. B. einer elektrisch oder thermisch leitenden Flüssigkeit oder Gels ins Gewebe und den den Marker 704 umgebenden Raum vorgesehen sein. Ein derartiges Verstärkungsmittel kann z. B. aus dem Marker 704 freigesetzt oder um den Marker 704 herum (z. B. mittels eines Katheters oder einer Nadel) injiziert werden. Die Verwendung eines Verstärkungsmittels kann es ermöglichen, dass die in Verbindung mit dem Marker 704 verwendete Behandlungsmethode auf einen größeren Gewebebereich in der Nähe des Markers 704, im Einzelnen den Knoten 702, einwirkt. Eine derartige Wirkung kann die Behandlung der den Knoten 702 umgebenden Gewebsränder, die krebsartig oder präkanzerös sein können, ohne dass dies erkennbar ist.
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8 zeigt eine Ausführungsform eines Markers 804, der ein sekundäres Modul 808 umfasst. Bei dieser Ausführungsform ist der vorzugsweise in ein Gewebe wie z. B. einen Lungenknoten implantierte Marker 704 über eine Hilfsstromleitung oder einen Schwanz 806 mit einem sekundären Modul 808 verbunden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das sekundäre Modul 808 eine Batterie, einen Kondensator oder sonstiges Stromspeicher- oder -erzeugungsmodul und kann auch eine Steuerung umfassen. Das sekundäre Modul 808 kann wie bei den in den 7A–B beschriebenen Ausführungsformen zur Versorgung des Markers 804 mit Strom verwendet werden, bis auf den Umstand, dass der Zugang zum Marker 804 z. B. über einen Katheter zur Stromversorgung nicht unbedingt erforderlich ist, da das sekundäre Modul 808 anstelle von oder neben einer Verbindung über einen Katheter als Speisequelle verwendet werden kann. Bei einigen Ausführungsformen kann der Marker 804 ohne den Einsatz eines Katheters oder sekundären Moduls 808 mit Strom versorgt oder sonst aktiviert werden. Beispielswiese kann der Marker 804 selbst eine Speisequelle (z. B. Batterie, Kondensator, sonstiger Stromspeicher oder -komponente, die im Marker angeordnet und/oder damit verbunden sind) umfassen. Neben der Steuerung der Stromversorgung (einschl. Spannung und Strom) des Markers 804 kann die Steuerung auch eine Steuereinheit umfassen, die Programme ausführen und/oder Therapie- oder Behandungsprotokolle mittels Wärmung oder Vornahme sonstiger Handlungen am Marker 804 auswählen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung auch einen drahtlosen Empfänger umfassen, der extern aktivierbar ist oder Befehle empfangen oder Daten an und vom sekundären Modul 808 und/oder dem Marker 804 senden kann. Vorzugsweise ist das sekundäre Modul 804 miniaturisiert und kann subkutan oder in einem Luftweg implantiert werden.
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9 zeigt eine Ausführungsform eines Markers 904, der ein sekundäres Modul 908 umfasst, welches von einem Stab 910 aktiviert und/oder gesteuert wird. Hier können Marker 904 und sekundäres Modul 908 ähnlich der Ausführungsform der 8 sein wobei mindestens das sekundäre Modul 908 vorzugsweise subkutan implantiert wird. Der Marker 904 ist über einen Schwanz oder eine Hilfsstromleitung 906 mit dem sekundären Modul 908 verbunden. Der Stab 910 kann in die Nähe des sekundären Moduls 908 gebracht oder über dessen annäherndem Standort geschwenkt werden und so zur drahtlosen Aktivierung oder Aufladung des sekundären Moduls 908 verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das sekundäre Modul 908 eine Steuerung und Speisequelle umfassen, wie oben beschrieben. Vorzugsweise ist der Stab 910 mit einer Hauptsteuerung 912 verbunden.
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Das sekundäre Modul 908 kann ein drahtloses Auflademodul umfassen. Bei einer Ausführungsform kann das drahtlose Auflademodul eine passive Spule umfassen, die aktiviert wird, wenn der Stab 910 darüber bewegt wird. Der Stab 910 kann mit einem in der Hauptsteuerung 912 angeordneten Auflademechanismus verbunden sein, der einen RF- oder Hochfrequenzgenerator umfassen kann, welcher die Batterie oder das sonstige im sekundären Modul 908 vorliegende Stromspeichermodul über den Stab 910 aufladen kann. Bei einigen Ausführungsformen kann der Stab 910 auch zur Aktivierung und/oder Steuerung des sekundären Moduls 908 und/oder des Markers 904 verwendet werden, um eine Therapie (z. B. Wärmung) zu aktivieren, Daten zu übertragen, usw.
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Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit verschiedenen Ausführungsformen und -beispielen offenbart worden ist, ist dem Fachmann klar, dass sich die vorliegende Erfindung über die konkret offenbarten Ausführungsformen auf weitere alternative Ausführungsformen und/oder Einsatzmöglichkeiten der Erfindung sowie naheliegende Modifikationen und Äquivalenten davon erstreckt. Obwohl verschiedene Variationen der Erfindung gezeigt und ausführlich beschrieben worden sind, erschließen sich dem Fachmann aufgrund der vorliegenden Offenbarung ferner auch weitere Modifikationen, die im Schutzumfang der Erfindung liegen. Es wird davon ausgegangen, dass verschiedene Kombinationen oder Unterkombinationen der konkreten Merkmale und Aspekte der Ausführungsformen möglich sind, die immer noch im Schutzumfang der Erfindung liegen. Hierbei ist anzumerken, dass verschiedene Merkmale und Aspekte der offenbarten Ausführungsformen miteinander kombiniert oder durcheinander ersetzt werden können, um Abwandlungen oder Ausführungsformen der offenbarten Erfindung herzustellen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll also nicht durch die konkret offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt werden.
