DE602004011050T2

DE602004011050T2 - Endoskopischer fokussierter ultraschallwandler

Info

Publication number: DE602004011050T2
Application number: DE602004011050T
Authority: DE
Inventors: Shuki Vitek; Doron Kopelman; Yoav Medan; Dov Maor
Original assignee: Insightec Ltd
Current assignee: Insightec Ltd
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2024-05-12
Also published as: ATE382295T1; US20070197918A1; WO2004105624A1; US7377900B2; EP1628584B1; US20040242999A1; DE602004011050D1; EP1628584A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Abgeben akustischer Energie und im Besonderen Vorrichtungen zum Abgeben diagnostischer und/oder therapeutischer Ultraschallenergie von einem Wandler, der innerhalb eines Körpers eines Subjekts angeordnet ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Geräte und Systeme, die akustische Energie, insbesondere innerhalb des Ultraschallbereichs (akustische Wellen mit einer Frequenz größer als etwa zwanzig Kilohertz (20 kHz) und typischer zwischen fünfzig Kilohertz und fünf Megahertz (0,05–5 MHz)) nutzen, sind verwendet worden, um Patienten zu diagnostizieren und zu behandeln. Beispielsweise kann Ultraschallenergie eingesetzt werden, um während einer diagnostischen oder therapeutischen Behandlung Bilder einer Region eines Patienten zu erlangen. Darüber hinaus sind Ultraschallsysteme zum Behandeln von Gewebe verwendet worden, z. B. durch Bündeln akustischer Energie auf eine Ziel-Geweberegion innerhalb eines Patienten, wie z. B. einem kanzerösen oder benignen Tumor, um die Geweberegion zu nekrotisieren oder anderweitig zu erwärmen. Beispielsweise können ein oder mehrere piezoelektrische Wandler in der Nähe des Körpers eines Patienten angeordnet sein und verwendet werden, um akustische Wellen, wie z. B. Ultraschallwellen, hoher Intensität an eine innere Geweberegion eines Patienten abzugeben, um die Geweberegion zu behandeln. Ein beispielhaftes Bündel-Ultraschall-System (Focused Ultrasound System, „FUS") ist in US-Patentschrift Nr. 4,865,042 , erteilt an Umemura et al., beschrieben.
Behandlungen mit gebündeltem Ultraschall können es ermöglichen, dass ein Patient behandelt wird, ohne eine invasive Operation zu erfordern. Weil die Ultraschallwandler im Allgemeinen in der Nähe des Patienten angeordnet sind, kann jedoch der akustische Weg zu einer Ziel-Geweberegion mindestens teilweise versperrt sein, z. B. durch anatomische Objekte wie z. B. Knochen oder Körperhöhlen innerhalb des Körpers des Patienten. Außerdem mag die akustische Energie nicht adäquat auf einen Ort tief innerhalb eines Körpers gebündelt sein, z. B. weil die resultierende Bündelzone zu groß sein kann, um eine wirksame und sichere Behandlung bereitzustellen. Somit ist es zu bevorzugen, den Wandler so nahe wie möglich an einem Zielort zu platzieren.
Um akustische Energie an Orte tief innerhalb des Körpers abzugeben, ist vorgeschlagen worden, natürliche Körperwege zu verwenden, um einen akustischen Wandler näher an einem Zielort zu platzieren. Beispielsweise beschreibt US-Patentschrift Nr. 5,666,954 einen Wandler, der durch die rektale Öffnung in den Rektalkanal eingeführt werden kann, um Prostatakrebs zu behandeln. Natürliche Körperwege können jedoch die Größe des Wandlers begrenzen, die eingeführt werden kann. Im Allgemeinen stellt ein relativ großer Wandler bessere Kontrolle über die Größe und Intensität der resultierenden Bündelzone bereit. Die Größe eines Wandlers, die innerhalb eines Körperwegs zugeführt werden kann, kann durch die Größe einer Körperöffnung am Eintrittspunkt für den Wandler begrenzt sein. Beispielsweise kann die Größe eines Wandlers, der zum Behandeln von Prostatakrebs verwendet wird, durch den maximalen Umfang der rektalen Öffnung begrenzt sein.
Im oben erwähnten Dokument US-A-5 666 954 ist eine Vorrichtung zum Abgeben akustischer Energie an einen Zielort in der Nähe eines Körperwegs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben.
Vor diesem Hintergrund und den damit im Zusammenhang stehenden Einschränkungen und Problemen ist die vorliegende Erfindung entwickelt worden.
Die Erfindung ist auf eine verbesserte Vorrichtung zum Abgeben diagnostischer und/oder therapeutischer Ultraschallenergie an Gewebe innerhalb eines Subjekts gerichtet. Insbesondere ist die Erfindung auf Vorrichtungen zum Abgeben akustischer Energie an Zielregionen innerhalb eines Patienten unter Verwendung eines Wandlergeräts gerichtet, das in einen Körperweg des Patienten eingeführt wird.
Um dies zu erreichen, ist die Vorrichtung der Erfindung durch die Merkmale gekennzeichnet, die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beansprucht werden. Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element und das zweite Element einen zusammenwirkenden Verbinder umfassen, der konfiguriert ist, das erste Element am zweiten Element lösbar zu befestigen, um so mindestens teilweise die Wandleranordnung zu definieren.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
In einer Ausführungsform kann eine Vorrichtung zum Abgeben akustischer Energie eine erste Struktur, die einen ersten Wandler trägt, und eine zweite Struktur beinhalten, die einen zweiten Wandler trägt. Die ersten und zweiten Wandler können derart einander benachbart anordbar sein, dass sie gemeinsam mindestens teilweise eine Wandleranordnung definieren. In einer Ausführungsform kann der erste Wandler konfiguriert sein, sich mit dem zweiten Wandler derart zu verbinden, dass sie gemeinsam mindestens einen Teil der Wandleranordnung bilden. Beispielsweise kann ein Verbinder oder ein anderer Mechanismus zum Befestigen der ersten Struktur an der zweiten Struktur bereitgestellt sein. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere zusätzliche Strukturen beinhalten, die jede einen Wandler tragen, der die Wandleranordnung weiter definiert. Jeder Wandler der Vorrichtung kann ein einzelnes Wandlerelement beinhalten, obwohl vorzugsweise jeder Wandler mehrere Wandlerelemente beinhaltet.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung einen Ballon, einen Beutel oder eine andere Koppelmembran beinhalten, die zum akustischen Koppeln der Wandleranordnung mit umgebendem Gewebe die ersten und zweiten Strukturen aufnehmen kann oder die resultierende Wandleranordnung anderweitig umgeben kann.
In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Abgeben akustischer Energie an einen Zielort in der Nähe eines Körperwegs bereitgestellt, die ein erstes Element beinhaltet, das ein proximales Ende, ein distales Ende, das eine Größe und Kontur zur Einführung in einen Körperweg aufweist, und einen ersten Wandler beinhaltet, der auf dem distalen Ende getragen ist. Auch beinhaltet die Vorrichtung ein zweites Element, das auch ein proximales Ende, ein distales Ende, das eine Größe und Kontur zur Einführung in den Körperweg aufweist, und einen zweiten Wandler beinhaltet, der auf dem distalen Ende getragen ist. Die ersten und/oder zweiten Elemente beinhalten einen oder mehrere Verbinder zum wesentlichen Befestigen der ersten und zweiten Elemente relativ zueinander derart, dass die ersten und zweiten Wandler gemeinsam mindestens teilweise eine Wandleranordnung definieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Zeichnungen stellen die Konstruktion und die Zweckmäßigkeit der Ausführungsformen der Erfindung dar, wobei ähnliche Elemente durch gemeinsame Bezugszeichen bezeichnet sind und wobei:
1 ein beispielhaftes Ultraschallsystem zeigt, das ein Wandlergerät beinhaltet, das akustische Energie an eine Ziel-Geweberegion innerhalb eines Patienten abgibt.
2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Wandlergeräts ist, die erste und zweite längliche Elemente beinhaltet, die Wandlerelemente tragen, die im System nach 1 verwendet werden können.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Wandlergeräts nach 2, die die ersten und zweiten länglichen Elemente derart miteinander verbunden zeigt, dass die Wandlerelemente eine Wandleranordnung definieren.
4 ist eine seitliche Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform des Wandlergeräts nach 2 und 3, die einen dehnbaren Ballon beinhaltet, der die Wandlerelemente umgibt.
5 ist eine perspektivische Ansicht des Wandlergeräts nach 4, die einen Stopfen zum Abdichten eines Einlasses des Ballons und eine Aufblähfluidquelle zeigt, die mit dem Stopfen gekoppelt ist.
6 und 7 sind perspektivische Ansichten eines Beispiels eines Wandlergeräts, das nicht zur Erfindung gehört, das eine dehnbare Struktur beinhaltet, die mehrere Wandlerelemente in aufgeweiteten bzw. zusammengezogenen Konfigurationen trägt.
8 ist eine seitliche Schnittansicht des Wandlergeräts nach 6 und 7, das einen dehnbaren Ballon beinhaltet, der die dehnbar Struktur umgibt.
9A–9C sind Schnittansichten eines Körperwegs, die die Behandlung von Gewebe in der Nähe des Körperwegs unter Verwendung eines Wandlergeräts gemäß der Erfindung zeigen, das in den Körperweg eingeführt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Uns den Zeichnungen zuwendend, zeigt 1 ein Ausführungsbeispiel eines Bündel-Ultraschall-Systems 5, das ein Wandlergerät 10, eine Ansteuerschaltung 16, die mit dem Wandlergerät 10 gekoppelt ist, und eine Steuerung 18 beinhaltet, die mit der Ansteuerschaltung 16 gekoppelt ist. Wie gezeigt, kann das Wandlergerät 10 im Allgemeinen in einen Körperweg 92 innerhalb eines Patienten 90 eingeführt und verwendet werden, um akustische Energie (repräsentiert durch Strahl 15) an eine Ziel-Geweberegion 94 abzugeben, die sich in der Nähe des Körperwegs 92 befindet. Die akustische Energie 15 kann verwendet werden, um die Ziel-Geweberegion 94, die ein benigner oder maligner Tumor innerhalb eines Organs oder einer anderen Gewebestruktur (nicht gezeigt) sein kann, zu nekrotisieren, zu erwärmen oder anderweitig zu behandeln.
Das Wandlergerät 10 beinhaltet im Allgemeinen einen oder mehrere Wandler 12, die mit der Ansteuerung 16 und/oder der Steuerung 18 zum Generieren und/oder Steuern der akustischen Energie gekoppelt sind, die durch den Wandler 12 abgestrahlt wird. Beispielsweise kann die Ansteuerung 16 ein oder mehrere elektronische Ansteuersignale generieren, die durch die Steuerung 18 gesteuert werden. Der Wandler 12 wandelt die Ansteuersignale in akustische Energie 15 um, die mithilfe herkömmlicher Verfahren gebündelt werden kann.
Die Steuerung 18 und/oder die Ansteuerung 16 können separate oder einstückige Komponenten sein. Der Fachmann wird verstehen, dass die Tätigkeiten, die durch die Steuerung 18 und/oder die Ansteuerung 16 ausgeübt werden, von einer oder mehreren Steuerungen, Prozessoren und/oder anderen elektronischen Komponenten durchgeführt werden können, Software- und/oder Hardware-Komponenten inbegriffen. Die Begriffe Steuerung und Steuerschaltung können hierin synonym verwendet werden, und die Begriffe Ansteuerung und Ansteuerschaltung können hierin synonym verwendet werden.
Die Ansteuerung 16, die ein elektrischer Oszillator sein kann, kann Ansteuersignale im Ultraschallfrequenzspektrum generieren, z. B. bis hinunter zu zwanzig Kilohertz (20 kHz) und typischerweise sich von etwa einem halben bis zehn Megahertz (0,5 bis 10 MHz) erstreckend. Vorzugsweise stellt die Ansteuerung 16 dem Wandler 12 Ansteuersignale bei Hochfrequenzen (HF) bereit, beispielsweise zwischen etwa einem halben bis zehn Megahertz (0,5–10 MHz) und in mehr zu bevorzugender Weise zwischen etwa einem und zwei Megahertz (1,5 und 2,5 MHz). Wenn die Ansteuersignale dem Wandler 12 bereitgestellt werden, strahlt der Wandler 12 von seiner frei liegenden Oberfläche akustische Energie 15 ab, wie dem Fachmann wohl bekannt ist.
Die Steuerung 18 kann die Amplitude und daher die Intensität oder die Leistung der akustischen Wellen steuern, die durch den Wandler 12 gesendet werden. Die Steuerung 18 kann auch eine Phasenkomponente des Ansteuersignals an jeweilige Wandlerelemente des Wandlers 12 steuern, z. B. um eine Kontur einer Bündelzone 38 zu steuern, die durch den Wandler 12 generiert wird, und/oder die Bündelzone 38 an einen gewünschten Ort zu bewegen. Beispielsweise kann die Steuerung 18 die Phasenverschiebung der Ansteuersignale basierend auf einer radialen Position jeweiliger Wandlerelemente des Wandlers 12 steuern, z. B. um eine Brennweite der Brennebene zu justieren (d. h. den Abstand von der Fläche des Wandlers 12 zum Mittelpunkt der Bündelzone). Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 18 die Phasenverschiebung der Ansteuersignale basierend auf einer Winkelposition um die Fläche des Wandlergeräts steuern, z. B. um eine Kontur der Bündelzone zu justieren, wie dem Fachmann wohl bekannt ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Wandler 12 schwenkbar sein, und die Steuerung 18 kann einen oder mehrere Neigungswinkel des Wandlers 12 steuern.
Wie oben erklärt, wandelt der Wandler 12 die Ansteuersignale in akustische Energie 15 um, die durch den Energie strahl 15 repräsentiert ist. Sowie die akustische Energie 15 durch den Körper des Patienten hindurchtritt, wird die akustische Energie 15 in der Bündelzone innerhalb der Zielregion 94 in Wärme umgewandelt, wodurch die Temperatur von Gewebe innerhalb der Zielregion 94 angehoben wird. Die akustische Energie 15 kann auf die Zielregion 94 gebündelt werden, um die Temperatur des Gewebes anzuheben, um das Gewebe innerhalb der Zielregion 94 zu nekrotisieren, während die Schädigung des umgebenden gesunden Gewebes minimiert wird. Beispielhafte Vorrichtungen zum Messen und/oder Kalibrieren der Energieabgabe eines Wandlergeräts sind in US-Patentanmeldung Seriennummer 10/005,845 beschrieben, die nunmehr unter US 2003105390 veröffentlicht ist.
Uns 2 zuwendend, ist eine erste Ausführungsform eines Wandlergeräts 100 gezeigt, die eine erste Struktur oder ein längliches Element 102 und eine zweite Struktur oder ein längliches Element 104 beinhaltet. Das erste längliche Element 102 beinhaltet ein proximales Ende 106, ein distales Ende 108 und ein oder mehrere Wandlerelemente 110, die auf dem distalen Ende 108 getragen sind. Das zweite längliche Element 104 beinhaltet ebenfalls ein proximales Ende 112, ein distales Ende 114 und ein oder mehrere Wandlerelemente 116, die auf dem distalen Ende 114 getragen sind. Die ersten und zweiten länglichen Elemente 102, 104 können im Wesentlichen starr, halbstarr oder im Wesentlichen flexibel sein, wobei sie vorzugsweise ausreichende Knickfestigkeit aufweisen, sodass die distalen Enden 108, 114 von den proximalen Enden 106, 112 aus ohne wesentliches Krümmen oder Knicken in einen Körperweg vorgeschoben werden können.
Wie in 3 gezeigt, können die ersten und zweiten länglichen Elemente 102, 104 derart miteinander verbunden sein, dass die Wandlerelemente 110, 116 gemeinsam eine Wandleranordnung 118 bereitstellen. Vorzugsweise beinhalten die ersten und zweiten länglichen Elemente 102, 104 zusammenwirkende Verbinder, die sie entfernbar aneinander befesti gen. Beispielsweise kann ein Haken oder eine Zunge 120 auf dem ersten länglichen Element 102 bereitgestellt sein, der/die in einer entsprechenden Öffnung oder einem Schlitz 122 (als Strichlinie gezeigt) im zweiten länglichen Element 104 aufgenommen wird, wie in 2 gezeigt. Alternativ können andere Verbinder oder Verriegelungsmechanismen bereitgestellt sein, wie der Fachmann verstehen wird. Beispielsweise können ein Rast- oder Druckmechanismus, zusammenwirkende Schlitze und/oder Zungen für gleitenden Eingriff und dergleichen (nicht gezeigt) bereitgestellt sein, um die ersten und die zweiten länglichen Elemente 102, 104 lösbar aneinander zu befestigen.
Jedes der länglichen Elemente 102, 104 weist ein Querschnittsmaß oder eine Breite auf, die es ermöglicht, dass die distalen Enden 108, 114 in einen Körperweg (nicht gezeigt) eingeführt werden. Der Körperweg kann ein natürlicher Weg sein, wie z. B. eine rektale Öffnung, ein Mund, eine Speiseröhre, eine nasale Öffnung, eine Vagina, ein Blutgefäß und dergleichen. Alternativ kann der Körperweg ein operativ erzeugter Weg sein, z. B. wie ein unter Verwendung eines endoskopischen oder laparoskopischen Instruments (nicht gezeigt) erzeugter. Auf diese Weise kann das Querschnittsmaß jedes der länglichen Elemente 102, 104 abhängig von der einzelnen Anwendung oder dem chirurgischen Verfahren variieren. Im Allgemeinen können die länglichen Elemente 102, 104 durch eine anfängliche, relativ enge Öffnung in einen Körperweg oder eine Körperhöhle eingeführt werden, der/die eine größere Größe aufweist. Auf diese Weise kann die anfängliche Öffnung der begrenzende Faktor sein, der das maximale Querschnittsmaß oder die Breite des individuellen länglichen Elements diktiert.
In einer Ausführungsform weist das distale Ende 108, 116 jedes der länglichen Elemente 102, 104 ein Querschnittsmaß auf, das ausreichend klein ist, um zu ermöglichen, dass das jeweilige distale Ende 108, 114 individuell durch eine rektale Öffnung (nicht gezeigt) eingeführt wird. Nachdem es durch die rektale Öffnung eingeführt ist, kann das Rektum oder das Kolon größeren Raum bereitstellen, z. B. derart, dass die distalen Enden 108, 114 zusammengebaut werden können. In diesem Beispiel kann die Breite oder das Querschnittsmaß für die distalen Enden 108, 116 zwischen etwa zehn und siebzig Millimetern (10–70 mm) liegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die länglichen Elemente 102, 104 im Wesentlichen symmetrisch und weisen ähnliche Breiten auf, wie in 2 und 3 gezeigt. In alternativen Ausführungsformen können die länglichen Elemente 102, 104 unterschiedliche Maße aufweisen und/oder können relativ zueinander asymmetrisch sein. In weiteren Alternativen können ein oder mehrere zusätzliche längliche Elemente (nicht gezeigt) bereitgestellt sein, die ein oder mehrere Wandlerelemente beinhalten, sodass das Wandlergerät drei oder mehr längliche Elemente (nicht gezeigt) beinhalten kann. So können die ersten und zweiten Elemente abhängig vom gewünschten maximalen Querschnitt jedes individuellen länglichen Elements, d. h., abhängig von der relativen Größe der zusammengebauten Wandleranordnung und der Öffnung, durch welche die Komponenten in den Körper hindurchtreten müssen, in zwei oder mehr zusätzliche längliche Elemente geteilt sein.
Die länglichen Elemente 102, 104 können aus einer Vielzahl von Werkstoffen hergestellt sein, wie z. B. Kunststoffen, Polymeren, Metallen und Legierungen. In der dargestellten Ausführungsform weist jedes der länglichen Elemente 102, 104 einen länglichen Körper auf. Jedoch können die länglichen Elemente 102, 104 andere Konturen und Formen aufweisen, solang sie fähig sind, eine Plattform oder Fläche zum Tragen der jeweiligen Wandlerelemente 110, 116 bereitzustellen.
Jedes der Wandlerelemente 110, 116 kann ein einstückiges Piezokeramikelement oder alternativ eine Mosaikanordnung sein, die mehrere kleine Piezokeramikelemente beinhaltet. Das/die Piezokeramikelement(e) kann/können eine Vielzahl geometrischer Konturen aufweisen, wie z. B. Sechsecke, Dreiecke, Quadrate und dergleichen und kann/können um eine zentrale Achse 119 des länglichen Elements 102, 104 angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann sich die zentrale Achse 119 auf den distalen Enden 108, 114 an einem Übergang zwischen den ersten und zweiten länglichen Elementen 102, 104 befinden. In mehr zu bevorzugender Weise sind die Wandlerelemente 110, 116 auf den distalen Enden 108, 114 in einer im Wesentlichen gleichförmigen oder symmetrischen Konfiguration um die zentrale Achse 119 angeordnet.
Darüber hinaus können die länglichen Elemente 102, 104 eine oder mehrere Leitungen beinhalten, z. B. Drähte oder Leiterbahnen (nicht gezeigt), die sich zwischen den proximalen Enden 106, 112 und den distalen Enden 108, 114 erstrecken und mit den Wandlerelementen 110, 116 gekoppelt sind. Die proximalen Enden 106, 112 können Verbinder (nicht gezeigt) zum Verbinden von Kabeln und dergleichen mit den länglichen Elementen 102, 104 beinhalten, z. B. um die Wandlerelement 110, 116 mit einer Ansteuerung 16 und/oder einer Steuerung 18 (nicht gezeigt, siehe 1) zu koppeln. So kann die Ansteuerung 16 und/oder die Steuerung 18 Ansteuersignale generieren, um die Wandlerelemente 110 und 114 zu veranlassen, akustische Energie abzustrahlen. In einer alternativen Ausführungsform kann jedes der länglichen Elemente 102, 104 mit einer separaten Ansteuerung (nicht gezeigt) gekoppelt sein, die mit einer gemeinsamen oder separaten Steuerung(en) verbunden ist. In noch einer anderen alternativen Ausführungsform kann eines der länglichen Elemente 102, 104 mit einer Ansteuerung gekoppelt sein, und das andere der länglichen Elemente 102, 104 kann mit Leitungen im ersten länglichen Element gekoppelt sein, wenn die länglichen Elemente 102, 104 miteinander verbunden sind.
Wie in 3 gezeigt, definieren die Wandlerelemente 110, 116, sobald das Wandlergerät 100 zusammengebaut ist, eine zusammengebaute Wandleranordnung 118. Die Wandleranordnung 118 kann eine Vielzahl von Konturen und Konfigurationen aufweisen. In einer Ausführungsform kann die Wandleranordnung 118 eine konkave oder Schalen-Kontur aufweisen, wie z. B. eine „Kugelsegment"-Kontur, d. h. einen im Wesentlichen konstanten Krümmungsradius derart aufweisen, dass die Wandleranordnung 118 eine Innenfläche aufweist, die einen Abschnitt einer Sphäre definiert.
Alternativ kann die Wandleranordnung 118 eine im Wesentlichen ebene Konfiguration (nicht gezeigt) aufweisen und/oder kann einen äußeren Rand beinhalten, der im Allgemeinen, aber nicht notwendigerweise, kreisförmig ist (nicht gezeigt). Die Wandleranordnung 118 kann in jedwede gewünschte Anzahl von Ringen und/oder Sektoren (nicht gezeigt) geteilt werden. In einer Ausführungsform kann die Wandleranordnung 118 einen Außendurchmesser von zwischen etwa dreißig und siebzig Millimetern (30–70 mm), einen Krümmungsradius zwischen etwa dreißig und fünfzig Millimetern (30–50 mm) aufweisen und kann zwischen etwa vierzig und fünfhundert Elementen enthalten. Beispielsweise kann die Wandleranordnung 118 in zwischen etwa zehn und dreißig (10–30) Ringe und etwa vier und sechzehn (4–16) Sektoren geteilt werden, obgleich die Wandleranordnung 118 nicht auf eine derartige Konfiguration begrenzt ist.
Die zusammengebaute Wandleranordnung 118 kann auch andere Konfigurationen aufweisen, wie z. B. ebene kreisförmige Anordnungen, lineare Anordnungen und dergleichen, solang sie lösbar von den Wandlerelementen 110, 114 zusammengebaut werden kann, die durch mehrere Strukturen getragen werden, wie z. B. die länglichen Elemente 102, 104. Die Wandleran ordnung 118 kann im Allgemeinen in einer Ebene angeordnet sein, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse 103 der länglichen Elemente 102, 104 ist, oder die Anordnung 118 kann unter einem Winkel in Bezug auf die Längsachse 103 ausgerichtet sein. Zusätzliche Informationen über den Aufbau und die Verwendung von Wandleranordnungen sind in US-Patentanmeldung lfd. Nr. 09/884,206 zu finden, die nunmehr unter US 2002193681 veröffentlicht ist.
Bezug nehmend auf 4 kann das Wandlergerät 10 auch eine Koppelmembran beinhalten, wie z. B. einen aufblähbaren Beutel oder Ballon 150. Der Ballon 150 beinhaltet ein proximales Ende 152, ein distales Ende 154 und ein Inneres 156, innerhalb dessen die ersten und/oder zweiten länglichen Elemente 102, 104 angeordnet sein können. Das proximale Ende 152 des Ballons 150 weist eine Öffnung 157 auf, die mit dem Inneren 156 kommuniziert, um darin Fluid anzugeben. Der Ballon 150 kann aus einer zusammengelegten Konfiguration, um die Einführung in einen Körperweg zu erleichtern, in eine expandierte Konfiguration dehnbar sein, um im Wesentlichen in Gewebe einzugreifen, das den Körperweg umgibt, wenn Fluid 158 in das Innere 156 eingeführt wird. Der Ballon 150 kann im Wesentlichen unelastisch sein, d. h. kann gefaltet oder anderweitig in die zusammengelegte Konfiguration komprimierbar sein, und kann auf eine vorgegebene Größe gedehnt werden, sowie Fluid in das Innere 156 eingeführt wird. Alternativ kann der Ballon 150 elastisch und/oder nachgiebig sein, sodass der Ballon 150 expandieren kann, um das verfügbare Volumen zu füllen, und kann im Wesentlichen mit der Kontur der Wand und des Gewebes konform sein, die/das den Körperweg umgibt.
Das Fluid 158 kann ein flüssiges akustisches Ausbreitungsmedium zum Ausbreiten oder Senden akustischer Energie sein, die durch die Wandleranordnung 118 generiert wird. Der Ballon 150 und/oder das Fluid 158 weisen vorzugsweise eine akustische Impedanz auf, die im Wesentlichen der akusti schen Impedanz von Gewebe entspricht. Beispielsweise wird kann der Ballon 150 aus einem Polymer oder Kautschuk hergestellt sein, wie z. B. EPDM-Kautschuk, und das Fluid 158 kann entgastes Wasser sein.
Wie in 5 gezeigt, kann das Wandlergerät 100 eine Kupplung oder einen Stopfen 170 beinhalten, der in der Öffnung 157 aufgenommen oder anderweitig am proximalen Ende 152 des Ballons 150 befestigt sein kann. Der Stopfen 170 kann einen Adapter (nicht gezeigt) zum Koppeln des proximalen Endes 152 des Ballons 150 mit einer Fluidquelle 171 beinhalten. In der dargestellten Ausführungsform ist der Stopfen 170 ein ringförmiger Körper, der eine Öffnung 172 beinhaltet, durch die die proximalen Enden 106, 112 der länglichen Elemente 102, 104 aufgenommen sein können. Der Stopfen 170 weist, wie gezeigt, eine kreisförmige Querschnittskontur auf, obgleich der Stopfen 170 andere Querschnittskonturen aufweisen kann, wie z. B. eine elliptische Kontur, eine rechteckige Kontur oder andere gewünschte Konturen. Der Stopfen 170 weist vorzugsweise eine Kontur zum Verbinden mit dem proximalen Ende 152 des Ballons 150 auf, oder der Stopfen 170 und/oder das proximale Ende 152 können (einen) Verbinder zum Befestigen des Stopfens 170 am Ballon 150 beinhalten. Der Stopfen 170 kann einen Anschluss 174, der sich dort hindurch erstreckt, zum Abgeben und/oder ablassen von Fluid 158 innerhalb des Ballons 150 beinhalten. Alternativ kann der Stopfen 170 einen separaten Einlassanschluss (nicht gezeigt) zum Abgeben von Fluid 158 an das Innere 156 des Ballons 150 und einen Auslassanschluss (ebenfalls nicht gezeigt) zum Ablassen von Fluid 158 aus dem Inneren 156 des Ballons 150 beinhalten. So kann/können ein Abgabeschlauch/Abgabeschläuche (nicht gezeigt) mit dem Anschluss/den Anschlüssen verbunden sein, der/die mit einer Fluidquelle oder einer Unterdruckquelle verbunden sein kann/können, z. B. einer Spritze und dergleichen (nicht gezeigt).
Uns 9A–9C zuwendend, kann das Wandlergerät 10 verwendet werden, um eine Ziel-Geweberegion in der Nähe eines Körperwegs zu behandeln. Beispielsweise kann die Ziel-Geweberegion eine Region 94 innerhalb einer Prostata 96 sein, und der Körperweg kann ein Rektum oder ein Kolon 92 sein. Wie oben erklärt, kann das Wandlergerät 10 verwendet werden, um andere Ziel-Geweberegionen zu behandeln, wie z. B. benigne oder maligne Tumoren innerhalb von Organen oder anderen Gewebestrukturen, die sich in der Nähe eines Körperwegs befinden, der ein natürlicher oder ein operativ erzeugter Weg sein kann, um Zugang bereitzustellen.
Zuerst kann, wie in 9A gezeigt, wenn das Wandlergerät 10 einen Ballon 150 beinhaltet, der Ballon 150 durch die rektale Öffnung 98 in das Rektum 92 eingeführt werden. Anfangs kann der Ballon 150 in einem zusammengelegten Zustand, z. B. innerhalb eines Lumens eines röhrenförmigen Zuführgeräts (nicht gezeigt) angeordnet, bereitgestellt sein und durch die rektale Öffnung 98 in das Rektum 92 vorgeschoben werden. Beispielsweise kann ein distales Ende des röhrenförmigen Geräts zuerst in das Rektum 92 eingeführt werden, und dann kann der Ballon 150 durch das Lumen des röhrenförmigen Geräts eingeführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Ballon 150 auf einem Einführer getragen sein, der durch das proximale Ende 152 in das Innere 156 des Ballons 150 eingeführt werden kann, bevor der Ballon 150 hindurch in das Rektum 92 eingeführt wird. Der Ballon 150 kann um den Einführer herum zusammengelegt sein und dann in das Lumen des röhrenförmigen Geräts vorgeschoben werden. Alternativ kann der Ballon 150, der auf dem Einführer getragen ist, ohne das röhrenförmige Gerät direkt in das Rektum eingeführt werden. In einer weiteren Alternative kann der Ballon 150 ausreichend steif sein, dass er ohne einen Einführer durch das Lumen des Zuführgeräts vorgeschoben werden kann. Das Zuführgerät und/oder der Einführer können aus dem Rektum 92 entfernt werden, sobald der Ballon 150 in der Nähe der Ziel-Geweberegion 94 positi oniert ist. Um ihr Entfernen zu erleichtern, kann Fluid in das Innere 156 des Ballons 150 eingeführt werden, um den Ballon 150 vom Einführer zu trennen.
Als Nächstes kann, wie in 9B gezeigt, das distale Ende 108 des ersten länglichen Elements 102 durch die rektale Öffnung 98 in das Rektum 92 eingeführt werden, vorzugsweise durch die proximale Öffnung 152 im Ballon 150, sodass das distale Ende 108 in das Innere 156 des Ballons 150 eintritt. Wegen der Breite des distalen Endes 108 kann die rektale Öffnung 98 teilweise gedehnt werden, um seine Einführung zu erleichtern. Jedoch ist, weil das distale Ende 108 wesentlich kleiner als die Gesamtgröße der zusammengebauten Wandleranordnung 118 ist (siehe 9D), die Gefahr der Schädigung der rektalen Öffnung 98 während der Einführung der ersten Struktur 102 wesentlich verringert.
In ähnlicher Weise kann, wie in 9C gezeigt, das distale Ende 114 des zweiten länglichen Elements 104 durch die rektale Öffnung 98 in das Rektum 92 eingeführt werden, z. B. in das Innere 156 des Ballons 150. Das proximale Ende 106 des ersten länglichen Elements 102 belegt bereits einen Abschnitt der rektalen Öffnung 98, und so muss das distale Ende 114 des zweiten länglichen Strebes 104 dem ersten länglichen Element 102 benachbart eingeführt werden. Die relative Konfiguration, z. B. Breiten oder Querschnittsmaße, der distalen Enden 108, 114 kann der Größe nach festgelegt sein, um die Reihenfolge zu diktieren, in der die länglichen Elemente 102, 104 in das Rektum 92 eingeführt werden, wie der Fachmann verstehen wird. Im Allgemeinen wird, weil das distale Ende 114 des zweiten länglichen Elements 104 ebenfalls einen ausreichend kleinen Querschnitt aufweist, um die Einführung des distalen Endes 114 durch eine rektale Öffnung 98 zu ermöglichen, eine Verletzung der rektalen Öffnung 98 wesentlich verringert.
Uns 9D zuwendend, können, sobald die distalen Enden 108, 114 in das Rektum 92 eingeführt worden sind, die distalen Enden 108, 114 und/oder der Ballon 150 positioniert werden, um die Wandlerelemente 110, 116 relativ zur Zielregion 94 auszurichten. In einer alternativen Ausführungsform kann der Ballon 150 um das distale Ende 108 des ersten länglichen Elements 102 anfangs zusammengelegt bereitgestellt sein und gleichzeitig mit dem ersten länglichen Element 102 eingeführt werden.
Die ersten und zweiten länglichen Elemente 102, 104 können z. B. mithilfe des Hakens 120 und des Schlitzes 122 (nicht gezeigt, siehe 2), die zusammenwirken, aneinander befestigt werden, um sicherzustellen, dass die Wandlerelemente 110, 116 einander benachbart angeordnet sind, um die zusammengebaute Wandleranordnung 118 zu definieren. Alternativ kann das erste längliche Element 102 eine längliche Bahn oder Schiene (nicht gezeigt) beinhalten, entlang der das zweite längliche Element 104 vorgeschoben werden kann, wenn es in das Rektum 92 eingeführt wird, um das/die Wandlerelement(e) 116 den Wandlerelement(en) 110 benachbart anzuordnen. So kann die resultierende Wandleranordnung 118 ein Gesamt-Querschnittsmaß aufweisen, das relativ zur engen rektalen Öffnung 98 maximiert sein kann, d. h., das die Größe einer einstückigen Wandleranordnung überschreitet, die durch die rektale Öffnung 98 eingeführt werden kann. In einer weiteren Alternative können die länglichen Elemente 102, 104 frei voneinander, d. h. nicht verbunden bleiben, während die Wandlerelemente 110, 116 einander benachbart angeordnet sein können. In dieser Ausführungsform können ein oder beide längliche Elemente 102, 104 ein Verfolgungsgerät zum Überwachen ihrer Orte relativ zueinander und/oder zur Ziel-Geweberegion 94 tragen.
Wenn das Wandlergerät 10 den Ballon 150 beinhaltet, kann der Stopfen 170 (nicht gezeigt, siehe 5) mit dem proximalen Ende 152 des Ballons 150 verbunden sein, und eine Fluidquelle 171 (ebenfalls nicht gezeigt, siehe 5) kann zum Abgeben von Fluid in den Ballon 150 mit dem Stopfen 170 gekoppelt sein. Der Stopfen 170 kann über die proximalen Enden 106, 112 der länglichen Elemente 102, 104 vorgeschoben werden, wobei also die proximalen Enden 106, 112 durch die Öffnung 172 hindurchtreten. Der Stopfen 170 kann gleitend und dichtend in die länglichen Elemente 102, 104 eingreifen, um wesentliches Auslaufen von Fluid durch die Öffnung 172 zu verhindern. Optional kann der Stopfen 170 die distalen Enden 108, 114 der länglichen Elemente 102, 104 ausreichend stabilisieren, sodass keine anderen Verbinder oder Verriegelungsmechanismen nötig sein können.
Wie in 9D gezeigt, kann Fluid in das Innere 156 des Ballons 150 eingeführt werden, um den Ballon 150 zu dehnen, bis er im Wesentlichen in die Wand des Rektums 92 eingreift. Vorzugsweise ist der Ballon 150 im Wesentlichen mit der Kontur der Wand des Rektums 92 konform, um Lücken zu minimieren und das akustische Koppeln der Wandleranordnung 118 zum Gewebe zu verbessern, das das Rektum 92 umgibt. Nachdem eine gewünschte Menge Fluid abgegeben worden ist, kann der Anschluss 174 des Stopfens 170 (nicht gezeigt) geschlossen werden, um zu verhindern, dass Fluid aus dem Inneren 156 des Ballons 150 austritt. Alternativ kann, wenn das Wandlergerät 10 den Stopfen 170 nicht beinhaltet, eine Schlauchleitung (nicht gezeigt) in das proximale Ende 152 des Ballons 150 eingeführt werden, die mit einer Fluidquelle zum Aufblähen des Ballons 150 gekoppelt ist, woraufhin das proximale Ende 152 des Ballons 150 z. B. mithilfe einer Klammer, einer Kappe und dergleichen (nicht gezeigt) abgedichtet werden kann.
Die Wandleranordnung 118 kann auf die Ziel-Geweberegion 94, d. h. innerhalb der Prostata 96, ausgerichtet sein, was erfordern kann, dass die proximalen Enden 106, 112 der länglichen Elemente 102, 104 weiter positioniert oder manipuliert werden. Das Positionieren der Wandleranordnung 118 kann mithilfe von Bildgebungstechniken überwacht werden, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, wie z. B. Fluoroskopie und Ultraschallbildgebung. Strahlungsundurchlässige Marker (nicht gezeigt) können auf einem oder beiden der distalen Enden 108, 114 der länglichen Elemente 102, 104 bereitgestellt sein, um das Überwachen und Positionieren der Wandleranordnung 118 zu unterstützen. Sobald der Wandler 118 sachgerecht ausgerichtet ist, wird die Wandleranordnung 118 dann aktiviert, um akustische Energie an die Ziel-Geweberegion 94 abzugeben. Die Ansteuerung 16 und/oder die Steuerung 18 (nicht gezeigt, siehe 1) können die akustische Energie steuern, die durch die Wandleranordnung 118 abgestrahlt wird, um die Intensität der akustischen Energie zu bündeln und/oder zu justieren, um die Ziel-Geweberegion 94 zu erwärmen, wobei das Erwärmen von Gewebe minimiert wird, das die Ziel-Geweberegion 94 umgibt. Der mit Fluid gefüllte Ballon 150 kann das akustische Koppeln der Wandleranordnung 118 mit dem dazwischenliegenden Gewebe zwischen dem Rektum 92 und der Ziel-Geweberegion 94 verbessern, wie oben erklärt.
Wenn die ersten und zweiten länglichen Element 102, 104 nicht miteinander verbunden sind, können sie individuell oder gemeinsam manipuliert werden. Darüber hinaus kann jedes Wandlerelement 110, 116 getestet, z. B. individuell unter Verwendung relativ geringer Leistung aktiviert werden, um zu bestätigen, dass jedes Wandlerelement 110, 116 auf die Ziel-Geweberegion 94 ausgerichtet ist, bevor die gesamte Wandleranordnung aktiviert wird, um die Ziel-Geweberegion 94 zu behandeln. Wenn die Bündelzone jedes Wandlerelements 110, 116 nicht sachgerecht auf die Ziel-Geweberegion 94 gebündelt ist, kann die Bündelzone physikalisch und/oder elektronisch gebündelt werden, wie der Fachmann verstehen wird. So können die Wandlerelemente an unterschiedlichen Positionen und/oder unter unterschiedlichen Winkeln relativ zueinander bereitgestellt werden, bevor die Wandleranordnung aktiviert wird, um die Ziel-Geweberegion 94 zu behandeln. In weiteren Alternativen können Wandler in unterschiedliche Körperwege eingeführt und positioniert und/oder auf eine Ziel-Geweberegion gebündelt werden, die in der Nähe jedes der Wandler liegt.
Nachdem eine gewünschte Menge akustischer Energie abgegeben worden ist, z. B. um die Ziel-Geweberegion 94 abzutragen oder anderweitig zu behandeln, kann das Wandlergerät 10 optional an einen anderen Ort bewegt, elektronisch gelenkt und/oder anderweitig innerhalb des Rektums 92 neu positioniert werden, wobei z. B. die länglichen Elemente 102, 104 und/oder der Ballon 150 zusammengebaut bleiben. Es können dann zusätzliche Geweberegionen behandelt werden. Alternativ oder abschließend kann das Wandlergerät 10 über die rektale Öffnung 98 aus dem Rektum 92 entfernt werden. Im Allgemeinen bringt dies das Entleeren des Ballons 150, das Trennen der länglichen Elemente 102, 104 (falls aneinander befestigt) und das Entfernen der länglichen Element 102, 104 nacheinander mit sich. Der Ballon 150 kann mit dem letzten länglichen Element oder, nachdem alle länglichen Elemente aus dem Rektum 92 entfernt sind, entfernt werden.
Uns 6–8 zuwendend, ist ein Beispiel eines Wandlergeräts 200 gezeigt, das nicht zur Erfindung gehört, das ein röhrenförmiges Zuführgerät 202 und ein längliches Element 220 beinhaltet, das mehrere Wandlerelemente 206 trägt. Das röhrenförmige Zuführgerät 202 weist ein proximales Ende 210, ein distales Ende 212 und ein Lumen 214 auf, das sich zwischen den proximalen und distalen Enden 210, 212 erstreckt. Das längliche Element 220 beinhaltet ein proximales Ende 222, ein distales Ende 223 und eine dehnbare Struktur 224 auf dem distalen Ende 223, die die Wandlerelemente 206 trägt. Optional kann das Wandlergerät 200 auch einen Ballon, einen Beutel oder eine andere Koppelmembran 251 (gezeigt in 8) und eine Kupplung oder einen Stopfen (nicht gezeigt) zum Abdichten des Ballons 251 und/oder Koppeln einer Fluidquelle mit dem Medium des Ballons 251 beinhalten, ähnlich der Ausführungsform, die vorher unter Bezug auf 4 und 5 beschrieben ist.
Die dehnbare Struktur 224 kann gebogen, gefaltet oder anderweitig in eine zusammengezogene Konfiguration oder eine niedrigen Profils zusammengelegt sein (gezeigt in 7), z. B. um das Vorschieben oder zurückziehen der dehnbaren Struktur 224 aus dem und in das Lumen 214 des Zuführgeräts 202 zu erleichtern. Die Struktur 224 ist auch zu einer aufgeweitete Konfiguration (gezeigt in 6) zum Anordnen der Wandlerelemente 206 dehnbar, um eine Wandleranordnung 220 zu definieren. Das längliche Element 222 kann ein im Wesentlichen starrer, halbstarrer oder flexibler Draht oder anderer Körper sein, und die dehnbare Struktur 224 kann am distalen Ende 223 angebracht sein oder anderweitig durch dieses getragen werden.
Die dehnbare Struktur 234 kann aus einem elastischen Werkstoff hergestellt sein, wie Kunststoff und/oder Metall z. B., das vorgespannt ist, um auf die aufgeweitete Konfiguration zu expandieren, jedoch elastisch auf die zusammengezogene Konfiguration verformbar ist. In einer Ausführungsform kann die dehnbare Struktur 224 aus einer superelastischen Legierung hergestellt sein, wie z. B. einer Nickel-Titan-Legierung („Nitinol"). Andere Werkstoffe, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, können ebenfalls verwendet werden, solang die dehnbare Struktur 224 fähig ist, die hierin beschriebenen Funktionen wahrzunehmen.
Die dehnbare Struktur 224, das längliche Element 220 und/oder das Zuführgerät 202 können einen oder mehrere strahlungsundurchlässige Marker (nicht gezeigt) zum Unterstützen des Überwachens des Wandlergeräts 200 beinhalten, wenn dieses innerhalb eines Körperwegs eines Patienten manipuliert wird. Beispielsweise kann die dehnbare Struktur 224 mit strahlungsundurchlässigen Werkstoffen beschichtet oder gemischt sein, wie z. B. Tantal, Gold, Wolfram oder Platin, Bariumsulfat, Bismutoxid, Bismutsubcarbonat und dergleichen. Alternativ können durchgängige oder diskrete strahlungsundurchlässige Marker an der dehnbaren Struktur 224 befestigt sein. In einer weiteren Alternative können eine oder mehrere der Komponenten Mikrospulen-Verfolgungselemente beinhalten, die für das Überwachen mithilfe von MRI geeignet sein können.
Im in 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die dehnbare Struktur 224 mehrere Blätter 225 beinhalten, wobei jedes ein oder mehrere Wandlerelemente 206 trägt. Die Blätter 225 können durch jeweilige Scharnierregionen, bei denen es sich um Filmscharniere, Gelenkscharniere und dergleichen handeln kann, mit dem distalen Ende 223 des länglichen Elements 220 verbunden sein. Die Blätter 224 können vorgespannt sein, um automatisch die aufgeweitete Konfiguration anzunehmen, wenn sie aus dem Lumen 214 des Zuführgeräts 202 ausgefahren werden, können aber einfach durch Zurückziehen des distalen Endes 223 des länglichen Elements 220 in das Lumen 214 in die zusammengezogene Konfiguration komprimiert werden. Alternativ können die Blätter 225 mit Drähten oder anderen Elementen (nicht gezeigt) gekoppelt sein, die manipuliert werden können, um die Blätter 225 zu dehnen und/oder zusammenzuziehen. Die Anzahl an Blättern 224 kann variieren, z. B. vier, fünf, sechs (wie gezeigt) oder mehr, und sollte nicht auf das dargestellte Beispiel begrenzt sein.
Jedes der Wandlerelemente 206 kann ein einzelnes Piezokeramikelement beinhalten oder kann vorzugsweise eine Mosaikanordnung beinhalten, die mehrere kleine Piezokeramikelemente beinhaltet. Die Piezokeramikelemente können eine Vielzahl geometrischer Konturen aufweisen, wie z. B. Sechsecke, Dreiecke, Quadrate und dergleichen.
Ähnlich den vorherigen Ausführungsformen kann eine Ansteuerung 16 und/oder eine Ansteuerung 18 (nicht gezeigt, siehe 1) mit den Wandlerelementen 206 gekoppelt sein, z. B. durch Leitungen (nicht gezeigt) auf oder in dem länglichen Element 220. Die Wandlerelemente 206 können mit jeweiligen Ansteuersignalen zum Bündeln akustischer Energie angesteuert werden, die durch die Wandlerelemente 206 auf eine Bündelzone innerhalb einer Zielregion gesendet wird. Phase, Amplitude und/oder andere Parameter des Ansteuersignals können gesteuert werden, um eine gewünschte Größe, eine Kontur und/oder einen Ort für die Bündelzone ähnlich dem vorherigen Beispiel bereitzustellen.
In der in 6 gezeigten aufgeweiteten Konfiguration kann die resultierende Wandleranordnung 226 eine Vielzahl von Konturen und Konfigurationen aufweisen. In einem Beispiel kann die Wandleranordnung 226 eine konkave oder Schalen-Kontur aufweisen, wie z. B. eine „Kugelsegment"-Kontur, d. h. einen im Wesentlichen konstanten Krümmungsradius derart aufweisen, dass die Wandleranordnung 226 eine Innenfläche aufweist, die einen Abschnitt einer Sphäre definiert. Alternativ kann die Wandleranordnung 226 eine im Wesentlichen ebene Konfiguration (nicht gezeigt) aufweisen und/oder kann einen äußeren Rand beinhalten, der im Allgemeinen, aber nicht notwendigerweise, kreisförmig ist (nicht gezeigt). Die Wandleranordnung 226 kann in jedwede gewünschte Anzahl von Ringen und/oder Sektoren (nicht gezeigt) geteilt werden, alle ähnlich dem vorherigen Beispiel.
Der Fachmann wird verstehen, dass die dehnbare Struktur 224 andere Elemente beinhalten kann, die zusammengelegt und/oder gedehnt werden können. Beispielsweise kann in einem alternativen Beispiel die dehnbare Struktur einen aufblähbaren Ballon (nicht gezeigt) beinhalten, der mehrere Wandlerelemente trägt. Wenn der Ballon aufgebläht wird, können die Wandlerelemente eine Konfiguration einer Wandleranordnung ähnlich der vorherigen Ausführungsform annehmen. In einem weiteren alternativen Beispiel kann die Struktur 204 andere Scharnierelemente beinhalten, die mit dem distalen Ende 223 des länglichen Elements 220 verbunden sind oder anderweitig durch dieses getragen werden.
Wie in 8 gezeigt, ist die dehnbare Struktur 224 auf die aufgeweitete Konfiguration innerhalb eines Ballons 251 gedehnt. Das Wandlergerät 200 kann auch ein röhrenförmiges Element 250 beinhalten, das ein proximales Ende 252, ein distales Ende 254 und ein Lumen 256 beinhaltet, das sich zwischen den proximalen und distalen Enden 252, 254 erstreckt. Das röhrenförmige Element 250 kann innerhalb des Lumens 214 des Zuführgeräts 202 positioniert sein und das längliche Element 220 umgeben.
Der Ballon 251 kann mit dem distalen Ende 254 des röhrenförmigen Elements 250 gekoppelt sein, sodass ein Inneres 258 des Ballons 251 mit dem Lumen 256 des röhrenförmigen Elements 250 kommuniziert. Der Ballon 251 ist ähnlich der vorherigen Ausführungsform auf eine gedehnte Konfiguration dehnbar, die größer als die dehnbare Struktur 224 in ihrer aufgeweiteten Konfiguration ist, z. B. um im Wesentlichen in eine Wand eines Körperwegs einzugreifen, innerhalb dessen das Wandlergerät 200 eingeführt ist. Der Ballon 251 kann eine zusammengelegte Konfiguration oder ein niedriges Profil aufweisen, wenn er entleert und innerhalb des Lumens 214 des Zuführgeräts 202 angeordnet ist, und kann auf die gedehnte Konfiguration aufgebläht werden. Der Ballon 251 ist vorzugsweise aus einem Werkstoff hergestellt, der eine akustische Impedanz beinhaltet, die der akustischen Impedanz von Körpergewebe im Wesentlichen ähnlich ist, wie vorher unter Bezug auf den Ballon 150 diskutiert.
Wenn das Ultraschallgerät 200 verwendet wird, um eine Prostata zu behandeln, wird das röhrenförmige Zuführgerät 202 zuerst durch eine rektale Öffnung (nicht gezeigt) in ein Rektum eingeführt. Die dehnbare Struktur 224 kann innerhalb des Lumens 214 des Zuführgeräts 202 platziert werden, bevor oder nachdem dass röhrenförmige Zuführgerät 202 in das Rektum eingeführt wird. Wenn das Wandlergerät 200 einen Ballon 251 beinhaltet, kann der Ballon 251 zusammen mit dem länglichen Element 220 in das Lumen 214 des Zuführgeräts 202 eingeführt werden, bevor oder nachdem das Zuführgerät 202 in das Rektum eingeführt wird.
Nachdem das distale Ende 212 des Zuführgeräts 202 ausreichend vorgeschoben worden ist, kann das distale Ende des länglichen Elements 220 aus dem Zuführgerät vorgeschoben werden, um die dehnbare Struktur 224 innerhalb des Rektums auszufahren. Die dehnbare Struktur 204 kann innerhalb des Rektums manipuliert werden, bis die Blätter 225 vollständig frei liegen, woraufhin sich die Blätter 225 auf die aufgeweitete Konfiguration automatisch dehnen können oder betätigt werden können, um sich zu dehnen. In der aufgeweiteten Konfiguration nehmen die Wandlerelemente 206 im Allgemeinen eine Wandleranordnung 226 an, welche dann auf eine Ziel-Geweberegion (nicht gezeigt) ausgerichtet werden kann.
Wenn das Wandlergerät 200 einen Ballon 251 beinhaltet, kann der Ballon 251 vor oder gleichzeitig mit dem länglichen Element 220 in das Rektum vorgeschoben werden. Andere auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren können ebenfalls verwendet werden, um den Ballon 251 auszufahren. Beispielsweise kann ein Stößel oder ein Drahtführer (nicht gezeigt) verwendet werden, um den Ballon 251 in das Rektum zuzuführen.
Nachdem der Ballon 251 und die dehnbare Struktur 204 ausgefahren und in wünschenswerter Weise innerhalb des Rektums platziert sind, kann Fluid in das Innere 258 des Ballons 251 abgegeben werden, um den Ballon 251 zu dehnen, bis er im Wesentlichen in die umgebende Wand des Rektums eingreift. Fluid kann direkt in das offene proximale Ende 252 des röhrenförmigen Elements 250 und in das Innere 258 des Ballons 251 abgegeben werden. Alternativ kann eine Kupplung oder ein Stopfen (nicht gezeigt) ähnlich jener/jenem verwendet werden, die/der vorher unter Bezug auf 5 be schrieben ist, um den Ballon 251 abzudichten und/oder den Ballon 251 mit einer Fluidquelle zu koppeln.
Sobald die Wandleranordnung 226 sachgerecht positioniert und/oder ausgerichtet ist, können Ansteuersignale an die Wandlerelemente 206 abgegeben werden, um akustische Energie auf den Zielort zu bündeln, ähnlich der vorherigen Ausführungsform. Nachdem ausreichende Ultraschallenergie abgegeben worden ist, können die dehnbare Struktur 224 (und der Ballon 251) zusammengelegt, neu positioniert, gedehnt und aktiviert werden, um akustische Energie auf einen anderen Zielort zu bündeln. Sobald ausreichendes Gewebe behandeln worden ist, kann die dehnbare Struktur 224 (und der Ballon 251) in das Lumen 214 des Zuführgeräts 202 zurückgezogen und/oder anderweitig aus dem Rektum entfernt werden.
Obgleich die oben beschriebenen Ausführungsformen unter Bezug auf das Behandeln einer Prostata beschrieben worden sind, versteht es sich für den Fachmann, dass die hierin beschriebene Vorrichtung auch verwendet werden kann, um andere Gebiete eines Körpers zu behandeln. Darüber hinaus können die hierin beschriebenen Wandlergeräte im Zusammenwirken mit externen Wandleranordnungen verwendet werden. So ergibt sich ein Hybridverfahren, bei dem an einen Zielort akustische Energie unter Verwendung von zwei Wandlern, einem inneren und einem äußeren, gleichzeitig abgegeben wird. Alternativ können mehrere Wandlergeräte wie jene, die hier beschrieben sind, in unterschiedliche Körperwege eingeführt werden, um an einen Zielort akustische Energie im Zusammenwirken miteinander abzugeben. Beispielsweise kann bei einer einzigen Behandlung ein erstes Wandlergerät in ein Rektum eingeführt werden, und ein zweites Wandlergerät kann in eine Vagina eines weiblichen Patienten eingeführt werden, um Gewebe in der Nähe des Rektums und der Vagina zu behandeln. Außerdem können neben dem Behandeln von Gewebe die hierin beschriebenen Wandlergeräte auch zum Erlangen akustischer Bilder von Geweberegionen innerhalb eines Patienten dienen.

Claims

Vorrichtung (100) zum Abgeben akustischer Energie an einen Zielort in der Nähe eines Körperwegs, umfassend: ein erstes Element (102), das ein proximales Ende (106), ein distales Ende (108), das eine Größe und Kontur zur Einführung in einen Körperweg aufweist, und ein oder mehrere Wandlerelemente (110) umfasst, die auf dem distalen Ende (108) getragen sind, gekennzeichnet durch ein zweites Element (104), das ein proximales Ende (112), ein distales Ende (114), das eine Größe und Kontur zur Einführung in den Körperweg aufweist, und ein oder mehrere Wandlerelemente (116) umfasst, die auf dem distalen Ende (114) getragen sind, wobei das eine oder die mehreren Wandlerelemente (110, 116) des ersten Elements (102) und des zweiten Elements (104) gemeinsam mindestens teilweise eine Wandleranordnung (118) zum Abgeben akustischer Energie an einen Zielort in der Nähe des Körperwegs definieren, wobei das erste Element (102) und das zweite Element (104) einen zusammenwirkenden Verbinder (120, 122) umfassen, der konfiguriert ist, das erste Element (102) am zweiten Element (104) lösbar zu befestigen, um so mindestens teilweise die Wandleranordnung (118) zu definieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein oder mehrere zusätzliche Elemente (102, 104) umfasst, wobei jedes Element ein proximales Ende (106, 112), ein distales Ende (108, 114), das eine Größe und Kontur zur Einführung in einen Körper weg aufweist, und ein oder mehrere Wandlerelemente (110, 116) umfasst, die auf dem distalen Ende (108, 114) getragen sind, die ferner die Wandleranordnung (118) definieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (120, 122) einen oder mehrere zusammenwirkende Haken und Öffnungen auf den ersten und zweiten länglichen Elementen (102, 104) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Elemente (102, 104) eine oder mehrere Leitungen umfassen, die sich von dem einen oder den mehreren Wandlerelementen (110, 116) zu den proximalen Enden (106, 112) erstrecken, um die Wandlerelemente (110, 116) mit mindestens einer von einer Ansteuerung (16) und einer Steuerung (18) zu koppeln.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein dehnbares Element (150), das ein Inneres umfasst, innerhalb dessen das eine oder die mehreren Wandlerelemente (110, 116) angeordnet sein können, und einen Einlass (152), der mit dem Inneren kommuniziert, zum Einführen von Fluid in das Innere umfasst, wobei das dehnbare Element (150) aus einer zusammengelegten Konfiguration, um die Einführung in einen Körperweg zu erleichtern, in eine aufgeweitete Konfiguration dehnbar ist, um im Wesentlichen in Gewebe einzugreifen, das den Körperweg umgibt, wenn Fluid in das Innere eingeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ferner eine Fluidquelle umfasst, die mit dem Einlass (152) gekoppelt ist, um Fluid in das Innere des dehnbaren Elements (150) abzugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dehnbare Element (150) einen Werkstoff umfasst, der eine akustische Impedanz aufweist, die im Wesentlichen einer akustischen Impedanz des umgebenden Gewebes entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandleranordnung (118) einen Querschnitt zwischen etwa zehn und siebzig Millimetern (10–70 mm) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wandlerelemente (110, 116) durch die distalen Enden (108, 114) der ersten und zweiten länglichen Elemente (102, 104) getragen sind, wodurch eine Mehrelement-Wandleranordnung (118) bereitgestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusammenwirkende Verbinder eine Zunge (120) auf einem der ersten und zweiten länglichen Elemente (102, 104) und einen Schlitz (122) auf dem anderen der ersten und zweiten länglichen Elemente (102, 104) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die distalen Enden (108, 114) erster und zweiter länglicher Elemente (102, 104) jeweils ein ausreichend kleines Querschnittsmaß aufweisen, um zu ermöglichen, dass die jeweiligen distalen Enden (108, 114) individuell durch eine rektale Öffnung eingeführt werden.