DE2742956A1 - Vorrichtung zum behandeln von erkrankungen bei lebewesen mit hochfrequenter strahlungsenergie - Google Patents

Vorrichtung zum behandeln von erkrankungen bei lebewesen mit hochfrequenter strahlungsenergie

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Description

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Dr. rer. n.u. 'Vi; <■■ ; ' " vcudt J/i\-Tn^. ί:" ü '.(jii
Lucile-Grahn-Straßc 33 D 8 Mündien 80
Unser Zeichen: A 14 051
Dr. Harry Henry LeVeen
8OO Poly Place
Brooklyn, New York 11209, V.St.A.
Vorrichtung zum Behandeln von Erkrankungen bei Lebewesen mit Hilfe hochfrequenter Strahlungsenergie
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Erkrankungen bei Lebewesen mit Hilfe hochfrequenter Strahlungsenergie, insbesondere einen Hochfrequenzgenerator mit einer mehrfachen Anordnung von Applikatoren.
Die amerikanischen Anmeldungen SN 686 3OO und SN 436 102 befassen sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Behandeln von Erkrankungen,wie Tumoren, Geschwüren oder dergleichen menschlicher oder tierischer Körper. Auch in der US-PS 3 991 770 (DT-OS 25 47 086.4) wird auf dieses Fachgebiet eingegangen.
Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit der Behandlung von Erkrankungen, wie Tumoren, Geschwüren oder dergleichen bei Menschen oder Tieren mit Hilfe einer hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung und vorzugsweise mit einer Vorrichtung, die zur Applikation hochfrequenter Energie auf ein inneres Organ des menschlichen oder tierischen Körpers bestimmt ist.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung des tierischen Gewebes, das mit gutartigen oder bösartigen Tumoren oder Geschwüren, oder Verletzungen befallen ist, sind in der JAMA 235:2198-2200(1976) beschrieben, wobei das nicht mit Tumoren befallene, den Tumor umgebende Gewebe im wesentlichen unbeeinflußt bleibt, während die Tumormasse nekrotisiert (zum Absterben gebracht) oder wenigstens teilweise zerstört wird. In der US-Patentanmeldung SN 643 661 ist beispielsweise die Anwendung eines Hochfrequenzgenerators beschrieben, der mit einem einzelnen Paar von Elektrodenplatten oder scheibenförmigen Elektroden verbunden ist, die in Berührung mit der Hautoberfläche des tierischen Körpers so gehalten sind, daß die im KörperInnern liegende Tumormasse einem Feld mit hochfrequenter Energie
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ausgesetzt ist, das sich zwischen den paarweise vorgesehenen Elektrodenplatten bildet. Eine derartige Vorrichtung ist insbesondere bei Tumoren zufriedenstellend, die nahe der Oberfläche liegen und wenn hohe Energieeinleitungen keine Schwierigkeiten bezüglich der Erwärmung der Hautoberfläche mit sich bringen oder an der Applikationsstelle der Energie keine Hautverbrennungen oder Hautreizungen zu befürchten sind.
Bei Anwendungsfällen jedoch, bei denen eine hohe Energie während einer längeren Behandlungszeit, in einigen Anwendungsfällen bis zu mehreren Stunden, aufgebracht werden muß, ist es notwendig eine Vorrichtung so auszubilden, daß diese eine hochfrequente Energieabgabe mit konstanter Größe auf den zu behandelnden Tumor richtet, während gleichzeitig die Einwirkungen auf die Gewebeflächen an der Kontaktstelle zwischen der Haut des Patienten und der aufgesetzten Elektrode vermindert werden. Dieses Ziel wird bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht, die ein einheitliches Gerät umfaßt, das eine Verteilung von im Hochfrequenzbereich liegender elektromagnetischer Strahlung zur therapeutischen Behandlung von im Körperinnern liegenden Substraten bei Tieren und Menschen auf mehrere Applikationsstellen gestattet, und das einen Hochfrequenzsignalgenerator aufweist, der mit einem Zeitschalterbauteil verbunden ist, das logisch schaltet und hochfrequente elektromagnetische Energie an einen Applikatorsatz gleichzeitig anlegt und dann logisch sequentiell zu den mehreren paarweise in Sätzen angeordneten Elektrodenplatten, d.h. Applikatoren, umschaltet. Jeder Satz von paarweise angeordneten Elektrodenplatten ist bezüglich eines festen Mittelpunktes auf einer unterschiedlichen Achse angeordnet, der zwischen den Platten liegt, an denen sich die Achsen ungefähr schneiden und der die zu behandelnde Stelle bildet.
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Die Vorrichtung ermöglicht somit eine feste Beaufschlagung eines zu behandelnden Abschnittes, auf den eine konstante hochfrequente Energie auftrifft, obgleich diese Energie von verschiedenen Richtungen und von verschiedenen Elektroden kommt und herrührt, da mehrere hochfrequente Felder sequentiell durch den Betrieb der Steuerung erzeugt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt somit mehrere Sätze von paarweise angeordneten Elektrodenplatten. Bei jedem Satz von paarweise angeordneten Platten bzw. Applikatoren sind die einzelnen Applikatoren zueinander längs einer Achse parallel angeordnet, die durch die zu behandelnde Tumormasse geht. Die Sätze sind jedoch in verschiedenen Achsen ausgerichtet, so daß die Applikationsstellen, d.h. die Oberflächen des Körpers, verschieden sind, gegen die die Platten anliegen. Die verschiedenen Achsen der paarweise angeordneten Platten schneiden sich selbstverständlich in der Tumormasse innerhalb des Körpers. Die verschiedenen Sätze von paarweise angeordneten Platten, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, werden mit Hilfe einer Zeitsteuerung derart betrieben, daß beim Anliegen einer hochfrequenten Energie an einem Satz der paarweise gegenüberliegenden Elektrodenplatten, die anderen Sätze von paarweise gegenüberliegenden Elektroden ausgeschaltet und unwirksam sind. Wenn der erste aktivierte Satz von Elektroden durch den Zeitschalter abgeschaltet worden ist, wird automatisch der nächste Satz aktiviert und diese Folge geht über die verbleibenden Sätze von paarweise angeordneten Elektroden weiter, wobei jeweils gleichzeitig ein Satz aktiviert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Einschaltdauer jedes Satzes von paarweise angeordneten Platten unabhängig von den anderen Sätzen gesteuert, was beispielsweise dadurch erzielt wird, daß einzelne Zeitsteuerungselemente jedem
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Satz von paarweise angeordneten Platten zugeordnet sind, die über die Steuerung verbunden sind.
Eine beispielsweise Ausfuhrungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung mit mehreren Bauteilen in Form eines Blockdiagrammes und
Fig. 2 verdeutlicht die Erfindung an einer Behandlung eines Tumores.
In Fig. 1 ist insgesamt mit 10 ein Hochfrequenzgenerator gezeigt, welcher hochfrequente elektromagnetische Energie bzw. Strahlungsenergie liefert, die eine Frequenz von 13,56 MHz besitzt. Der Hochfrequenzgenerator 10 umfaßt im wesentlichen einen kristallgesteuerten Signalgenerator 30, dessen Ausgang mit einem Leistungsverstärker 40 verbunden ist, der einen Ausgang in einer Größe bis zu einem Kilowatt oder mehr bei einer Frequenz von 13,56 MHz liefert, die über den Signalgenerator 30 anliegt.
Die Vorrichtung umfaßt ferner eine Steuerung 20, die hier den Betrieb des Signalgenerators 30 und auch den Betrieb einer Koaxialschalteinrichtung 50 steuert, die mit dem Ausgang des Leistungsverstärkers 40 zur selektiven Kopplung des Ausganges des Leistungsverstärkers 40 mit einem der drei Ausgangskreise 61, 62 und 63 über dazwischenliegende Anpaßschaltungen, Durchlaßmeßeinrichtungen und dergleichen verbunden ist, die insgesamt mit 60 bezeichnet sind. Jeder insgesamt mit 61, 62 und 63 bezeichnete Ausgangskreis umfaßt ein Paar von abgeschirmten Ausgabeleitungen, die mit dem Ausgang des Hochfrequenzgenerators bei der dargestellten Ausführungsform über Anpaßschaltungen |0 und Schalter 50 ver-
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bunden sind, wobei diese Leitungen zu einem Paar von Applikatoren führen, die bei der dargestellten Ausführungsform mit A und A' für den Ausgangskreis 61, B und B1 für den Ausgangskreis 62 und mit C und C für den Ausgangskreis 63 bezeichnet sind. Die Applikatoren A, A1, B, B' und C,C1 sind so ausgelegt, daß sie parallel zueinander bezüglich der dazwischenliegenden Tumormasse T liegen, wie z.B. das Elektrodenpaar A und A1, und daß die Elektroden eben gegen die Körperoberfläche in enger Berührung mit derselben anliegen. Im allgemeinen sind die Elektrodenpaare, wie z.B. A und A', die jeweils einem Ausgangskreis, wie z.B. 61, zugeordnet sind, nach Fig. 2 so angeordnet, daß sie senkrecht zu einer Achse ausgerichtet sind, die durch die zu behandelnde Tumormasse T geht. Zusätzlich sind die verschiedenen Elektrodenpaare so angeordnet, daß die zur Ausrichtung dienenden Achsen verschieden sind, jedoch alle durch die Stelle der Tumormasse T gehen und sich ungefähr an dieser Stelle schneiden.
Als Steuerung 20 ist ein Schrittschalter, ein Ringzähler oder dergleichen vorgesehen, der beim Betätigen fortschreitend wiederholbar drei Stellungen durchläuft. Die Steuerung 20 umfaßt Zeitschalter, logische Schalter, eine Betriebssteuerung und eine Energieversorgung, so daß die gelieferte Energie sequentiell über die Ausgabeleitungen 21, 22 und 23 zum Betreiben des Schalters 50 anliegt, um den Ausgang des Leistungsverstärkers 40 über die Anpaßschaltungen und Meßeinrichtungen 60 mit dem Ausgangskreis 61, dem Ausgangskreis 62 und dem Ausgangskreis 63 entsprechend,wie in Fig. 1 schematisch gezeigt, zu verbinden.
Die Steuerung 20 besitzt ebenfalls eine "Aus"-Stellung, in der die Leitungen 21, 22 und 23 inaktiv sind und keine Verbindung zwischen dem Leistungsverstärker 40 und irgendeinem der Ausgangskreise 61, 62 und 63 besteht. Die Steuerung 20
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ist ebenfalls, wie mit der Leitung 24 bezeichnet, so ausgelegt, daß der Generator 30 aktiviert ist, wenn irgendeine der Leitungen 21, 22 und 23 aktiviert ist. Die Steuerschaltung 20 weist ferner drei zugeordnete Zeitschalter 25, 26 und 27 auf, mit denen manuell eine Zeitdauer von Null bis 15 Minuten vorprogrammierbar ist. Die Zeitschalter 25, 26 und 27 sind über die Steuerschaltung 20 jeweils einem Ausgangskreis 21 , 22 und 23 zugeordnet, und diese steuern die Zeitdauer für jeden aktivierten Kreis, wenn die Steuerung 20 betätigt ist, um in einer Abfolge die Ausgangskreise zu aktivieren. Der Zeitschalter 25 beispielsweise steuert die Zeitdauer während der der Ausgangskreis 21 aktiviert ist und an dem über den Schalter 50 an dem Ausgangskreis 61 Energie anliegt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 liegen bei der Behandlung die Elektroden A und A1, B und B1 und C und C auf dem Körper in enger Berührung mit der Haut an, wie dies beispielsweise in der US-Anmeldung 643 661 beschrieben ist. Insbesondere sind die Elektroden A, A1 an gegenüberliegenden Seiten des Körpers parallel zueinander zentrisch auf einer Achse angeordnet, die durch die zu behandelnde Stelle der Tumormasse T geht. Die Elektroden B, B1 sind auf ähnliche Art und Weise angeordnet, jedoch zentrisch zu einer anderen Achse. Die Elektroden C, C sind ebenfalls ähnlich angeordnet, jedoch zentrisch zu einer dritten Achse, wobei sich alle Achsen ungefähr in der Tumormasse T schneiden.
Einer Bedienungsperson stehen somit drei Drehknöpfe 25a, 26a und 27a der entsprechenden Zeitschalter zur Verfügung, mit denen in Verbindung mit einem Pfeil auf einer Zeitskala Werte von Null bis 15 Minuten manuell eingestellt werden können. Wenn der Drehknopf 25aauf 15 Minuten und die Drehknöpfe 26a und 27a auf Null eingestellt sind, aktiviert die
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Steuerung den Ausgangskreis 61 während 15 Minuten und schaltet diesen dann ab. Wenn jedoch der Drehknopf 25a des Zeitschalters auf 15 Minuten, der Drehknopf 26a auf 15 Minuten und auch der Drehknopf 27a auf 15 Minuten eingestellt sind, aktiviert die Steuerung 20 den ersten Ausgangskreis 61 während 15 Minuten und versorgt die Elektroden A und A*. Nach Maßgabe der vorbeschriebenen Abfolge des Schalters 50 wird dann der Ausgangskreis 61 abgeschaltet und der Ausgangskreis eingeschaltet und die Elektroden B und B' werden während 15 Minuten gespeist. Auf diesen Zeitraum folgend schaltet der Schalter 50 den Ausgangskreis 62 ab und schaltet den Ausgangskreis 63 ein, wobei die Elektroden C und C gespeist werden, die unter einem anderen Winkel zu dem Substrat des zu behandelnden Tumors T als die Elektroden A, A* oder B, B1 liegen.
Eine derartige Behandlungsweise gestattet eine wechselweise umseitige Behandlung eines im Innern liegenden Tumors T ausgehend von den ersten Elektroden A, A1 über die Elektroden B, B1 bis schließlich zu den Elektroden C, C, die alle zur Behandlung des erkrankten Gewebes bestimmt sind, wobei jedoch Berührungszeiten mit der Haut an jeder Applikationsstelle der Eingabe der hochfrequenten Energie verringert sind. Dies ist die vereinfachte Funktionsweise nach der zeitlich vorgesteuert mehrere Elektroden als Energiequellen in einer Abfolge betrieben werden. Einer derartigen Anordnung liegt der Hauptgedanke zugrunde, jegliches Übermaß an Einwirkzeit einer der Hochspannungsquellen an einer einzigen Stelle auf der Haut zu verhindern, die in der Beschreibung als Applikationsstelle der hochfrequenten Strahlung bezeichnet ist. Die impedanten Anpaßschaltungen sind von an sich bekannter Bauart und sind derart ausgelegt, daß sie eine Anpassung der Leitungsimpedanz mit der Impedanz der Spannung zwischen den Applikatoren ge-
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statten. Die durchgelassene Energie liegt typischerweise in einem Bereich von 300 bis 500 Watt und dieser Wert wird genaußstens überwacht, und die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Umschaltung von Elektroden an einer Stelle zu Elektroden an einer anderen Stelle.
Die logische Schaltung in der Steuerung 20 ist so ausgelegt, daß sie zeitlich abhängig von der Leitung 21 zu der Leitung 22, zu der Leitung 23 und dann von dem Ausgangskreis 61 zu dem Ausgangskreis 62 und dann zu dem Ausgangskreis 63 in der vorgegebenen Folge am Ende eines bestimmten Zeitintervalles umschaltet, das zuvor mit Hilfe der Zeitschalter 25, 26 und 27 vorgegeben worden ist. Wenn an irgendeinem Zeitschalter ein Zeitraum von Null eingestellt worden ist, schaltet die Steuerung auf diesen Punkt folgend zu dem nächsten Zeitintervall weiter. Wenn demzufolge bei 26 und 27 Null eingestellt ist, wird nach Ablauf des Zeitschalters 25 unmittelbar zurückgeschaltet, nachdem die hierdurch vorgegebene Zeit abgelaufen ist, bis die Vorrichtung insgesamt abgestellt wird.
Die Schaltlogik der Steuerung 20 steuert ebenfalls über den Ausgang 24 den Ausgang des kristallgesteuerten Signalgenerators 30. Dies ist erforderlich, da die hochfrequente Spannung nicht bei hohen abgegebenen Leistungen umgeschaltet werden kann. Demzufolge wird die Energieabgabe des Signalgenerators 30 während des Umschaltintervalls plötzlich bzw. momentan abgeschaltet. Wenn der Ausgang von 30 zeitweise unterbrochen ist, fällt der Ausgang des Leistungsverstärkers 40 auf Null ab, so daß die Hochfrequenzspannung über den Schalter 50 von einem Koaxialkabel zum anderen umgeschaltet werden kann.
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Claims (3)

2742953 Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Behandeln von Erkrankungen bei Lebewesen mit Hilfe hochfrequenter Strahlungsenergie , gekennzeichnet durch Einrichtungen (30, 40) die hochfrequente elektromagnetische Energie erzeugen, mehrere Sätze von paarweise angeordneten Applikatoren (A,A';B,B";C,C'), eine Schaltung (50), welche die Energieversorgung selektiv entsprechend an jeden Satz der Appiikatoren (A,A1;B,B';C,C'), jeweils einen Satz zur gleichen Zeit, koppelt und einer Steuerung (20) zur Erregung des Generators (30), welche Einrichtungen (21, 22, 23) umfassen, die zur Betätigung der Schaltung
(50) bestimmt sind, und die die gelieferte Energie an jeden der Sätze von paarweise angeordneten Applikatoren (A,A';B,B*;C,C) in vorgegebener Abfolge anlegt, wobei jeder Satz von paarweise angeordneten Applikatoren (A,A';B,b·; C1C) einander gegenüberliegend ausgerichtet zu einer Achse angeordnet ist, die durch einen Abschnitt des zu behandelnden Substrates (T) geht, wobei die zur Ausrichtung dienenden Achsen der einzelnen Sätze von paarweise angeordneten Applikatoren verschieden liegen, und wobei die Applikatoren (A,A1;B,B*; C,C) in der Nähe der Haut der zu behandelnden Person
verschiedenen Applikationsstellen bilden, an denen die hochfrequente Energie in das Substrat eintritt, währenddem die Energie in der vorgegebenen Abfolge an die einzelnen Applikationsstellen angelegt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung (20) mehrere Zeitschalter (25, 26, 27) aufweist, daß jeder Zeitschalter bezüglich der Betätigung der Schaltung (50) und den
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verschiedenen Sätzen von paarweise angeordneten Applikatoren (A,A';B,B';C,C) zugeordnet ist, und daß die Einschaltzeit jedes Satzes von paarweise angeordneten Applikatoren separat von jedem anderen Satz von paarweise angeordneten Applikatoren steuerbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet , daß die Steuerung (20) den Generator (30) abschaltet, wenn die Schaltung (50) derart betätigt wird, daß die hochfrequente Leistungsversorgung des Generators (30) von einem zu einem anderen Satz von paarweise angeordneten Applikatoren (A,A';B,B';C,C) umgekoppelt wird.
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DE19772742956 1976-09-27 1977-09-23 Vorrichtung zum behandeln von erkrankungen bei lebewesen mit hochfrequenter strahlungsenergie Withdrawn DE2742956A1 (de)

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