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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein System zur
Ablation des Endometriums des Uterus einer Patientin und speziell
ein intrauterines Ablationssystem des Typs, das eine erwärmte ausdehnungsfähige Blase
hat, die an einem rohrförmigen
Element befestigt ist, das mit einer Steuerung zum Überwachen
des Drucks und zum Regulieren der Temperatur eines Aufblasmediums verbunden
ist.
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Die
folgenden Ausdrücke
haben im vorliegenden Zusammenhang die nachstehend angegebene Bedeutung:
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"Menorrhagie" bedeutet einen Zustand,
der bei Frauen sehr starke Gebärmutterblutungen
hervorruft.
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"Kauterisation" bedeutet das Aufbringen
von Wärme
auf Gewebe in einer ausreichenden Menge, um das Gewebe zu zerstören.
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"Nekrose" bedeutet den Zelltod
im Gewebe.
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"Endometrium" ist derjenige Bereich
der Innenschicht der Gebärmutter,
an dem ein Embryo normalerweise anliegt, und schließt diejenigen
Bereiche der Gebärmutterinnenschicht
aus, die den Gebärmutterhals
bilden und an denen der Embryo gewöhnlich nicht anliegt.
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Vorrichtungen
und Verfahren zum Kauterisieren des Endometriums eines Uterus, die
für Sterilisationsvorgänge und
Krebsbehandlungen nützlich sind,
sind wohlbekannt. Wärme-
und Kältebehandlungen
werden bei solchen Kauterisierungsverfahren angewandt und umfassen
typischerweise entweder das direkte oder das indirekte Aufbringen
von Wärme oder
Kälte auf
das zu behandelnde Gewebe.
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Beispielsweise
wird ein Laser-Hysteroskop verwendet, um die Endometriumschicht
des Uterus zu kauterisieren. Ein solches Verfahren auf Laserbasis
weist mehrere Nachteile auf. Erstens erfordert der Einsatz eines
Lasers das Aufbringen einer starken Wärmeenergiemenge auf einen relativ
kleinen Gewebebereich, obwohl eine so große Wärmemenge möglicherweise nicht notwendig
ist, um das Gewebe wirkungsvoll zu kauterisieren.
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Außerdem ist
es bei einer solchen Behandlung erforderlich, daß der Arzt den bei der Behandlung
verwendeten Laser innerhalb des Uterus ständig neu positioniert, um das
gesamte Endometrium zu behandeln. Eine solche innere Manipulation
eines Laser-Hysteroskops
im Uterus einer Patientin ist erstens schwierig und erfordert zur
Durchführung
ein erhebliches Maß an
Geschicklichkeit und ist außerdem potentiell
gefährlich.
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Durch
die Handhabung des Laserskops im Inneren des Uterus oder der Körperhöhle kann
eine ungewollte Punktion der Gebärmutter-
oder Gewebewand resultieren, und Gewebeschichten unter dem Endometrium
können
verbrannt werden, wenn ein Laserstrahl über einen zu langen Zeitraum
auf einen Gewebebereich fokussiert bleibt.
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Es
sind Verfahren und Vorrichtungen zum Nekrotisieren von Gewebezellen
angegeben worden, bei denen eine ausdehnungsfähige Blase verwendet wird,
die in den Uterus eingeführt
und mit einem zirkulierenden Fluid oder Gas bei kryogenen Temperaturen
gefüllt
wird. Eine solche Blase wird mit der inneren Oberfläche der
Innenschicht des Uterus in im wesentlichen ständigem Kontakt gehalten unter
Verwendung von Flüssigstickstoff
oder Freon, um die Blase in einem Maß mit Druck zu beaufschlagen,
das einen ausreichenden Kontakt mit dem Uterus sicherstellt.
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Ein
solches Verfahren und eine solche Vorrichtung weisen den Nachteil
der Verwendung von Kryofluiden auf, die sich im Fall eines Reißens der Blase
für die
Patientin als toxisch erweisen könnten. Ein
weiterer Nachteil ist, daß die
erforderlichen extrem niedrigen Temperaturen eine Gefahr für Gewebeschichten
darstellen, die dem Endometrium des Uterus benachbart sind.
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Ferner
ist ein Verfahren bekannt zum Nekrotisieren des Endometriums durch
Einführen
einer ausdehnungsfähigen
Blase in den Uterus. Die ausdehnungsfähige Blase wird mit einem Fluid
auf einen vorbestimmten Druck aufgeblasen, so daß die ausdehnungsfähige Blase
im wesentlichen mit der gesamten Gewebeschicht in Kontakt ist, die
nekrotisiert werden soll. Das Fluid wird mittels eines Heizelements
erwärmt,
das in der ausdehnungsfähigen
Blase positioniert ist.
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Die
Temperatur und der Druck des Fluids werden von Einrichtungen gesteuert,
die mit der ausdehnungsfähigen
Blase verbunden sind. Die Blase wird mit dem Fluid befüllt bei
einer Temperatur über einen
Zeitraum gehalten, der ausreicht, um die Nekrose des Endometriums
zu bewirken. Bisher sind solche Systeme mit ineffizienten Heizelementen
und schwierig zu verwendenden Kathetern konfiguriert.
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Das
Dokument US-A-4 949 718 zeigt eine Vorrichtung zur endometrialen
Ablation, wobei die Vorrichtung einen Ballon mit einem darin befindlichen elektrischen
Heizelement und einen Katheter mit einem Lumen für das Ballonaufblasfluid und
einem anderen Lumen für
die elektrischen Drähte
für das
Heizelement aufweist, wobei der Katheter an seinem proximalen Ende
zwei Extremitäten
hat, die ein Ypsilon bilden, wobei die eine Extremität eine Fluidfüllöffnung und
eine Drucköffnung
und die andere Extremität
einen elektrischen Verbinder bildet.
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Es
besteht daher ein Bedarf für
ein intrauterines Ablationssystem, das ein Heizelement hat, das in
einer ausdehnungsfähigen
Blase angeordnet ist, wobei das System effizient ist, gleichzeitig
eine zuverlässige
Steuerung von Temperatur und Druck ermöglicht und doch kostengünstig und
ergonomisch konfiguriert ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Kurz
und allgemein ausgedrückt
stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein System
zur endometrialen Ablation bereit. Die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist in dem erwähnten System
enthalten. Sie sieht das Erwärmen
eines Aufblasmediums innerhalb einer ausdehnungsfähigen Blase
vor, die im Uterus einer Patientin positioniert ist. Die Vorrichtung
leitet das Aufblasmedium unter Druck in die aufblasbare Blase ein,
um so einen im wesentlichen gleichmäßigen Kontakt der Blase mit dem
Endometrium sicherzustellen.
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Das
System sieht die Regulierung der Temperatur und des Drucks des Aufblasmediums
vor, während
sich die ausdehnungsfähige
Blase für
einen gewünschte
Zeitdauer im Inneren des Uterus befindet. Die Erfindung sieht ferner
ein sicheres und wirkungsvolles Verfahren zur Ablation des Endometriums
des Uterus vor. Die vorliegende Erfindung stellt also ein relativ
kostengünstiges
und einfaches Verfahren bereit, um Menorrhagie bei Frauen zu behandeln.
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Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung weist ein langgestrecktes
rohrförmiges
Element auf, das ein erstes Lumen in Fluidverbindung mit einem Griff
hat, der an dem proximalen Ende des rohrförmigen Elements befestigt ist.
Die Vorrichtung weist ferner eine ausdehnungsfähige Blase, beispielsweise einen
Latexkautschuk-Ballon, auf, der an dem distalen Ende des rohrförmigen Elements,
das beispielsweise ein Dreifachlumen-Einführungskatheter ist, befestigt
ist. Ein Heizelement ist an dem distalen Ende des langgestreckten
rohrförmigen
Elements befestigt und im Inneren der ausdehnungsfähigen Blase
angeordnet.
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Das
Heizelement weist ein rohrförmiges Kernelement
auf, das an dem distalen Ende des langgestreckten rohrförmigen Elements
befestigt ist. Ein Widerstandsdraht ist bifilar um das Kernelement herumgewickelt,
und ein rohrförmiger
wärmeleitender
Mantel ist über
dem Kernelement und dem Widerstandsdraht angeordnet. Der Mantel
ist mit einer Wand ausgebildet, die eine Vielzahl von Längsschlitzen
hat, um zuzulassen, daß das
Aufblasmedium mit dem Widerstandsdraht in Kontakt gelangt. Ein erstes Thermoelement
ist an einer außenseitigen
Oberfläche
der Wand des rohrförmigen
Mantels befestigt, und ein zweites Thermoelement ist an einer innenseitigen
Oberfläche
der Wand des rohrförmigen
Mantels befestigt.
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Der
Griffkörper
ist an dem proximalen Ende des langgestreckten rohrförmigen Elements
befestigt und so konfiguriert, daß er ypsilonförmig ist.
Das proximale Ende des Griffs ist mit einer Fluidfüllöffnung ausgebildet,
die mit einem Aufblaslumen des rohrförmigen Elements in Fluidverbindung
ist. Ein Ventil ist zwischen dem Aufblaslumen und der Füllöffnung angeordnet
und damit in Fluidverbindung. Es kann eine Spritze zum Verbinden
mit der Füllöffnung vorgesehen
sein, um die ausdehnungsfähige
Blase mit Aufblasmedium bis zu einem gewünschten Druck aufzublasen.
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Das
Ypsilon des Griffs weist ferner eine Drucköffnung in Fluidverbindung mit
dem Aufblaslumen auf. Das eine Segment des Ypsilons enthält eine elektrische
Buchse, die mit mindestens zwei Drähten verbunden ist, die in
einem zweiten Lumen des rohrförmigen
Elements angeordnet und mit dem Heizelement verbunden sind. Gleichermaßen ist
die elektrische Verzweigungsstelle mit den vier Thermoelementleitungen
verbunden, die in einem dritten Lumen des rohrförmigen Elements getragen werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Vorrichtung zur endometrialen Ablation angegeben, wobei
die Vorrichtung folgendes aufweist:
ein langgestrecktes rohrförmiges Element,
das ein proximales Ende, ein distales Ende, ein erstes Lumen, ein
zweites Lumen und ein drittes Lumen hat, wobei sich jedes Lumen
von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende erstreckt;
eine
ausdehnungsfähige
Blase, die an dem distalen Ende des langgestreckten rohrförmigen Elements befestigt
ist, wobei die ausdehnungsfähige
Blase mit dem ersten Lumen des rohrförmigen Elements in Fluidverbindung
ist;
ein Heizelement, das an dem distalen Ende des langgestreckten
rohrförmigen
Elements befestigt und in der ausdehnungsfähigen Blase angeordnet ist,
wobei das Heizelement folgendes aufweist:
ein rohrförmiges Kernelement,
das ein distales Ende und ein proximales Ende hat, das an dem distalen Ende
des langgestreckten rohrförmigen
Elements befestigt ist;
einen Widerstandsdraht, der um das
Kernelement herumgewickelt und mit einer ersten Vielzahl von elektrisch
leitfähigen
Drähten
elektrisch verbunden ist, die in dem zweiten Lumen des langgestreckten rohrförmigen Elements
angeordnet sind;
einen rohrförmigen Mantel, der über dem
Kernelement und dem Widerstandsdraht angeordnet ist, wobei der Mantel
ein proximales Ende, das an dem distalen Ende des langgestreckten
rohrförmigen
Elements befestigt ist, und ein distales Ende hat; und
ein
erstes Thermoelement, das nahe der Wand des rohrförmigen Mantels
befestigt und teilweise in dem dritten Lumen des rohrförmigen Elements
angeordnet ist;
einen Griff, der an dem proximalen Ende des
langgestreckten rohrförmigen
Elements befestigt ist, wobei der Griff ein distales Ende, das an
dem proximalen Ende des langgestreckten rohrförmigen Elements befestigt ist,
und ein proximales Ende hat, das eine erste Extremität und eine
zweite Extremität
besitzt, die ein Ypsilon bilden, wobei der Griff einen Körper aufweist,
in dem folgende Komponenten angeordnet sind:
eine Fluidfüllöffnung,
die in der ersten Extremität
angeordnet und mit dem ersten Lumen des langgestreckten rohrförmigen Elements
verbunden und damit in Fluidverbindung ist;
ein Ventil, das
in der ersten Extremität
angeordnet und zwischen dem ersten Lumen des rohrförmigen Elements
und der Fluidfüllöffnung angeordnet
und damit in Fluidverbindung ist;
ein elektrischer Verbinder,
der in der zweiten Extremität
in elektrischer Verbindung mit dem ersten Thermoelement und mit
der ersten Vielzahl von elektrisch leitfähigen Drähten angeordnet ist, die in
dem zweiten Lumen des langgestreckten rohrförmigen Elements angeordnet
sind; und
eine Drucköffnung,
die zwischen der ersten Extremität
und der zweiten Extremität
in Fluidverbindung mit dem ersten Lumen des rohrförmigen Elements
angeordnet ist.
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Ferner
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein System angegeben zum Durchführen einer endometrialen Ablation,
wobei das System folgendes aufweist: eine Vorrichtung gemäß den Angaben
in Anspruch 1 und eine Steuerung, die zur Verbindung mit dem elektrischen
Verbinder ausgebildet ist, um elektrischen Strom an das Heizelement
zu liefern und zu regulieren.
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Die
Steuerung kann ferner einen Drucksensor in Fluidverbindung mit dem
Aufblaslumen des rohrförmigen
Elements aufweisen, um ein Drucksignal an eine Druckanzeigeeinrichtung
abzugeben, um den Druck in der ausdehnungsfähigen Blase sichtbar zu machen.
Ferner kann die Steuerung eine Temperaturumwandlungseinrichtung
zum Erzeugen eines Temperatursignals von dem Thermoelement und eine
Temperaturanzeigeeinrichtung zum Sichtbarmachen der Temperatur innerhalb
der ausdehnungsfähigen
Blase aufweisen. Die Druck- und Temperaturanzeigeeinrichtungen befinden
sich an einer Frontplatte eines Schranks oder einer Einheit, die
die Steuerungskomponenten enthält.
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Die
Steuerung kann ferner einen Zeitgeber zum Erzeugen eines Signals
für die
abgelaufene Zeit aufweisen, der mit einer ebenfalls an der Frontplatte der
Steuerung befindlichen Anzeigeeinrichtung verbunden ist. Eine Heizelement-Steuerung
ist mit dem Heizelement elektrisch verbunden und so ausgebildet,
daß sie
elektrischen Strom für
den Widerstandsdraht erzeugt.
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Schließlich kann
die Steuerung einen Mikroprozessor aufweisen, der so ausgebildet
ist, daß er das
Drucksignal, das Temperatursignal und das Signal für die abgelaufene
Zeit annimmt. Der Mikroprozessor kann ferner so ausgebildet sein,
daß er
den von der Heizelement-Steuerung erzeugten elektrischen Strom als
Funktion der Temperatur, des Drucks und der abgelaufenen Zeit reguliert.
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Ein
Verfahren zum Gebrauch des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht im Einführen
der ausdehnungsfähigen
Blase und eines Bereichs des rohrförmigen Elements in den Uterus
einer Patientin. Eine Quelle von Aufblasmedium wird an die Fluidfüllöffnung des
Griffs angeschlossen, und das Ventil in dem Griff wird geöffnet. Die
ausdehnungsfähige
Blase wird mit dem Aufblasmedium bis zu einem gewünschten
Druck aufgeblasen, und das Ventil wird geschlossen.
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Das
Aufblasmedium im Inneren der ausdehnungsfähigen Blase wird erwärmt, indem
dem Widerstandsdraht des Heizelements elektrischer Strom zugeführt wird.
Das Verfahren sieht vor, daß das
Aufblasmedium in der ausdehnungsfähigen Blase auf eine gewünschte Temperatur
entsprechend der Angabe durch die Thermoelemente erwärmt und
die Temperatur und der Druck innerhalb der ausdehnungsfähigen Blase
für einen
gewünschten
Zeitraum aufrechterhalten werden. Danach wird die ausdehnungsfähige Blase
entleert, und die ausdehnungsfähige
Blase und das rohrförmige
Element werden aus dem Uterus der Patientin entfernt.
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Diese
und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit
den beigefügten
Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine ausdehnungsfähige
Blase, die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet
wird und in den Uterus einer Patientin eingeführt und aufgeblasen wurde;
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2 zeigt
die Plazierung der ausdehnungsfähigen
Blase in dem Uterus;
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3 ist
eine Perspektivansicht einer Vorrichtung, die gemäß der Erfindung
ausgebildet ist und die Ballonkatheter-Anschlüsse zeigt;
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4 zeigt
die Frontplatte der Systemsteuereinheit;
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5 zeigt
die Rückplatte
der Systemsteuereinheit;
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6 ist
der Lüftungsöffnungen
aufweisende Heizelementmantel, der bei dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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7 ist
eine abgeschnittene Ansicht, die den Kathetergriff zeigt;
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8 ist
eine Seitenansicht des Griffs und seiner Anschlüsse an die Steuereinheit;
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9 ist
ein Teilquerschnitt und zeigt das Heizelement der in 7 gezeigten
Ausführungsform;
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10 ist
ein Querschnitt des Dreifachlumen-Einführungsrohrs, wobei die Heizelementdrähte und
die Thermoelementpaare gezeigt sind;
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11 ist
ein Querschnitt durch das Versorgungskabel;
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12 ist
ein Flußdiagramm
der Prozeßsteuerungsschleife,
wobei die Überwachung
von Temperatur, Druck und Zeit durch die Steuereinheit gezeigt ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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1 zeigt
einen aufgeblasenen ausdehnungsfähigen
Ballon bzw. eine Blase 5, die an einem Dreifachlumen-Einführungsrohr 3 befestigt
ist, das in einem menschlichen Uterus 6 positioniert ist.
Das Aufblasen der ausdehnungsfähigen
Blase 5 mit einem Fluid 25 gewährleistet einen gleichmäßigen Kontakt
der Blase mit der endometrialen Gewebeschicht 27 des Uterus 6.
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Das
Dreifachlumen-Einführungsrohr 3 und die
daran befestigte ausdehnungsfähige
Blase 5 müssen
hinreichend klein sein, wenn die ausdehnungsfähige Blase entleert ist, so
daß sie
bequem und sicher durch eine teilweise erweiterte Zervix in den
Uterus 6 eingeführt
werden können.
Das Dreifachlumen-Einführungsrohr
mit der entleerten Blase wird mit dem Zervikalkanal ausgefluchtet,
nachdem die Zervix mit einem Spekulum exponiert und mit einem Tenakulum
ergriffen worden ist.
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Nachdem
die ausdehnungsfähige
Blase 5 eingeführt
ist, sollte die ausdehnungsfähige
Blase auf einen ausreichenden Druck aufgeblasen werden, um einen
guten Kontakt mit der endometrialen Gewebeschicht an der inneren
Oberfläche
des Uterus sicherzustellen. Der Blasendruck sollte auf oder ungefähr auf 6,000 × 103 bis 26,664 × 103 Pa
(45 bis 200 mmHg) und bevorzugt ca. 15,999 × 103 bis
21,332 × 103 Pa (120 bis 160 mmHg) gehalten werden,
um die Gefahr eines Reißens
der ausdehnungsfähigen
Blase 5 und einer eventuellen inneren Verletzung der Patientin
zu minimieren.
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Die
ausdehnungsfähige
Blase 5 muß imstande
sein, hohen Temperaturen ohne Reißen standzuhalten, und ist
bevorzugt aus einem Material geformt, das gute Wärmeübertragungseigenschaften hat,
so daß eine
wirkungsvolle Erwärmung
stattfindet. Eine ausdehnungsfähige
Blase aus einem warmhärtbaren Kautschuk
wie etwa Latexkaut schuk hat sich als zufriedenstellend erwiesen.
Das Aufblasmedium oder Aufblasfluid 25 sollte bevorzugt
ein steriles nichttoxisches Fluid sein. Eine fünfprozentige Dextrose-/Wasserlösung hat
sich als zufriedenstellend erwiesen.
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Wie 2 zeigt,
wird eine nichtaufgeblasene ausdehnungsfähige Blase 5, die
an einem Dreifachlumen-Einführungsrohr 3 befestigt
ist, in die Vagina 21, vorbei an dem Zervikal-Os 22 und
durch den Zervikalkanal 23 zur Plazierung in dem Uterusraum 20 eingeführt. Die
Plazierung kann durch eine Skala 4 unterstützt werden,
die unmittelbar auf dem Einführungsrohr 3 vorhanden
ist, um die Einführungstiefe der
Blase 5 anzuzeigen.
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Das
Dreifachlumen-Einführungsrohr 3 besteht
aus einem halbflexiblen Material, beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol
(ABS), um die Einführung
in den Uterus zu erleichtern und gleichzeitig die Abstützung zu
bieten, die notwendig ist, um die ausdehnungsfähige Blase 5 zu manipulieren.
Das Dreifachlumen-Einführungsrohr 3 ist
mit einer Steuereinheit 30 verbunden, wie 3 zeigt.
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3 zeigt
die Anordnung der Steuereinheit 30 und des Ballonkatheters 1,
bestehend aus der ausdehnungsfähigen
Blase 5, dem Einführungsrohr 3,
dem Kathetergriff 10 und den Verbindungen dieser Elemente.
Eine Fluidbahn weist denjenigen Bereich der Erfindung auf, durch
den sich das Fluid 25 (1) bewegt,
einschließlich
einer Fluidquelle wie etwa einer Spritze 14, die mit dem
proximalen Ende des Kathetergriffs 10 über eine Fluidfüllöffnung 16 verbunden
ist, des Kathetergriffs 10, des Einführungsrohrs 3 und
der ausdehnungsfähigen
Blase 5.
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Der
Spritzenkolben 14 ist mit dem Kathetergriff 10 durch
die Fluidfüllöffnung 16 verbunden
und kann mittels einer Luerkupplung oder anderer geeigneter Einrichtungen
in seiner Lage befestigt sein. Ein Fluidfüllventil 18 ist ebenfalls
an dem Kathetergriff 10 vorgesehen.
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Die
Betätigung
des Fluidfüllventils 18 ermöglicht es
dem Bediener des Systems, die Menge an Fluid 25 in dem
Fluidsystem, das Aufblasen und Entleeren der ausdehnungs fähigen Blase
durch Hinzufügen
bzw. Entnehmen von Fluid und den Druck des Fluids 25 im
System zu steuern. Das Fluidfüllventil 18 bietet
außerdem
Schutz für
die Patientin, indem es eine rasche und sichere Minderung von zu
hohen Drücken
im System zuläßt, die
sich aufgrund irgendeiner Fehlfunktion aufbauen könnten.
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Eine
Betätigung
der Spritze 14 durch gleichzeitiges Drücken eines Kolbens 60 und
des Fluidfüllventils 18 bewirkt
das Einleiten von Aufblasmedium 25 durch den Kathetergriff 10 in
das Einführungsrohr 3.
Das Aufblasmedium 25 tritt aus dem Einführungsrohr 3 aus und
in die ausdehnungsfähige
Blase 5 ein und zwingt die ausdehnungsfähige Blase 5 dazu, sich
in Kontakt mit der endometrialen Gewebeschicht 27 des Uterus 6 auszudehnen,
wie in 1 zu sehen ist. Das Fluid 25 wird außerdem entlang
dem flexiblen Rohr 3 zu der Steuereinheit 30 geleitet,
so daß eine
Messung des Fluiddrucks innerhalb der Blase, wie nachstehend beschrieben
wird, ermöglicht
wird.
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Jeder
Teil der Fluidbahn ist in Fluidverbindung, so daß ein konstanter Fluiddruck
innerhalb des gesamten Fluidsystems vorhanden ist und die Messung
von Druck des an der Steuereinheit 30 befestigten Endes
ermöglicht
wird. Die Steuereinheit 30 ist mit dem Kathetergriff 10 an
dessen proximalem Ende über
eine Versorgungsleitung bzw. ein Versorgungskabel 70 verbunden.
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Der
Kathetergriff 10, der in den 7 und 8 gezeigt
ist, weist ein Fluidfüllventil 18,
einen Verbinder 19 und eine Verbindungsöffnung 83 sowie eine
Fluidfüllöffnung 16 auf.
Der Verbinder 19 ist so ausgebildet, daß er das Energie-/Temperatur-Versorgungskabel 70 aufnimmt.
Wie 8 zeigt, können Anschlußstecker 86 vorgesehen
sein, um die Versorgungskabelanbringung an dem Kathetergriff zu
befestigen. Die Verbindungsöffnung 83 ist
so ausgebildet, daß sie
die Druckleitung 87 aufnimmt.
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Wenn
die Spritze 14 an der Fluidfüllöffnung 16 des Kathetergriffs 10 angebracht
ist, kann Fluid in den Katheter eingeleitet werden, indem gleichzeitig das
Fluidfüllventil 18 und
der Kolben 60 gedrückt werden.
Der Druckanzeigemonitor, der an der Steuereinheit 30 vorgesehen
ist, zeigt den Druck an, und wenn der Druck in der ausdehnungsfähigen Blase unter
9,333 × 103 (70) oder über 23,998 × 103 Pa
(180 mmHg) ist, wird der Benutzer durch ein Warnsignal und/oder
einen Alarm darauf aufmerksam gemacht, daß der Druck entweder zu niedrig
oder zu hoch ist. Ein Bereich zwischen 15,999 × 103 und
21,332 × 103 (120 und 160 mmHg), bevorzugt 19,998 × 103 Pa (150 mmHg) wird als der akzeptable Betriebsbereich angesehen.
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Zum
Entfernen von Überschußfluiddruck
aus der ausdehnungsfähigen
Blase 5, wenn der Druck entweder zu hoch ist oder ein vollständiges Entfernen des
Katheters erwünscht
ist, wird der Kolben 60 der Spritze 14 zurückgezogen,
während
gleichzeitig das Fluidfüllventil 18 eingedrückt wird,
um einen Unterdruck zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Dieser Vorgang
zieht die ausdehnungsfähige
Blase 5 enger an den Katheter.
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Es
wird nun auf 7 Bezug genommen; das Fluidfüllventil 18 steuert
den Fluiddruck, der der ausdehnungsfähigen Blase zugeführt wird,
da es intern mit der inneren Druckleitung 85 verbunden
ist, die mit der Druckleitungs-Anschlußöffnung 83 verbunden
ist. Der Körper
des Griffs hat eine erste Extremität 86 und eine zweite
Extremität 89,
die ein Ypsilon bilden. Die Fluidfüllöffnung 16 ist in der
ersten Extremität 86 angeordnet.
Die elektrischen Verbinder des Heizelements 44 (9)
sind in der zweiten Extremität 89 angeordnet.
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Eine
Drucköffnung 83 für die Leitung 85 ist ebenfalls
zwischen der ersten und der zweiten Extremität 86 und 89 angeordnet.
Wenn das Fluidfüllventil 18 und
der Kolben 60 (9) eingedrückt werden, wird der ausdehnungsfähigen Blase 5 Fluid
zugeführt.
Wenn das Fluidfüllventil 18 eingedrückt und
der Kolben 60 zurückgezogen
wird, wird durch die resultierenden Unterdruckkräfte das Fluid aus der ausdehnungsfähigen Blase 5 zurückgedrängt und
in das Einführungsrohr 3 gedrängt, so
daß eine
Druckentlastung stattfindet.
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Die
Steuereinheit 30 (8) ist so
ausgebildet, daß sie
die Wärme
und Betriebszeiten reguliert oder steuert und außerdem Druckwerte überwacht und
anzeigt. 4 zeigt die Frontplatte 500 der
Steuereinheit 30. Die Steuereinheit 30 hat einen
Hauptschalter 529, eine Starttaste 540 und eine
Starttastenleuchte 550. Die Temperatur des Fluids 25 in
der ausdehnungsfähigen
Blase 5 ist an der Katheterheizelement-Temperaturanzeige 570 zu
sehen. Ebenso ist der Druck der Blase an der Anzeige 560 zu
sehen. Diese Anzeigen erlauben es dem Arzt, den voreingestellten
Druckbereich ohne weiteres dadurch zu erreichen, daß die Fluidmenge
in der Fluidbahn über die
Betätigung
der Spritze 14 verändert
wird (9).
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Der
Fluiddruck in der Blase wird durch Displays überwacht, die sich an der Vorderseite
des Bedienfelds 500 der Steuereinheit befinden. Der Druckverbinder 591 ist
dazu ausgebildet, die Druckleitung aufzunehmen, und ist mit dem
in der Steuereinheit befindlichen Druckmeßwandler (nicht gezeigt) direkt verbunden.
Der Druckmeßwandler
mißt den
Innendruck in der Fluidbahn einschließlich des Drucks des Fluids
im Inneren der ausdehnungsfähigen
Blase. Der Druckmeßwandler
erzeugt ein Signal, das den Innendruck der Fluidbahn einschließlich des
Drucks im Inneren der ausdehnungsfähigen Blase bezeichnet.
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Eine
Anschlußöffnung 592 ist
ferner vorgesehen zur Anbringung des Versorgungskabels an der Steuereinheit
und kann sowohl zur Aufnahme des Kabels als auch zur Überwachung
der Temperatur innerhalb der ausdehnungsfähigen Blase genutzt werden.
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Die
Steuereinheit 30 ist ein softwaregesteuertes System mit
notwendigen Hardware-Sicherungseinrichtungen.
Die Software steuert Fluidtemperatur und -druck unter gleichzeitiger Überwachung der
abgelaufenen Zeit des Vorgangs. Die abgelaufene Zeit ist an dem
Display 580 in Minuten und Sekunden gezeigt. Die Software
weist Schritte, wie z. B. Vorbehandeln (Priming) und Füllen des
Katheters und Starten und Stoppen des therapeutischen Heizzyklus
auf. Die Temperatur und der Druck werden jedoch sowohl von der Hardware
als auch der Software gemessen und angezeigt.
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12 ist
ein Flußdiagramm,
das die Überwachung
des Drucks, der Temperatur und der abgelaufenen Zeit durch die Steuereinheit 30 zeigt.
Die Prozeßsteuerschleife
von 12 überwacht
den akzeptablen Bereich von Messungen für Druck, Temperatur und abgelaufene
Zeit. Wenn die Messungen für Temperatur,
Druck und Zeit einen bestimmten Punkt über- oder unterschreiten, schaltet
sich die Einrichtung automatisch ab.
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Bevor
jedoch der Abschaltbereich erreicht ist, warnt die Einrichtung den
Benutzer, daß die Druck-,
Temperatur- oder Zeitvariable in einen gefährlich inakzeptablen Bereich
eingetreten ist. Der Benutzer kann durch Aufleuchten der Warnleuchte 510 (4)
an dem Schaltfeld der Steuereinheit, durch Aktivierung eines Alarmsignals
oder beides gewarnt werden.
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Schritt 121 zeigt,
daß die
vorliegende Einrichtung automatisch abschaltet, wenn der Druck entweder
26,664 × 103 Pa (200 mmHg) überschreitet oder 6,000 × 103 Pa (45 mmHg) unterschreitet. Der Warnbereich 120 kann
voreingestellt werden, um anzugeben, daß die Druckmeßwerte sich
einem kritischen Wert nähern.
Bei einer Ausführungsform
wurde beispielsweise der Benutzer jedesmal gewarnt, wenn der Druck
entweder für
2 Sekunden 23,998 × 103 Pa (180 mmHg) überschritt oder für jede beliebige
Zeitdauer unter 9,333 × 103 Pa (70 mmHg) fiel.
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Schritt 122 sieht
die automatische Abschaltung für
die abgelaufene Zeit der Vorheizdauer vor. Die Vorheizdauer oder
die Zeitdauer, bis die Fluidtemperatur den Wert erreicht, bei dem
die Therapiesitzung begonnen werden soll, ist hier auf ein Maximum
von vier Minuten eingestellt. Wenn die Temperatur die Therapietemperatur
nicht erreicht hat, wird ein Warnsignal abgegeben und die Einrichtung
abgeschaltet. Ebenso ist die abgelaufene Zeit für die Therapiesitzung hier
auf acht Minuten eingestellt, was die Vorheizdauer nicht einschließt, woraufhin
die Einrichtung automatisch abschaltet, wie in Schritt 123 gezeigt
ist.
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Wie 12 zeigt,
wird die Temperatur von der Software überwacht und angezeigt. Es
ist erwünscht,
daß die
Temperatur während
der Therapiesitzung 85 bis 90°C,
bevorzugt 87°C
erreicht. Wenn das Fluid 25 eingeleitet wird, hat es zuerst
eine Temperatur entsprechend der Raumtemperatur. Die Wärme der
Körperhöhlung kann
diese Temperatur zu Beginn des Eingriffs geringfügig über die Raumtemperatur erhöhen.
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Schritt 124 zeigt
die Vorheizphase, in der die Fluidtemperatur von Raumtemperatur
auf eine Temperatur zwischen 50 und 60°C, bevorzugt 55°C, erhöht wird.
Bei 55°C
beginnt die Therapiephase. Die Vorheizphase 124 dauert
gewöhnlich
30 bis 90 Sekunden, kann jedoch vier Minuten nicht überschreiben,
da die Einrichtung nach vier Minuten Vorheizdauer automatisch abschaltet,
wenn die Temperatur nicht auf 50 bis 60°C gestiegen ist.
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Während der
Therapiephase 125 wird die Temperatur regelmäßig überwacht,
und das Heizelement 44 (10) wird
so gesteuert, daß es
den Heizvorgang entweder verlangsamt oder beschleunigt. Im allgemeinen
wird sowohl der Beschleunigungsvorgang während der anfänglichen
Vorheizphase als auch der Beschleunigungsvorgang und Verlangsamungsvorgang
des Heizelements 44 während
der therapeutischen Phase durch Ein- und Ausschalten des Heizelementschalters,
der sich in der Steuereinheit 30 befindet, gesteuert.
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Die
Software stellt spezielle Verzögerungen ein,
mit welchen die Zeitdauer, während
der das Heizelement ein- und ausgeschaltet ist, gesteuert wird. Beispielsweise
kann während
der Vorheizphase das Heizelement für 1 ms eingeschaltet und für 128 bis 256 μs ausgeschaltet
werden. Aber mit Beendigung der Vorheizphase und dem Beginn der
Therapiephase kann die Abschaltdauer verlängert werden.
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Grundsätzlich wird,
wie 12 zeigt, sowohl während der Vorheiz- als auch
während
der Therapiephase der Temperaturgradient überwacht. Wenn die Temperatur
ansteigt und sich der oberen Temperaturgrenze nähert, wird das Verhältnis zwischen
der Ein- und der
Ausschaltdauer oder der Arbeitszyklus halbiert.
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Wenn
die Temperatur abfällt
und die Untergrenze erreicht, wird gleichermaßen das Ein-/Aus-Verhältnis um
einen Faktor zwei erhöht. Dieser
Vorgang wird wiederholt, bis eine Änderung erreicht wird und die
Temperatur je nach Wunsch entweder anzusteigen oder abzufallen beginnt.
Wenn die Temperatur in den erwünschten
Bereich von 85 bis 90°C
gelangt, wird der Arbeitszyklus verlangsamt, um den gewünschten
Bereich aufrechtzuerhalten.
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Wenn
die Temperatur zu irgendeiner Zeit nach dem Beginn der Therapiesitzung
entweder 95°C überschreitet
oder 75°C
unterschreitet, wird der Betrieb der Vorrichtung automatisch beendet.
Der Benutzer wird jedoch zuerst gewarnt, bevor das Heizelement vollständig abgeschaltet
wird. Bei einer Ausführungsform
wurde der Benutzer immer dann gewarnt, wenn die Temperatur für die Dauer
von 2 s oder länger
95°C überschritt
oder 83°C
unterschritt. Bei derselben Ausführungsform
wird der Betrieb des Heizelements immer dann automatisch beendet, wenn
die Temperatur für
15 s 90°C überschritt
(ohne daß sie
die Grenze von 95°C überschreiten
mußte).
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Die
Hardware der Steuereinheit weist ferner Fehlerkorrektureinrichtungen
mit einem in die Software eingebetteten Fehlerkorrekturcode auf.
Ein Kommunikationsport (nicht gezeigt) oder ein Ausgabeport für die Kommunikation
mit E/A-Einrichtungen, wie etwa einem PC-Drucker, kann im Bedarfsfall ebenfalls
vorgesehen sein. Der Kommunikationsport weist einen Paritätskontroll-
und Interrupt-Abwicklungsmechanismus auf.
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Auf
diese Weise erfolgt durch die Steuereinheit 30 (3)
eine Überwachung
und Anzeige des momentanen Drucks, und es wird zugelassen, daß die Vorrichtung
zwischen voreingestellten Grenzwerten von 6,000 × 103 Pa
und 26,664 × 103 Pa (45 und 200 mmHg) betrieben wird. Wenn
die Druckmeßwerte
aus diesen Grenzbereichen herausfallen, wird die Warnleuchte 510 (4)
eingeschaltet.
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Ebenso
reguliert die Einheit die Temperatur im Inneren der ausdehnungsfähigen Blase 5 durch Ändern einer
Serie von elektrischen Stromimpulsen zu dem Heizelement 44,
wie in 3 gezeigt ist. Wenn die gemessene Temperatur einen
vorher eingestellten Grenzwert von ca. 95°C überschreitet, leuchtet die
Warnleuchte 510 auf, der elektrische Strom zu dem Heizelement
wird unterbrochen, und der Benutzer wird aufgefordert, den Vorgang
abzubrechen.
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5 zeigt
das Hinterende oder die Rückseite
der Platte 595 der Steuereinheit. Dabei sind mehrere Sicherungen 596 sowie
ein Anschlußport 598 zur
Energiezuführung
zu der Einheit vorgesehen. Eine Spannungsanzeige 597 ist
ebenfalls vorgesehen, die so einstellbar ist, daß die Vorrichtung entweder
mit 110 oder mit 220 V betrieben werden kann.
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Es
wird nun auf die 6 und 9 Bezug genommen.
Die ausdehnungsfähige
Blase 5 hat an ihrem distalen Ende ein Heizelement 44 und
zwei Thermoelemente 66 und 68, die sämtlich an
dem Einführungsrohr 3 befestigt
sind. Das Heizelement 44 und eines der Thermoelemente sind
von einem Heizelementmantel 45 umgeben, der Zirkulationsöffnungen 46 hat,
wie 6 zeigt, damit Fluid im Inneren des Latexballons
mit dem Heizelement in Kontakt gelangen und den Ballon vor den Heizschlangen 47 schützen kann.
Das zweite Thermoelement 68 ist außerhalb des Heizelementmantels 45 angeordnet.
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Das
Heizelement 44 kann unter weiterer Bezugnahme auf die 6 und 9 betrachtet
werden. 6 ist eine Außenansicht
des Heizelements 44, das den Heizelementmantel 45 und
Zirkulationsöffnungen 46 aufweist. 9 ist
eine Seitenansicht, die das Heizelement 44 mehr im einzelnen
zeigt, wobei Widerstandsdrahtzuleitungen Energie von der Systemsteuereinheit 40 (3)
zu der Heizelementwicklung 47 leiten, so daß die Heizelementwicklung 47 das
Fluid 25 erwärmen
kann, das mit der Heizelementwicklung 47 in Kontakt gelangt,
während
das Fluid 25 durch die Zirkulationsöffnungen 46 strömt.
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Die
Heizelementwicklung 47 ist ein bifilar gewickelter Draht,
der um einen Kern 49 herum gewickelt wird, wobei der Kern
bevorzugt aus Keramikmaterial besteht. Das Ende des gewickelten
Drahts wird dann sicher an dem Kern 49 an jedem Abschlußende 13 und 21 befestigt.
Die Temperatur des Fluids 25 wird von dem Thermoelement 68 gemessen
und an dem Temperaturdisplay 32 angezeigt. Der Heizelementwicklungsmantel 45 verhindert
eine direkte Berührung
zwischen der ausdehnungsfähigen
Blase 5 und der Heizelementwicklung 47.
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Das
distale Ende des Kerns und des Heizmantels sind an einem Kunststoff-Vorderende 52 befestigt,
und das proximale Ende ist an einem zweiten Kunststoffgehäuse 54 befestigt,
das die Drähte
enthält,
die den elektrischen Strom in das Heizelement führen. Eine strukturelle metallische
Abstützleitung 56 ist
in dieses zweite Kunststoffgehäuse
teilweise eingebettet, um die strukturelle Integrität zu gewährleisten.
Der zweite Kunststoffkörper 54 ist
an dem Dreifachlumen-Einführungsrohr 3 befestigt.
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10 ist
eine Querschnittsansicht des Dreifachlumen-Einführungsrohrs 3. Das
Dreifachlumen-Einführungsrohr 3 hat
eine spezielle Innenstruktur mit einem kreisrunden Bereich 60 in
der Mitte und zwei tortenstückförmigen Bereichen 61 und 62,
die den Umkreis des mittleren kreisrunden Bereichs 60 umschließen. Der
kreisförmige
Bereich 60 ist als Fluidkanal oder Fluidbahn in die ausdehnungsfähige Blase 5 ausgebildet.
Die beiden tortenstückförmigen Bereiche 61 und 62 enthalten
die Thermoelemente 66 und 68 bzw. die Heizelementdrähte 67.
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11 ist
eine Querschnittsansicht des Versorgungskabels 70. Das
Versorgungskabel 70 dient dazu, die Steuereinheit 30 mit
dem Ballonkatheter 1 zu verbinden, wie 3 zeigt.
Das Versorgungskabel 70 führt elektrische Energie zu
dem Heizelement 44 in 9 und elektrische
Temperaturmeßsignale von
den Thermoelementen 75 und 76 und sorgt für die Abschirmung
gegenüber
elektromagnetischen Beeinflussungen (EMI) und Funkstörungen (RFI).
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Das
Versorgungskabel ist an die Steuereinheit 30 und den Ballonkatheter 1 über eine
Kombination aus zweckbestimmten elektrischen Verbindern wie Steckern
und Buchsen angeschlossen. Das Versorgungskabel 70 ist
speziell so zusammengebaut, daß der
Außendurchmesser
des Kabels verringert ist.
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11 zeigt,
daß das
Versorgungskabel einen Mantel 74 aufweist, in dem drei
Gruppen von elektrisch leitenden Drähten 77, 78 und 79,
die schließlich
mit dem Heizelement 44 verbunden werden, innerhalb des
Mantels verdrillt und als Verdrillung mit geringem Profil untergebracht
sind.
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Eine
innere Abschirmung 72 ist in der Mitte des Kabels 70 angeordnet.
Die innere Abschirmung 72 enthält die beiden Thermoelementpaare 75 und 76.
Die drei Gruppen von elektrisch leitfähigen Drähten 77, 78 und 79 sind
gleichbeabstandet um den Umfang der inneren Thermoelementabschirmung angeordnet.
Diese drei Gruppen von elektrisch leitenden Drähten 77, 78 und 79 sind
letztlich so miteinander verdrillt, daß sie eine Gruppe von Heizelementdrähten bilden,
die mit dem Heizelement 44 verbindbar sind.
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Die
für diese
Behandlung der Menorrhagie angewandte Gesamtmethodik weist folgendes
auf: Energiezuführung
zu der Steuerung; Starten des Initialisierungsvorgangs; Einführen und
Befüllen
des Katheters und Beaufschlagen desselben mit Druck bis zu einem
Soll-Druckpunkt; Beginnen der Heiztherapie durch Aktivieren des
Heizelements; Fortsetzen der Heiz- und Drucktherapie für eine vorgegebene Zeitdauer
von ungefähr
acht Minuten; und Überwachen
von Temperatur und Druck während
dieser Zeit, so daß keine Überschreitung über einen
Sollwert von ungefähr
90°C erfolgt.
Zu den vorgegebenen Zeitintervallen wird die aktuelle Temperatur
erfaßt,
um sie entweder zu erhöhen,
bis sie den Sollwert erreicht, oder aufrechtzuerhalten, nachdem
sie den Sollwert erreicht hat.
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Die
Erfindung wird nachstehend durch das folgende Beispiel eines Vorgangs
veranschaulicht, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
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Beispiel
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Dem
Kauterisationsvorgang geht ein Screening des betroffenen Bereichs
auf Krebs innerhalb etablierter Normen voraus. Ein PAP-Abstrich
und eine endometriale Biopsie/Kürettage
müssen
Krebs oder präkanzeröse Lesionen
des Uterus und der Cervix ausschließen. Wenn ein fibroider Uterus
vorliegt, sollte eine Ultraschalluntersuchung Ovarialmassen ausschließen. Der
Uterushohlraum muß eine
Länge von
10 cm oder weniger haben, um für
die geringe Größe der ausdehnungsfähigen Blase
geeignet zu sein.
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Es
wäre zu
bevorzugen, wenn sich die Patientin in einem postmenstruellen Zustand
befände. Alternativ
kann die Patientin mit Danazol oder einem Äquivalent behandelt werden.
Die Therapie mit Danazol führt
zu einer Blutungsverringerung auf eine Rate von 800 ml/Tag sowie
zu einem dünnen
Endometrium.
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Die
Behandlung sollte ab dem fünften
Tag der vorhergehenden Menstruationsperiode bis zwei Wochen nach
dem Eingriff fortgesetzt werden. Die Behandlung der Patientin mit
Danazol oder die Vorgabe, daß die
Patienten sich in einem postmenstruellen Zustand befindet, sind
jedoch nicht zwingend. Die Patientin unterzieht sich dem Eingriff
in der chirurgischen Ambulanz oder Poliklinik, wo Valium und/oder Demerol
intravenös
verabreicht werden können, wenn
während
der Heizphase des Eingriffs Schmerzen auftreten.
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Der
Applikator wird nach beidhändiger
Untersuchung und Spiegelung der Cervix eingeführt. Eine Dilatation auf 6
mm kann notwendig sein, was eine lokale 1%-Lidocainblockierung der
Cervix erforderlich machen kann. Nachdem der Applikator sich an
Ort und Stelle befindet, ragt der Applikatorschaft aus der Vagina
und besteht aus einem elektrischen Anschlußstecker, einer Druckleitung,
einer Spritzenfüllöffnung und
einem steifen Rohr. Die Plazierung des Applikators kann durch Distanzmarken
auf dem steifen Rohr, die die Einführungstiefe bezeichnen, erleichtert
werden.
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Nach
Plazierung des Applikators wird dieser mit einer Steuereinheit verbunden,
indem der elektrische Verbinder und der flexible Schlauch, die an
dem Griff befestigt sind, mit ihren Buchsen an der Steuereinheit
verbunden werden.
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Anschließend an
die Einführung
des Applikators wird die Steuereinheit eingeschaltet. Die Temperatur
des Fluids in der Blase wird von der Steuereinheit auf 87°C voreingestellt
und kann über
das in der Blase befindliche Thermoelement gemessen werden. Fluiddruckgrenzwerte
sind voreingestellt und können
nach dem Aufblasen der ausdehnungsfähigen Blase durch Einleiten
von Fluid in das Fluidsystem, indem der Plunger an dem Spritzenkolben
eingedrückt
wird, ohne weiteres gemessen werden, indem das an der Steuereinheit
befindliche Druckdisplay betrachtet wird.
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Der
Arzt fährt
dann fort, die ausdehnungsfähige
Blase mit dem Plunger an dem Spritzenkolben, der als Fluidquelle
dienen kann, aufzublasen. Der Arzt injiziert das Fluid in das Fluidsystem,
bis das Display der Steuereinheit anzeigt, daß der Fluiddruck innerhalb
der vorgegebenen Grenzwerte liegt. Das zum Füllen der ausdehnungsfähigen Blase
notwendige Volumen ist in den meisten Fällen ca. 30 cm3,
um den Druck zu erreichen, bei dem sich die Blase im wesentlichen
mit dem gesamten Endometrium in Kontakt befindet.
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Der
Arzt aktiviert dann das Heizelement, um das Fluid auf einen voreingestellten
Wert zu erwärmen.
Das Heizelement in der Blase ist über den Stecker angeschlossen,
um das Fluid in der Blase auf eine Temperatur von ca. 87°C zu bringen.
Wenn dieser Temperaturwert erreicht ist, wird der Systemzeitgeber
aktiviert, um den Eingriff zeitlich zu steuern und das Heizelement
am Ende einer voreingestellten Periode automatisch abzuschalten.
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Nach
Beendigung des Eingriffs werden das Druckventil und der Kolben betätigt, so
daß das
Fluid aus dem Fluidsystem abgezogen werden kann, so daß die ausdehnungsfähige Blase
entleert wird. Nach Entleerung der ausdehnungsfähigen Blase kann der Applikator
sicher aus der Patientin entfernt werden.