DE3509148A1

DE3509148A1 - Verfahren und vorrichtung zur beruehrungsfreien, hyperthermischen destruktion lebenden gewebes in vivo und deren verwendung

Info

Publication number: DE3509148A1
Application number: DE19853509148
Authority: DE
Inventors: Tex Baker Oreg. Yukl
Original assignee: Spatial Dynamics Ltd
Current assignee: Spatial Dynamics Ltd
Priority date: 1982-10-18
Filing date: 1985-03-14
Publication date: 1986-09-18
Also published as: NL8500765A; US4532939A; FR2578429A1; GB2171909A; FR2578429B1; GB8506058D0

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur hyperthermischen Destruktion von Tumoren und ähnlichem. Im besonderen betrifft die Erfindung ein nicht-invasives Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung mit einer zweiseitig abgestrahlten und fokussierten elektromagnetischen Energie, die mit einer speziellen Antenne erzeugt wird, welche in einer nachfolgend noch identifizierten amerikanischen Patentschrift beschrieben ist.
Die herkömmlichen Behandlungsverfahren von Tumoren in menschlichen und tierischen Geweben umfassen die Chirurgie, die Chemotherapie, hyperthermische Verfahren, wie Röntgenstrahlung, Ultraschall, Kernradiographie und Elektromagnetometrie unter Einsatz von Konvektion. Verschiedene Probleme sind jedoch

so mit all diesen Behandlungsverfahren verbunden. So ist beispielsweise die chirurgische Entfernung eines Tumors stark invasiv und von allen Risiken eines operativen Eingriffs begleitet, was im besonderen durch stark erkrankte Patienten verstärkt wird. Außerdem sind bestimmte Tumore infolge ihrer Lage und Ausbildung im Körper nicht operabel. Chemotherapie und hyperthermische Verfahren unter Verwendung von Röntgenstrahlen, Ultraschall, Kernradiographie und Elektromagnetometrie sind alle nicht-spezifisch und setzen den gesamten Körper der Behandlung aus, weshalb sie mit einer Vielzahl ernster Nebenwirkungen verbunden sind. Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein kontaktfreies Behandlungsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, wodurch nach einem hyperthermischen Verfahren in vivo Tumorzellen und ähnliches in einem lokalisierten, eng begrenzten Bereich zerstörbar sind, ohne eine Destruktion des umgebenden Gewebes.

Im besonderen hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, wonach Wärme mittels einer Antenne erzeugt wird, die elektromagnetische Energie in zwei Richtungen abstrahlt und fokussiert, so daß sie in einem Paar im Abstand voneinander angeordneter Brennpunktbereiche konzentriert wird, von denen einer den Tumorbereich innerhalb eines Körpers umgibt, während der andere einen "simulierten Tumor" umgibt, der sich außerhalb des Körpers befindet.

Ein Studium biologischer Gewebe zeigt, daß ziemlich große Unterschiede in der Dielektrizitätskonstante unter verschiedenen Geweben bestehen. Beispielsweise besitzen die Haut und die Knochen jeweils eine Dielektrizitätskonstante von etwa 9, Hirn-Gewebe eine Dieletrizitätskonstante von etwa 34, Muskeln von etwa 52, Blut von etwa 72 und Rückemarksflüssigkeit von etwa 80. Es wurde außerdem ermittelt, daß Tumorzellen eine ungefähre Dielektrizitätskonstante von 36 besitzen, während normale Zellen die Tumore umgeben, bei welchen es sich typischerweise um Fettzellen handelt, eine Dielektrizitätskonstante von angenähert 15 aufweisen.

Wie in der auf den vorliegenden Erfinder zurückgehenden US-PS 42 34 844, die am 18. November 1980 herausgegeben ist, mit dem Titel "Electromagnetic Noncontacting Measuring Apparatus" beschrieben wird, ist es möglich, solche unterschiedlichen elektrischen Parameter zu überwachen durch die Erzeugung und Fokussierung elektromagnetischer Energie an einem Paar elektrisch miteinander in Be-ziehung stehenden, im Abstand voneinander angeordneten Brennpunkten. Nach der Lehre dieses Patentes kann eine doppelseitige Mikrowellenantenne, hergestellt sowohl nach diesem Patent als auch nach der US-PS 43 18 108 (herausgegeben am 2. März 1982 unter dem Titel "Bidirectionally Focusing Antenna") so ausgerichtet werden, daß einer der Brennpunkte oder -bereiche auf einen vorbestimmten zu überwachenden Gewebsbereich innerhalb des Körpers gerichtet wird, in welchem bestimmte elektrische Charakteristika zu überwachen sind. Durch den Einsatz eines Empfängers, der an dem anderen Brennpunkt oder -bereich angeordnet ist, wird es möglich, durch Überwachung der Spannung, des Stromes und der Phasenzustände am Empfänger, die entsprechenden elektrischen Zustände in dem zu untersuchenden Bereich zu bestimmen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine solche Antenne eingesetzt, um eine elektromagnetische Strahlung in zwei Richtungen auf ein Paar im Abstand voneinander angeordneten Brennbereichen zu fokussieren, die symmetrisch im Hinblick auf die Antenne angeordnet sind. Einer der Brennbereiche befindet sich im Inneren des Körpers des Patienten und umfaßt einen Tumorbereich, während der andere Brennbereich einen externen simulierten Tumor umfaßt, der im wesentlichen die gleiche Dielektrizitätskonstante besitzt wie der "wirkliche" Tumor. Der simulierte Tumor wird in einem Behälter aufgehängt, der mit einem flüssigen Medium gefüllt ist, welches, soweit dies möglich ist, die gleiche Temperatur und die gleiche Dielektrizitätskonstante besitzt wie das gesunde Gewebe, das den wirklichen Tumor umgibt. Die Temperatur des simulierten Tumors wird dann überwacht und zeigt die Temperatur des "wirklichen" Tumors an. Nachdem eine bestimmte Temperatur, von der man weiß, daß sie die Zellen abtötet, im Bereich des simulierten Tumors erreicht ist, wird diese Temperatur aufrechterhalten über einen vorbestimmten Zeitabschnitt, bis die Zellabtötung innerhalb des Bereiches des "wirklichen" Tumors eingetreten ist.

Bei dem gerade beschriebenen Vorgang wird die Destruktion eines Tumors ohne physikalische Invasion in den Körper erzielt. Darüber hinaus wird aufgrund der Lokalisierung der elektromagnetischen Strahlung die Destruktion des Tumors erreicht, ohne eine gleichzeitige Destruktion des benachbarten Normalgewebes, das eine wesentlich geringere Dielektrizitätskonstante besitzt als die Tumore, wobei es sich um eine Bedingung

ίο handelt, die für den entsprechenden Einsatz gemäß der Erfindung wichtig ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 eine stark vereinfachte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, beim Einsatz an einem Patienten, der auf einem Tisch liegt,

Fig. 2 eine schematische Blockdarstellung ohne Rücksicht auf einen genauen Maßstab von Details der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Antenne, die innerhalb der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 eingesetzt wird, wobei die Antenne aus dem sie umgebenden Aufbau herausgenommen ist.

In Fig. 1 ist in einer stark vereinfachten Form der Patient 10 dargestellt, der auf einem Tisch 12 liegt und gemäß dem Verfahren nach der Erfindung einer hyperthermischen Behandlung unterzogen wird, durch die allgemein mit 14 bezeichnete Vorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Aufbau. Allgemein kann man sagen, daß die Vorrichtung 14 eine Antenne oder eine Energieübertragungseinrichtung 16 umfaßt (die sich unmittelbar oberhalb der Brust des Patienten 10 befindet), welche an der Unterseite eines Spezialbehälters 18 gehalten ist. Der Behälter 18 wird an einem hinsichtlich seiner Position einstellbaren Arm 20 getragen, der sich von einem Fuß oder einer Halteeinrichtung 22 ausgehend erstreckt. Die Schaltung zur Erregung der Antenne 16 und zur Ermittlung und Aufzeichnung der Daten, die im Laufe der Behandlung abgeleitet werden, befindet sich innerhalb der Halteeinrichtung 22. Vorzugsweise ist die Halteeinrichtung oder Fuß rollengelagert, so daß eine leichte Bewegung der Vorrichtung 14 über den Fußboden möglich ist, falls dieses erwünscht ist.

Es soll zunächst eine kurze Diskussion der Antenne 16 eingeleitet werden, wobei ein grundsätzliches Verständnis der Wirkungsweise der Antenne hinsichtlich ihres Aufbaues und ihrer Funktion wichtig ist, um zu verstehen, wie die Antenne im Zusammenhang mit den anderen Elementen in der Vorrichtung 14 zusammenarbeiten. Hierbei soll die Aufmerksamkeit im besonderen auf die Fig. 3 gelenkt werden, in welcher die Antenne isoliert von dem anderen Aufbau der Vorrichtung dargestellt ist, wobei herauszustellen ist, daß die Antenne 16, wie bereits erwähnt, nach der Lehre der US-PS 42 34 844 und der US-PS 43 18 108 aufgebaut ist.
Zunächst ist festzustelllen, daß die Antenne 16 ausgelegt ist auf eine charakteristische Betriebsimpedanz von 487 Ohm, einen Wert, der im wesentlichen der mittleren Impedanz des Gewebes des menschlichen Körpers entspricht. Weiterhin ist die Antenne 16 so ausgelegt, daß sie im Mikrowellenstrahlungsspektrum mit einer Frequenz von 333 Megahertz arbeitet, einer Frequenz, die sich als sehr wirkungsvoll bei der hyperthermischen Behandlung von Tumoren bis in Tiefen von etwa 6 cm gezeigt hat. Die Dimensionen der Antenne 16 bei dieser

Vorrichtung sind etwas größer als die entsprechenden Dimensionen der Antenne, wie sie in den beiden vorerwähnten amerikanischen Patenten beschrieben sind, aufgrund der Tatsache, daß die Antenne 16 für eine unterschiedliche Betriebsfrequenz und für eine andere charakteristische Impedanz ausgelegt ist. Unter allen anderen Gesichtspunkten sind die beiden Antennen identisch, und ein Studium der beiden vorerwähnten Patente lehrt die Art und Weise der Berechnung der Größe und Ausbildung der verschiedenen Teile, aus denen die Antenne 16 besteht. Die Antenne 16 umfaßt eine inetwa ringröhrenförmige Polystyrolfokussierungslinse 23, deren Außenseite mit einer geeigneten Dünnfilmschicht, wie etwa einer Silberschicht 24, überzogen ist. Innerhalb der Linse ist ein zentraler Ring 25 gehalten, der eingeschlossen ist, sozusagen von einer Mehrzahl von Richtungsringen, wie diejenigen, mit den Bezugsziffern 26,27,28,29 auf der rechten Seite des Ringes 25 in Fig. 3 gezeigt sind.

Die Transmissionsachse der Antenne 16 ist mit der Bezugsziffer 32 versehen. Wenn die Antenne erregt wird, strahlt sie elektromagnetische Energie gleichzeitig in zwei Richtungen entlang der Achse 32 ab, wobei die Energie an einem ersten Paar spiegelbildlich zueinander angeordneten Brennpunkten oder -bereichen, die allgemein mit 16a und 16ZJ bezeichnet sindjkonzentriert wird. Diese doppelseitige Fokussierung der Antenne 16 ist es, die sie für den Einsatz in der Vorrichtung 14 geeignet macht und damit gleichzeitig für das neue erfindungsgemäße Verfahren. Durch das Studium der beiden vorerwähnten amerikanischen Patente wird deutlich, daß dann, wenn man die Spannung, den Strom und die Phasencharakteristika der Energie kennt, die der Antenne zugeführt werden und die entsprechenden Charakteristika mißt, die in einem der beiden Brennregionen der Antenne vorliegen, die Information hinsichtlich der elektrischen Zustände, die an dem anderen Brennbereich existieren, unmittelbar verfügbar sind.

Wenn die Antenne 16 die erwähnten Impedanzcharakteristika und Betriebsfrequenz besitzt, ist jeder Brennbereich 16a bzw. 166 im wesentlichen 5 cm von der jeweiligen "Ausgangsfläche" der Antenne entfernt. Dieses Merkmal macht es möglich, einen der Brennbereiche, wie etwa den Bereich 16a, beispielsweise innerhalb des menschlichen Körpers, zu manövrieren, ohne daß hierdurch eine physikalische Invasion (wie etwa bei einem chirurgischen Eingriff) in den Körper erfolgt.

Zur näheren detaillierten Erläuterung des Aufbaues der Vorrichtung 14 soll im besonderen auf Fig. 2 Bezug genommen werden. Bei dieser Figur ist die Kombination der Antenne 16 und des Behälters um 90° im Uhrzeigersinn, relativ zu der Position dieses Aufbaus in Fig. 1, gedreht. Dies ist nur zur Vereinfachung der Darstellung des übrigen Aufbaues in Fig. 2 geschehen.

Die in Fig. 2 gezeigte Antenne 16 ist mit ihrer rechten Ausgangsfläche gehalten, die in der Darstellung an der linken Seite des Behälters anliegt. Jede geeignete Halterung kann zu diesem Zweck eingesetzt werden. Wenn die Antenne derart montiert ist, befinden sich die Brennregionen 16a und 16Zj in der angezeigten Position, wobei der Brennbereich 166 innerhalb des Behälters 18 liegt.

Der Behälter 18 besteht aus einem geeigneten flüssigkeitsdichten Material, das außerdem strahlungstransparent ist, bei der Betriebsfrequenz der Antenne 16. Als Material für diesen Zweck hat sich Plexiglas als geeignet erwiesen.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist der Behälter 18 mit einem flüssigen Medium 33 gefüllt, welches eine Dielektrizitätskonstante besitzt, die im wesentlichen die gleiche ist wie die des normalen gesunden menschlichen Fettgewebes. Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, liegt diese Dielektrizitätskonstante typischerweise bei etwa 15. Während unterschiedliche flüssige Medien ausgewählt werden können, hat sich ein solches als außerordentlich zufriedenstellend erwiesen, das aus einer Mischung von 10 VoIumen-% Wasser und 90 Volumen-% Tetrachlorkohlenstoff besteht.

Aus einem nachfolgend noch zu erläuternden Grund ist es wichtig, daß die Flüssigkeit in dem Behälter 18 im Kreislauf führbar ist, wobei aus diesem Grunde ein allgemein mit der Bezugsziffer 34 bezeichnetes Kreislaufsystem vorgesehen ist. Das System 34 umfaßt eine Entnahmeleitung 36, die zwischen dem oberen Ende des Behälters 18 und der rechten Seite einer Flüssigkeitsheizung 38 angeschlossen ist. Eine Beschickungsleitung 42 verbindet die gegenüberliegende Seite der Heizung 38 mit einer Pumpe 40. Schließlich ist für die Verbindung zwischen der Abgabeseite der Pumpe 40 und der Unterseite des Behälters 18 eine Zuleitung 44 vorgesehen.

Nach einem anderen wesentlichen Merkmal der Erfindung befindet sich innerhalb des Behälters eine Materialmasse 46, die hinsichtlich der Größe und der dielektrischen Zusammensetzung den Tumorbereich in dem Patientenkörper simulieren soll. Bei der nachfolgenden Erläuterung besitzt die Masse 46, die hier auch als Bereichssimulator bezeichnet wird, ein Volumen von etwa 4 cm³ und eine Dielektrizitätskonstante von etwa 36, wobei es sich um die gleiche Dielektrizitätskonstante handelt, die sich als charakteristisch für die meisten Tumore gezeigt hat. Der Simulator ist, und dies ist wichtig, in dem Behälter 18 in einer solchen Weise angeordnet, daß er den Raum einnimmt, der im wesentlichen dem Brennbereich 16b der Antenne entspricht. Bei der Vorrichtung 14 besteht der Simulator 16 aus herkömmlichem kohlenstoffimprägnierten, quervernetzten Poylstyrol.

Außerdem sind, gemäß der Erfindung, noch verschiedene Überwachungsgeräte oder -einrichtungen vorgesehen, um verschiedene Temperaturen aufzunehmen. Im einzelnen ist ein herkömmlicher Temperatursensor 48 vorgesehen, zur Überwachung der Temperatur des Simulators 46. Ein weiterer Temperatursensor 50 soll die Temperatur der Flüssigkeit in dem Behälter 18 überwachen. Schließlich ist ein dritter Temperatursensor in der Form einer herkömmlichen Rektalsonde 52 vorgesehen, zur Überwachung der Körpertemperatur eines Patienten, wie etwa des Patienten 10.

Der in Fig. 2 dargestellte Aufbau umfaßt weiterhin eine allgemein mit der Bezugsziffer 54 versehene Heizsteuerschaltung, die über zugeordnete Leitungsanschlüsse 56 mit der Heizung 38 in Verbindung steht. In Blockform dargestellt ist eine Netzanschlußquelle 58, mittels welcher über ein Kabel 60 die Antenne 16 erregbar ist. Ausgangssignale von dem Sensor 50 und der Sonde 52 werden über die Leiter 61 bzw. 62 den Steuereingängen der Heizungskontrollschaltung in der dargestellten Weise zugeführt. Ein Leiter 64 verläuft zwischen der Steuerschaltung 54 und einem Freigabe/Sperreingang, der der Spannungsquelle 58 zugeordnet ist.

Ein Steuersignal von dem Temperatursensor 48 steht über eine Leitung 66 mit einer Vergleichereingangsklemme der Spannungsquelle 58 in Verbindung. Dieses Signal wird durch die Wirkung einer entsprechenden herkömmlichen Schaltung in der Spannungsquelle 58 mit einer einstellbaren Vorspannung verglichen, die

durch einen Schiebewiderstand 68 und einer Leitung 70 einem anderen Vergleichereingang der Spannungsquelle zugeführt wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 14 befindet sich in einem Zustand zur Behandlung eines Tumors 72, der sich, wie dargestellt, einige cm innerhalb der Brust des Patienten 10 befindet. Durch herkömmliche Röntgen- oder andere Verfahren ist die Größe und Position des Tumors 72 allgemein bekannt, und die Vorrichtung wird in einer solchen Weise auf den Patienten gerichtet, daß der Antennenbrennbereich 16a im wesentlichen den gleichen Raum wie der Tumor einnimmt oder umfaßt.

Es soll nun eine typische Behandlung beschrieben werden, wobei angenommen werden soll, daß am Beginn des Verfahrens die Körpertemperatur des Pattenten bei der gewöhnlichen Normaltemperatur von 37° C liegt, wobei der Tumor 72 anfangs ebenfalls diese Temperatur besitzt, während die Temperatur der Umgebungsluft etwa 25° C beträgt. Steuersignale, die von dem Temperatursensor 50 und von der Rektalsonde 52 ausgehen, bewirken, daß die Heizsteuerschaltung in einer solchen Weise arbeitet, daß die Heizung 38 in dem Flüssigkeitsumlauf ssystem eine Temperatur von 37° C innerhalb des Behälters 18 erzeugt. Diese Anordnung ist unter zwei Gesichtspunkten wichtig. Zunächst wird hier eine aktuelle Simulierung der Körpertemperatur des Patienten in der Flüssigkeit innerhalb des Behälters 18 aufrechterhalten, so daß eine maximale Meßgenauigkeit der thermischen Auswirkungen, die in dem Patienten während der Behandlung eintreten, gewährleistet ist. Als zweites wird hierdurch rückversichert, daß die Körpernormaltemperatur des Patienten aufrechterhalten wird und sich nicht in gefährlicher Weise während der Behandlung erhöht. Wenn dieses soeben erwähnte Temperaturgleichgewicht nicht existiert, oder wenn die Körpertemperatur des Patienten übernormal ansteigt, schaltet die Spannungsquelle 58 automatisch ab.

Aufgrund der zuvor erläuterten Arbeitsweise der Antenne 16, wobei der Simulator 46 so genau wie möglich die Größe und die Dielektrizitätiskonstante des tumors 72 simuliert, und wobei die Flüssigkeit in dem Behälter 18 die Temperatur und die Dielektrizitätskonstante des normalen, gesunden Gewebes des Patienten 10 simuliert, ist die Überwachung der Temperatur des Simulators 46 im wesentlichen die gleiche wie die direkte Überwachung der Temperatur der Zejlen in dem Tumor 72. Dementsprechend ist es durch die Überwachung dieser Temperatur möglich, zu wissen, was thermisch in dem Tumor vorgeht.

Durch vorher durchgeführte herkömmliche Eichverfahren läßt sich der Schiebewiderstand 68 so einstellen, daß an dem Leiter 70 eine Bezugsspannung anliegt, die in unmittelbarer Beziehung zu der endgültig angestrebten Zelltemperatur für die Destruktion der Zellen in dem Tumor 72 steht. Experimente haben gezeigt, daß eine solche Temperatur bei etwa 44° C liegt. Dementsprechend wird der Widerstand 68 so eingestellt, daß eine Bezugsspannung angelegt wird, die einer Temperatur von 44° C entspricht.

Beim Beginn des Verfahrens und wegen des stattfindenden Vergleiches, der zuvor erläutert wurde, innerhalb der Spannungsquellenschaltung zwischen der Bezugsspannung und einem von dem Temperatur 48 kommenden Signal wird die Antenne 16 mit einer Leistung von etwa 200 Watt (rms) erregt. Hierdurch beginnt augenblicklich das Aufheizen sowohl der Zellen in dem Tumor 72 als auch der Substanz, aus welcher der Simulator 46 besteht. Die Praxis hat gezeigt, daß bei Ausgangstemperaturen, wie sie oben aufgezeigt sind, diese Situation für einen Zeitraum von etwa 15 bis 25 Minuten beibehalten wird, wobei der Simulator 46 und dementsprechend der Tumor 72 am Ende dieses Zeitraumes die angestrebte Temperatur von 44° C aufweisen. Wenn die Temperatur des Simulators 46 ansteigt, bewirken die verglichenen Signale in der Spannungsquellenschaltung ein allmähliches und kontinuierliches Absenken der Betriebsleistung der Antenne, wobei schließlich ein "Beibehaltungs" Leistungsniveau von 5 bis 20 Watt (rms) existiert, wenn die Temperatur von 44° C erreicht ist. Dieser Zustand wird dann während einer Zeitdauer von etwa 45 Minuten aufrechterhalten, wobei am Ende dieses Zeitabschnittes die Tumorzellen 72 zerstört sind. Die Vorrichtung schaltet dann automatisch ab.

Hieraus wird deutlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Behandlungsverfahren, das sie ermöglicht, die zuvor gestellte Aufgabe lösen und alle erwähnten Vorteile bieten. Die besonders hervorragenden Vorteile des Verfahren wie auch der Vorrichtung liegen darin, daß kein chirurgischer Eingriff in den Körper des Patienten erforderlich ist und daß eine Wärmekonzentration hinreichend präzise lokalisiert werden kann, um nur das ausgewählte Tumorgewebe zu zerstören, ohne daß das umgebende gesunde Gewebe verletzt wird. Solange die oben erwähnten Überwachungen und Betriebsweisen durchführbar sind, ist der genaue Aufbau des Flüssigkeitskreislaufsystems, der Heizungssteuerungsschaltung sowie der Netzquellenschaltung ohne besondere Bedeutung. Mit anderen Worten, ist ein unterschiedlicher Aufbau für diese Elemente möglich, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.

Faßt man dementsprechend das erfindugnsgemäße Verfahren zusammen, so ergeben sich drei unterschiedliche Gesichtspunkte. Unter einem Gesichtspunkt umfaßt das Verfahren die folgenden Schritte:

(1) Man erzeugt ein Paar im Abstand voneinander angeordneter elektromagnetischer Brennbereiche, wobei elektrische und dementsprechend thermische Änderungen in einem der Brennbereiche entsprechende elektrische oder thermische Änderungen in dem anderen erzeugen.

(2) Man bringt einen der Brennbereiche innerhalb das Gewebe, das sich angrenzend an der Stelle des vorbestimmten Bereiches befindet.

(3) Man überwacht die elektrischen (thermischen) Zustände, angrenzend an die Stelle des anderen Brennbereiches.

(4) Man hält die Anordnung des Brennbereiches innerhalb des Gewebes aufrecht, bis die Überwachung einen vorbestimmten elektrischen (thermischen) Zustand wiedergibt, der angrenzend an dem anderen Brennbereich über einen vorbestimmten Zeitabschnitt vorliegt.

Unter einem zweiten Gesichtspunkt umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte:

(1) Man erzeugt einen Strahl elektromagnetischer Energie, der in zwei Richtungen abgestrahlt wird, auf ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Brennbereiche, wobei eine elektrische und dementsprechend thermische Änderung, die in einem der Bereiche eintritt, eine entsprechende elektrische und thermische Änderung in dem anderen Brennbereich bewirkt.

(2) Man richtet den Strahl in einer solchen Weise aus, daß einer der Brennbereiche sich innerhalb eines vorbestimmten Bereiches des lebenden Gewebes befindet.

(3) Man überwacht die elektrischen/thermischen Zustände an der Stelle des anderen Brennbereiches.

(4) Man fährt schließlich fort, den Strahl solange auf die Stelle auszurichten, bis eine vorbestimmte Temperatur über einen vorbestimmten Zeitabschnitt in dem anderen Brennbereich aufrechterhalten ist, um die Zerstörung der Zellen in dem vorbestimmten Bereich zu bewirken.

Der dritte Gesichtspunkt umfaßt die folgenden Schritte:

(1) Man erzeugt einen Strahl elektromagnetischer Energie, den man zweiseitig in Richtung auf ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Brennbereiche abstrahlt, wobei eine elektrische und dementsprechend thermische Änderung in einem Bereich eine entsprechende elektrische und thermische Änderung in dem anderen Bereich hervorruft.

(2) Man positioniert den Strahl derart, daß einer der Brennbereich sich innerhalb der vorbestimmten Stelle in dem lebenden Gewebe befindet, während der andere Brennbereich ein externes Material umgibt, das eine Dielektrizitätskonstante besitzt, die im wesentlichen gleich der Dielektrizitätskonstante an der vorbestimmten Stelle ist.

(3) Man überwacht die elektrischen (thermischen) Zustände, die in dem Material eintreten.

(4) Man behält diese Positionierung des Strahles bei, bis eine vorbestimmte Temperatur über einen vorbestimmten Zeitabschnitt in dem Material aufrechterhalten ist, wodurch eine Zellzerstörung innerhalb des vorbestimmten Bereiches verusacht wird.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß die vorstehende Beschreibung Iediglich besipielhaften Charakter besitzt und daß verschiedene Variationen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur berührungsfreien, hyperthermischen Destruktion lebenden Gewebes in vivo, gekennzeichnet durch einen Behälter (18), in welchem sich ein Medium (33) befindet, dessen Dielektrizitätskonstante im wesentlichen gleich derjenigen der Zellen ist, die den vorbestimmten Gewebebereich (72) umgeben, einen innerhalb des Mediums (33) angeordneten Simulator (46), dessen Dielektrizitätskonstante im wesentlichen gleich derjenigen des Gewebebereiches ist, eine Energiebüertragungseinrichtung (16), mittels welcher bei Erregung miteinander in Beziehung stehende elektrische/thermische Zustände in lagebekannten Bereichen erzeugbar sind, eine Halterung (20,22), mittels welcher die Übertragungseinrichtung (16) in einer solchen Weise positionierbar ist, daß gleichzeitig ein Brennpunktsbereich zumindest teilweise den vorbestimmten Gewebebereich und der andere zumindest teilweise den Simulator umgibt, sowie eine Einrichtung zur Überwachung der Änderung der thermischen Zustände innerhalb des Mediums (33) und innerhalb des abgedeckten Bereiches des Simulators (46).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (52) zur Ermittlung der augenblicklichen Temperatur des die vorbestimmten Gewebebereich umgebenden Zellgewebes vorgesehen ist, sowie eine hiermit verbundene Einrichtung (54), mittels welcher innerhalb des Mediums (33) eine Temperatur einstellbar und aufrechterhaltbar ist, die der Augenblickstemperatur des Gewebebereiches folgt und dieser im wesentlichen entspricht.

3. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Brennpunktbereiche elektromagnetischer Energie erzeugt, wobei energiebeeinflußte, elektrische/ thermische Veränderungen in einem Bereich zu entsprechenden elektrisch/thermischen Veränderungen in dem anderen Bereich führen, daß man einen dieser Brennpunktbereiche innerhalb des Gewebes an der Stelle des vorbestimmten Gewebebereiches vorsieht, während man den anderen Brennpunktbereich innerhalb eines externen Gewebesimulators vorsieht, daß man die elektrischen/ thermischen Zustände, angrenzend an den Brennpunktbereich, innerhalb des Simulators überwacht und daß man die Anordnung der Brennpunktbereiche aufrechterhält, bis die Überwachung anzeigt, daß der vorbestimmte elektrische/thermische Zustand in dem Simulator über einen vorbestimmten Zeitabschnitt vorliegt.

4. Verwendung der Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen zweiseitig fokussierten Strahl elektromagnetischer Energie erzeut, wobei der Strahl ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Brennpunktbereiche umfaßt, wobei eine elektrische und damit thermische Änderung in einem Bereich eine entsprechende elektrische/thermische Änderung in dem anderen Bereich hervorruft, einen solchen Strahl so ausrichtet, daß einer der Brennpunktbereiche zumindest teilweise in dem vorbestimmten Gewebebereich liegt, während der andere Brennpunktbereich innerhalb des Gewebesimulators liegt, bei dem so ausgerichteten Strahl, den elektrischen/thermischen Zustand an der Stelle des Brennpunktbereiches innerhalb des Simulators überwacht und die Ausrichtung des Strahles solange beibehält, bis eine vorbestimmte Temperatur über einen vorbestimmten Zeitabschnitt innerhalb des Simulators unter Bewirkung der Zelldestruktion in dem Gewebebereich aufrechterhalten ist.

5. Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen zweiseitig fokussierten Strahl elektromagnetischer Energie erzeugt, der ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Brennpunktbereiche aufweist, wobei eine elektrische und dementspre-

chend thermische Änderung in einem Bereich eine entsprechende elektrische/ thermische Änderung in dem anderen bewirkt, daß man den Strahl derart ausrichtet, daß einer der Brennpunktbereiche zumindest teilweise die Stelle des vorbestimmten Gewebebereiches umfaßt, während der andere Brennpunktbereich zumindest teilweise die Stelle eines externen Materials umfaßt, das eine Dielektrizitätskonstante besitzt, die im wesentlichen gleich derjenigen des vorbestimmten Gewebebereiches ist, daß man den elektrischen/ thermalen Zustand des umfaßten Teils des Materials überwacht und diese Positionierung beibehält, bis eine vorbestimmte Temperatur über einen vorbestimmten Zeitabschnitt in dem umfaßten Materialteil aufrechterhalten ist, wobei eine Zelldestruktion innerhalb des umfaßten Teils des Gewebebereiches bewirkt wird.