DE69534275T2

DE69534275T2 - Medizinische Vorrichtung

Info

Publication number: DE69534275T2
Application number: DE69534275T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Hachioji-shi Namioka; Shinji Hachioji-shi Hatta; Makoto Hachioji-shi Inaba; Toru Hachioji-shi Nagase; Nobuyuki Hachioji-shi Furukawa; Motoyuki Hachioji-shi Tagawa; Hiroaki Hachioji-shi Tanaka
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: EP0719571B1; EP0719571A3; EP0719571A2; ATE297787T1; DE69534275D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung zur Behandlung eines affizierten Teils eines Patienten, wie Krebs.
Die Thermotherapie ist als eine Behandlungsform für einen affizierten Teil eines Patienten, wie Krebs, bekannt. Die Thermotherapie ist wirksam, da Krebszellen gegenüber Wärme weniger beständig sind als nicht befallende Zellen. Bei der Thermotherapie wird dem affizierten Teil ein Hochfrequenzstrom zugeführt, wodurch der affizierte Teil erwärmt wird.
Zur Zuführung des Hochfrequenzstroms zu dem affizierten Teil des Patienten verwendet ein Chirurg einen thermotherapeutischen Applikator, der zwei Elektroden aufweist. Insbesondere positioniert der Chirurg den Applikator derart, dass die Elektroden den affizierten Teil zwischen ihnen einklemmen, und führt den Hochfrequenzstrom von einer Elektrode durch den affizierten Teil zu der anderen Elektrode.
Eine andere Therapieform, die als Radiotherapie bekannt ist, wird ebenfalls angewendet, um Krebszellen zu behandeln, und in der Praxis wird eine medizinische Vorrichtung zur Verwendung bei der Radiotherapie verwendet, die als eine radiotherapeutische Vorrichtung bekannt ist. Diese Vorrichtung besitzt eine Strahlungsquelle, von der aus eine Strahlung auf die Krebszellen angewendet wird, um die Krebszellen zu zerstören.
Kürzlich durchgeführte medizinische Forschungen haben gezeigt, dass ein affizierter Teil eines Patienten wirksamer behandelt werden kann, indem Thermotherapie und Ra diotherapie gleichzeitig durchgeführt werden gegenüber einem Durchführen von einer dieser Therapieformen. Unabhängig davon, wie schnell die beiden Therapien nacheinander durchgeführt werden, verbleibt dennoch eine Zeitspanne zwischen diesen Therapien. Folglich kann der affizierte Teil nicht mit einer ausreichend hohen Effizienz behandelt werden.
US 5,106,360 offenbart eine thermotherapeutische Vorrichtung, die einen internen Applikator aufweist, der zum Einführen in einen Körperhohlraum eines Patienten ausgelegt ist. Der Applikator schließt eine Elektrode zum Erwärmen des Gewebes des Patientenkörpers und einen Einführkanal zum Einführen einer Strahlungsquelle, die bei der Radiotherapie verwendet wird, mittels eines Schiebestabs ein, so dass die Strahlungsquelle vor oder während der Thermotherapie in der Nähe der Elektrode platziert werden kann.
In WO 92/10932 wird eine thermotherapeutische Sonde zum Abstrahlen von Mikrowellen und radioaktiven Strahlen offenbart. In eine interstitielle oder intrakavitäre Sonde wird ein Mikrowellenstrahler eingeführt, wobei dieser Strahler aus einer radioaktiven Substanz geformt ist und ausgelegt ist, um gleichzeitig Mikrowellenenergie und radioaktive Strahlung dem lebenden Gewebe zuzuführen.
Ferner wird in US 4,292,960 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Anwendung von radioaktiver und Mikrowellenenergie auf den Körper beschrieben. Der Applikator weist zwei Ovoide und ein Tandem auf und ist derart in der Vagina positionierbar, dass die Ovoide an den Wänden der Zervix platziert sind und das Tandem in den Uterushohlraum eingeführt ist. In dem Tandem kann ein Pelletrohr, das mit Cäsium-137-Pellets geladen ist, in einen hohlen Schaft eingeführt werden. Das Tandem umfasst ferner zwei zusätzliche hohle Schäfte zum Einführen von zwei koaxialen Kabeln mit nicht isolierten Enden, so dass ein Mikrowellensignal von diesen nicht isolierten Enden abgegeben werden kann. Auch in die Ovoide können Cäsium-137-Pellets geladen werden und kann ein koaxiales Kabel mit einem nicht isolierten Ende eingeführt werden, um radioaktive und Mikrowellenenergie anzuwenden.
Ein Radio-Thermotherapie-Applikator ist offenbart in DE 42 09 833 A1 , welcher gleichzeitig eine Anwendung von radioaktiven Strahlen und Wärme zur Verfügung stellt. Die radioaktive Quelle wird in einen gekühlten Applikatorteil, der in einen Körperhohlraum eingeführt ist, über ein verbundenes Handstück eingeführt. Die radioaktive Quelle ist austauschbar mit einem Aktivator zum Zuführen von HF-Energie zu dem eingeführten Applikatorteil zum Erwärmen des Tumorgewebes. In dem Fall, dass der Aktivator selbst hohl ist, kann die radioaktive Quelle in das Innere des Applikators eingeführt werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte medizinische Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit welcher ein Chirurg sowohl Radiotherapie als auch Thermotherapie gleichzeitig an einem affizierten Teil eines Patienten durchführen kann, um dadurch den affizierten Teil mit einer verbesserten Effizienz zu behandeln.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, wird eine medizinische Vorrichtung gemäß Anspruch 1 zur Verfügung gestellt.
Durch Verwenden dieser medizinischen Vorrichtung kann ein Chirurg Radiotherapie und Thermotherapie gleichzeitig durchführen, wodurch ein affizierter Teil eines Patienten wirksam behandelt wird.
Diese Erfindung kann anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung umfassender verstanden werden, wenn diese in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet wird, in welchen:
1 eine Teilschnittansicht des intrakavitären Applikators ist, der in eine medizinische Vorrichtung gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel eingeführt ist;
2A eine Querschnittsansicht des Schafts des in 1 aufgezeigten intrakavitären Applikators ist;
2B eine Querschnittsansicht des Schafts eines modifizierten intrakavitären Applikators für eine Verwendung in dem ersten Vergleichsbeispiel ist;
3 ein schematisches Diagramm ist, das die medizinische Vorrichtung gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel aufzeigt, wodurch erklärt wird, wie die Vorrichtung zur gleichzeitigen Durchführung der Thermotherapie und Radiotherapie verwendet wird;
4A den in die Speiseröhre eines Patienten eingeführten intrakavitären Applikator zeigt;
4B den in das Rektum und den Dickdarm eines Patienten eingeführten intrakavitären Applikators zeigt;
4C den in den Gallengang eines Patienten eingeführten intrakavitären Applikator zeigt;
4D den in die Luftröhre und den Bronchus eines Patienten eingeführten intrakavitären Applikator darstellt;
4E den in die Prostata und die Harnblase eines Patienten eingeführten intrakavitären Applikator zeigt;
5 den in die Vagina und den Uterus eines Patienten eingeführten intrakavitären Applikator zeigt;
6A eine perspektivische Ansicht ist, die den Schaft des in eine medizinische Vorrichtung eingeführten intrakavitären Applikators zeigt, welches ein zweites Vergleichsbeispiel ist;
6B eine perspektivische Ansicht ist, die den proximalen Endabschnitt des in 6A gezeigten Applikators zeigt;
7A eine perspektivische Ansicht des in eine medizinische Vorrichtung eingeführten intrakavitären Applikators zeigt, welches ein drittes Vergleichsbeispiel ist;
7B eine Schnittansicht des in 7A gezeigten Applikators zeigt, welche entlang einer Linie 28B-28B aufgenommen ist;
8 eine perspektivische Ansicht ist, die den in einer medizinischen Vorrichtung gemäß einem vierten Vergleichsbeispiel eingeführten intrakavitären Applikator zeigt;
9 einen Aufriss des in einer medizinischen Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendeten intrakavitären Applikators zeigt;
10A eine perspektivische Ansicht des distalen Endabschnitts des in eine medizinische Vorrichtung eingeführten intrakavitären Applikators ist, welches eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung ist;
10B eine perspektivische Ansicht des proximalen Endabschnitts des in 10A dargestellten intrakavitären Applikators ist;
11A ein Aufriss ist, der den Schaft des in einer medizinischen Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten intrakavitären Applikators zeigt;
11B ein Aufriss des proximalen Endabschnitts des in 11A dargestellten Applikators ist;
11C eine Vorderansicht ist, die den proximalen Endabschnitt des in 11A gezeigten Applikators zeigt;
11D eine Draufsicht der an dem Schaft des in 11A gezeigten Applikators zur Verfügung gestellten Skalierung ist;
12 eine Teilschnittansicht des in einer medizinischen Vorrichtung gemäß einem fünften Vergleichsbeispiel eingeführten thermotherapeutischen Applikators ist;
13 eine Querschnittsansicht des in 12 gezeigten Applikators ist, die entlang einer Linie 52-52 aufgenommen wurde;
14A ein Diagramm ist, das erläutert, wie die Strahlung durch den in 12 gezeigten Applikator verteilt wird;
14B ein Diagramm ist, das darstellt, wie die Strahlung in einer zu der Achse des in 12 gezeigten Radiators senkrechten Ebene verteilt ist, wenn Strahlungsquellen in alle Strahlungsquellenkanäle des Applikators eingesetzt sind;
14C ein Diagramm ist, das aufzeigt, wie die Strahlung in einer zu der Achse des in 12 gezeigten Applikators senkrechten Ebene verteilt ist, wenn eine Strahlungsquelle in lediglich eine der Strahlungsquellenkanäle eingesetzt ist;
14D ein Diagramm ist, das aufzeigt, wie die Strahlung in einer zu der Achse des in 12 gezeigten Applikators senkrechten Ebene verteilt ist, wenn Strahlungsquellen in drei benachbarten Strahlungsquellenkanälen eingesetzt sind;
14E ein Diagramm ist, das aufzeigt, wie die Strahlung verteilt ist, wenn Strahlungsquellen in zwei der Strahlungsquellenkanäle eingesetzt sind und in der axialen Richtung des in 12 gezeigten Applikators versetzt sind;
15 eine Querschnittsansicht des in eine medizinische Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzten thermotherapeutischen Applikators ist;
16 ein Diagramm ist, das darstellt, wie die Strahlung in einer zu der Achse des in 15 gezeigten Applikators senkrechten Ebene verteilt ist, wenn Strah lungsquellen in drei benachbarten Strahlungsquellenkanälen eingesetzt sind;
17 eine perspektivische Ansicht des thermotherapeutischen Applikators der vierten Ausführungsform ist.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Unter Bezug auf die 1, 2A, 2B, 3, 4A bis 4E und 5 wird eine medizinische Vorrichtung als ein erstes Vergleichsbeispiel beschrieben.
3 ist eine schematische Darstellung dieser medizinischen Vorrichtung 101, welche in einem Operationsraum 103 installiert ist. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist der Raum 103 von jedem anderen Raum durch strahlungsabgeschirmte Wände 103a elektromagnetisch abgeschirmt. In dem Operationsraum 103 ist auch ein Bett oder ein Operationstisch 104 installiert, auf welchem der Patient 105 liegt.
Wie in 3 aufgezeigt, umfasst die medizinische Vorrichtung 101 einen intrakavitären Applikator 102, einen extrakorporalen Applikator 108, eine hyperthermische Vorrichtung 109, eine radiotherapeutische Vorrichtung 110 und eine radiotherapeutische Steuervorrichtung 113. Die Applikatoren 108 und 109, die beide an dem Patienten 105 befestigt sind, sind mittels Kabeln und Schläuchen 111 mit der hyperthermischen Vorrichtung 109 verbunden. Ein Strahlungsquellenrohr 112 ist mit seinem proximalen Ende mit der radiotherapeutischen Vorrichtung 110 verbunden. Die radiotherapeutische Steuervorrichtung 113 ist außerhalb des Operationsraums 103 vorgesehen und mit der radiotherapeutischen Vorrichtung 110 verbunden.
Der intrakavitäre Applikator 102 umfasst einen Einführabschnitt 106 und einen proximalen Abschnitt 107. Der Einführabschnitt 106 kann in einen Körperhohlraum des Patienten 102 eingeführt werden. Der proximale Abschnitt 107 ist mit dem proximalen Ende des Einführabschnitts 106 verbunden.
1 zeigt die Hauptkomponenten des intrakavitären Applikators 102. Der Einführabschnitt 106 des Applikators 102 umfasst einen flexiblen Schaft 115. wie in 2A aufgezeigt, weist der Schaft 115 einen Strahlungsquellenkanal 116 auf, der sich parallel zu der Achse O₁ erstreckt. Der Schaft 115 weist einen Aufbau mit mehreren Hohlräumen auf. In der Kreisfläche des Schafts 115 sind vier parallele Hohlräume 117 bis 120 vorgesehen und erstrecken sich parallel zu dessen Achse O₁. Die vier Hohlräume 117 bis 120 werden verwendet als ein Kühlwasserzuführkanal 117, ein Kühlwasserablasskanal 118, ein Temperatursensorführungsloch 119 und ein Elektrodenkabelkanal 120.
Die Hohlräume 117 bis 120 müssen nicht die in 2A spezifizierten Positionen einnehmen. Sie können vielmehr an anderen Positionen angeordnet sein, solange sie jeweils Enden aufweisen, die zu dem distalen bzw. proximalen Ende des Schafts 115 offen sind. Gleichermaßen muss der Strahlungsquellenkanal 116 nicht die in 18A aufgezeigte Position einnehmen; er kann eine andere Position einnehmen, solange er sich parallel zu der Achse O₁ des Schafts 115 erstreckt.
Das proximale Ende des intrakavitären Applikators 102 besitzt fünf Öffnungen 116a bis 120a, welche die proximalen Enden des Strahlungsquellenkanals 116, des Kühlwasserzuführkanals 117, des Kühlwasserablasskanals 118, des Temperatursensorführungslochs 119 und des Elektrodenka belkanals 120 sind. Ein Wasserzuführrohr 121 ist an dem distalen Ende mit der Öffnung 117a des Kühlwasserzuführkanals 117 verbunden. Ein Wasserablassrohr 122 ist am distalen Ende der Öffnung 118a des Kühlwasserablasskanals 118 verbunden. Ein Temperatursensorkabel 123 ist in die Öffnung 119a eingeführt, ein Elektrodenkabel 124 ist in die Öffnung 120a eingeführt und ein Strahlungsquellenführungsrohr 112 ist in die Öffnung 116a eingeführt.
Wie in 1 dargestellt, ist eine Hochfrequenzelektrode 125 um den distalen Endabschnitt des Schafts 115 gewickelt. Am distalen Endabschnitt des Schafts 115 ist ein Ballon 126 angebracht, der die Hochfrequenzelektrode 125 bedeckt. Die Elektrode 125 ist nicht auf eine gewickelte beschränkt. Sie kann ersetzt werden durch eine Gitterelektrode oder eine plattenförmige Elektrode.
Der Ballon 126 ist aus einem elastischen Bogen gemacht und an seinem vorderen Ende an dem distalen Endabschnitt des Schafts 115 befestigt und ist an seinem hinteren Ende an dem proximalen Endabschnitt des Schafts 115 befestigt. Der distale Endabschnitt des Schafts 115 ist vor der Hochfrequenzelektrode 125 angeordnet und der proximale Endabschnitt davon ist hinter der Elektrode 125 angeordnet.
Der intrakavitäre Applikator 102 besitzt vier Öffnungen 117b bis 120b in der Kreisfläche seines distalen Endabschnitts. Die Öffnungen 117b bis 120b sind die proximalen Enden des Kühlwasserzuführkanals 117, des Kühlwasserablasskanals 118, des Temperatursensorführungslochs 119 und des Elektrodenkabelkanals 120. Von diesen Öffnungen sind die Öffnungen 117b, 118b und 120b zu dem Inneren des Ballons 126 hin offen. Das Kühlwasser wird dem Ballon 126 durch den Kühlwasserzuführkanal 117 zugeführt und aus dem Ballon 126 durch den Kühlwasserablasskanal 118 ausge leitet. Somit zirkuliert das Kühlwasser in dem Ballon 126.
Ein Elektrodenkabel 124 erstreckt sich durch den Elektrodenkabelkanal 120. Der distale Endabschnitt des Kabels 124 ragt in den Ballon 126 aus der Öffnung 120b des Elektrodenkabelkanals 120. Das Elektrodenkabel 124 ist an seinem distalen Ende mit der Hochfrequenzelektrode 125 verbunden.
Die Öffnung 119a des Temperatursensorführungslochs 119 ist zum Äußeren des Ballons 126 hin offen. Ein Temperatursensorkabel 123 erstreckt sich durch das Loch 119 und ist an seinem distalen Ende mit einem Temperatursensor 127 verbunden. Der distale Endabschnitt des Kabels 123 ragt durch die Öffnung 119a des Schafts 115 bei einer Position vor dem Ballon 126. Der Temperatursensor 127 ist auf dem Ballon 126 angebracht; er ist zum Beispiel ein Thermoelement, ein Temperatursensor mit einem Platinelement, ein Temperatursensor mit einer optischen Faser, ein Thermistor oder dergleichen.
In den Strahlungsquellenkanal 116 des Schafts 115 ist ein Strahlungsquellenrohr 112 eingeführt, welches eine Strahlungsquelle 128 enthält. Wie in 1 aufgezeigt, ist die Strahlungsquelle 128 in dem Mittelteil des Heizabschnitts des Schafts 115 angeordnet, um welchen die Hochfrequenzelektrode 125 gewickelt ist.
Der Strahlungsquellenkanal muss sich nicht zu dem distalen Ende des Schafts 115 hin erstrecken. Vielmehr kann er sich lediglich zu einer Position hin erstrecken, wo die Strahlungsquelle 128 gegenüber dem Ballon 126 angeordnet ist. In diesem Fall besitzt der Schaft überhaupt keine Öffnung an seinem distalen Ende. Die Strahlungsquelle 128 wird automatisch an dieser Position positio niert, wenn das Strahlungsquellenrohr 112 in den Kanal 116 eingeführt wird, bis dessen distales Ende an dem abgeschlossenen Ende des Kanals 116 anstößt. Da sich der Strahlungsquellenkanal 116 nicht entlang der Achse O₁ des Schafts 115 erstreckt, sondern parallel dazu, kann die Strahlungsquelle 128 nahe dem Tumor angeordnet werden, wenn sie durch Drehen des Schafts 115 entlang der Kreisumfangsfläche des Schafts 115 bewegt wird.
Somit kann eine ausreichend intensivierte Strahlung auf den Tumor angewendet werden.
Es wird nun erläutert, wie die medizinische Vorrichtung gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel in dem Operationsraum 103 verwendet wird, welcher elektromagnetisch von jedem anderen Raum abgeschirmt ist mittels strahlungsabgeschirmter Wände 103a, wie in 3 aufgezeigt. Als Erstes werden der Wasserzuführkanal 117 und das Wasserablassrohr 122 evakuiert. Dadurch wird das Kühlwasser aus dem Ballon 126 abgezogen, wodurch sich der Ballon 126 entleert. Dann wird der Einführabschnitt 106 des intrakavitären Applikators 102 in den Körperhohlraum des Patienten 105 eingeführt. Das Strahlungsquellenrohr 112 wird in den Kanal 116 eingeführt, entweder bevor oder nachdem der Einführabschnitt 106 in den Körperhohlraum eingeführt wird.
Nachdem der Einführabschnitt 106 in den Körperhohlraum eingeführt ist, wird Kühlwasser dem Ballon 126 zugeführt und zirkuliert darin. Der Ballon 126 wird dadurch aufgeblasen und kommt in Kontakt mit der Innenoberfläche des Körperhohlraums. Als Ergebnis davon wird der distale Endabschnitt des intrakavitären Applikators 102 in dem Körperhohlraum fixiert.
Wie in 4A aufgezeigt, kann der intrakavitäre Applikator 102 über den Mund H₁ in die Speiseröhre H₂ eines Patienten eingeführt werden. Wie in 4B dargestellt, kann der Applikator 102 durch das Rektum H₄ in den S-Dickdarm H₅ oder den Dickdarm H₆ eingeführt werden. Wie in 4C veranschaulicht, kann der Applikator 102 in den Gallengang H₈ eines Patienten eingeführt werden, der benachbart zu der Leber H₇ angeordnet ist. Wie in 4D aufgezeigt, kann der Applikator 102 ferner in die Luftröhre H₉ und den Bronchus H₁₁ eines Patienten eingeführt werden, welche beide nahe der Lunge H₁₀ angeordnet sind. Darüber hinaus kann, wie in 4D dargestellt, der Applikator 102 durch die Harnröhre H₁₂ in die Harnblase H₁₃ und die Prostata H₁₄ eingeführt werden. Darüber hinaus kann der Applikator 102, wie in 5 aufgezeigt, durch die Vagina H₁₅ in den Uterus H₁₆ eingeführt werden.
Der Einführabschnitt 106 des intrakavitären Applikators 102 wird in den Körperhohlraum eingeführt und an dem zu behandelnden affizierten Teil gehalten. Der Applikator 102 wird dann verwendet zur Durchführung der Thermotherapie und Radiotherapie an dem affizierten Teil. Die Reihenfolge der Therapieschritte unterscheidet sich entsprechend dem Protokoll, das von dem Chirurgen verwendet wird, der die medizinische Vorrichtung 101 verwendet.
Es wird nun erläutert, wie die Vorrichtung 101 verwendet wird zur gleichzeitigen Durchführung einer hoch dosierten Radiotherapie und Hyperthermie.
Zuerst wird ein Hochfrequenzstrom der Hochfrequenzelektrode 125 zugeführt, wodurch eine Hyperthermie initiiert wird. Wenn die Temperatur der Hyperthermie stabil wird, verlässt der Chirurg den Operationsraum 103, welcher elektromagnetisch abgeschirmt ist. Obwohl sich der Chirurg außerhalb des Operationsraums 103 befindet, kann die Hyperthermievorrichtung 109 die Thermotherapie nur durch eine verlässliche Hyperthermie fortführen, wenn die Vorrichtung 109 die Hyperthermietemperatur automatisch steuern kann. Die Hyperthermievorrichtung 109 ist derart angeordnet, dass der Chirurg die Hyperthermietemperatur einsehen kann, die auf der Anzeige der Vorrichtung 109 angezeigt wird. Es ist wünschenswert, dass ein Monitor außerhalb des Raums 103 vorgesehen ist, um die Änderungen der Hyperthermietemperatur darzustellen.
Als Nächstes beginnt der Chirurg mit der Durchführung der Radiotherapie. Im Speziellen bedient er oder sie die Radiotherapiesteuervorrichtung 113, welche außerhalb des Operationsraums 103 vorgesehen ist und welche mit der radiotherapeutischen Vorrichtung 110 verbunden ist. Die Strahlungsquelle 128 wird aus der Vorrichtung 110 durch das Strahlungsquellenrohr 112 in den Körperhohlraum des Patienten 105 eingeführt. Die Quelle 128 ist in dem distalen Ende des Schafts 115 des Applikators von der Achse O₁ des Schafts 115 versetzt angeordnet, wie in 1 angeordnet. Dies ist so, da das Rohr 112 sich parallel zu der Achse O₁ des Schafts 115 des Applikators 102 und nicht entlang der Achse O₁ erstreckt.
Die Strahlungsquelle 128 emittiert Strahlung, wodurch der affizierte Teil, der in dem Körperhohlraum vorhanden ist, während einer vorbestimmten Zeit einer Radiotherapie ausgesetzt wird. Nach Vollendung der Radiotherapie bedient der Chirurg die Radiotherapiesteuervorrichtung 113, wodurch die Strahlungsquelle 128 zurück in die radiotherapeutische Vorrichtung 110 geführt wird. Auch nach der Radiotherapie bleibt die Hyperthermievorrichtung 109 weiterhin in Betrieb, wodurch die Hyperthermie fortgeführt wird. Die Hyperthermie wird nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit automatisch gestoppt.
Wenn die Quelle 128 eine geringe Strahlendosis emittiert, ist es notwendig, dass die Strahlung über einen längeren Zeitraum auf den affizierten Teil angewendet wird. In diesem Fall wählt der Chirurg ein Protokoll zum Starten und Stoppen der Hyperthermievorrichtung 109 während der Radiotherapie, die durch den Betrieb der radiotherapeutischen Vorrichtung 110 erzielt wird. Alternativ dazu kann die Erwärmung mittels der Vorrichtung 109 gestartet werden, während die Vorrichtung 110 in Betrieb ist, um die Radiotherapie durchzuführen.
Darüber hinaus kann der Chirurg ein Protokoll wählen zum Starten der Hyperthermievorrichtung 109, nachdem die radiotherapeutische Vorrichtung 110 die Radiotherapie vollendet hat, oder ein Protokoll zum Starten der radiotherapeutischen Vorrichtung 110, nachdem die Hyperthermievorrichtung 109 die Hyperthermie vollendet hat. Bei jedem der Protokolle wird der intrakavitäre Applikator 102 verwendet.
Die oben beschriebene medizinische Vorrichtung 101 ist aufgrund mehrerer Punkte vorteilhaft.
Zum Ersten ermöglicht die Vorrichtung 101 dem Chirurgen eine Behandlung eines affizierten Teils eines Patienten, wie Krebs, mit hoher Effizienz, da die Hyperthermievorrichtung 109 und die radiotherapeutische Vorrichtung 110 zur Durchführung der Hyperthermie und Radiotherapie gleichzeitig betrieben werden können.
Zum Zweiten kann die von der Quelle 128 emittierte Strahlung konzentriert auf den affizierten Teil, der an der Innenoberfläche eines Körperhohlraums vorhanden ist, angewendet werden. Dies ist möglich, da die Quelle 128 versetzt von der Achse O₁ des Schafts 115 angeordnet ist und zu einer Position nahe dem affizierten Teil bewegt werden kann durch Drehen des Schafts 115. Somit dient der intrakavitäre Applikator 102 sowohl zum Erhalt einer wirksamen Radiotherapie wie auch Thermotherapie.
Ferner muss der Chirurg den Applikator 102 lediglich einmal in den Körperhohlraum einführen, um sowohl Radiotherapie als auch Hyperthermie im Körperhohlraum durchzuführen, da der Applikator 102 die Hochfrequenzelektrode 125 aufweist und die Strahlenquelle 128 enthält.
Da die Strahlungsquelle 128 darüber hinaus von der gewickelten Hochfrequenzelektrode 125 umgeben ist, würde sie nicht die Temperaturverteilung verfälschen, welche die Hyperthermie in dem affizierten Teil erreicht.
Zu guter Letzt kann der Applikator 102 einfach desinfiziert werden, vorausgesetzt, dass das distale Ende des Strahlungsquellenkanals 116 durch ein beliebiges Mittel verschlossen ist.
Der Strahlungsquellenkanal 116 des Schafts 115 kann an seinem distalen Ende offen sein. Der Schaft 115 des Applikators 102 kann dann leichter hergestellt werden als in dem Fall, bei dem der Kanal 116 an seinem distalen Ende geschlossen ist. In diesem Fall kann der Kanal 116 nicht nur zur Führung der Strahlenquelle 128 dienen, sondern auch zur Führung eines Führungsdrahts oder des Einführabschnitts eines Endoskops oder zur Zuführung von Luft.
Die 6A und 6B zeigen ein zweites Vergleichsbeispiel. Im Speziellen zeigen sie den intrakavitären Applikator 102, wie er in einer medizinischen Vorrichtung eingebracht ist, welches das zweite Vergleichsbeispiel ist.
Der intrakavitäre Applikator 102 ist ähnlich zu dem des ersten Vergleichsbeispiels (1 bis 5). Wie aus 6A ersichtlich ist, ist eine hohle zylindrische Hochfrequenzelektrode 161 auf dem distalen Endabschnitt des Schafts 115 des intrakavitären Applikators 102 montiert. Die Elektrode 161 ist aus Wolfram hergestellt und ist daher gegenüber Strahlung undurchlässig. Die hohle zylindrische Elektrode 161 besitzt in ihrem Mittelteil eine Öffnung 162, welche eine Größe von 1 cm² aufweist. Auf dem Schaft 115 ist ein Ballon 126 montiert, der die Hochfrequenzelektrode 161 bedeckt. An der Außenoberfläche des Ballons 126 sind zwei Temperatursensoren 163 montiert, die jeweils ein Thermoelement umfassen. Der Schaft 115 ist aus Silicon hergestellt und weist einen koaxialen Katheterkanal 164 auf.
Der Schaft 115 weist auch einen Wasserzuführkanal 117, einen Wasserablasskanal 118, einen Temperatursensorkanal 119 und einen Elektrodenkabelkanal 120 auf. Diese Kanäle sind am proximalen Endabschnitt 107 des intrakavitären Applikators 102 offen. Wie in 6B aufgezeigt, ist ein Wassereinlassverbindungselement 165 mit dem proximalen Ende des Kanals 117 verbunden, ist ein Wasserauslassverbindungselement 166 mit dem proximalen Ende des Kanals 118 verbunden, ist ein Sensorverbindungselement 167 mit dem Kabel verbunden, das in den Kanal 119 eingeführt ist und mit den Temperatursensoren 163 verbunden ist, die auf dem Ballon 126 montiert sind, und ist ein Elektrodenkabelverbindungselement 168 mit dem in dem Kanal 120 vorgesehenen Elektrodenkabel verbunden. Der Katheterkanal 164 ist ebenfalls am proximalen Endabschnitt 107 offen. Am distalen Ende des Katheterkanals 164 ist eine Katheterführung 169 befestigt.
Es wird nun erläutert, wie der intrakavitäre Applikator 102 verwendet wird, um einen in dem Körperhohlraum eines Patienten vorhandenen affizierten Teil zu behandeln. Als Erstes wird der Applikator 102 in den Körperhohlraum eingeführt, wobei der Ballon 126 vollständig entleert ist. Dann werden das Einlassverbindungselement 165 und das Auslassverbindungselement 166 mit einer Wasserzirkulationseinheit (nicht aufgeführt) verbunden. Von der Wasserzirkulationseinheit wird Wasser durch das Wassereinlassverbindungselement 165 und den Wasserzuführkanal 117 in den Ballon 126 eingeleitet. Der Ballon 126 wird dadurch aufgeblasen, wodurch er die Innenoberfläche des Körperhohlraums berührt. Als Folge davon wird der Applikator 102 innerhalb des Körperhohlraums an Ort und Stelle gehalten. Auch nachdem der Ballon 126 vollständig aufgeblasen wurde, wird kontinuierlich Wasser in den Ballon 126 eingeleitet und fließt überschüssiges Wasser aus dem Ballon 126 durch den Wasserablasskanal 118 und das Auslassverbindungselement 166 in die Wasserzirkulationseinheit. Somit zirkuliert das Wasser weiterhin durch den Kreislauf, der gebildet wird aus dem Ballon 126, den Kanälen 116 und 117, den Verbindungselementen 165 und 166 und der Wasserzirkulationseinheit.
Auf den affizierten Teil kann eine Thermotherapie angewendet werden durch Zuführen eines Hochfrequenzstroms zwischen die Hochfrequenzelektrode 161 des Applikators 102 und die Elektrode (nicht aufgeführt), die an einem extrakorporalen Applikator 108 des in 3 aufgezeigten Typs befestigt ist.
Um Radiotherapie an dem affizierten Teil durchzuführen, wird ein RI-Katheter (nicht aufgeführt), welcher eine Strahlungsquelle ist, über die Katheterführung 169 in den Katheterkanal 164 eingeführt. Der RI-Katheter emittiert Strahlung, welche auf den affizierten Teil angewendet wird. Die Strahlung wird von dem Applikator 102 ausschließlich durch die Öffnung 162 der Hochfrequenzelek trode 161 angewendet. Dies ist so, da die Elektrode 161 aus Wolfram hergestellt ist, welches gegenüber Strahlung undurchlässig ist. Um somit die Strahlung auf den affizierten Teil anzuwenden, wird der Applikator 102 um seine Achse gedreht, bis die Öffnung 162 gegenüber dem affizierten Teil liegt. Somit kann die von der Quelle 128 emittierte Strahlung auf dieselbe Weise wie in dem ersten Vergleichsbeispiel konzentriert auf jeglichen affizierten Teil angewendet werden, der an der Innenoberfläche des Körperhohlraums vorhanden ist. Der intrakavitäre Applikator 102 kann es daher einem Chirurgen ermöglichen, sowohl Radiotherapie als auch Thermotherapie wirksam anzuwenden.
Darüber hinaus wird jeglicher Teil, der von dem affizierten Teil in dem Körperhohlraum verschieden ist, nicht einer Strahlung ausgesetzt, da die von der Quelle emittierte Strahlung lediglich durch die Öffnung 162 der Hochfrequenzelektrode 161 nach außen hin angewendet wird.
Die Hochfrequenzelektrode 161, welche ein Hohlzylinder ist, kann ersetzt werden durch ein Hohlprisma oder eine Platte. Die Öffnung 162 kann von einer beliebigen Größe und einer beliebigen Form sein, solange sie in der Elektrode 161 ausgebildet werden kann. Sie kann rechteckig, kreisförmig, elliptisch oder polygonal sein. Ferner kann die Elektrode 161 zwei oder mehrere Öffnungen anstelle von lediglich einer aufweisen. Darüber hinaus ist das Material der Elektrode 161 nicht auf Wolfram beschränkt; es kann aus Blei, Bleiglas oder dergleichen hergestellt sein.
Die 7A und 7B zeigen ein drittes Vergleichsbeispiel, im Speziellen den in eine medizinische Vorrichtung eingebrachten intrakavitären Applikator.
Der intrakavitäre Applikator ist ähnlich zu dem des zweiten Vergleichsbeispiels (6A und 6B), aber dennoch verschieden.
Wie aus 7A ersichtlich ist, ist eine Hochfrequenzelektrode 181 um den distalen Endabschnitt des intrakavitären Applikators gewickelt und ist ein Ballon 182 an dem distalen Endabschnitt des Applikators befestigt, wobei er die gesamte Elektrode 181 bedeckt. Auf der Außenoberfläche des Ballons 182 sind zwei Temperatursensoren 183, die jeweils ein Thermoelement umfassen, und ein Strahlungsquellenkanal 184 montiert. Der Strahlungsquellenkanal 184 ist ein Siliconrohr, in welchen ein RI-Katheter 185 eingeführt werden kann. Der Kanal 184 ist am distalen Ende geschlossen. Somit kann der RI-Katheter 185 in den Kanal 184 eingesetzt werden, bis er am verschlossenen distalen Ende des Kanals 184 anstößt, und wird dadurch positioniert.
Wie oben beschrieben, wird der RI-Katheter 185 in den auf der Außenoberfläche des Ballons 182 montierten Kanal 184 eingeführt. Daher kann die von dem Katheter 185 emittierte Strahlung auf den affizierten Teil in einem Körperhohlraum angewendet werden, indem lediglich der Schaft 115 um seine Achse O₁ gedreht wird, so dass der Katheter 185 gegenüber dem affizierten Teil liegt. Die von dem RI-Katheter 185 emittierte Strahlung kann daher wie in dem ersten Vergleichsbeispiel konzentriert auf lediglich den affizierten Teil angewendet werden, der auf der Innenoberfläche des Körperhohlraums vorhanden ist. Somit ermöglicht der intrakavitäre Applikator einem Chirurgen die Durchführung von sowohl einer Radiotherapie als auch Thermotherapie mit hoher Effizienz.
Darüber hinaus würden weder die Elektrode 181 noch der Ballon 182 die Verteilung der von dem Katheter 185 emittierten Strahlung beeinflussen, da der RI-Katheter 185 auf der Außenoberfläche des Ballons 182 montiert ist.
Überdies ist der RI-Katheter 185 auf einfache Weise in dem Strahlungsquellenkanal 184 zu positionieren, indem der Katheter 185 lediglich in den Kanal 184 eingeführt wird, bis der Katheter 185 an dem geschlossenen distalen Ende des Kanals 184 anstößt.
Des Weiteren kann der RI-Katheter 185 sehr nahe zu der Innenoberfläche eines Körperhohlraums angeordnet werden, solange der Ballon 182 in Kontakt mit der Innenoberfläche des Körperhohlraums bleibt. Dies ist so, da der Strahlungsquellenkanal 184 auf der Außenfläche des Ballons 182 befestigt ist. Es ist daher möglich, den Abstand von dem Katheter 185 zu der Schleimhaut auf der Innenoberfläche des Körperhohlraums abzuschätzen und die Verteilung der von dem Katheter 185 emittierten Strahlung zu bestimmen. Als Folge davon kann die Strahlung genau auf den affizierten Teil ausgerichtet und konzentriert angewendet werden.
Unter Bezug auf 8, welche den in die medizinische Vorrichtung eingebrachten intrakavitären Applikator 102 aufzeigt, wird eine medizinische Vorrichtung gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel beschrieben.
Der intrakavitäre Applikator 102 ist eine Modifikation des Applikators des dritten Vergleichsbeispiels (7A und 7B). Wie in 8 aufgezeigt, ist der Applikator 102 dadurch charakterisiert, dass ein RI-Katheterrohr 191, das aus einem Fluorharz wie Teflon hergestellt ist, teilweise auf dem Schaft 115 und teilweise auf der Außenoberfläche des Ballons 182 befestigt ist. Das Rohr 191 besitzt ein geschlossenes distales Ende, das an dem distalen Ende des Schafts 115 angeordnet ist und auf dem Ballon 182 befestigt ist. Das proximale Ende des Rohrs 191 ist an dem proximalen Endabschnitt 107 des Applikators 102 angeordnet und mit einer Katheterführung 192 verbunden. Über die Katheterführung 192 kann ein RI-Katheter 185 in das Rohr 191 eingeführt werden, unabhängig davon, ob der Ballon 182 entleert oder aufgeblasen ist. Der Katheter 185 wird in das Rohr 191 eingeführt, bis der Katheter 185 an das geschlossene distale Ende des Rohrs 191 anstößt, wodurch das distale Ende des Katheters 185 auf dem Ballon 182 angeordnet ist.
Wie oben erwähnt, weist das RI-Katheterrohr 191 dessen distalen Endabschnitt auf der Außenoberfläche des Ballons 182 montiert auf und wird der RI-Katheter 185 in das Rohr 191 eingeführt. Um somit die von dem Katheter 185 emittierte Strahlung auf einen betroffenen Teil, der in einem Körperhohlraum vorhanden ist, anzuwenden, ist es ausreichend, den Schaft 115 um seine Achse O₁ zu drehen, um das Rohr 191 zu einer Position zu bewegen, bei der das Rohr 191 gegenüber dem affizierten Teil liegt.
Die von dem RI-Katheter 185 emittierte Strahlung kann daher wie in dem ersten Vergleichsbeispiel konzentriert auf jeglichen affizierten Teil angewendet werden, der auf der Innenoberfläche des Körperhohlraums vorhanden ist. Somit kann der intrakavitäre Applikator es einem Chirurgen ermöglichen, sowohl Radiotherapie als auch Thermotherapie mit hoher Effizienz anzuwenden.
Darüber hinaus kann der RI-Katheter 185 auf einfache Weise in das RI-Katheterrohr 191 eingeführt werden und kann eine Strahlungsquelle durch das RI-Katheterrohr 191 in den Körperhohlraum eingeführt werden.
Unter Bezug auf 9, welche den in die medizinische Vorrichtung eingebrachten intrakavitären Applikator 102 aufzeigt, wird eine weitere medizinische Vorrichtung beschrieben, welches die erste Ausführungsform der Erfindung ist.
Der intrakavitäre Applikator 102 ist eine Modifikation des Applikators des vierten Vergleichsbeispiels (8). Wie in 9 aufgezeigt, ist der Applikator 102 dadurch charakterisiert, dass eine gegenüber Röntgenstrahlung undurchlässige Röntgenmarkierung 201 auf dem distalen Endabschnitt des RI-Katheterrohrs 191 vorgesehen ist. Im Speziellen ist die Röntgenmarkierung 201 auf der Außenoberfläche des Ballons 182 befestigt.
Dieser intrakavitäre Applikator 102 wird auf folgende Weise zur Behandlung eines Tumors in einem Körperhohlraum eines Patienten verwendet. Als Erstes führt ein Chirurg den Applikator 102 in den Körperhohlraum ein. Dann bestimmt der Chirurg die Position des Tumors in dem Hohlraum anhand eines Röntgenbilds vom Inneren des Körperhohlraums. Anhand des Röntgenbilds kann der Chirurg die Position des distalen Endabschnitts des Applikators 102 genau bestimmen, da die Röntgenmarkierung 201 in dem Röntgenbild gut sichtbar ist. Er oder sie dreht den Schaft 115 des Applikators 102 um dessen Achse, wodurch der distale Endabschnitt des Applikators 102 bei dem Tumor positioniert wird, und führt einen RI-Katheter 185 in das RI-Katheterrohr 191 ein. Sobald der RI-Katheter 185 in das Rohr 191 eingeführt ist, kann der Chirurg sowohl Hyperthermie als auch Radiotherapie an dem Tumor durchführen. Der RI-Katheter 185 kann in das RI-Katheterrohr 191 eingeführt werden, bevor der Applikator 102 in den Körperhohlraum eingeführt wird.
Das RI-Katheterrohr 191 weist seinen distalen Endabschnitt auf der Außenoberfläche des Ballons 182 montiert auf, und der RI-Katheter 185 ist in das Rohr 191 einge führt, wie in dem vierten Vergleichsbeispiel (8). Somit kann die von dem Katheter 185 emittierte Strahlung auf den Tumor angewendet werden durch lediglich Drehen des Schafts 115 um seine Achse O₁, um das Rohr 191 gegenüber dem Tumor zu platzieren.
Die von dem RI-Katheter 185 emittierte Strahlung kann wie in dem ersten Vergleichsbeispiel (1 bis 5) konzentriert auf jeglichen affizierten Teil angewendet werden, der auf der Innenoberfläche des Körperhohlraums vorhanden ist. Somit kann der intrakavitäre Applikator 102 es dem Chirurgen ermöglichen, sowohl Radiotherapie als auch Thermotherapie mit hoher Effizienz durchzuführen.
Darüber hinaus kann der Chirurg nicht nur die Position des Tumors genau bestimmen, sondern auch die Position des distalen Endabschnitts des Applikators 102 anhand eines Röntgenbilds des Körperhohlraums. Dies ist so, da die Röntgenmarkierung 201, die auf dem distalen Endabschnitt des Applikators 102 vorgesehen ist, in dem Röntgenbild deutlich zu sehen ist. Es ist daher für ihn oder für sie ausreichend, den Schaft 115 des Applikators 102 um dessen Achse zu drehen, um dadurch den distalen Endabschnitt des Applikators 102 am Tumor zu positionieren. Sobald der distale Endabschnitt des Applikators 102 derart positioniert ist, wird die Strahlung, die von dem RI-Katheter 185, der in den distalen Endabschnitt des Applikators 102 eingeführt ist, konzentriert auf den Tumor angewendet.
Unter Bezug auf die 10A und 10B wird eine medizinische Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 10A und 10B zeigen den intrakavitären Applikator 102, der in dieser medizinischen Vorrichtung zur Verfügung gestellt wird.
Der in den 10A und 10B aufgezeigte intrakavitäre Applikator 102 ist eine Modifikation des Applikators 102 des ersten Vergleichsbeispiels (1 bis 5). Wie in 10A gezeigt, sind Röntgenmarkierungen 211 und 212 auf zwei distalen Endabschnitten des Schafts 115 montiert. Beide Röntgenmarkierungen 211 und 212 sind für Röntgenstrahlen undurchlässig. Die erste Röntgenmarkierung 211 zeigt die Position des distalen Endes des Strahlungsquellenkanals 116 an, der im Schaft 115 ausgebildet ist und der von außen nicht zu sehen ist. Die zweite Röntgenmarkierung 212 zeigt die Position eines Abschnitts des Kanals 116 auf, die proximal in Bezug auf das distale Ende des Kanals 116 ist.
Der intrakavitäre Applikator 102 wird auf folgende Weise zur Behandlung eines Tumors in einem Körperhohlraum eines Patienten verwendet. Zuerst führt ein Chirurg den Applikator 102 in den Körperhohlraum ein. Dann bestimmt er oder sie die Position des Tumors in dem Hohlraum aus einem Röntgenbild des Körperhohlraums. Der Chirurg kann die Abbildungen von beiden Röntgenmarkierungen 211 und 212 in dem Röntgenbild sehen. Der Chirurg dreht den Schaft 115 des Applikators 102 um seine Achse, bis die Abbildungen der Röntgenmarkierungen 211 und 212 zu der Abbildung des Tumors wandern. Als Folge davon ist der Schaft 115 so positioniert, dass der distale Endabschnitt des Strahlungsquellenkanals 116 am Tumor platziert ist. Der Chirurg führt in den Strahlungsquellenkanal eine Strahlungsquelle 128 ein. Der Chirurg kann dann gleichzeitig eine Hyperthermie und Radiotherapie am Tumor ausführen. Die Strahlungsquelle 128 kann in den Kanal 116 eingeführt werden, bevor der Schaft 115 in den Körperhohlraum eingeführt wird.
Die zweite Ausführungsform kann dieselben Vorteile wie die erste Ausführungsform (9) erreichen. Darüber hinaus ist das Röntgenbild des Inneren des Körperhohlraums klarer als in dem Fall, dass der Applikator der ersten Ausführungsform in den Körperhohlraum eingeführt ist. Dies rührt daher, dass der Schaft 115 über einen geringeren Bereich mit den Röntgenmarkierungen beschichtet ist als sein Gegenstück der ersten Ausführungsform.
Unter Bezug auf die 11A bis 11D, welche einen intrakavitären Applikator aufzeigen, wird eine medizinische Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben.
Der intrakavitäre Applikator der dritten Ausführungsform ist eine Modifikation des Applikators 102 des ersten Vergleichsbeispiels (1 bis 5). Er ist dadurch charakterisiert, dass eine Skalierung 231 auf dem Abschnitt des Schafts 115 vorgesehen ist, welcher dem Strahlungsquellenkanal 116, der in dem Schaft 115 ausgebildet ist und von außen nicht sichtbar ist, gegenüberliegt. Der Strahlungsquellenkanal 116 besitzt einen Durchmesser D, wie in 11D gezeigt.
Die Skalierung 231 ist ferner eine Röntgenmarkierung, die gegenüber Röntgenstrahlung undurchlässig ist. Ein Chirurg verwendet den intrakavitären Applikator auf folgende Weise zur Behandlung eines Tumors in einem Körperhohlraum eines Patienten. Als Erstes führt er oder sie den Schaft 115 des Applikators in den Körperhohlraum ein und führt die Strahlungsquelle in den Strahlungsquellenkanal 116 ein. Dann bestimmt der Chirurg die Position des Tumors und auch die Position der Skalierung 231 anhand eines Röntgenbilds des Inneren des Körperhohlraums. Er oder sie dreht den Schaft 115 um seine Achse, bis die Skalierung 231 sich zu dem Tumor bewegt. Der Chirurg kann dann gleichzeitig eine Hyperthermie und Radiotherapie an dem Tumor durchführen. Die Strahlungsquelle kann in den Kanal 116 eingeführt werden, nachdem der Schaft 115 so gedreht wurde, dass die Skalierung 231 sich am Tumor befindet. Da die Skalierung 231 eine Röntgenmarkierung ist, kann der Chirurg die Strahlungsquelle an der gewünschten Position im Körperhohlraum innerhalb einer kürzeren Zeit platzieren als er oder sie dies tun kann mit einem intrakavitären Applikator, der keine Röntgenmarkierung aufweist.
Unter Bezug auf die 12 und 13 und die 14A bis 14E wird eine medizinische Vorrichtung als fünftes Vergleichsbeispiel beschrieben. 12 zeigt den thermotherapeutischen Applikator 401, der in der medizinischen Vorrichtung verwendet wird. 13 ist eine Querschnittsansicht des Applikators 401. Die 14A bis 14E sind Diagramme, die erklären, wie die Strahlung des thermotherapeutischen Applikators 401 verteilt wird.
Wie aus 12 ersichtlich ist, umfasst der thermotherapeutische Applikator 401 einen proximalen Abschnitt 402, einen Schaft 403 und einen distalen Abschnitt 404. Der Schaft 403 besitzt eine Struktur mit mehreren Hohlräumen. Das heißt, wie in 13 aufgezeigt, in dem Schaft 403 sind fünf Strahlungsquellenkanäle 405, ein Wasserzuführkanal 405a, ein Wasserablasskanal 405b, ein Temperatursensorkanal 405c und ein Elektrodenkabelkanal 405d ausgebildet. Der mittlere Strahlungsquellenkanal 405 ist koaxial mit dem Schaft 403. Die Kanäle 405a, 405b, 405c und 405d erstrecken sich parallel zu der Achse des Schafts 403. In dem Schaft 403 sind vier weitere Strahlungsquellenkanäle 405 ausgebildet, die sich parallel zu dessen Achse erstrecken und, wie in 13 aufgezeigt, zwischen den Kanälen 405a bis 405d liegen. In die Strah lungsquellenkanäle 405 werden fünf Strahlungsquellenrohre 406 eingeführt Um den distalen Abschnitt 404 des Schafts 403 ist eine Hochfrequenzelektrode 407, die ein Draht ist, gewickelt. Die Elektrode wird zur Durchführung der Thermotherapie verwendet. An dem distalen Abschnitt 404 ist ein Ballon 413 befestigt, der die Hochfrequenzelektrode 407 abdeckt.
In die Strahlungsquellenrohre 406, die in die Strahlungsquellenkanäle 405 eingesetzt sind, werden Strahlungsquellen 408 eingeführt. Die Strahlungsquellen 408 können in den Kanälen 405 platziert werden, die von der Hochfrequenzelektrode 407 umgeben sind. Wie in 12 aufgezeigt, sind die Strahlungsquellenkanäle 405 am distalen Ende des Schafts 403 offen. Die Kanäle 405 können dennoch am distalen Ende des Schafts 403 geschlossen sein.
Am proximalen Abschnitt 402 ist der Wasserzuführkanal 405a mit einem Wasserzuführrohr 409 verbunden und ist der Wasserablasskanal 405b mit einem Wasserablassrohr 410 verbunden. Ein Temperatursensorkabel 411 erstreckt sich durch den Temperatursensorkanal 405c, und ein Elektrodenkabel 412 erstreckt sich durch den Elektrodenkabelkanal 405d.
Kühlwasser kann durch den Wasserzuführkanal 405a in den Ballon 413 fließen und von dem Ballon 413 durch den Wasserablasskanal 405b, um innerhalb des Ballons 413 zu zirkulieren. Das Temperatursensorkabel 411 wird am hinteren Ende des Ballons 413 nach außen geführt und mit einem Temperatursensor 414 verbunden, der auf der Außenoberfläche des Ballons 413 befestigt ist. Das Elektrodenkabel 412 wird aus dem Schaft 403 nach außen geführt und mit der Elektrode 407 im Inneren des Ballons 413 verbunden.
Es wird nun erläutert, wie ein Chirurg den thermotherapeutischen Applikator 401 auf einen affizierten Teil, der in einem Körperhohlraum des Patienten vorhanden ist, anwendet.
Der Applikator 401 wird in einem Operationsraum von dem in 3 aufgezeigten Typ verwendet, der elektromagnetisch abgeschirmt ist. Als Erstes verbindet der Chirurg den Applikator 401 mit einer Hyperthermievorrichtung (nicht aufgeführt) von dem in 3 aufgezeigten Typ. Er oder sie evakuiert dann das Wasserzuführrohr 409 und das Wasserablassrohr 410. Dadurch wird Kühlwasser aus dem Ballon 413 abgezogen, wodurch der Ballon 413 zusammenfällt. Der Chirurg führt den Applikator 401 in den Körperhohlraum des Patienten ein. Das Strahlungsquellenrohr 406 wird in den Kanal 405 eingeführt, entweder vor oder nach dem Einführen des Einführabschnitts des Applikators 401 in den Körperhohlraum.
Nachdem der Einführabschnitt des Applikators 401 in den Körperhohlraum eingeführt ist, wird Kühlwasser in den Ballon 413 eingeleitet und zirkuliert darin. Der Ballon 413 wird dadurch aufgeblasen und kommt in Kontakt mit der Innenoberfläche des Körperhohlraums. Als Folge davon wird der distale Endabschnitt des thermotherapeutischen Applikators 401 unverrückbar in dem Körperhohlraum gehalten.
Der Chirurg startet dann die Thermotherapie. Wenn der affizierte Teil im Körperhohlraum auf eine gewünschte Temperatur erwärmt ist, verlässt der Chirurg den Operationsraum. Außerhalb des Raums bedient der Chirurg eine Radiotherapiesteuervorrichtung von dem in 3 aufgezeigten Typ. Die Steuervorrichtung ist mit der im Opera tionsraum installierten radiotherapeutischen Vorrichtung verbunden. Die Strahlungsquellen 408 werden dadurch von der radiotherapeutischen Vorrichtung in die Strahlungsquellenrohre 406, welche in den Körperhohlraum eingeführt sind, eingeführt. Die Quellen 408 werden im distalen Abschnitt 404 des Applikators 401 platziert, da die Rohre 406 in den Kanälen 405 des Applikators 401 eingesetzt sind.
Die in den Kanälen 405 eingesetzten Strahlungsquellen 408 emittieren Strahlung, welche auf den affizierten Teil angewendet wird, der in dem Körperhohlraum des Patienten vorhanden ist. Somit wird eine Radiotherapie am affizierten Teil durchgeführt.
Wenn der thermotherapeutische Applikator 401 lediglich einen Strahlungsquellenkanal 405 aufweist, würde die Strahlung von dem Applikator 401 in alle Richtungen emittiert werden, wie in 14A aufgezeigt, in einem spherischen Raum, dessen Zentrum die Strahlungsquelle 408 ist, die in dem thermotherapeutischen Applikator 401 eingesetzt ist. Die Verteilung der von dem Applikator 401 emittierten Strahlung wird durch die Position und Größe der Strahlungsquelle 408 bestimmt.
Wie oben erwähnt, besitzt der Schaft des Applikators 401 fünf Strahlungsquellenkanäle 405. Der Chirurg kann ein bis fünf Strahlungsquellenrohre 406 in ausgewählte einzelne oder mehrere der Strahlungsquellenkanäle 405 einführen, in Abhängigkeit von der Form, Größe und Position des affizierten Teils, den er oder sie behandeln möchte. Der erste Strahlungsquellenkanal 405 ist koaxial mit dem Schaft 403, während die verbleibenden vier Quellenkanäle 405 in gleichen Abständen von der Achse des Schafts 403 und in regulären Intervallen voneinander getrennt entlang des Umfangs des Schafts 403 liegen. Wenn somit fünf Strahlungsquellen 408 in alle Strahlungsquellenkanäle 405 eingesetzt werden, wird die von ihnen emittierte Strahlung gleichmäßig in einer kreisförmigen Ebene verteilt, die senkrecht zu der Achse des Applikators 401 liegt, wie dies in 14B aufgezeigt wird.
Zur Anwendung einer Radiotherapie auf Krebs, der sich auf der gesamten Innenoberfläche eines Körperhohlraums entwickelt, ist es wünschenswert, dass fünf Strahlungsquellen 408 in alle Strahlungsquellenkanäle 405 eingesetzt sind, wie in 14B aufgezeigt. In diesem Fall ist die von dem Applikator 401 angewendete Strahlung fünfmal so intensiv wie in dem Fall, bei dem lediglich eine Strahlungsquelle 408 in den thermotherapeutischen Applikator 401 eingesetzt ist.
Es wird nun der Fall angenommen, bei dem eine Strahlungsquelle 408 in einen der vier Strahlungsquellenkanäle 405 eingesetzt ist, die sich parallel zu der Achse des Schafts 403 erstrecken, wie in 14C aufgezeigt. Die von der Quelle 408 emittierte Strahlung wird dann in einer kreisförmigen Ebene verteilt, die senkrecht zu der Achse des Applikators 401 liegt und deren Zentrum die Quelle 408 und nicht die Achse des Schafts 403 ist. Diese spezifische Verteilung der Strahlung ist wünschenswert für eine Behandlung von zum Beispiel Krebs, der sich auf einem beschränkten Bereich der Innenoberfläche des Körperhohlraums entwickelt. Mit einer derartigen Verteilung wird die Strahlung auf lediglich den Krebs angewendet. Dies macht eine wirksame Radiotherapie möglich.
Es wird nun ferner der Fall angenommen, dass drei Strahlungsquellen 408 in drei benachbarte Strahlungsquellenkanäle 405 eingesetzt werden, die sich parallel zu der Achse des Schafts 403 erstrecken, wie in 14D aufgezeigt. In diesem Fall überlappt sich die von den Quellen 408 emittierte Strahlung und wird in der axialen Richtung des Schafts 403 verteilt. Wie dieses Beispiel lehrt, kann Strahlung auf eine Weise verteilt werden, die wünschenswert ist für eine Behandlung eines affizierten Teils, indem Strahlungsquellen 408 in ausgewählte Strahlungsquellenkanäle 405 eingesetzt werden.
Zur Anwendung von Strahlung auf Krebs, der sich entlang des Applikators 401 erstreckt, können zwei oder mehrere Strahlungsquellen 408 in den Strahlungsquellenkanälen 405 platziert und in der axialen Richtung des Applikators 401 voneinander versetzt angeordnet werden, wie in 14E aufgezeigt. In diesem Fall wird die Strahlung in einem elliptischen Bereich verteilt, der sich entlang des thermotherapeutischen Applikators 401 erstreckt. Wenn die auf diese Weise verteilte Strahlung weniger intensiv als gewünscht ist, reicht es aus, mehrere Strahlungsquellen 408 in die Kanäle 405 einzusetzen.
Es ist notwendig, dass der Chirurg den Applikator 401 in den Körperhohlraum einführt, aber lediglich einmal, um Thermotherapie und Hyperthermie auf einen affizierten Teil anzuwenden, der sich in dem Körperhohlraum befindet. Somit kann der affizierte Teil viel einfacher als ansonsten behandelt werden. Ferner ist die Verwendung des thermotherapeutischen Applikators 401 anhand der folgenden Gründe vorteilhaft.
Erstens können Strahlungsquellen 408 in beliebigen ausgewählten Kanälen 405 und an beliebigen gewünschten Positionen entlang deren Achsen platziert werden, da der Schaft 403 eine Vielzahl an Strahlungsquellenkanälen 405 aufweist. Als Folge davon kann die Strahlung in den folgenden drei Mustern verteilt werden:

(a) Die Strahlung wird gleichförmig auf die gesamte Oberfläche eines Körperhohlraums verteilt, wenn Strahlungsquellen 408 in alle Strahlungsquellenkanäle 405 eingesetzt sind, wie in 14B aufgezeigt. In diesem Fall kann die Strahlung wirksam auf den Krebs angewendet werden, der sich auf der gesamten Innenoberfläche des Körperhohlraums entwickelt.
(b) Die Strahlung wird auf einen beschränkten Bereich der Innenoberfläche des Körperhohlraums verteilt, wenn Strahlungsquellen in zwei oder mehrere der Strahlungsquellenkanäle eingesetzt sind, wie in 14C oder 14D dargestellt. Die Strahlung kann auf den Krebs angewendet werden, der sich auf diesem beschränkten Bereich der Innenoberfläche des Körperhohlraums entwickelt, und nicht auf das normale Gewebe, das auf dem anderen Bereich der Innenoberfläche vorhanden ist.
(c) Die Strahlung wird in einem elliptischen Bereich verteilt, der sich entlang des Applikators 401 erstreckt, wenn zwei oder mehrere Strahlungsquellen in den Strahlungsquellenkanälen vorhanden sein können und in der axialen Richtung des Applikators 401 voneinander versetzt sind, wie in 14E aufgezeigt. Die Strahlung kann auf Krebs angewendet werden, der sich entlang des Applikators 401 erstreckt.

Zweitens kann die Dosis der von dem Applikator 401 emittierten Strahlung, falls notwendig, erhöht werden, indem lediglich mehrere Strahlungsquellen 408 in die Kanäle 405 eingesetzt werden. Sobald die Dosis auf diese Weise erhöht ist, kann die für die Vollendung der Radiotherapie erforderliche Zeit verkürzt werden. (Im Allgemeinen nimmt die Menge an Strahlung, die eine Quelle emittiert, im Laufe der Zeit ab. Wenn lediglich eine Strahlungsquelle verwendet wird, muss sie das Emittieren von Strahlung aufrechterhalten, bis die gesamte Menge an emittierter Strahlung angemessen wird).
Drittens würde jegliche Strahlungsquelle 408, die in dem Applikator 401 platziert ist, die Temperaturverteilung, welche die Hyperthermie in dem affizierten Teil erzielt, nicht beeinträchtigen. Dies ist dadurch begründet, dass die Strahlungsquelle 408 von der Hochfrequenzelektrode 407 umgeben ist. Darüber hinaus würden die Strahlungsquellenrohre 406 nicht aus dem Applikator 401 herausrutschen, unter der Voraussetzung, dass die Strahlungsquellenkanäle 405 an ihren distalen Enden geschlossen sind. Dies sichert die Sicherheit der Therapie. Die Kanäle 405, wenn sie am distalen Ende offen sind, können verwendet werden zur Führung eines Endoskops oder eines medizinischen Instruments in den Körperhohlraum, so dass ein affizierter Teil in dem Körperhohlraum beobachtet und behandelt werden kann.
Wenn eine Strahlungsquelle 408 in den ersten Kanal 405 eingesetzt ist, der koaxial mit dem Schaft 403 des Applikators 401 ist, wird die Strahlung, die diese emittiert, gleichförmig in einer kreisförmigen Ebene verteilt, deren Zentrum die Achse des Schafts 403 ist.
Unter Bezug auf die 15 bis 17 wird eine medizinische Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von dem fünften Vergleichsbeispiel (12 und 13, 14A bis 14E) hinsichtlich der Struktur des Schafts 403 des thermotherapeutischen Applikators 401.
Wie in 17 aufgezeigt, sind drei Strahlungsquellenkanäle 405 nebeneinander in einem Teil des oberflä chennahen Bereichs des distalen Abschnitts des Schafts 403 vorgesehen. Auf dem proximalen Abschnitt 402 des Applikators 401 ist eine Markierung 432 vorgesehen, welche die Position der Strahlungsquellenkanäle 405 anzeigt.
Der Applikator 401 der vierten Ausführungsform ist geeignet für eine Verwendung bei der Behandlung von Krebs, der sich in einem beschränkten Bereich auf der Innenoberfläche eines Körperhohlraums entwickelt. Zur Durchführung einer Radiotherapie an einem derartigen Krebs führt ein Chirurg den Applikator 401 in den Körperhohlraum ein. Er oder sie dreht den Applikator 401, bis die Markierung 432 gegenüber dem Krebs zu liegen kommt. Die in dem Schaft 403 des Applikators 401 ausgebildeten Strahlungsquellenkanäle 405 werden dadurch gegenüber dem Krebs positioniert. Die Positionen der Kanäle 405 in Bezug auf den Krebs und die Anzahl an Strahlungsquellen 408, die in die Kanäle 405 eingesetzt werden, werden entsprechend der Größe des Krebses verändert. Wenn im Speziellen der Krebs sich in einer kurzen Distanz entlang des Umfangs des Körperhohlraums erstreckt, werden die Quellen 408 in einer geringen Anzahl verwendet, um die Strahlung in einem relativ geringen Teil der Innenoberfläche des Körperhohlraums zu verteilen. Wenn im Gegensatz dazu sich der Krebs in einer langen Distanz entlang des Umfangs des Hohlraums erstreckt, werden die Quellen 408 in einer großen Anzahl verwendet, um die Strahlung in einem vergleichsweise großen Teil der Innenoberfläche des Körperhohlraums zu verteilen.
Wie in dem fünften Vergleichsbeispiel kann die vierte Ausführungsform die Strahlung auf den Krebs anwenden, der sich auf diesem beschränkten Bereich der Innenoberfläche des Körperhohlraums entwickelt, und nicht auf das normale Gewebe, das auf dem anderen Bereich der Innenoberfläche vorhanden ist. Mit weniger Strahlungsquellenkanälen 405 wird der thermotherapeutische Applikator 401 mechanisch fester, kann leichter hergestellt werden und kann bei geringeren Kosten hergestellt werden als dessen Gegenstück des fünften Vergleichsbeispiels.

Claims

Eine medizinische Vorrichtung zur Behandlung eines affizierten Teils eines Patienten, umfassend: ein thermotherapeutisches Mittel zur Durchführung einer Thermotherapie an dem affizierten Teil, wobei das thermotherapeutische Mittel einen thermotherapeutischen intrakavitären Applikator umfasst, der einen flexiblen Schaft (115, 403), der eine Achse definiert, und eine Hochfrequenzelektrode (181, 407) und einen Ballon (182, 413), die beide an einem distalen Endabschnitt des Schaftes angebracht sind, wobei der Ballon die Elektrode bedeckt, umfasst; und ein radiotherapeutisches Mittel zur Durchführung einer Radiotherapie an dem affizierten Teil, wobei das radiotherapeutische Mittel mindestens einen Strahlungsquellenkanal (191, 116, 405) als einen Teil des Schafts, wobei der mindestens eine Strahlungsquellenkanal sich parallel zu, jedoch neben der Achse des Schaftes erstreckt, und mindestens ein Strahlungsquellenführungsrohr (185, 408) mit einer darin eingesetzten Strahlungsquelle umfasst, wobei das mindestens eine Strahlungsquellenführungsrohr in den mindestens einen Strahlungsquellenkanal einführbar ist, so dass Thermotherapie und Radiotherapie zur gleichen Zeit durchgeführt werden können, wobei der thermotherapeutische intrakavitäre Applikator mindestens eine Markierung (201, 211, 212, 231, 432) umfasst, um eine Justierung des mindestens einen Strahlungsquellenkanals zu ermöglichen, so dass dieser durch Drehung des flexiblen Schafts um seine Achse gegenüber dem affizierten Teil angeordnet ist.
Die medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Markierung eine Röntgenmarkierung (201, 211, 212, 231) ist, die an dem distalen Endabschnitt des Schafts vorgesehen ist.
Die medizinische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei zwei Röntgenmarker an zwei distalen Endabschnitten des Schaftes vorgesehen sind, wobei der erste Röntgenmarker (211) die Position des distalen Endes des Strahlungsquellenkanals (116) anzeigt und der zweite Röntgenmarker (212) die Position eines Abschnitts des Strahlungsquellenkanals (116), der in Bezug auf das distale Ende des Strahlungsquellenkanals (116) proximal ist, anzeigt.
Die medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Markierung (432) an einem proximalen Endabschnitt des Applikators vorgesehen ist.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der thermotherapeutische Applikator einen Heizabschnitt und Mittel zur Kühlung einer Oberfläche des Heizabschnitts aufweist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das thermotherapeutische Mittel ferner ein Temperaturmessmittel umfasst, das an einer Oberfläche des Heizabschnitts vorgesehen ist.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Strahlungsquelle Iridium ist und der Elektrode ein Hochfrequenzstrom von ungefähr 13,56 MHz zugeführt wird.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Ballon zum Halten des flexiblen Schafts an einer Stelle in einem Körperhohlraum des Patienten und zum Enthalten von Kontrastmedium dient.