DE2634628A1 - Vorrichtung zur behandlung von tumoren in koerpergewebe - Google Patents

Description

Aim.: CRITICAL SYSTEMS, INC., Palo Alto (Calif.), VoSt.A,

Vorrichtung zur Behandlung von Tumoren in Körpergewebe

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Behandlung von Körpergewebe. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erwärmen von Tumoren in menschlichem und tierischem Gewebe auf eine höhere Temperatur als diejenige des umgebenden Gewebes.

Eine der bekannten Eigenarten von bestimmten Tumorarten besteht darin, daß die Blutzirkulation im Tumorgewebe wesentlich niedriger ist als im normalen bzw. gesunden Gewebe_o (Vergl. Encyclopedia Britannica, S. 769 - "Cancer"). Beispielsweise ist bei bestimmten Arten von Tumoren eine Blutzirkulationsrate festzustellen, die nur die Hälfte derjenigen des umgebenden normalen bzw. gesunden Gewebes beträgto Diese Tatsache wird als die Ursache für einen mitwirkenden Paktor der selektiven Wärmeempfindlichkeit verschiedener Arten bösartiger Tumore angesehen.

Über die Behandlung von Tumoren durch selektive Erwärmung ist bereits in der Literatur berichtet worden (vergl. "Surgery, Gynecology and Obstetrics", Band HO, Nr. 3, März 1975, 709807/0818

Results of Hyperthermie Perfusion for Melanoma of the Extremities; Stehlin jr., Giovanella, Ipolyi, Muenz und Anderson). Techniken für die selektive Erwärmung umfassen die hyperthermische Durchströmung, die Diathermie und die Einleitung von Fieber.

Der Erfolg bei der Behandlung von Tumoren und insbesondere von bösartigen Tumoren war jedoch bisher aus verschiedenen Gründen nur begrenzt. Im Fall der hyperthermischen Durchströmung (hyperthermie perfusion) traten beispielsweise häufig unerwünschte Schaden an gesundem Gewebe auf, und dieses Verfahren eignet sich nur für die Behandlung von Tumoren in Gliedern. Obgleich eine bestimmte Form der Diathermie erfolgreich für die Behandlung von Tumoren nahe der Hautoberfläche angewandt wurde, insbesondere mittels einer in den Enddarm eingeführten Sonde o.dgl. zur Erzeugung einer kleinen, durch elektrische Induktionsbeheizung erwärmten Fläche bei der Behandlung von Enddarm- oder Mastdarmtumoren, blieben Tumore, die sich in einer größeren Entfernung unter der Hautoberfläche befanden, typischerweise unbehandelbar· Während durch Fiebereinleitung in einigen Fällen Remission erzielt werden konnte, kann eine längere (künstliche) Fiebererzeugung bedeutsame unerwünschte Nebenwirkungen haben.

Über in den späten Dreißigerjähren am Royal Victoria-Krankenhaus zu Newcastle-Upon-Type, England, durchgeführte

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Versuche wird im American Journal of Cancer, Band 28, November 1936, S. 603 - 620; Band 30, Juni 1937, S. 341 354, und Band 38, 1940, S. 533 - 550 berichtet. Bei diesen Versuchen konnten Tumore bei Ratten und Mäusen mittels elektrischer Hochfrequenzfelder erfolgreich zerstört werden. Die Behandlung war dabei jedoch zum größten Teil auf verhältnismäßig kleine GewebeVolumina beschränkt, und der Erfolg blieb im allgemeinen auf Oberflachentumore begrenzt. In vielen Fällen wurde die Haut ebenso zerstört oder beschädigt wie der Tumor. Außerdem wurden bei den erwähnten Versuchen sehr hohe Felddichten angewandt, die, wenn überhaupt, nur zu einer geringen selektiven Erwärmung zwischen dem Tumor und dem Umgebungsgewebe führten. Weiterhin wurden mit den bei den Versuchen angewandten Frequenzen und den angesetzten Gerätearten eine mangelhafte Ankopplung der Leistung des Geräts an das zu erwärmende Gewebe und eine mangelhafte Steuerung der Leiitungspegel erreicht.

Die vorstehend erwähnten Grundelemente sind in der Literatur beschrieben. Beispielsweise zeigt die US-PS 1 480 353 (Wappler) die Verwendung zweier gepolsterter kapazitiver Platten, die mit Handgriffen verbunden sind und zur Anlegung von Hochfrequenzströmen an menschliches Gewebe für medizinische und therapeutische Zwecke dienen. Carpenter u.a. - vergl. "Production of Fever in Man by Short Wave Radio Waves", Science, 2. Mai 1930, LXXI, 450-2 - beschreiben die künstliche Erzeugung von Fieber im menschlichen Körper durch Hochfrequenz-

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Kurzwellen auf Gresamtkörpertemperaturen von etwa 39 - 39,5⁰C (104° - 105⁰F) aus therapeutischen Gründen. Dabei wurde eine Frequenz von 1CT MHz mittels kapazitiver Platten einer Größe von 711 x 457 mm, die mit einer Gummiisolierung überzogen waren, angewandt. Der Vakuumröhrenoszillator besaß eine Ausgangsleistung von 500 ¥ bei 3000 V. In einem 1933 erschienenen Kommentar zu Carpenter u.a. weist Schereschewsky, J.W., Radiology 20:246, 1933, auf den Unterschied zwischen elektrostatischer Erwärmung und herkömmlicher Diathermie hin, bei welcher tatsächlich ein Stromfluß zwischen den Elektroden vorhanden ist. Schereschewsky schlägt darin die Anwendung von Kondensator-Hochfrequenzfeldern vor, um die Temperatur der tiefsitzenden Organe um einen erheblichen Betrag zu erhöhen, ohne gleichzeitig das subkutane Gewebe zu überhitzen.

Obgleich die Erzeugung eines elektrischen Hochfrequenzfelds vom technischen Standpunkt verhältnismäßig einfach ist, weisen die obigen Berichte auf einen erheblichen Mangel an Verfeinerung des verwendeten Geräts hin. Durch den einfachen Anschluß zweier kapazitiver Platten an die Kombination aus einem Oszillator und einem Verstärker wird keinesfalls der Grad der Steuerung oder Regelung der Erwärmungsgrade und Temperaturen erreicht, wie er für eine wirklich wirksame Tumorbehandlung nötig wäre.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung für die Behandlung von Tumoren,

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insbesondere zum Erwärmen von Tumoren ohne schädliche Auswirkungen auf das Umgebungsgewebe.

Die Erfindung bezweckt damit die Schaffung einer Vorrichtung zum Erwärmen von Tumoren auf eine über der Temperatur des Umgebungsgewebe liegende Temperatur.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art durch die in den beiliegenden Patentansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen gelöst.

Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild einer speziellen Ausführungsform eines Abschnitts der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt zur Verdeutlichung einer anderen Art, auf welche die Erfindung angewandt werden kanno

Ganz allgemein besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem Hochfrequenzoszillator und einem an dessen Ausgang angekoppelten Verstärker zur Lieferung eines verstärkten Hochfrequenz-Ausgangssignals. An den Verstärker sind Elektrodenmittel in Form mindestens einer kapazitiven Elektrode einer

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solchen Konfiguration angeschlossen, daß ein elektrisches PeId sowohl durch den Tumor als auch durch das umgehende Gewehe leitbar ist. Weiterhin sind Einrichtungen zur Regelung der Leistung des Verstärkers vorgesehen, um eine Erwärmung des Umgebungsgewebes über einen vorgewählten Temperaturpegel hinaus zu verhindern, dabei aber gleichzeitig den Tumor über den vorgewählten bzw. Soll-Temperaturpegel hinaus zu erwärmen. Die Regeleinrichtungen weisen Gleichstrom-Gegenkopplungseinrichtungen auf, die vom Verstärker zum Oszillator geschaltet sind und zur Stabilisierung des AusgangsStroms dienen.

Die höhere Wärmeempfindlichkeit bösaiüger Tumore wurde bei einer Anzahl der vorher erwähnten Techniken ausgenutzt. Eine derartige Technik ist die Anwendung der sog. Diathermie, bei welcher mittels Magnetfeldern, die durch zweckmäßige Spulen der in der Haturheilkunde verwendeten Art erzeugt werden, die Erwärmung bösartiger Tumore angestrebt wird. Die Ergebnisse solcher Versuche zeigten jedoch, wenn überhaupt, nur einen sehr begrenzten Erfolg. Versuche, Tumore zu erwärmen bzw. zu überhitzen, führten typischerweise zu Hautschäden, ohne dabei zu zufriedenstellenden Resultaten bezüglich der Tumorzerstörung zu führen.

Die Erfindung beruht nun auf der Feststellung, daß die Diathermie-Verfahren für die Behandlung von bösartigen Tumoren wegen der bei lebendem Gewebe in elektromagnetischen Feldern

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unweigerlich auftretende Haut- oder Oberflächeneffekte und auch wegen des sehr begrenzten Volumens des effektiven elektromagnetischen Felds (d.h. eines nur dicht an der Spule seihst vorhandenen effektiven Felds) erfolglos blieben. Genauer gesagt, werden bei jedem Gewebe mit einem spezifischen Widerstand von etwa 50 Ohm/cm , das in ein elektromagnetisches Feld eingebracht wird, dicht an seiner Oberfläche Wirbelströme erzeugt. Diese Wirbelströme wirken in gleicher Weise wie die Wirbelströme in einer leitenden Abschirmung um eine "Vakuumröhre o.dgl. herum, und sie verhindern das Eindringen des elektromagnetischen Felds unter den Bereich, in welchem die Wirbelströme erzeugt werden. Beim menschlichen Körper werden solche Wirbelströme typischerweise in einer stärker leitenden subkutanen Schicht erzeugt, die dicht unter der Hautoberfläche liegt. Wirbelströme werden im allgemeinen an der Hautoberfläche selbst nicht erzeugt, weil die Oberflächenzellen der Haut abgestorben sind und daher eine wesentlich geringere Leitfähigkeit besitzen.

Das erfindungsgemäß für die Tumorbehandlung angewandte Feld ist ein elektrisches Feld, häufig auch als elektrostatisches Feld bezeichnet. Im Gegensatz zu einem elektromagnetischen Feld sind die Kraftlinien eines elektrischen Felds nicht gegeneinander geschlossen, und wenn das Feld zwischen praktisch parallelen Platten, etwa in einem Kondensator, erzeugt wird, verlaufen die Kraftlinien typischerweise zwischen den Platten etwa parallel zueinander. Wenn ein solches Feld

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durch einen bösartigen Tumor und das Umgebungsgewebe ungefähr gleichmäßig hindurchgeleitet und dabei dieses Feld mit Hochfrequenz variiert wird, tritt eine Erwärmung des Tumors und des umgebenden Gewebes auf. Da jedoch die Zirkulationsgeschwindigkeit und mithin die Kühlwirkung im Tumor erheblich niedriger ist als im gesunden Umgebungsgewebe, erwärmt sich der Tumor auf eine höhere Temperatur. Untersuchungen haben gezeigt, daß die höhere Temperatur im Tumor auch eine weitere Verringerung der Zirkulation im Tumor herbeiführen kann, wobei angenommen wird, daß der Temperaturanstieg im Tumor das 2- bis 3-fache desjenigen im Umgebungsgewebe betragen kann. Durch Festlegung einer vorbestimmten oberen Temperaturgrenze für das Umgebungsgewebe und/oder den Körper insgesamt, z.B. auf etwa 39⁰C (104⁰F) (oral gemessen), kann die Leistung oder Stärke des elektrischen Felds so geregelt werden, daß die Temperatur des Umgebungsgewebes den vorbestimmten Wert nicht übersteigt, während die Temperatur des zu behandelnden Tumors über diese Solltemperatur hinaus ansteigt· Da die Temperatur des Tumors die Solltemperatur typischerweise um einen beträchtlichen Betrag übersteigt, kann der Tumor abgetötet werden, wenn diese Temperaturdifferenz während einer ausreichend langen Zeitspanne aufrechterhalten wird.

Weiterhin wurde in der Literatur ausführlich über die Tumorbehandlung mittels einer Kombination von Wärme und Chemotherapie oder Wärme und Strahlung berichtet. (Verglo Cancer

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Research, 30:1623-1631, 1970, Effects of Elevated Temperatures and Drugs on the Viability of L1210 Leukemia Cells; oder European J. Cancer, 8:573-576, 1972, Investigations of II the Action of Combined Heat - Roentgen Treatment on a Transplanted Mouse Mammary Carcinoma)· Die Erfindung kann für die Erwärmung von Tumoren in Verbindung mit der Behandlung durch Chemotherapie oder Roentgenstrahlung zur Verbesserung der Wirksamkeit dieser Behandlungen angewandt werden.

Wie erwähnt, wurde bereits versucht, Tumore mittels elektrischer Felder zu behandeln, wobei diese elektrischen Felder jedoch in der Weise angewandt wurden, daß kein Nutzen aus der Erscheinung der unterschiedlichen Zirkulationsraten zwj&hen Tumoren und gesundem Gewebe gezogen werden konnte. Die Erfindung ermöglicht nun die Anwendung elektrischer Felder zur Ausnutzung der genannten Erscheinung der unterschiedlichen Zirkulationsraten oder -großen durch wirksame Ankopplung des elektrischen Felds an das zu behandelnde Gewebe bei gleichzeitiger Gewährleistung der Möglichkeit einer wirkungsvollen und genauen Regelung der an das Gewebe angelegten Leistung.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, die einen Hochfrequenz-Oszillator 11 beliebiger Bauart zur Lieferung eines Hochfrequenz-Ausgangssignals aufweist. Aus noch näher zu erläuternden Gründen sollte diese Frequenz unter etwa 40 MHz, aber über etwa 2 MHz liegen.

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Die Bundesnachrichtenkommission (Federal Communications Commission) der Vereinigten Staaten von Amerika hat eine Frequenz von 13,56 MHz oder das zweite oder dritte Vielfache davon »ir die Verwendung in Diathermiegeräten zugelassen, wobei die Frequenz von 13,56 MHz gegenüber den höheren Vielfachen bevorzugt wird·

Der Ausgang des Oszillators 11 ist an einen Hochfrequenz-Verstärker 13 angekoppelt· Sowohl der Oszillator als auch der Verstärker werden durch eine geeignete Stromversorgung 15 gespeist, wobei vom Verstärker zum Oszillator eine Rückkopplungsschaltung 17 als Stabilisierungsvorrichtung vorgesehen ist· Der Verstärker weist zwei Ausgänge 19 und 21 auf, von denen einer für sich zur Lieferung eines Hochfrequenz-Ausgangssignals zwischen der angeschlossenen Elektrode und Masse auf die in Verbindung mit Fig. 3 noch zu beschreibende Weise benutzt werden kann; wahlweise können beide Ausgänge 21 und 19 gemeinsam zur Erzeugung eines Hochfrequenz-Ausgangssignals zwischen ihnen benutzt werden.

Gemäß Fig. 1 dient ein Hochfrequenz-Koaxialstecker 23 zur Verbindung eines Koaxialkabels 25 mit dem Ausgang 21 des Verstärkers 13. Dabei sind in an sich bekannter Weise entsprechende Masseverbindungen 27 zur Umhüllung oder Abschirmung des Kabels 25 vorgesehene Das Koaxialkabel 25 ist mit einer Spule bzw. Drossel 29 verbunden, über welche der Ausgang von der Klemme 21 des Verstärkers 13 an eine leitfähige Platte

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angelegt ist. Auf ähnliche Weise dient ein Hochfrequenz-Koaxialstecker 22 zur Verbindung eines Koaxialkabels 24 mit dem Ausgang 19 des Verstärkers 13. Dabei sind in an sich bekannter Weise geeignete Masseverbindungen 26 zur Abschirmung des Kalbeis 25 vorgesehen. Das Koaxialkabel 24 ist mit einer Spule oder Drossel 28 verbunden, über welche das Ausgangs— signal von der Klemme 22 des Verstärkers 13 an eine leitfähige Platte 32 angelegt ist.

Zudem sind die Abschirmungen der Kabel. 24 und 25 durch eine ebenfalls als Koaxialkabel ausgeführte Überbrückungsleitung miteinander verbunden. Diese Leitung 39 ist dabei sowohl durch den zentralen Leiter als auch die Umhüllung oder Abschirmung an den Enden der Kabel 24 und 25 unmittelbar innerhalb von Handgriffen 33 und 34 mit den Abschirmungen der Kabel 24 und 25 verbunden. Die Überbrückungsleitung 39 dient zur Verringerung des Spannungsabfalls zwischen den offenen Enden der Kabelabschirmung(en), d.h. zwischen den von der Stromversorgung am weitesten entfernten Enden_o Außerdem vermindert sie den Spannungsabfall zwischen Stromquellen-rMasse und den offenen Enden der Abschirmung durch Herstellung eines Rückstrompfads für masseseitige Ströme. Die Stromankopplung an die Kissen oder Elektroden 31 und 32 wird dadurch im Vergleich zu dem Pall, in welchem keine solche Überbrückungsleitung vorgesehen ist, um einen Faktor 2-3 verbessert. Die Flexibilität der Leitung 39 ermöglicht eine freie Anordnung der Elektroden 31 und 32 bei Aufrechterhaltung einer guten

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Ankopplung an das Gewebe "bei sich ändernden Elektrodengrößen und -abständen.

Die Platten 31 und 32 besitzen eine für die Anlegung eines elektrischen Felds der gewünschten Konfiguration geeignete Form. Vorzugsweise ist ihr Durchmesser um etwa 10 - 20% größer als die größte Ausdehnung des Tumors in einer Ebene senkrecht zum elektrischen Feld. Über die Gesamtfläche der Platten 31 und 32 hinweg, einschließlich ihrer Ränder, kann eine Isolierung 30 vorgesehen sein, um ein Kurzschließen der Platten gegen das zu behandelnde Gewebe zu verhindern. Obgleich die Isolierung 30 in Fig. 1 übertrieben dick eingezeichnet ist, ist sie dennoch dick genug, um einen unmittelbaren leitenden Kontakt zwischen den leitenden Platten und der Haut zu vermeiden. Die Isolierungsdicke darf allerdings nicht so groß sein, daß die Ankopplung des elektrischen Felds an das zu behandelnde Gewebe behindert wird. Infolgedessen besteht die Isolierung vorzugsweise aus einer dünnen Schicht oder Lage eines verlustarmen dielektrischen Materials, wie Polyurethan. Die Dicke der Platten 31, 32 und ihr Werkstoff werden so gewählt, daß eine praktisch gleichmäßige Felddichte zwischen ihren größeren Flächen vorhanden ist. Zu diesem Zweck wird also ein Werkstoff mit guter elektrischer Leitfähigkeit, wie Kupfer oder Aluminium, verwendet.

In einem typischen Anwendungsfall bestehen die Platten 31, aus kreisförmigen, praktisch flachen Scheiben, die mit 709807/0818

isolierten Handgriffen 33 bzw. 34 zur Erleichterung des von Hand erfolgenden Ansetzens der Platten 31 und 32 versehen sind. Die Spulen "bzw. Drosseln 29 und 28 befinden sich dabei innerhalb der Handgriffe 33 bzw. 34, und sie sind mit einer solchen Induktivität gewählt, daß die Platten 31 und 32 an den Treiberverstärker 13 und an den Oszillator 11 angekoppelt sind» Insbesondere werden die Größen der Drosseln 28 und 29 so gewählt, daß die resultierende, in der Schaltung hervorgebrachte induktive Reaktanz die durch die Platten hervorgerufene kapazitive Reaktanz der Schaltung ungefähr ausgleicht und aufhebt, wodurch eine gute Ankopplung des elektrischen Felds an das Gewebe gewährleistet wird.

Die an den einzelnen Elektroden vorgesehene Isolierschicht 30 verhindert, daß niedrigfrequente ÜbergangsSpannungsimpulse das zu behandelnde Gewebe erreichen. Beim Ein- oder Ausschalten der Hochfrequenzenergiequelle treten in der Schaltung Frequenzen auf, die sich durch Fouriersche Reihenanalyse belegen lassen und die bis zu Gleichspannung hinunter reichen können. Die mit der Elektrode und dem Gewebe in Reihe liegende Isolierung besitzt eine so niedrige Eigenkapazität (unter 1000 pF), daß sie sehr niedrige Frequenzen und Gleichspannungsfrequenzen daran hindert, das Gewebe zu erreichen«,

Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Kapazität zur Verhinderung eines Eindringens der genannten niedrigen Frequenzen in das Gewebe nicht körperlich auf der Oberfläche der

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Elektroden selbst angeordnet zu sein braucht. Eine andere, verschiedene Vorteile bietende Einbaulage befindet sich in den Handgriffen. Zu diesem Zweck können in den Handgriffen 34 und 33 hochstabile Hochspannungskondensatoren 28a bzw. 29a angeordnet sein, die mit den in den Handgriffen vorgesehenen Spulen 28 bzw. 29 in Reihe geschaltet sind. Wenn die durch die Spulen 28, 29 bestimmte Induktivität in den Handgriffen, wie vorher, gleich der Kapazität gewählt sind, wobei die Kapazität in diesem Fall lediglich durch die Kondensatoren 28a und 29a bestimmt wird, ergeben sich bedeutsame Vorteile. Mit anderen Worten: Die kapazitive Reaktanz des Kondensators 28a ader 29a ist praktisch gleich der induktiven Reaktanz der Spule(n), mit der (den) er in Reihe (und um 180° außer Phase) angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsart können die Elektroden 31, 32 aus poliertem Metall bestehen, anstatt isoliert zu sein, wodurch die bei einer beschichteten Elektrode gegebene Möglichkeit für eine Kratzer- oder Rißbildung vermieden wird, die zu einem Stromdurchgang führen würde. In den Handgriffen wird hierbei eine stabile, genau bekannte Kapazität gewährleistet, deren Größe sich nicht verändert, wie dies bezüglich der Kapazität eines Überzugs auf den Elektroden der Fall sein kann, wenn die Überzugsdicke fertigungsbedingten Schwankungen unterliegt. Außerdem wird hierbei im Fall von sehr kleinen Elektroden, bei denen die Oberflächenkapazität des Elektrodenüberzugs, d.h. der Isolierung, sehr klein ist, das Erfordernis für eine große Induktivität vermieden, wodurch auch die über Spule und Elektrodenisolierung entstehende,

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sehr hohe Spannung vermieden wird.

Das Gewebe, an welches das elektrische Feld angekoppelt wird, ist bei 36 im Querschnitt beispielsweise in Form eines Teils des menschlichen Körpers angedeutet, wobei sich ein Tumor bei 38 befinden kann. Falls Oberflächenunregelmäßigkeiten vorhanden sind, wie die dargestellten Wellungen, kann die Ankopplung dadurch begünstigt werden, daß zwischen den Platten 31, 32 und der welligen Oberfläche 35 ein leitfähiges, verformbares Material 37, wie "Kupferwolle¹¹, angeordnet wird· Auf diese Weise läßt sich die Vorrichtung ohne weiteres an Unregelmäßigkeiten, wie sie durch Rippen und andere Knochenstrukturen oder durch einen nach außen ragenden Tumor gebildet werden, anpassen» Eine weitere Verbesserung bezüglich der Ankopp! lung ergibt sich dann, wenn die Hautoberfläche mit einer leitenden Paste bestrichen wird, beispielsweise mit dem bei der Anbringung der Elektroden eines Elektrokardiogrammgeräts verwendeten Gelee.

Bei angelegtem elektrischen Feld wirken die Platten oder Kissen 31, 32 als Platten eines Kondensators, zwischen denen sich das Gewebe befindet. Dabei kann an jede Platte eine Hochspannung mit einer Phasenverschiebung von 180° angelegt werden, oder die eine Platte kann an Masse liegen. Beispielsweise kann die Platte bzw. das Kissen 31 abwechselnd positiv und negativ gegenüber Masse werden, während die Platte 32 (gleichzeitig) negativ und positiv wirdj wahlweise kann das Kissen bzw. die

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Platte 32 stattdessen an Masse gelegt bleiben. Eine andere mögliche Anordnung besteht darin, nur eine einzige Elektrodenplatte zu verwenden und das Gewebe auf eine an Masse liegende, leitfähige Platte, etwa einen Metall-Untersuchungstisch 40 zu legen, der mit dem Chassis der Vorrichtung elektrisch verbunden ist. Diese Ausführungsform ist in Pig. 3 dargestellt. Typischerweise wird die Ausführungsform nach Fig. 3 dann vorgezogen, wenn sich der Tumor, wie dargestellt, näher an der einen Oberfläche als an der anderen befindete

Vorzugsweise befinden sich die leitenden Platten 31, 32 möglichst dicht an der Haut- oder Gewebeoberfläche, so daß der Luftspalt zwischen den Platten und dieser Oberfläche weitgehend verkleinert werden kann. Die "Kupferwolle" ο»dgl. verformbares, leitendes Material 37 paßt sich, wie erwähnt, an Oberflächenunregelmäßigkeiten an und verbessert dadurch die Ankopplung von den Elektroden in das Gewebe_o Zur Ermöglichung einer Ankopplung des elektrischen Felds an das Gewebe kann wahlweise auch eine flexible Elektrode, ein Drahtgitter oder -sieb oder ein leitfähiger Überzug auf der Haut benutzt werden. Je kleiner der Ankopplungsbereich ist, um so größer ist die Impedanz in der Schaltung; dies bedeutet, daß dabei um so mehr Blindleistung vergeudet und infolgedessen weniger Nutzleistung an das Gewebe angelegt wird. Der Blindwiderstand kann jedoch durch Verwendung induktiver Spulen, wie der Spulen 28 und 29 gemäß Fig. 1 aufgehoben werden. Darüber hinaus sind bei schlechterer Ankopplung höhere

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Spannungen nötig, um den Strom zu führen, wobei auch die Stromdichte entsprechend höher ist und ein entsprechendes Risiko für Schädigung der Haut oder des gesunden Gewebes zur Folge hat. Weiterhin ist bei höheren Stromdichten und höheren Spannungspegeln die Regelung der an das Gewebe angelegten Leistung oder Energie schwieriger.

Wie erwähnt, kann die leitende Platte kreisförmig sein, doch sind innerhalb des Erfindungsrahmens auch andere Formen möglich. Die jeweilige Form hängt in erster Linie von der Form und der Lage des zu behandelnden Tumors ab, doch ist es in jedem Fall wesentlich, daß das elektrische Feld möglichst gleichmäßig und der Tumor vollständig vom gleichmäßigen Abschnitt des elektrischen Felds eingeschlossen ist. Zu diesem Zweck können die Elektroden oder Kissen auf geeignete Weise in der richtigen Lage gehalten werden, beispielsweise von Hand oder mittels einer äußeren mechanischen Anordnung, mittels Klebstreifens oder mittels eines auf der Oberfläche des Gewebes angeordneten leitenden Klebebands.

Wie erwähnt, sollte die Betriebsfrequenz der Vorrichtung unter etwa 40 MHz, aber über etwa 2 MHz liegen. Bei Frequenzen von mehr als etwa 40 MHz beginnen die Elektrodenplatten und bestimmte andere Bauteile als Antenne zu wirken und in alle Richtungen abzustrahlen. Oberhalb von 40 MHz erreicht diese Strahlung eine beträchtliche Größe, so daß sie zu einer erheblichen Energievergeudung und somit zu einer wesentlich

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weniger wirkungsvollen Vorrichtung führt» Außerdem zeigt die Gewebeoberflache bei einer Frequenz von über etwa 40 MHz die Tendenz, sich in unerwünschtem Maß zu erwärmen, was insbesondere im Fall des Augengewebes gefährlich sein kann. Andere unerwünschte Auswirkungen des Arbeitens mit vergleichsweise hohen Frequenzen liegen darin, daß die Verluste in einem Koaxialkabel mit zunehmender Frequenz ebenfalls zunehmen und daß die Wärmeabfuhr aus dem Inneren des Hochfrequenzoszillators oder des Verstärkers Schwierigkeiten aufwerfen kann. Selbstverständliche! spielt auch die Zulassung bestimmter Frequenzen durch behördliche Vorschriften eine bedeutende Rolle. Weitere Schwierigkeiten im Fall von verhältnismäßig hohen Frequenzen betreffen die steigenden Herstellungskosten für die Vorrichtung, die Probleme bezüglich der Regelung und Messung des tatsächlich das Gewebe durchdringenden HochfrequenzStroms und die Auswanderung des elektrischen Felds bei höheren Frequenzen.

Vom praktischen Standpunkt von noch größerer Bedeutung ist allerdings die Einschränkung, welche die Frequenz in Bezug auf die länge der verwendbaren Koaxialkabel aufwirft. Je länger das Koaxialkabel relativ zur Wellenlänge bei der angewandten Frequenz ist, um so empfindlicher wird die Schaltung gegenüber Veränderlichen, wie ohmsche und kapazitive Lasten und Elektrodenkonfiguration. Dies beruht darauf, weil eine etwaige kapazitive Nebenschlußlast am Ende eines Koaxialkabels dessen "elektrische" länge erheblich vergrößert. Mithin ergeben sich zunehmende Regel- oder Steuerprobleme, wenn die !Hänge des

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Koaxialkabels relativ zur Wellenlänge bei der jeweils gewählten Frequenz groß ist.

Für praktische Zwecke hat es sich erwiesen, daß die Gesatntlänge der Koaxialkabel, einschließlich der Länge innerhalb der Vorrichtung selbst, etwa ein Zwanzigstel der Wellenlänge bei der angewandten Frequenz nicht übersteigen sollte. Bei der für Diathermiegeräte zugelassenen Frequenzen von 13,56 MHz beträgt die Wellenlänge etwa 14,6 m. Im Hinblick auf die obige Bedingung ist daher eine Gesamtlänge des Koaxialkabels von etwa 73 cm oder weniger wünschenswert. Da bis zu 20 cm oder mehr des Koaxialkabels innerhalb der Vorrichtung selbst verlaufen können, sollte die Länge der Koaxialkabelzuleitungen 24 und 25 bei der angegebenen Frequenz nicht mehr als etwa 50 cm betragen. Dies entspricht etwa der kürzesten möglichen Länge, bei welcher sich die Elektroden noch einwandfrei anlegen lassen. In der Praxis kann es sich daher als äußerst schwierig erweisen, eine Einrichtung zur Ankopplung eines elektrischen Felds an einen menschlichen Patienten zu entwickeln, wenn die Frequenz wesentlich höher ist als etwa 15 MHz,

Wie erwähnt, liegt die untere ftrenze der angewandten Frequenz bei etwa 2 MHz. Unterhalb dieser Frequenz können im elektrischen befindliche Knochenteile Schwierigkeiten bezüglich der einwandfreien Ankopplung des elektrischen Felds an das Gewebe hervorrufen. Außerdem müssen bei niedrigeren Frequenzen die in der Vorrichtung und in den Handgriffen der Elektroden-

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platten vorgesehenen Spulen entsprechend größer sein, wobei sie bei Frequenzen von unter etwa 2 MHz so massig werden, daß sie praktisch nicht anwendbar sind. Selbstverständlich sollte die angewandte Frequenz auch über derjenigen einer etwaigen neuromuskulären Reaktion liegen. Dies wird bei einer unteren Grenze von etwa 2 MHz sichergestellt, Versuche an simuliertem bzw. künstlichem Gewebe bei Frequenzen im Bereich von etwa 1-15 MHz zeigten eine sehr geringe Änderung der Heizbzw. Erwärmungsleistung bei den einzelnen Frequenzen dieses Bereichs.

Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Anlegung des elektrischen Felds an das Gewebe ist es wesentlich, eine übermäßige Schädigung gesunden Gewebes zu vermeiden, gleichzeitig aber die Temperatur im Tumor während einer ausreichend langen Zeitspanne auf einem genügend hohen Wert zu halten, um dadurch den Tumor abzutöten. Die Tatsache, daß viele Arten von Tumoren durch Einwirkung einer aisreichend hohen Temperatur während einer ausreichend langen Zeitspanne abgetötet werden können, ist - wie erwähnt - in der Literatur dokumentiert. Mit der Erfindung werden nun ein Verfahren undneine Vorrichtung für eine derartige Behandlung mittels eines elektrischen Felds geschaffen, wobei die an das Gewebe angelegte Energiemenge genau gesteuert werden kann und somit die Temperatur entsprechend der gewünschten Behandlung genau geregelt werden können. Infolge der Anwendung von Frequenzen im oben angegebenen Bereich und der Vermeidung hoher Verlustfaktoren wird

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es möglich, elektrische Felder in der Weise anzuwenden, daß Tumore ohne nennenswerten Schaden am gesunden, umgebenden Gewebe abgetötet werden. Bei einer Erwärmungszeitspanne von etwa 20 min. und einem Temperaturanstieg von etwa 2,6⁰G (5 P) im gesunden, den Tumoren umgebenden Gewebe hat es sich gezeigt, daß die Temperatur im Inneren des Tumors um etwa das 2- bis 3-£ache gegenüber dem Temperaturanstieg im gesunden Umgebungsgewebe ansteigt.

Pig. 2 ist ein Schaltbild einer Schaltung zur Verwendung als Hochfrequenzoszillator 11 und Verstärker 12. Dabei ist eine Wechselstromversorgung von 60 Hz, 117 V o.dgl. an die Primärwicklung 43 eines Leistungstromformators 45 angeschlossen, wobei die Primärwicklung über einen Kondensator 47 zu Masse überbrückt isto Der Leistungs- oder Netziransformator 45 weist weiterhin eine Sekundärwicklung 49 auf, mit welcher die Heizfäden der unten erwähnten Vakuumröhren verbunden sind. Die Sekundärwicklung 51 des Transformators 45 ist über eine Diodengleichrichterbrücke 53 geschaltet. Die Diodenschaltung wird durch zwei Widerstände 57 und 59, die über gegenüberliegende Ecken der Brückenschaltung geschaltet sind, parallel dazu liegende Kondensatoren 61 bzw. 63 und einen parallel zu den Kondensatoren 61 und 63 geschalteten Kondensator 65 ergänzt. Die Verzweigung zwichen den Kondensatoren 57 und 59 ist mit der Verzweigung zwischen den Kondensatoren 61 und 63 verbunden«

Eine Mittelanzapfung 67 der Sekundärwicklung 51 ist über eine

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Diode 69, einen Widerstand 71 und einen Filterkondensator 9 mit Masse und über Widerstände 73 und 75 mit dem Schirm einer Tetrode 77 verbunden. Die Widerstände 73 und 75 liegen über einen Kondensator 76 an Masse. Die als Hochfrequenz-Oszillatorelement im Oszillator 11 wirkende Tetrode 77 ist mit ihrem Gitter über einen Widerstand 87 und einen Oszillatorschwingkreis an eine Vorspannungsquellenklemme 79 angeschlossen· Der Oszillatorschwingkreis enthält einen Quarzkristall 81, eine Spule 83 und einen mit letzterer in Reihe liegenden Widerstand 85. Die Platte bzw. Anode der Tetrode 77 ist mit der Drossel 105 und über einen .Anodenkondensator 89 mit Widerständen 115, 117 und 119 in den Steuergittern von Tetroden 109, 111 und 113 verbunden. An die niederwertige Seite der Drossel 91 sind ein Kondensator 95 und zwei in Reihe liegende, parallel zum Kondensator mit Masse verbundene Widerstände 97 und 99 angeschlossen. Die Kathode der Tetrode 77 liegt über einen Kondensator 101 und einen Parallelwiderstand 103 an Masse. Die Vorspannungsversorgung erfolgt von 79 her.

Der Hochfrequenzausgang der Tetrode 77 an ihrer Platte oder Anode ist über einen Abstimm- oder Schwingkreis mit einer Spule 105 und/einem variablen bzw. Abstimmkondensator 107 an einen Parallelverstärker mit drei Tetroden 109, 111 und 113 verbunden. Die Hochfrequenz-Treiberspannung und die Gittervorspannung für die drei Verstärkerröhren wird über Widerstände 115, 117 bzw. 119 geliefert. Die Anodenspannung für die Tetrode 109 wird über eine Drosselspule 127 und die

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Parallelkombination aus einem Widerstand 129 und einer Spule 131 von der Diodengleichrichterbrücke 53 geliefert. Die Parallelschaltung aus dem Widerstand 133 und der Spule 135 liefert die Platten- hzw· Anodenspannung für die Röhre 111, während die Parallelschaltung aus dem Widerstand 137 und der Spule 139 die Anodenspannung für die Röhre 113 liefert. Die Röhren 109, 111 und 113 arbeiten daher parallel zueinander zwecks Verstärkung des Hochfrequenz-Schwingungsausgangs der Röhre 77.

Die Kontakte 123 eines Relais 125 sind zwischen den Widerstand 121 und die Platte bzw. Anode der Tetrode 77 eingeführt. Die eine Seite des Relais 125 ist dabei über einen normalerweise geschlossenen Rückstellschalter 124 mit Masse verbunden, während seine andere Seite über einen Widerstand 126 mit der Kathode der Röhre bzw. Tetrode 77 verbunden ist.

Die verstärkten Schwingungen des Hochfrequenz-Oszillator-Verstärkers 11 werden über einen Ausgangstransformator entwickelt, der eine mit dem Kondensator 147 in Reihe geschaltete Primärwicklung 145 aufweist und an den ein Regelkondensator 149 angeschlossen ist. Die kleinere Sekundärwicklung des Ausgangstransformators liefert ihre Signale über ein abgeschirmtes Koaxialkabel 153 mit einem Abstimmkondensator sowie über einen Kopplungskondensator 157 zum Verstärker 13.

Der Verstärker 13 weist zwei parallelgeschaltete Trioden 159

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und 161 auf, deren Gitter an Masse liegen, während das Eingangssignal vom Hochfrequenzoszillator 11 über den Kopplungskondensator 157 an die Kathoden der Trioden 159 und 161 angekoppelt ist. Der Anodenausgangskreis der Triode 159 enthält eine Parallelkombination aus einer Spule 165 und einem Widerstand 167, während der Anodenausgangskreis der Triode 161 eine Parallelschaltung aus einer Spule 169 und einem Widerstand 171 enthält. Die Gleichspannung wird von einer Hochspannungsklemme 175 über eine Drosselspule 177 und eine weitere Drosselspule 179 geliefert. Ein Kondensator 181 überbrückt die Spulen 177 und 179 zu Masse.

Ein Kondensator 172 dient zur Kopplung des Anoden-Hochfrequenz-Ausgangssignals der parallelen Triodenverstärker 159 und 161 über einen Spar- oder Autotransformator 173 mit einer an Masse gelegten Anzapfung 183. Eine weitere Wicklung des Transformators 173 weist eine mit einer Klemme 187 verbundene Anzapfung 185 auf. Eine zum Ende höherer Spannung des Transformators 173 hin gelegene Anzapfung 189 ist mit einer Klemme 191 verbunden. Eine weitere, näher am Eingangsende des Transformators 173 als die Anzapfung 189 angeordnete Anzapfung 193 ist mit einer Klemme 195 verbunden. Der Transformator 173 ist mittels eines Regelkondensators 197 abstimmbar.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 13 wird über ein Relais mit einem Kontakt 201 für einen linken Kanal und einem zweiten Kontakt 203 für einen rechten Kanal abgenommene Der in der

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eingezeichneten Stellung mit einer an Masse liegenden Klemme 205 verbundene Relaiskontakt 201 dient zum Betreiben der Vorrichtung in der in Fig. 3 veranschaulichten Betriebsart. In diesem Zustand ist der Relaiskontakt 203 mit der Klemme 195 verbunden, so daß ein Hochfrequenzsignal zwischen der Anzapfung 193 und Masse geliefert wird. Dieses Signal wird über ein Meßgerät 207 zur Ausgangsbuchse bzw. -klemme 21 geleitet. Falls gemäß Fig. 1 zwei Elektrodenplatten verwendet werden, werden die Relaiskontakte 201 und 203 auf die Klemmen 187 bzw. 191 umgelegt, so daß das Ausgangssignal von der Klemme 187 über ein Meßgerät 209 an die linke Buchse bzw. Ausgangsklemme 19 angelegt wird.

Zu Stabilisierungs- und Steuerungszwecken ist eine gleichspannungsgekoppelte Servo- bzw. Rückkopplungsschleife vorgesehen, die eine Spannungsverdopplerdiode 211 aufweist, deren linke Platte bzw. Anode über zwei Kondensatoren 213 und 215 mit der Klemme 195 verbunden ist. Ein variabler bzw. Regelkondensa*or 217 ist zwischen diese Anode und die entsprechend an Masse liegende Kathode geschaltet, und er dient zur Einstellung des Strom- oder'Energiepegels, bei dem die Vorrichtung betrieben werden soll. Die rechte Anode der Diode 211 ist über einen Widerstand 219 und eine Diode 221 mit der Spule 83 des Gitterrückführkreises der Tetrodenoszillatorröhre 77 im Oszillator-Verstärker 11 verbunden. Das auf diese Weise angelegte Signal wird über die Parallelschaltung aus dem Widerstand 223 und dem Kondensator 225

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im Oszillator 11 entwickelt. Das Anodensignal entsteht über einen Kondensator 227, welcher die Anodenseite des Widerstands 219 mit Masse verbindet. Die andere Seite des Widerstands 219 ist über einen Kondensator 225 an Masse gelegt. An der vom Widerstand 219 abgewandten Seite der Diode 221 ist ein Kondensator 231 mit Masse verbunden. Die rechte Kathode der Verdopplerdiode 211 ist mit der linken Anode verbunden, so daß die Doppeldioden der Röhre 211 in Reihe geschaltet sind. Durch Einstellung des Kondensators 217 wird der Strom- oder Energiepegel, bei welchem die Vorrichtung arbeitet, eingestellt, indem die Gitterspannung der Röhre justiert wird. Dieser Pegel ist etwa in einem Bereich von 1:15 variabel.

Infolge der vorstehend beschriebenen Schaltungskonfiguration kann die Vorrichtung mittels einer einzigen Regelung durch Einstellung des Kondensators 217 betrieben werden. Die Bedienungsperson der Vorrichtung braucht daher keine Abstimmung der Schaltung vorzunehmen, weil die durch die Schaltung 17 gewährleistete Gleichstrom-Gegenkopplung den Strom bei jeder Regelorganeinstellung auch dann stabilisiert, wenn die ohmschen und/oder kapazitiven Lasten variieren. Wenn die Vorrichtung beispielsweise zur Behandlung eines Lungentumors eingesetzt wird und das elektrische Feld durch die Lunge hindurchdringt, wird der Strom auf dem eingestellten Wert stabilisiert, auch wenn sich der vom elektrischen Feld durchdrungene Luftweg in der Lunge beim Ein- und Ausatmen des Patienten in seiner Länge ändert.

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Palls die Verdopplerdiode 211 ausfallen sollte, könnte die Ausgangsleistung auf einen gefährlichen Wert ansteigen. Zur Vermeidung dieses Zustande ist das Relais 125 so eingestellt, daß es die Kontakte 123 öffnet, wenn der Kathodenstrom der Röhre 77 über einen vorbestimmten Wert ansteigt. Wenn sich der Relaisschalter bzw. der Kontakt 123 öffnet, wird die Schirmvorspannung der Röhren 109, 111 und 113 abgeschaltet, so daß die Hochfrequenzleistungsabgabe unterbrochen wird.

Zur näheren Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen die folgenden Beispiele dienen, wobei die Erfindung jedoch in keiner Weise auf die speziellen, angegebenen Parameter und Verfahrensmaßnahmen beschränkt sein solle

Beispiel 1

Um die Gleichmäßigkeit der Erwärmung und das Fehlen von Haut-Streuströmen zu belegen, wurde eine erfindungsgemäß aufgebaute Vorrichtung dazu benutzt, ein elektrisches Feld durch einen 3 Liter eines Salz-Agar-Gels enthaltenden Beutel zu leiten. Bei einer Hochfrequenz von 13,56 MHz wurden Leistungspegel von 300 - 400 W angewandt. Die Temperaturen wurden an den gegenüberliegenden Seiten der Gelmasse und in der Mitte der Gelmasse unter Verwendung hoch genauer, in Celsiusgraden geeichter Thermometer gemessen. Bei einer Temperaturerhöhung von über 30⁰C wurde die größte, bei den temperaturanzeigen festgestellte Differenz mit 6,5⁰C ermittelt. Bei sorgfältiger Steuerung und Regelung der Betriebsbedingungen und der Kon-

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figuration der Vorrichtung konnten die !Temperaturen innerhalb von 2 C und in den meisten Fällen innerhalb einer geringeren Toleranz konstant gehalten werden. Noch bedeutsamer ist dabei jedoch, daß keine Anzeichen einer !Tendenz zu stärkerer Erwärmung nahe der Oberfläche gegenüber dem Zentrum festzustellen waren, wodurch aufgezeigt wird, daß die Erwärmung unabhängig von der Tiefe gleichmäßig erfolgt und nicht durch das Vorhandensein von Wirbel- oder Streuströmen in der Haut beeinträchtigt wird, wie diesfoei elektromagnetischen Feldern typischerweise der Fall ist.

Beispiel 2

Sin im "End"-Stadium befindlicher Patient mit einem bösartigen Tumor in der rechten Lunge klagte über ständige Schmerzen und über Beschwerden in der rechten Schulter bei Bewegung des rechten Arms. Der Patient wurde mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung unter Anwendung einer einzigen Elektrode und eines an Masse liegenden Tisches behandelt. Im folgenden sind die Behandlungsbedingungen angegeben:

Haut-Zeit nach Beginn Oberflächentemperatur üngsf. Ausgangsder Behandlung an Elektrode ( C) leistung (W)

0 min	35,65	50
1 min	37,10	50
2 min	37,1	SO
3 min	37,1	60
4 min	37,35	60
β min	37,5	50
8 min	38,35	60

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(Forts.)	Abschalten der	38,6
10 min	ruhigung des Pa	38,7
	Wiedereinschalten 37,7	38,7
	2 min	38,35
3 min	38,2
4 min	38,2
6 min
8 min
10 min

50 50 50 50 50 45

Nach der Behandlung erklärte der Patient, keinen Schmerz zu fühlen und erhöhte Beweglichkeit seines rechten Arms erlangt zu haben. Mehrere Wochen nach der Behandlung wurde der Patient aus dem Krankenhaus entlassen.

Beispiel 3

Einais aussichtsloser Fall angesehener Patient mit einem bösartigen Tumor in der linken Lunge wurde mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Anwendung zweier Elektroden wie folgt behandelt:

Haut-Zeit nach Beginn Oberflächentemperatur Ungef. Ausgangsder Behandlung an Br-uatelektrc-ie ( 0) leistung (W)

37.7 50

37.8 50 38,2 50 38,6 60 39,-0 60 39*0 60

39.0 60

39.1 ·ίθ

ι :■ ·: ■: / c

O	min
2	min
5	min
ί	min
9	min
11	min
13
14.	Π13. '1

(Forts.)

17 min 39,1 60

19 min 39,2 70

21 min 39,3 70

Der Patient konnte einige Wochen nach der Behandlung aus dem Krankenhaus entlassen werden.

Beispiel 4

Ein männlicher Patient mit einem etwa baseballgroßen, harten, bösartigen Tumor an der Halsvorderseite wurde mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß der Erfindung behandelt. Seit langer Zeit vor der Behandlung hatte der Patient bereits Atembeschwerden, so daß er ständig mit Sauerstoff versorgt werden mußte, und ei? war unfähig su sprechen^ Bei dei^J Behandlung wurde eine nadelelektrode verwendet, wobei der Tisch, auf dem der Patient lag, an Masse angeschlossen war. Kupferwolle wurde zur Anpassung an die ungefähr kugelige Außenform des Tumor geformt. Die Behandlung wurde etwa 45 min. lang mit einer Leisxuni etwa 200 W durchgeführt. Die während der Behandlung wie-

derholt oral gemessene Hörpeirtemperatmi? überstieg etwa 40⁰O

Ungefähr sechs Stunden nach Abschluß der- Behandlung wurde asr Patient untersucht, wobei festgestellt wurde _s daß sich die Größe des Tumors verringert hatte und daß der Tumor weich geworden war. Weniger als 24 Stiaiden spät©:? sra-uslris·= der Patient nicfet mehr mit Ss^ersto:::? ^ersorg^ το. ^erdeiij und sr

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begann zu flüstern. Die Größe des Tumors hatte sich, weiter verringert. Eine Woche nach der Behandlung war der Tumor auf die Größe "etwa eines SiIherhalbdollars" zurückgegangen. Gewebeuntersuchungen des aus dem Bereich des Tumors vor der Behandlung entnommenen Materials zeigten, daß der Tumor bösartig war, während eine Gewebeuntersuchung eine Woche nach der Behandlung nichts als totes Gewebe und keine bösartigen bzw. wuchernden Zellen ergab.

Ersichtlicherweise wird mit der Erfindung also eine wirksame Vorrichtung zur Behandlung von Tumoren geschaffen, indem die Temperatur im Tumor wesentlich über die Temperatur des umgebenden gesunden Gewebes erhöht wird_o Es kann ange-r nommen werden, daß durch diese Maßnahme der Tumor in vielen Fällen abgetötet wird und daß der resultierende Temperaturanstieg auf die bei bösartigen Tumoren vorhandene, erheblich reduzierte Zirkulation zurückzuführen ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch andere Arten von Geweben, die eine erheblich geringere Zirkulationsrate als das umgebende Gewebe zeigen, auf Temperaturen über derjenigen des Umgebungsgewebes erwärmt werden.

Selbstverständlich sind dem Fachmann anhand der vorstehenden Beschreibung und der Zeichnungen zahlreiche Änderungen und Abwandlungen der offenbarten Erfindung möglich, ohne daß dabei vom Erfindungsrahmen abgewichen wird.

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Claims (1)

1. Patentansp r ü c h e

   Ί 1 .j Vorrichtung zur Behandlung von Tumoren in menschlichem und tierischem Körpergewebe, gekennzeichnet durch eine Hochfrequenz-Oszillatoreinrichtung (11), durch eine an deren Ausgang angekoppelte Verstärkereinrichtung (13) zur Erzeugung eines verstärkten Hochfrequenz-AusgangssignalS₅ durch mit der Verstärkereinrichtung verbundene Elektrodeneinrichtungen (30, 31) mit mindestens einer kapazitiven Elektrode einer solchen Konfiguration, daß sie ein elektrostatisches Feld sowohl durch den Tumor (38) als auch durch das Umgebungsgewebe zu leiten vermag, und durch eine Einrichtung zur Regelung der Leistung der Verstärkereinrichtung zwecks Vermeidung einer Erwärmung des Umgebungsgewebes über einen vorbestimmten Temperaturpegel bei gleichzeitiger Erwärmung des Tumors (38) über den vorbestimmten Temper-atu^pegel oder -wert«, wobei dis Regeleiri» eia® γ©& dar Ysrstarkereinrlofetimg but Oszillator— ng gefiilirts G-leiülistr-sa-O-egesiköpulisagseiiiriclitmig zur Stabilisierung des Ausgangs Stroms aufvjsiste

   2g Torrictitung aacli Ansprach I₅ gekemizeieline« darea eine dis Terstärkereiariolitung mit der llektroaeneinriclit-ung υθγΌΙπ-deaäe loaxia-lleityng (24₃ 25) deren G-ssamtlänge weniger als eia Zwanzigstel der Wellenlänge des Hochfrequenz-Jtiisgangssigzials beträgt ο

   5ο Terricatune naca JiSspnioa 'I₅ dadurch, ^ekeiaiseioiine^·, iais 'lie

   (31) aiit eiaem Tsrl^starmen dielektrisciien

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodeneinrichtung zwei kapazitive Elektroden-Platten (31, 32) aufweist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit der Elektrodeneinrichtung in Reihe geschaltete Induktivität (28, 29) mit einer induktiven Reaktanz praktisch entsprechend der kapazitiven Reaktanz der Elektrodeneinrichtung.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine mit der Induktivität in Reihe geschaltete Kapazitätseinrichtung (28a, 29a) mit einer kapazitiven Reaktanz praktisch entsprechend der induktiven Reaktanz der Induktivität.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoreinrichtung und die Verstärkereinrichtung so ausgelegt sind, daß sie ein Ausgangssignal mit einer Frequenz von etwa 2-40 MHz liefern.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein die Verstärkereinrichtung mit der Elektrodeneinrichtung verbindendes Koaxialkabel aufweist, dessen Gesamtlänge weniger als etwa ein Zwanzigstel der Wellenlänge der Frequenz des Ausgangssignals der Verstärkereinrichtung beträgt.

   9ο Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Überbrückungseinrichtung, welche die offenen Enden der Um-

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   Füllungen bzw. Abschirmungen des Koaxialkabels verbindet und einen Rückführpfad für Masseströme herstellt.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abschaltschaltung, die auf einen eine vorbestimmte Größe übersteigenden Leistungs- bzw. Strompegel der Verstärkereinrichtung anspricht und dabei die Stromzufuhr zur Vorrichtung abschaltet.

   11. Vorrichtung zur Behandlung von Tumoren in menschlichem und tierischem Körpergewebe, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Hochfrequenz-Oszillator, einen an dessen Ausgang angekoppelten Verstärker zur Erzeugung eines verstärkten Hochfrequenz-Ausgangssignals, wobei der- Oszillator und der Verstärker so ausgelegt sind, dafi sie ein Ausgangssignal mit einer Frequenz von etwa 2 — 40 MHz liefern, durch an den Verstärker angeschlossene Elektrodenaittel, die mindestens eine Elektroden-Platte einer solchen Konfiguration aufweisen, daß sie ein elektrisches bzw. elektrostatisches Feld sowohl durch den Tumor als auch durch das umgebende Gewebe zu leiten vermag, durch eine den Verstärker mit den Elektrodenmitteln verbindende Koaxialkabeleinrichtung, deren Gesamtlänge weniger als etwa ein Zwanzigstel der Wellenlänge bei der Frequenz des Ausgangssignals des Verstärkers beträgt, und durch eine Einrichtung zur Regelung der Leistung des Verstärkers zwecks Verhinderung einer Erwärmung des Umgebungsgewebes über einen vorbestimmten

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   Temperaturpegel "bei gleichzeitiger Ermöglichung einer Erwärmung des Tumors über den vorbestimmten Temperaturpegel hinaus _o

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Regeleinrichtung eine vom Verstärker zum Oszillator geschaltete Gleichstrom-Gegenkopplungseinrichtung zur Stabilisierung des AusgangsStroms aufweist.

   13. Vorrichtung zur Behandlung von Tumoren in menschlichem und tierischem Körpergewebe, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Hochfrequenz-Oszillator, durch einen an dessen Ausgang angekoppelten Verstärker zur Lieferung eines verstärkten Hochfrequenz-Ausgangssignals, durch mit dem Verstärker verbundene Elektrodenmittel mit mindestens einer Elektroden-Platte einer solchen Konfiguration, daß sie ein elektrisches bzw. elektrostatisches Feld sowohl durch den Tumor als auch durch das umgebende Gewebe

   zu leiten vermag, durch eine Kapazität und eine Induktivität, die mit den Elektrodenmitteln nahe an diesen in Reihe geschaltet sind, wobei die Kapazität eine kapazitive Reaktanz im wesentlichen entsprechend der induktiven Reaktanz der Induktivität besitzt, und durch eine Einrichtung zur Regelung der Leistung des Verstärkers zwecks Vermeidung einer Erwärmung des Umgebungsgewebes über einen vorbestimmten Temperaturpegel bei gleichzeitiger Erwärmung des Tumors über den. Torbestimmten Temperaturpegel.
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