DE3006356A1

DE3006356A1 - Vorrichtung zur lokal definierten erwaermung des koerpers

Info

Publication number: DE3006356A1
Application number: DE19803006356
Authority: DE
Inventors: Dennis 2000 Hamburg Busby
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-20
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1981-09-24
Also published as: JPS57196977A; DE3173082D1; ZA81930B

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorriehtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Es ist bislang keine Vorrichtung zur Bestrahlung des menschlichen Körpers bekannt, mit deren Hilfe Körperzellenstrukturen durch lokale Erwärmung vernichtbar sind. Es besteht jedoch ein Bedürfnis danach, bösartige Körperzellenstrukturen, die allgemein als Tumore bezeichnet werden, möglichst ohne Eröffnung des menschlichen Körpers auszuschalten.
Hierzu wäre Mikrowellenstrahlung geeignet, da sie im Gegensatz zu Kurzwellenstrahlung in der Tiefe wirkt und damit keine Verbrennungen an der Hautoberfläche hervorruft. Bislang war es jedoch nicht möglich, Mikrowellenbestrahlungseinrichtungen für die Körpertiefenbestrahlung zu schaffen, da dies stets mit einem zu hohen Energieaufwand für den Mikrowellensender verbunden war.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs in der Weise weiterzubilden, daß eine gezielte Punktbestrahlung des Körpers unter möglichst geringem Energieaufwand und damit geringer Sendeleistung ermöglicht ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen. Dadurch wird erreicht, daß mehrere Sender gleichzeitig auf einen Punkt Energie einstrahlen, wodurch an diesem Punkt eine Energiekonzentration erfolgt, die weit über die Sendeleistung jedes einzelnen Senders hinaus geht.
Vorzugsweise sind die Sender Mikrowellenantennen, die gemäß einer bevorzugten Ausführung Festkörperantennen mit geringer Dauerleistung, jedoch höherer Impulsleistung sind.
Insbesondere sind die Sender in radialer Richtung im Ring unabhängig voneinander verschiebbar, so daß die Mikrowellenstrahlung auch auf exzentrisch im Ring liegende Punkte fokussierbar ist.
Sind die Festkörperantennen für die Aussendung von wenigen Milliwatt Mikrowellenstrahlung ausgelegt, dann lassen sich im Impulsbetrieb etwa 10-fache Leistungen abstrahlen, was zu einer beträchtlichen Energiekonzentration im Bereich des Fokussierungspunktes führt. Auf lokal eng begrenzte Körperstellen können damit Mikrowellenimpulse mit bis zu einigen Kilowatt einwirken, was zu einer zuverlässigen Vernichtung von bösartigen Zellenstrukturen führt. Die umgebenden, guten Zellen werden dadurch jedoch nicht zerstört, da bösartige Zellenansammlungen üblicherweise mehr Energie aufnehmen als gutartige Zellen. Bösartige Strukturen werden daher von der Energieeinstrahlung bevorzugt geschädigt. Es ist klar, daß die Steuerung der von den Sendern ausgesandten Mikrowellenstrahlung mit Hilfe eines dem Fachmann geläufigen Steuergerätes erfolgt, das vorzugsweise an einen Rechner und gegebenenfalls außerdem an einen den Bestrahlungsbereich überwachenden Monitor angeschlossen ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen: Figur 1 eine Schemadarstellung eines Ausführungsbeispiels; Figur 2 eine Stirnansicht eines Ringes der Vorrichtung gemäß Figur 1; und Figur 3 einen Ausschnitt des Ringes gemäß Figur 2.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur lokal definierten Erwärmung des menschlichen Körpers mit einem im wesentlichen senkrecht stehenden Ring 1, der in etwa horizontal verlaufenden Führungen 4 und 5 verschiebbar ist Der Ring 1 und die Führungen 4 und 5 werden von einem Abschirmungsrohr 6 umgeben, in dem ein Tisch 7 in der Höhe verstellbar ist. Der Durchmesser des Abschirmungsrohres & ist so bemessen, daß ein menschlicher Körper darin voll aufnehmbar ist. Ebenso ist der Innendurchmesser des Ringes 1 hinreichend groß, um einen menschlichen Körper zu umschließen.
Der Ring 1 weist an seinem Innenumfang montierte Mikrowellensender 2 in Form von Festkörperantennen auf, die in radialer Richtung des Ringes 1 verschiebbar sind Figur 2 läßt die Festkörperantennen 2 deutlicher erkennen, wobei außerdem hervorgeht, daß die Festkörperantennen 2 alle auf einen Punkt ausrichtbar sind.
Durch die radiale Verschiebbarkeit der Festkörperantennen 2 läßt sich die von ihnen ausgesandte, gebündelte Energie auch auf exzentrisch im Ring 1 liegende Punkte fokussieren. Zur genaueren Einstellung von exzentrisch liegenden Bestrahlungspunkten sind die Festkörperantennen außerdem in geringem Maße aus ihrer radialen Bewegungsrichtung verschwenkbar, wobei sie in einer bevorzugten Ausführung einen Kegelmantel überstreichen. Dadurch kann nicht nur auf einen in der Ringebene liegenden Punkt, sondern auch auf außerhalb davon liegende Stellen fokussiert werden.
Die Einstellung der Festkörperantennen 2 im Ring 1 erfolgt durch ein Steuergerät 10, das außerdem zur Einstellung der Sendeleistung für jeden der einzelnen Festkörpersender dient. Mit Hilfe des Steuergerätes 10 werden die Festkörperantennen mehr oder weniger weit in den Ring 1 hineingefahren, wie dies aufgrund der zuvor erfolgten Diagnose ermittelt worden ist. Ein an das Steuergerät 10 angeschlossener Rechner 11 gibt in einer Ausführung der Erfindung an, welche Energie jeweils für den vorzunehmenden Vorgang von Hand oder automatisch einzustellen ist.
Ein ebenfalls an den Rechner angeschlossener und mit einer Fernsehkamera verbundener Monitor 12 kann gleichzeitig die Bestrahlung im Abschirmungsrohr 6 überwachen und die vom Steuergerät eingestellten Werte anzeigen.
Als Mikrowellen-Sendeantennen sind Festkörperantennen verwendbar, die für Leistungen von wenigen Milliwatt ausgelegt sind. Im Impulsbetrieb können sie jedoch wesentlich höhere Leistungen abgeben, vorzugsweise das 10-fache des Dauerbetriebes, wodurch beträchtliche Energiekonzentrationen an lokal eng begrenzten Stellen beim gleichzeitigen Einwirken aller Sendeantennen erreichbar ist. Diese Energiekonzentration kann in einer Ausführung bis zu einigen Kilowatt betragen.
Anstelle einer Punktbestrahlung läßt sich auch in gewissem Umfang eine Volumenbestrahlung vornehmen, indem die Sendeantennen 2 etwas defokussiert werden. Das dabei für eine Zellenvernichtung noch wirksam bestrahlbare Volumen beträgt etwa 15 cm3.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist außer für die Zerstörung von Tumoren für die verschiedensten chirurgischen Anwendungen geeignet, beispielsweise für die Kauterisation oder für stereotaktische Eingriffe ohne Eröffnung des Körpers. Hierzu wird die Energie der Sende antennen in einer bevorzugten Ausführung derart gebündelt, daß die Strahlbreite im Mittel nicht mehr als 7 cm, vorzugsweise 2 bis 5 cm beträgt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind entlang der Innenwand des Abschirmungsrohres 6 ebenfalls Mikrowellenstrahler vorgesehen, die zur Ganzkörperbestrahlung im Falle einer beabsichtigten gesamten Temperaturerhöhung dienen. Dies ist mit der sogenannten Fiebertherapie vergleichbar, bei der die Körpertemperatur auf etwa 39 bis 45°C angehoben wird. Die im Abschirmungsrohr vorgesehenen Mikrowellenstrahler sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt; es ist dem Fachmann jedoch klar, wie sie anzubringen und anzuschließen sind.

Claims

Vorrichtung zur lokal definierten Erwärmung des Körpers Patentansprüche Vorrichtung zur lokal definierten Erwärmung eines Gegenstandes, insbesondere des menschlichen Körpers, zum Zwecke der Verschmelzung oder Vernichtung von Materie, insbesondere von bösartigen Körperzellenstrukturen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Ring (1) eine Anzahl von Sendern (2) vorgesehen ist, die auf einen Punkt ausrichtbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Sender (2) auf einen gemeinsamen Punkt ausrichtbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (1) im wesentlichen senkrecht steht und in horizontaler Richtung verschiebbar montiert ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (1) in Führungen (4, 5) innerhalb eines Abschirmungsrohres (6) verschiebbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Sendern (2) zuführbare Energie einstellbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sender (2) einzeln in radialer Richtung des Ringes (1) verschiebbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelung der von den Sendern (2) ausgesandten Strahlung bei auf den Ring (1) zurückgefahrenem Sender (2) im Ringmittelpunkt einen Strahldurchmesser von 1 bis 6 cm, vorzugsweise 2 bis 5 cm ergibt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (2) Mikrowellenantennen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (2) Festkörperantennen für geringe Dauerleistung, jedoch für höhere lmpulsleistung sind
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (2) Laserquellen sind.