DE69407598T2

DE69407598T2 - Behandlungsgerät

Info

Publication number: DE69407598T2
Application number: DE69407598T
Authority: DE
Inventors: Nigel Bath Avon Ba2 4Rz Cronin; Martyn Gwent Np1 7Aa Evans; Ian Avon Ba2 2Ad Feldberg; Nicholas Avon Ba1 3Ng Sharp; Suzanne Avon Bs4 3Lx Smith
Original assignee: Microsulis Ltd
Current assignee: Microsulis Ltd
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2014-07-20
Also published as: IN181894B; ES2113114T3; DE69407598D1; JPH09500804A; CA2163565A1; EP0711462B1; ATE161660T1; AU7192794A; JP2896232B2; GB9315473D0; US6026331A; CA2163565C; GB2295094A; ZA945453B; GB9401912D0; AU684803B2; WO1995004385A1; GB2295094B; GB9600579D0; EP0711462A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zur Behandlung eines Körpers durch elektromagnetische Energie in Form von Mikrowellen. Der Körper besteht vorzugsweise aus biologischem Gewebe, und die Erfindung betrifft insbesondere einen Apparat zur Behandlung von Menorrhagie. Der Apparat kann jedoch auch zur Anwendung von elektromagnetischer Energie in Form von Mikrowellen zu entsprechenden anderen Zwecken benutzt werden. Die Erfindung umfaßt außerdem eine unter Benutzung des Apparates anwendbare Behandlungsmethode.
Menorrhagie ist ein verbreiteter Zustand bei Frauen über vierzig und äußert sich als heftige Blutung der Gebärmutterschleimhaut, die die Innenwand der Gebärmutter bildet. Das Resultat sind außergewöhnlich lange und starke Monatsblutungen, die Schwächezustände hervorrufen, da der Blutverlust zusätzlich zu den durch ihn verursachten allgemeinen Schmerzen und Unwohlsein zu Blutarmut durch Eisenmangel führt. Die verbreitetste Behandlungsmethode stellt die Durchführung einer Totaloperation dar, bei der die gesamte Gebärmutter entfernt wird. Größere chirurgische Eingriffe dieser Art sind jedoch nicht nur teuer, sondern für die Patientin mit Schmerzen und einer langen Rekonvaleszenzzeit verbunden. Aus diesen Gründen wurde nach alternativen Behandlungsformen gesucht. Die Schleimhaut der Gebärmutter, die bei jedem Menstruationszyklus abgestoßen wird, entwickelt sich aus dem Endometrium, das etwa 5 Millimeter dick ist und die gesamte Innenwand der Gebärmutter bedeckt. Menorrhagie kann geheilt oder zumindest gehn dert werden, wenn das Endometrium ganz oder teilweise ohne chirurgischen Eingriff zerstört wird. Diese Zerstörung kann entweder durch mechanische Einwirkung, durch Erhitzung des Gewebes oder eine Kombination aus beidem erreicht werden. Wie bei dem meisten anderem Körpergewebe auch, zerstört eine Temperatur von 600 Celsius, die bis zu 5 Minuten aufrecht er halten wird, die Zellen der Gebärmutterschleimhaut. Da sich die Oberiläche der Schleimhaut nicht wieder regenerieren kann, wird die Krankheit geheilt.
Die heute bekannten Methoden, die Alternativen zur Totaloperation darstellen, werden mit unterschiedlichem Erfolg angewandt, weisen jedoch unterschiedliche Nachteile auf. Die Gebärmutter ist ein äußerst empfindliches, V- förmiges, taschenartiges Gebilde, dessen gegenüberliegende Wände gewöhnlich durch eine dünne Flüssigkeitsschicht getrennt sind oder sich teilweise berühren können. Deshalb ist es schwierig, zum Zweck der mechanischen Behandlung oder zum Erhitzen Zugang zur Gebärmutterschleimhaut zu bekommen. Besonders schwierig ist es, das direkt an der Öffnung befindliche Gewebe zu behandeln, da das Erhitzen auf die Gebärmutterschleimhaut selbst beschränkt bleiben muß und sich nicht auf die Gebärmutter selbst oder darüber hinaus auswirken darf.
Beim einfachsten und unkompliziertesten Verfahren wird eine Stahlkugel mit etwa 5 Millimeter Durchmesser benutzt, die durch monopolare Verbindung mit einer Energiequelle erhitzt wird. Die Kugel wird vom Arzt in der Gebärmutter herumgewälzt, um die Gebärmutterschleimhaut zu zerstören. Diese Methode is jedoch sehr zeitauiwendig und erfordert ein hohes Maß an ärztlicher Erfahrung auf diesem speziellen Behandlungsgebiet. Selbst bei fachkundiger Anwendung kann es zu lokalen Verbrennungen oder unzureichender Behandlung anderer Bereiche kommen.
Abgesehen davon ist der Einsatz bestimmter Formen elektromagnetischer Energie bekannt, wie beispielsweise bei der mittels Laserablation erzielten Zerstörung von Zellen, wobei Lichtwellen benutzt werden. Eine Laserbehandlung erfordert jedoch eine teure l-aserausstattung und kann nur mit sehr speziellen ärztlichen Fähigkeiten durchgeführt werden.
Aus der europäischen Patentschrift 0407057 ist der Einsatz elektromagnetischer Energie im Frequenzbereich von Funkwellen bekannt. Das in der Patentschrift offenbarte Verfahren umfaßt beispielsweise das Einführen einer Funkwellensonde in die Gebärmutter und das Anlegen eines Strahlungsfeldes im Funkwellenbereich zwischen der Sonde und einem um die Taille der Patientin gelegten Stahlgürtel. Die Behandlung dauert bis zu 45 Minuten einschließlich Bet:ubung und Erholungsphase. Das Verfahren selbst nimmt etwa 15-20 Minuten in Anspruch und erfordert die volle Aufmerksamkeit eines erfahrenen Gynäkologen, der die Sonde bewegt. Dies liegt daran, daß aufgrund der verwendeten Leistungen von typischerweise 550 Watt und der Tatsache, daß elektromagnetische Strahlung im Frequenzbereich von Funkwellen schwer kontrollierbar ist, die Sonde sehr nahe an der Gebärmutterschleimhaut bewegt werden muß, um überhaupt wirken zu können. Zudem ist es nachteilig, daß elektromagnetische Energie bei Funkfrequenzen die meisten Stoffe, auch Körpergewebe, leicht durchdringt und austreten kann und verborgene Schädigungen beim Patienten und dem medizinischen Personal verursachen kann.
Ein weiteres Verfahren, bei dem die bei Funkfrequenzen übertragene Energie verwendet wird, wird in der europäischen Patentanmeldung Nr. 0115420 offenbart, die eine Vorrichtung zur Hyperthermie mit einer ersten und einer zweiten Elektrode bei einer Frequenz von 3-30 MHz beschreibt. Die Patentschrift US-A-4800899 beschreibt eine Sonde in Form einer Subkutannadel.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen verbesserten Apparat und ein Verfahren zu schaffen, die elektromagnetische Strahlung bei Mikrowellenfrequenzen benutzen.
Mikrowellen bei einer Frequenz von etwa 2,7 GHz werden häufig zum Kochen benutzt, da Strahlung dieser Frequenz stark von Wasser absorbiert wird. Man könnte es daher in Anbetracht der Benutzung von elektromagnetischer Strahlung bei Licht- und Funkfrequenzen für naheliegend halten, es mit Mikrowellen zu versuchen. Da jedoch bei Mikrowellenöfen keine besonderen Spezifikationen in Bezug auf die Dimensionierung des Wellenleiters oder Resonators bestehen, stellt eine so kleine Frequenz wie 2,7 GHz und eine Wellenlänge von 100 cm oder mehr hier kein Problem dar.
Der Gebärmutterhals kann jedoch maximal um etwa 10 mm im Durchmesser gedehnt werden, so daß der Durchmesser der Sonde im allgemeinen nicht mehr als 8 mm betragen darf. Bei einer herkömmlichen Konstruktion würde dies bedeuten, daß die Mikrowellenftequenz bei der Benutzung konventioneller Wellenleiter mit solchen Ausmaßen viel zu hoch sein müßte und nicht genügend Leistung an die Gebärmutterschleimhaut abgegeben würde, da mit steigender Frequenz die Absorptionstiefe im behandelten Gewebe kleiner wird. Zudem wurde vermutet, daß stehende Wellen eine ungleichmäßige Erwärmung verursachen. Stehende Wellen bilden sich jedoch nur, wenn Reflexionen vorhanden sind. Es stellte sich heraus, daß die Wände der Gebärmutter die Wellen eher absorbieren als reflektieren, da das Gewebe der Gebärmutterschleimhaut die Wellen stark dämpft, bevor sie reflektierende Objekte erreichen können.
Die vorliegende Erfindung wird in Anspruch 1 definiert.
Die Elemente zum Empfang eines Mikrowellensignals können einen zweiten Wellenleiter und ein Übergangselement umfassen, das zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenleiter vorgesehen ist. In dieser Anordnung hat der erste Wellenleiter geeigneterweise einen kreisförmigem Querschnitt mit etwa 10 mm Durchmesser. Der zweite Wellenleiter kann ebenfalls einen kreisförmigem Querschnitt von etwa 20 mm Durchmesser haben. Das Übergangselement wird von einem kegelförmigen Wellenleiter gebildet, der den ersten und den zweiten Wellenleiter verbindet und mit einem dielektrischen Material gefüllt ist.
Das dielektrische Material hat vorzugsweise die Form eines Keramikstabes, dessen am Übergang befindliches Ende zur Optimierung des Übergangs kegelförmig geformt ist und sich über den ersten Wellenleiter hinaus erstreckt, so daß es einen freiliegenden Antennenbereich der Sonde bildet. Bei Benutzung eines erfindungsgemäßen, mit einem Dielektrikum gefüllten ersten Wellenleiters kann der erste Wellenleiter einen kleineren Durchmesser haben, da bei einer vorgegebenen Frequenz die Wellenlänge im Dielektrikum kürzer ist. Dadurch bleibt der Durchmesser der Sonde in bezug auf die Wellenlänge während des Übergangs konstant. Für jede vorgegebene Wellenlänge beträgt der kleinste Durchmesser der Sonde etwa eine halbe Wellenlänge. Wäre sie kleiner, so würde sie die Wellen nicht mehr durchlassen. Das kegelförmige Ende des Keramikstabes dient zur dielektrischen Anpassung zwischen der Luft im zweiten Wellenleiter und dem keramischen Material. Ohne den Kegel bestünde die Gefahr von Refexionen an der Grenzfläche zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenleiter.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein einziger Wellenleiter vorgesehen, wobei die zur Aufnahme der Mikrowellen vorgesehene Einrichtung direkt in den mit dem Dielektrikum gefüllten Wellenleiter eintritt, der den gewünschten kleineren Querschnitt aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Sonde enthält Temperatursensoren, die zwischen dem ersten Wellenleiter und einer Schutzschicht angeordnet sind. Diese Sensoren können von unterschiedlicher Länge sein, um die Temperatur an verschiedenen Stellen entlang der Länge der Sonde messen zu können und an einer Schnittstelle für Temperatursensoren zusammengeführt sein.
Obwohl die Sonde vorzugsweise aus einer Einheit besteht, ist es möglich, daß die Sonde zwei oder mehrere voneinander trennbare Teile umfaßt. Einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung entsprechend weist eine Sonde zur Anwendung elektromagnetischer Strahlung mit Mikrowellenfrequenz auf einen Körper deshalb einen ersten und einen zweiten dielektrischen Abschnitt auf. Diese Abschnitte sind bei der Anwendung funktionell miteinander verbunden. Der erste dielektrische Abschnitt umfaßt einen ersten Wellenleiter mit einem ersten Querschnitt; einen zweiten Wellenleiter mit einem zweiten Querschnitt, der größer ist als der des ersten und der zur Aufnahme und zur Weiterleitung von Mikrowellensignalen einer vorgegebenen Frequenz dient; ein Übergangselement zwischen dem ersten und dem zweiten Wellenleiter, das ein dielektrisches Material enthält, dessen Dielektrizitätskonstante die Sperrfrequenz des ersten Wellenleiters variiert, so daß es die Mikrowellensignale der vorgegebenen Frequenz weiterleiten kann. Der zweite dielektrische Abschnitt umfaßt eine Sondenantenne aus dielektrischem Material, einen dritten Wellenleiter um einen Teil des dielektrischen Materials herum, der im wesentlichen den gleichen Querschnitt wie der erste Wellenleiter aufweist, und einen freiliegenden Antennenteil am oder in der Nähe eines freien Endes der Sonde, der die Abstrahlung von Wellen von der Sonde zuläßt.
Vorzugsweise umfaßt das Übergangselement des ersten dielektrischen Abschnitts einen kegelförmigen Wellenleiter, der den ersten und den zweiten Wellenleiter verbindet, ein kegelförmiges Ende aus dem dielektrischen Material, das sich innerhalb des kegelförmigen Wellenleiters zur Optimierung des Übergangs befindet und einen dielektrischen Puffer zwischen dem kegelförmigen Ende aus dielektrischen Material und dem kegelförmigen Wellenleiter, dessen Dielektrizitätskonstante größer als die von Luft und kleiner als die des dielektrischen Materials ist.
In dieser Anordnung kann die Sonde zur Ablation der Gebärmutterschleimhaut verwendet werden und der zweite dielektrische Abschnitt kann auf gegenüberliegenden Seiten aufblasbare Katheter enthalten, die zur Positionierung der Sonde in der Gebärmutter dienen. Geeigneterweise enthält der zweite dielektrische Abschnitt außerdem Temperaturfühler. Die mit den zwei Abschnitten versehene Sonde enthält an der Verbindungsstelle der beiden Abschnitte eine Schnittstelle für die Temperaturfühler und für das Aufblasen der Katheter.
Falls gewünscht, kann der freie Antennenabschnitt Führungselemente für die selektive Übertragung von Mikrowellen enthalten. Diese Führungselemente können eine dünne Metallschicht einschließen, die zum äußeren Ende des Antennenteils hin konisch zuläuft, damit das Austreten von Mikrowellenenergie entlang des freien Teils ausgeglichen wird. Bei dem Metall kann es sich um Chrom handeln, dessen Dicke sich entlang des Stabes verändert, was eine differentielle Beziehung zwischen Wellenreflexion und -transmission verursacht und wodurch die Leistung gleichmäßig von der zylinderförmigen Sondenoberfläche abgestrahlt wird. Wahlweise kann es sich bei dem Führungselement um ein Maschengeflecht handeln, dessen Maschengröße sich entlang der freien Teils des Stabes verändert, oder um gelötete Ringe, deren Abstand voneinander allmählich zunimmt.
Wenn die Sonde zu medizinischen Behandlungszwecken wie etwa der Ablation der Gebärmutterschleimhaut benutzt werden soll, ist es wichtig, daß sie bei jedem Gebrauch steril ist. Obwohl es möglich wäre, die Sonde als Einwegartikel herzustellen, wird dies als unnötig tetier betrachtet. Dementsprechend ist die Sonde vorzugsweise mit einer zu entfernenden und wegwerfbaren Schutzhülle oder Schutzschicht versehen, die die Sonde während des Gebrauchs einkapselt.
Deshalb ist einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung entsprechend für eine Sonde zur Anwendung elektromagnetischer Strahlung auf einen Körper eine Schutzeinrichtung vorgesehen, die aus einer rohrförmigen Hülle besteht, die zum Einkapseln des wirksamen Endes der Sonde über die Sonde geschoben werden kann und die im wesentlichen für Mikrowellen der beabsichtigten Arbeitsfrequenz durchlässig ist, sowie eine Einrichtung zum Festhalten der Schutzschicht in ihrer Position, wodurch die Schutzschicht nach Gebrauch der Sonde entfernt und weggeworfen werden kann. Vorzugsweise ist die Schutzschicht transparent und der Wellenleiter ist zur Vereinfachung des Einführens mit einer Netzmarkierung oder einer Meßmarke versehen.
Vorzugsweise umfaßt die Schutzeinrichtung ferner einen wegwerfbaren Handgriff zur Aufnahme der Sonde bei ihrer Anwendung, dessen Stellung relativ zur Sonde durch Arretierung an der Schutzschicht festgelegt ist. Zweckmäßigerweise ist die Schutzeinrichtung mit einer eindeutigen Markierung wie etwa einem Strichcode versehen, um den einmaligen Gebrauch zu gewährleisten. Außerdem kann die Schutzschicht mit einem Strichcode versehen sein.
Obwohl die Sonde und der Apparat der vorliegenden Erfindung für jede gewünschte Anwendung benutzt werden können, soll die Sonde vorzugsweise zur Ablation der Gebärmutterschleimhaut verwendet werden. Entsprechend der bevorzugten Anwendung der Erfindung ist ein Verfahren zur Ablation der Gebärmutterschleimhaut vorgesehen, das die Bereitstellung einer Sonde wie oben beschrieben mit mindestens einem wirksamen Ende einschließt, dessen äußere Abmessungen nicht größer sind als die Abmessungen eines gedehnten Gebärmutterhalses, sowie das Einführen des wirksamen Endes der Sonde durch den Gebärmutterhals in die Gebärmutter, das Einbringen von Mikrowellenenergie in die Sonde bei einer Frequenz, bei der die Energie im wesentlichen vollständig von der Gebärmutterschleimhaut absorbiert wird, die Kontrolle der Arbeitstemperatur, um sicherzustellen, daß das Gewebe der Gebärmutterschleimhaut auf etwa 60º C erhitzt wird und das Aufrechterhalten der Anwendung der Mikrowellenenergie über einen Zeitraum, der zur Zersörung der Zellen der Gebärmutterschleimhaut ausreichend ist. Die Mikrowellenenergie kann kontinuierlich oder pulsweise angewendet werden.
Die Benutzung von Mikrowellenenergie zur Erhitzung der Gebärmutterschleimhaut hat zwei Hauptvorteile. Erstens wird elektromagnetische Strahlung bei Mikrowellenfrequenzen sehr stark vom Gewebe absorbiert. Bei 8-12 GHz wird die gesamte Leistung der Mikrowellen in einer etwa 5 mm dicken Gewebeschicht absorbiert, und es ist unmöglich, daß sich die Erhitzung durch die Mikrowellen über diesen Bereich hinaus erstreckt. Dies ist ideal für die Behandlung der Gebärmutterschleimhaut, die etwa 5 mm dick ist. Zweitens ist aufgrund dieser starken Absorption die Leistung, die zur Erreichung der gewünschten Temperatur erforderlich ist, verglichen mit Funkfrequenzen relativ klein, und es ist wahrscheinlich, daß die nötige Energie in einem viel kürzeren Zeitraum übertragen werden kann, als andere aktuelle Behandlungsmethoden in Anspruch nehmen. Falls gewünscht, kann die Strahlung gepulst sein, so daß das Gewebe kurzzeitig über 60º C erhitzt wird und die gesamte Behandlungszeit dann noch kürzer wird.
Die Materialtiefe, in der die Mikrowellenleistung absorbiert wird, hängt von der Frequenz und von den elektrischen Materialeigenschaften ab. Um sie auf etwa 5 mm im Gewebe der Gebärmutterschleimhaut festzulegen, ist eine Frequenz von etwa 8-12 GHz erforderlich. Diese Frequenz bestimmt dann die Abmessungen des Wellenleiters, der zur Übertragung der Wellen benötigt wird. Bei Benutzung eines herkömmlichen Wellenleiters wäre ein Durchmesser von etwa 20 mm erforderlich. Dies ist offensichtlich bei weitem zu groß, um in die Gebärmutter eingeführt zu werden. Entsprechend der Erfindung wird die Sperrwellenlänge durch den Einsatz von stark dielektrischem Material wie etwa Keramik, dielektrischen Kunststoffen oder anderem geeigneten Material effektiv reduziert, was einen Übergang zu einem Wellenleiter mit einem äußeren Durchmesser von etwa 8 mm erlaubt.
Bei einer Sonde der vorliegenden Erfindung sind der Austritt von Strahlung und das Auftreten unbeabsichtigter Erhitzung außerhalb der Gebärmutter entlang der Leitung, die die Leistung zur eingeführten Antenne überträgt, ausgeschlossen. Das Problem des Transports der Leistung durch den engen Gebärmutterhals ist damit gelöst.
Ist die Leistung in die Gebärmutter eingebracht worden, so wird sie gleichmäßig in der im wesentlichen flachen, dreieckigen Tasche, die von der Gebärmutter gebildet wird, mit Hilfe des freien Teils der Antenne verteilt, die so angebracht ist, daß das Austreten von Strahlung in der Nähe des Zuführungsendes verhindert wird. Der zur Zerstörung der Zellen in der Gebärmutterschleimhaut nötige Temperaturanstieg erfordert möglicherweise nur 60 Watt Mikrowellenleistung bei einer vorgesehenen Behandlungszeit von 2,5 Minuten.
Es kann sich herausstellen, daß es schwierig ist, Zugang zur inneren Wand der Gebärmutter zu erhalten und daß in diesem Fall eine bestimmte Eigenschaft der Mikrowellen vorteilhaft genutzt werden kann, um für eine gleichmäßige Verteilung der Erhitzung zu sorgen. Insbesondere werden die Mikrowellen nur vom Gewebe stark absorbiert und nicht von einem beliebigen eingebrachten Gas. Bei Bedarf kann die Gebärmutter mit einem Gas wie beispielsweise Kohlendioxid aufgebläht werden, so daß die Wände von der Antenne ferngehalten werden und eine gleichmäßige Strahlendosis aufnehmen. Das Gas kann durch eine mittige Bohrung im Keramikstab zugeführt werden. Falls die Sonde mit auffilasbaren Kathetern versehen ist, so können diese getrennt davon bei Bedarf aufgeblasen werden, um das Einführen und Positio nieren in der Gebärmutter zu erleichtern. Falls gewünscht, kann die Sonde zudem mit einer glasfaseroptischen Sichteinrichtung ausgestattet sein.
Die Erfindung umfaßt außerdem ein System zur selektiven Mikrowellenübertragung, das eine Sonde, wie sie oben beschrieben ist, sowie eine Quelle für Mikrowellenenergie enthält. Die veränderlichen Systemparameter werden vorzugsweise mit einem Computer gesteuert.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft mit Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen erläutert:
Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer vorzugsgemäßen Sonde in Übereinstimmung mit der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines vorzugsgemäßen Systems, das die Sonde aus Fig. 1 beinhaltet;
Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Sonde in Übereinstimmung mit der Erfindung;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Systems, das die Sonde aus Fig. 3 beinhaltet;
Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Sonde in Übereinstimmung mit der Erfindung;
Fig. 6 ist eine schematische Seitenansicht einer vierten Ausführungsform der Sonde in Übereinstimmung mit der Erfindung;
Fig. 7 ist eine schematische Seitenansicht einer Sonde in Übereinstimmung mit der Erfindung, wobei eine Schutzhülle vorgesehen ist;
Fig. 8a, 8b und 8c sind schematische Darstellungen einer Anordnung, die die einmalige Benutzung der Schutzhülle sicherstellt; und
Fig. 9 und 10 sind schematische Darstellungen, die eine erfindungsgemäße Sonde im Betrieb zeigen.
Die in Fig. 1 dargestellte Mikrowellensonde (1) hat einen ersten kreisförmigen Wellenleiter (2) mit einem ersten Durchmesser an einem Ende, der vom Benutzer dem Gebrauch der Sonde entsprechend gewählt werden kann, und einem zweiten kreisförmigen Wellenleiter (3) mit einem zweiten, größeren Durchmesser am anderen Ende. Der Übergang zwischen dem ersten Wellenleiter (2) und dem zweiten Wellenleiter (3) größeren Durchmessers besteht aus einem kegelstumpfförmigen Wellenleiter (4) und einem dielektrischen Stab (5), der überwiegend im ersten Wellenleiter (2) angeordnet ist. Der dielektrische Stab (5) hat ein kegelförmiges Ende (6), das sich in den Übergangswellenleiter (4) erstreckt. Um das dielektrische kegelförmige Ende (6) ist ein dielektrischer Pufferstopfen (7) angeordnet, dessen Dielektrizitätskonstante größer als die von Luft, aber kleiner als die des dielektrischen Stabes (5) ist.
Der erste Wellenleiter (2) erstreckt sich zum freien Ende der Sonde (1) hin, endet jedoch kurz vor dem freien Ende, so daß ein freiliegender Antennenteil (8) verbleibt. Der freiliegende Antennenteil (8) und der erste Wellenleiter (2) sind mit einer entfernbaren und aufgelegten Schutzschicht (9) aus biologisch-medizinisch neutralem und für Mikrowellen durchlässigem Material wie etwa PTFE oder ähnlichem Stoff versehen, die entsprechend dem Gebrauch der Sonde wie gezeigt geformt ist. Zur Messung der Arbeitstemperatur enthält die Sonde Temperaturfühler (10) in Form von drahtförmigen Thermoelementen.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, enth:lt der zweite Wellenleiter (3) außerdem Einstellzapfen (11) zur Abstimmung des Wellenleiters. Die Einstellzapfen (11) sind in der Wand des zweiten Wellenleiters (3) angebracht, die Einrichtungen zur automatischen Anpassung des Antennenteils (8) im Körper bilden. Eine Sonde, die an eine bestimmte Last angepaßt ist, wobei es sich bei dieser Anwendung vorzugsweise um das Gewebe der Gebärmutterschleimhaut handelt, wird von der Notwendigkeit eines ausgiebigen Abstimmung vor dem Betrieb befreien. Außerdem beschränken die vorgesehenen Einstellzapfen (11) das Auftreten stehender Wellen in der koaxialen Zufuhrleitung (12), die sich bilden können, wenn mit der Anpassung an dem am Systemabstimmungs-Netzwerk angeschlossenen Ende der koaxialen Zufuhrleitung (12) begonnen wird. Stehende Wellen in der koaxialen Zufuhrleitung werden Wärme erzeugen und die Lebensdauer des Kabels verkürzen.
Kleine Lastschwankungen von Patient zu Patient können durch die Benutzung des Systemabstimmungs-Netzwerks (13) reguliert werden, das in Fig. 2 dargestellt ist In Fig. 2 wird die Sonde (1) der Erfindung mit einer Mikrowellen-Frequenz, die vorzugsweise im Bereich von 8-12 GHz liegt, aus einem Mikrowellen-Frequenzgenerator und einem Verstärker (14) gespeist. Das verstärkte Signal wird über einen Wellenleiter (15) und die koaxiale Zufuhrleitung (12) zur Sonde (1) weitergeleitet. Obwohl die Anbringung von Einstellzapfen (11) bereits eine Anpassung der Sonde an eine bestimmte Last crlaubt, steuert die vom Abstimmungs-Netzwerk (16) vorgenommene Feinabstim mung die empfindliche Anpassung der Leistung an die belastete Sonde. Der Leistungspegel der Quellen-/Verstärker- Einheit (14) wird von einem Leistungsmesser (17) am Welienleiter (15) überwacht. Eine Temperaturmeßeinheit (18) ist zum Auslesen der Temperatursensoren an der Grenzfläche zwischen Sonde und Gewebe (1) vorgesehen. Die verschiedenen Signale werden koordiniert, aufbereitet und in eine PC/Benutzer-Schnittstelle (19) eingegeben, die an einen gewöhnlichen PC-Grafikmonitor (20) des Benutzers angeschlossen werden kann. Auf diese Weise kann der Benutzer die Frequenz der Quelle (14) verändern, den erforderlichen Leistungspegel festlegen und das Abstimmungs-Netzwerk (16) verändern, um eine optimale Anpassung an die Last zu erreichen. Während der Behandlung kann außerdem eine grafische Darstellung der Temperaturdaten in Echtzeit auf dem Monitor (20) betrachtet werden.
In der Ausführungsform, die in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist die Sondenanordnung ähnlich zu der in Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen, mit dem Unterschied, daß die Sonde aus zwei Teilen gebildet wird. In Fig. 3 hat die Mikrowellensonde (101) einen dielektrischen Eingangsabschnitt (102) und einen dielektrischen Ausgangsabschnitt (103). Der Eingangsabschnitt (102) umfaßt einen kreisförmigen Wellenleiter (104) mit einem ersten Durchmesser an einem Ende und einen kreisförmigen Wellenleiter (105) mit einem zweiten, kleineren Durchmesser am anderen Ende. wobei der Durchmesser vom Benutzer dem Gebrauch der Sonde entsprechend gewählt werden kann. Der Übergang zwischen dem Wellenleiter (104) und dem Wellenleiter (105) kleineren Durchmessers besteht aus einem kegelstumpfförmigen Wellenleiter (106) und einem ersten dielektrischen Stab (107), der überwiegend im Wellenleiter (105) angeordnet ist, aber ein kegelförmiges Ende (108) hat, das sich in den Übergangswellenleiter (106) erstreckt. Um das dielektrische kegelförmige Ende (108) ist ein dielektrischer Pufferstopfen (109) angeordnet, dessen Dielektrizitätskonstante größer als die von Luft, aber kleiner als die des dielektrischen Stabes (107) ist. Der kreisförmige Wellenleiter (105) läuft in einen Flansch (110) aus, und der Stab (107) erstreckt sich über den Flansch (110) hinaus zu einer Verbindungsstelle (111).
Der dielektrische Ausgangsabschnitt (103) umfaßt einen zweiten dielektrischen Stab (112), dessen inneres Ende an der Verbindungsstelle (111) auf das Ende des dielektrischen Stabes (107) stößt. Der Ausgangsabschnitt (103) ist mit einem weiteren Wellenleiter (113) versehen, der sich vom Flansch (110) zum frcien Ende der Sonde (101) erstreckt. Der Wellenleiter (113) endet jedoch kurz vor dem freien Ende der Sonde (101), so daß ein freiliegender Antennenteil (114) verbleibt. Der freiliegende Antennenteil (114) und der Wellenleiter (113) sind wie bei der ersten Ausführungsform mit einer Schutzschicht (115) aus PTFE oder oder anderem geeignetem Material versehen. Zur Messung der Betriebstemperatur enthält die Sonde (101) einen Temperaturfühler (130) in Form eines drahtförmigen Thermoelementes. Der Temperaturfühler (130) ist mit einer Temperaturfühler-Schnittstelle (116) am Flansch (110) verbunden.
Die durch das Beispiel offenbarte Sonde (101) dient zur Ablation der Gebärmutterschleimhaut und enthält zur Erleichterung des Einführens der Sonde in die Gebärmutter zwei Ballonkatheter (117) (nur einer gezeigt), die jeweils auf beiden Seiten des Wellenleiters (113) befestigt sind. Die Katheter (117) können durch Luftzuleitungen (118) mit Luft gefüllt werden, und ein Luftzuleitungs-Anschluß (119) ist nahe des Flansches (110) auf dem kreisförmigen Wellenleiter (105) angebracht.
Das Sondensystem aus Fig. 3 ist vorzugsweise so aufgebaut, wie es in Fig. 4 offenbart wird. In dieser Anordnung ist zu sehen, daß die Sonde (101) mit einer Mikrowellen-Frequenz im Bereich von 8-12 GHz aus einem Mikrowellen- Frequenzgenerator (120) gespeist wird, dessen Signal von einem Verstärker (121) verstärkt und durch ein Abstimmungs-Netzwerk (122) geleitet wird, bevor es in den dielektrischen Eingangsabsehnitt (112) am kreisförmigen Wellenleiter (114) eintritt. Das Abstimmungs-Netzwerk (122) steuert Anpassung der Leistung an die belastete Sonde (101), während die Anpassung von einem Leistungsmesser (123) überwacht wird. Eine PC-Ausstattung (124) wird benutzt, um die Frequenz der Quelle (120) zu verändern, den erforderlichen Leistungspegel festzulegen und das Abstimmungs-Netzwerk (122) zu verändern, um eine optimale Anpassung an die Last zu erreichen. Falls erforderlich, kann dies auch von Hand vorgenommen werden. Eine Temperaturmeßeinheit (125) ist vorgesehen, um die Daten der Temperatursensoren über die Schnittstelle (116) aus der Sonde (101) auszulesen und diese auf der Festplatte des PC (124) zu speichern. Während der Behandlung kann eine grafische Darstellung der Temperaturdaten in Echtzeit auf dem Monitor (126) betrachtet werden.
Zur Erleichterung der Handhabung der Sonde in der Gebärmutter ist eine Ausblaseinheit (127) vorgesehen, die dazu dient, für einen ausreichenden Luftdruck zum Aufblasen der Katheter (117) auf der Sondenoberfläche zu sorgen.
Die Sonde (140) in der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ähnelt der in Fig. 3, und es wurden dort, wo es angebracht ist, entsprechende Bezugsziffern benutzt. Der Hauptunterschied der Ausführungsform gemäß Fig. 5 liegt darin, daß der Wellenleiter, der den dielektrischen Stab (107) umgibt, von einem drahtförmigen Thermoelement (142) gebildet wird, das zur Temperaturmessung um den freiliegenden Antennenabschnitt (114) gewickelt ist. Der Flansch (110) ist wiederum in zwei Teile (144,146) zerlegbar, die jeweils Thermoelement-Anschlüsse enthalten, die eine Verbindung des drahtförmigen Thermoelementes (142) mit einer Thermoelement-Schnittstelle (148) erlauben. Um gleichzeitig als Wellenleiter zu dienen, ist das drahtförmige Thermoelement (142) so gewickelt, daß es für eine kontrollierte Abstrahlung entlang der Länge des dielektrischen Stabes (107) sorgt.
Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform ist eine alternative Anordnung mit einem einzigen Wellenleiter. In dieser Anordnung hat die Mikrowellensonde (201) einen kreisförmigen Wellenleiter (202), der mit einem dielektrischen Material (203) gefüllt ist. Der Wellenleiter (202) endet kurz vor dem freien Ende der Sonde (201), so daß ein freiliegender Antennenteil (204) verbleibt. Am Ende der Sonde (201), das vom freiliegenden Antennenteil (204) entfernt liegt, befinden sich eine koaxiale Zufuhrleitung (205) und ein Wellenleiter-Anregungszapfen (206), der den mit dem Dielektrikum gefüllten Wellenleiter (202) direkt anregt. Die Sonde (201) wird an die Last des Körpers, in den sie eingeführt werden soll, durch Einstellzapfen (207) angepaßt, die an der Wand des Wellenleiters (202) befestigt sind.
Wie die vorher gezeigten Ausführungsformen ist die Sonde (201) mit einer Schutzschicht (208) aus PTFE oder anderem geeignetem Material versehen, und es wird insbesondere auf die Offenbarung einer Ausführungsform der Schicht, wie sie in Fig. 7 gezeigt wird, Bezug genommen. Ein Temperatursensor (209) ist zwischen der Schicht (208) und dem Wellenleiter (202) vorgesehen und gibt ein Signal zur Temperaturanzeige zur Steuereinheit zurück (nicht dargestellt).
In Fig. 7 wird eine Ausführungsform erläutert, die den Ausführungsformen der Fig. 3 bis 5 ähnelt und bei der die Sonde (301) einen ersten Wellenleiter (302) kleinen Durchmessers, einen zweiten Wellenleiter (303) größeren Durchmessers und einen kegelstumpfförmigen Übergangswellenleiter (304) zwischen den beiden umfaßt. Der erste Wellenleiter enthält einen dielektrischen Stab (305), von dem ein Ende (306) am Übergang kegelförmig geformt ist und der an seinem anderen Ende einen freiliegenden Antennenteil (307) offen läßt. Die jeweiligen Wellenleiter sind durch Flanschverbindungen (308,309) miteinander verbunden. Der erste Wellenleiter (302) wird durch eine Schicht (310) aus biologisch-medizinisch neutralem Material geschützt, das im wesentlichen durchlässig für Mikrowellenenergie der gewünschten Frequenz ist. Die Schicht (310) wird so angebracht, daß sie mit dem Flansch (309) auf solche Weise verbunden wird, daß sie nach jeder Benutzung der Sonde entfernt und ersetzt werden kann. Der zweite Wellenleiter enthält einen Anregungszapfen (311), der die Eingangsleistung vom Koaxialkabel (312) aufnimmt. Die Verbindung zwischen der Schicht (310) und dem Flansch (309) ist schematisch dargestellt, enthält aber eine Einmalverbindung, die beim Entfernen der Schicht (310) zerbricht. Zum Beispiel können sich ineinander verkeilende Rippen auf der Schicht (310) und dem Flansch (309) vorgesehen sein, die ein Einrasten erlauben, aber nicht wieder ausrasten können, ohne zu zerbrechen.
Bei der in den Fig. 8a, 8b und 8c gezeigten Anordnung werden eine Schutzschicht (300) und ein wegwerfbarer Handgriff (302) verwendet, die in einer sterilen Verpackung zur einmaligen Benutzung zur Verfügung gestellt werden können. Damit sichergestellt wird, daß die Schutzschicht (300) und der Handgriff (302) nach der Benutzung weggeworfen werden, wird die Sonde (301), deren Aufbau in Fig. 1 erläutert wurde, zum Gebrauch in den Handgriff (302) eingebracht. Der Handgriff (302) umfaßt zwei Hälften (303,304), die mit zwei Scharnieren (305,306) aufklappbar verbunden sind. Der Handgriff (302) ist aus Mikrowellen absorbiercndem Material geformt, und die klappbaren Hälften (303,304) umschließen den Sondenrumpf und das Kabel (307), wobei der erste, mit dem Dielektrikum gefüllte Wellenleiter (308) und der Antennenabschnitt (309) wie gezeigt aus dem Handgriff herausragen.
Die zwei Hälften (303,304) des Handgriffs (302) werden durch die Schutzschicht (300) zusammengehalten, die über dem herausragenden Wellenleiter- (308) und Antennenteil (309) angebracht wird. Die Schicht (300) hat eine Einmalverbindung (310), die auf die Hälften (303,304) des Handgriffs (302) gefügt wird und nur durch Zerbrechen der Verbindung (310) entfernt werden kann. Die Schicht (300) ist aus biomedizinischem Material geformt, das sich gegenüber Mikrowellen verlustarm verhält.
Um die Benutzung des wegwerfbaren Handgriffs (302) zu kontrollieren und die wegwerfbaren Teile in einer Behandlungsliste des Systems zu registrieren, wird ein Strichcode (311) benutzt, der automatisch von einem Strichcodeleser (nicht dargestellt) eingelesen werden kann, wenn die zusammengesetzte Sonde in eine Systemhalterung (313) eingesetzt wird. Die Halterung (313) ist an einem Rollwagen (314) angebracht, der die Steuerelemente des Systems enthält, das im Zusammenhang mit Fig. 2 ausführlicher beschrieben wurde. Beispielsweise sind eine Steuertastatur (315), eine Halterung (316) für ein Anzeigefeld sowie ein Anzeigefeld (317) dargestellt.
Damit sichergestellt wird, daß der Handgriff (302) und die Schicht (300) zusammen mit der Sonde (301) benutzt werden, ist das Kabel (307) geeigneterweise mit einem Steuerschalter (318) versehen, der über einen Federschalter (319) am Handgriff (302) betätigt wird. Der Steuerschalter (318) ist über eine Leitung (320) im Kabel (307) angeschlossen, das außerdem eine Leitung (321) vom Thermofühler (322) enthält. Der Strichcode (311) am Handgriff (302) wird einmalig vergeben, und die Systemsoftware ist so gestaltet, daß eine zweite Benutzung abgelehnt wird, damit die Entsorgung und das Ersetzen durch einen neuen sterilen Statz aus Handgriff und Schutzschicht für jede Behandlung gewährleistet wird. Falls gewünscht, kann die Schicht ebenfalls mit einem Strichcode versehen sein, der für die Datenverarbeitung Informationen über Posten und Datum enthalten kann.
Bei den meisten Anweudungen und insbesondere bei der bevorzugten Methode der Erfindung wird die Sonde benutzt werden, um Wärme auf eine Last aufzubringen. Wenn die Last von biologischer Art ist, so ist das Hinzufügen von Temperaturfühlern in den Sondenkörper wichtig, wie es in einigen der Figuren gezeigt ist, um Siclierheitskontrollen an Ort und Stelle zur Erfassung von Temperaturdaten vorzunehmen, die zur Rückkopplung der Steuer- und Datenverarbeitungssysteme eingegeben werden können.
Bei der Benutzung, wie sie in den schematischen Figuren 9a und 9b gezeigt wird, wird eine erfindungsgemäße Sonde (401) mit einer Mikrowellenfrequenz im Bereich von 8-12 GHz von einem Mikrowellen-Frequenzgenerator gespeist. Das dielektrische Material (402) innerhalb des ersten Wellenleiters optimiert einen gleichmäßigen Übergang, ohne übermäßige Reflexionen zu verursachen. Die Sonde (401) ist geeigneterweise mit einem Handgriff versehen, der eine Bedienung durch den Benutzer erlaubt und eine einmalige keimfreie Verwendung vorsieht, wie sie in Bezug auf die Fig. 8a, 8b und 8c beispielhaft erläutert wurde.
Die Patientin wird mit Medikamenten vorbereitet, die verabreicht werden, damit sich die Schleimhaut (403) der Gebärmutter (404) so weit wie nötig zusammenzieht. Der Gebärmutterhals (405) wird gedehnt und der Arzt führt anschließend ein Gerät ein (nicht dargestellt), um die Tiefe der Gebärmutter (404) zu messen und so die zu behandelnde Fläche zu bestimmen. Die Sonde (401) wird dann in die Gebärmutter eingeführt und die Sondenspitze (406) mit Hilfe von Markierungen (407) positioniert, die entlang der Sonde angebracht sind, wie es schematisch gezeigt ist.
Wenn die Spitze der Vorrichtung im biologischen Gewebe angebracht ist, kann die Form (408) des erzeugten Feldes im Gewebe (409) von gleichmäßiger kugelförmiger Gestalt mit etwa 4-5 mm Abstand von der dielektrischen Oberfläche der Sondenspitze (406) sein, wie es schematisch in Fig. 9a gezeigt ist. Eine elektromagnetische Erwärmung des Gewebes (409) tritt nur innerhalb dieser Kugel auf.
Bei der speziellen hier offenbarten Behandlungsform wird die Sonde in den hinteren Bereich der Gebärmutter (404) eingebracht und die Sonde (401) langsam zurückgezogen, damit die gesamte Auskleidung der Gebärmutterschleimhaut dem eiektromagnetischen Feld ausgesetzt wird. Die von der freiliegenden Sondenspitze (406) in Form von Mikrowellen abgestrahlte elektromagnetische Energie erwärmt den begrenzten Bereich der Gebärmutterschleimhaut (403), und während der Behandlung wird die Temperatur fortwährend durch die Temperatursensoren überwacht. Die Leistung kann beispielsweise über einen Zeitraum von 9 Sekunden eingeschaltet und danach für einen Zeitraum von 1 Sekunde abgeschaltet werden, während die Temperatur gemessen wird. Während die Steuerung in diesem Zusammenhang von Hand vorgenommen werden kann, soll vorzugsweise ein automatisches Steuerungssystem vorgesehen werden, das eine Temperatursteuerung durch glasfaseroptische Teperaturmeßsysteme sowie durch Datenaufnahme- und Steuereinrichtungen vornimmt.
Die Mikrowellenenergie wird sehr stark vom Gewebe der Gebärmutterschleimhhaut absorbiert, und die Absorptionstiefe kann durch Steuerung der Frequenz und der Leistung auf die Gebärmutterschleimhaut selbst beschränkt werden, die etwa 5 mm dick ist. Dies hat den Vorteil, daß körperliche Verletzungen oder Strahlungseffekte auf das Umgebungsgewebe vermieden werden. Die Markierungen (407) an der Sonde (401) geben dem Arzt Anhaltspunkte dafür, wo die Sondenspitze (406) sich während der Behandlung im Hohlraum der Gebärmutter befindet.
Die Behandlungszeit wird wahrscheinlich kürzer als 20 Minuten sein, was die Dauer der Anwesenheit des Gynäkologen stark verkürzt und den Krankenhausaufenthalt der Patientin üblicherweise auf ein Minimum von einem Tag oder kürzer beschränkt. Die behandelte Gebärmutterschleimhhaut verbleibt als vernabtes Gewebe.
Obwohl die beschriebene Erfindung im wesentlichen eine gleichmäßige Erwärmung durch niedrigere Leistungen wie z.B. 60 Watt zur Erreichung einer Temperatur von mehr als 60º C benutzt, kann die elektromagnetische Energie in Form von Mikrowellen auch bei viel höheren Leistungen unter Benutzung eines gepulsten Magnetrons gepulst werden. Dieses erzeugt Pulse mit Kilowattleistungen im Mikrosekundenbereich, wobei die Pulse im Abstand von einer Millisekunde aufeinanderfolgen. Es ist beispielsweise möglich, Pulse mit einer Spitzenleistung von 80 Kilowatt und einer Länge von 1 Mikrosekunde zu erzeugen, die 1 Millisekunde Abstand haben. Das Pulsen kann den Vorteil haben, daß es der natürlichen Reaktion des Körpers auf die gleichmäßige Erwärmung des Gewebes, nämlich der Steigerung der Blutzufuhr zum behandelten Bereich, entgegenwirkt. Die kontinuierliche Erwärmung ist zur Zerstörung der Zellen möglicherweise nicht so effektiv wie die gepuiste Erwärmung, bei der der Effekt der gesteigerten Durchblutung minimiert oder nicht einmal in erster Linie gefördert wird.
Den Zeichnungen ist zu entnehmen, daß die Sonde der vorliegenden Erfindung entworfen ist, um elektromagnetische Energie in Form von Mikrowellen in kontrollierter Weise zu befördern und abzustrahlen. Die Konstruktion sieht ein dielektrisches Material innerhalb eines kreisförmigen Wellenleiters vor, dessen Abmessungen durch die benutzte Mikrowellenfrequenz und die elektrischen Eigenschaften des dielektrischen Materials vorgegeben sind. Das bevorzugte Material ist Aiuminiumoxid, das einen Antennendurchmesser gewährleistet, der in den engen Gebärmutterhals paßt. Durch die Wahl eines Materials mit einer höheren Dielektrizitätskonstante kann der Durchmesser jedoch noch kleiner gemacht werden. Bei dem dielektrischen Material kann es sich um Keramik, Plastik oder ein anderes geeignetes Material handeln.
Obwohl die Wahl des dielektrischen Materials den Sondendurchmesser festlegen wird, wird die Spitze des freien Antennenteils zur Erreichung des gewünschten Strahlungsmusters geformt sein. Bei bestimmten Anwendungen kann ein Teil der Sonde drehbar konstruiert sein, um eine bessere Verteilung der Strahlung auf die Last zu gewährleisten. Die Form der Schutzschicht kann zudem so ausgebildet sein, daß eine genauere Verteilung der Strahlung auf eine Last einer bestimmten Form gewährleistet wird. Durch wohlüberlegten Entwurf ihrer Gestalt und Größe wird die Sonde daher automatisch an eine anwendungsspezifische Last angepaßt, wodurch die Auswirkungen stehender Wellen reduziert werden, die Leitungsverlust und lokale Überhitzungen verursachen. Abweichungen von dieser optimalen Anpassung können durch Veränderung der Form und Größe der Last verursacht werden. Die Abstimmung kann durch das Einfügen von Justierschrauben in die Antenne oder den Rumpf des Wellenleiters oder durch das Hinzufügen von metallenen Justiereinsätzen in das Dielektrikum bzw. die Antenneneinheit erfolgen.
Die Schutzschicht ist vorzugsweise zum einmaligen und keimfreien Gebrauch vorgesehen, und es wird eine wegwerfbare Konstruktion benutzt werden, die eine medizinisch neutrale äußere Beschichtung für alle Teile der Sonde vorsieht, die mit dem Körper in Kontakt kommen. Das Material wird medizinisch neutral sein, Mikrowellenfrequenzen verlustarm durchlassen, widerstandsfähig gegenüber aggressiven Chemikalien und hohen Temperaturen sein und sich zur Herstellung durch Gießtechniken eignen. Die Schutzschicht ist geeigneterweise mit einem Strichcode versehen, die zur Vermeidung von Keimübertragungen den einmaligen Gebrauch gewährleistet und die Verwendung nachvollziehbar macht.
Alternativ zu Strichcodes kann es sich bei den eindeutigen Identifikationsmerkmalen um andere geeignete Einrichtungen handeln, wie zum Beispiel um einen passiven elektronischen Transponder, der in das Material der Schutzschicht und/oder des Handgriffs eingebettet sein kann.

Claims

1. Sonde (1) zum Aufbringen elektromagnetischer Strahlung mit Mikrowellen-Frequenz auf einen Körper, mit:

- einer Einrichtung zur Aufnahme einer Mikrowellensignal-Eingabe einer vorgegebenen Frequenz;

- einem ersten Wellenleiter (2) zur Aufnahme und Weiterleitung der Mikrowellenfrequenz-Eingabe, welcher Wellenleiter eine Querschnitts-Dimension aufweist, die die Mikrowellen normalerweise bei der erwähnten Frequenz nicht passieren würden;

- dielektrischem Material (5) in dem ersten Wellenleiter (2), dessen Dielektrizitäts-Konstante die Sperrfrequenz des Wellenleiters variiert, so daß der Wellenleiter gewünschte Formen der Mikrowellen weiterleiten kann; und

- einem Bereich (8) des dielektrischen Materials (5) an oder nahe bei dem aktiven Ende der Sonde (1) zur Bildung einer Antenne, die die von der Sonde abgegebene Wellenübertragung steuert.

2. Sonde nach Anspruch 1, bei der das dielektrische Material (5) sich nach außen über den ersten Wellenleiter (2) hinaus zur Bildung des Antennenbereichs erstreckt.

3. Sonde nach Anspruch 2, bei der die Spitze des äußeren Antennenbereichs so geformt ist, daß sie ein gewünschtes Strahlungsmuster erhält.

4. Sonde nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der der erste Wellenleiter (2) ein Wellenleiter mit kreisförmigem Querschnitt ist.

5. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Einrichtung zur Aufnahme des Mikrowellensignals einen zweiten Wellenleiter (3) umfaßt, der mit Luft gefüllt ist und einen größeren Querschnitt als der erste Wellenleiter (2) aufweist, und einen kegelförmigen Wellenleiter-Abschnitt (4), der den ersten Wellenleiter (2) mit dem zweiten Wellenleiter (3) verbindet und eine Übertragung der Mikrowellen mit minimaler Reflexion am Übergang zwischen dem ersten und zweiten Wellenleiter bewirkt.

6. Sonde nach Anspruch 5, bei der das dielektrische Material (5,6) innerhalb des kegelförmigen Wellenleiterabschnitts (4) kegelförmig ausgebildet ist, so daß die Übertragung der Mikrowellen mit minimaler Reflexion optimiert wird.

7. Sonde nach Anspruch 6, mit einem dielektrischen Puffer (7) innerhalb des kegelförmigen Wellenleiterabschnitts (4), dessen Dielektrizitäts-Konstante größer als diejenige von Luft und kleiner als diejenige des kegelförmigen dielektrischen Materials ist.

8. Sonde nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der der zweite Wellenleiter (3) Einstellzapfen (11) auiweist, die Einrichtungen bilden zur Anpassung der Antenne an die Last des Körpers, in den die Sonde (1) einzufügen ist.

9. Sonde nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, bei der ein einzelner Weilenleiter (202) vorgesehen ist und die Einrichtung zur Aufnahme der Mikrowelleneingabe direkt den mit dem Dielektrikum gefüllten Wellenleiter des gewünschten kleineren Querschnitts erregt (Fig. 6).

10. Sonde nach Anspruch 8, bei der die Einrichtung zur Aufnahme der Mikrowelleneingabe einen koaxialen Zufuhrlinien-Eingang (205) und einen Wellenleiter-Erregungszapfen (206) aufweist, der den mit Dielektrikum gefüllten Wellenleiter direkt erregt.

11. Sonde nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Sonde an die Last des Körpers, in den sie einzufügen ist, mit Hilfe der Einstellzapfen (207), die an einer Wand des Wellenleiters angebracht sind, eingestellt wird.

12. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Temperaturfühler (10).

13. Sonde nach Anspruch 12, bei der der Temperaturfühler zwischen dem ersten Wellenleiter (2) und einer Schutzschicht (9) angeordnet ist.

14. Sonde nach Anspruch 13, bei der der Temperaturfühler Sensoren umfaßt, die in verschiedenen Positionen entlang der Länge der Sonde angebracht sind und die Temperatur in den verschiedenen Positionen erfassen.

15. Sonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Schutzschicht, die die Sonde während des Gebrauchs einkapselt.

16. Sonde nach Anspruch 15, bei der die Schutzschicht einen medizinisch neutralen äußeren Überzug für alle Teile der Sonde umfaßt, die mit einem Körper in Berührung kommen.

17. Sonde nach Anspruch 15, bei der die Schutzschicht eine sterile Wegwerflage ist und einen rohrförmigen Hauptteil umfaßt, der im wesentlichen für Mikrowellen der beabsichtigten Arbeitsfrequenz durchlässig ist und der im Gebrauch über die Sonde zum Einkapseln des wirksamen Endes der Sonde geschoben werden kann, und eine Einrichtung, durch die die Schutzschicht während des Gebrauchs der Sonde in ihrer Position festgelegt werden kann und nach Gebrauch entfernt und weggeworfen werden kann.