DE69829457T2

DE69829457T2 - Vorrichtung zur bestrahlung der innenräume des organismus

Info

Publication number: DE69829457T2
Application number: DE69829457T
Authority: DE
Inventors: Roland Bays; Alain Woodtli; Georges Wagnieres; Hubert Van Den Bergh
Original assignee: Medlight SA
Current assignee: Medlight SA
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2018-08-29
Also published as: FR2767703A1; EP0935484A1; DE69829457D1; US6364874B1; WO1999011322A1; EP0935484B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestrahlung innerer Höhlungen des Organismus, insbesondere zur Behandlung bestimmter Störungen mittels photodynamischer Therapie, wobei die Vorrichtung einen biegsamen, aus einem t ransparenten Material hergestellten Katheter, der eine optische Faser enthält, bei der ein Teilstück des Endes zum radialen Diffundieren von Licht eingerichtet ist, das von einer am anderen Ende der Faser angebrachten Quelle stammt, und einen aufblasbaren, aus einem Elastomermaterial hergestellt Ballon umfasst, der die Eigenschaft besitzt, das Licht zu diffundieren, und an einem Ende des Katheters derart befestigt ist, dass er das diffundierende Teilstück der optischen Faser bedeckt.
Stand der Technik
Zur Behandlung bestimmter Krebsläsionen, die sich in Höhlungen des menschlichen Körpers befinden, wie zum Beispiel den Bronchien, dem Ösophagus oder dem Uterus, hat man immer öfter auf die photodynamische Therapie zurückgegriffen, welche die Bestrahlung des T umors mithilfe von diffusem Licht umfasst. Diese Bestrahlung erfolgt mithilfe von Vorrichtungen, die einen Katheter umfassen, der eine optische Faser umschließt, die mit einer Laserlichtquelle verbunden ist, und der in den Biopsiekanal eines herkömmlichen Endoskops eingeführt werden kann. Um eine so homogene Lichtdiffusion wie möglich zu erhalten und die Wand der Höhlung nicht zu beschädigen, wird das in die Höhlung eingeführte Ende des Katheters mit einem Ballon abgedeckt, der, wenn er an Ort und Stelle ge bracht ist, derart aufgeblasen wird, dass er sich an die Wände der zu behandelnden Höhlung anlegt.
Bei den zurzeit verwendeten Vorrichtungen, insbesondere solchen, die Gegenstand der Veröffentlichung DE 39 09 843 sind, wird im Falle einer unregelmäßigen Höhlung auf die Wände der Höhlung eine Schicht aus einem Material aufgebracht, das diffundierende Eigenschaften besitzt, um Homogenität der Lichtverteilung zu erhalten. Es kann auch eine elastische Auskleidung verwendet werden. Die Zerstäubung der diffundie renden Schicht ist ein schwieriger Arbeitsgang, und wenn man eine aufblasbare elastische Auskleidung in dieser Art der Höhlung verwendet, muss man einerseits einen genügend hohen Aufblasdruck ausüben, damit die Auskleidung die Wand der Höhlung so weit wie möglich bekleidet, was zu erhöhten und unterschiedlichen Druckspannungen auf die Wände der Höhlung und zu einem Risiko führt, dass die Gefäßversorgung der Gewebe verändert wird, und andererseits erzeugt man Dickenunterschiede in der Wand der Auskleidung, was zu einer unregelmäßigen Lichttransmission führt.
Eine Vorrichtung gemäß der Präambel des Anspruchs 1ist in dem Dokument FR 2600205 offenbart.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu überwinden, indem eine Vorrichtung bereitgestellt wird, bei der die elastische Auskleidung oder der Ballon die zu behandelnde Wand gut auskleidet und so einen gleichmäßigen Druck auf die Wände der Höhlung ausübt, wobei die Dicke der Wände dieses Ballons nach dem Aufblasen konstant bleibt. Außerdem ist der zum Aufblasen benötigte Druck klein, wodurch der erhaltene Druck, der durch den Ballon auf die Gewebe der zu behandelnden Höhlung ausgeübt wird, ebenfalls klein ist und sie nicht Gefahr laufen, beschädigt zu werden. Auf dies e Weise erhält man eine homogene Verteilung des diffundierten Lichts in den zu behandelnden Höhlungen jeglicher Form, wobei man gleichzeitig die Wände dieser Höhlungen schont.
Der Ballon der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mithilfe einer Form vorgefertigt, die im Wesentlichen die Gestalt einer zu behandelnden Höhlung hat, damit er deren Form annimmt und einem gleichmäßigen Druck auf die Wände der Höhlung ausübt.
Vorteilhafterweise kann der Ballon mittels Abformung eines spezifischen Abdrucks der zu behandelnden Höhlung hergestellt werden.
Bei allen Ausführungsformen umfasst der Ballon einen Hals, der derart eingerichtet ist, dass er in das Ende des Katheters eingefädelt werden kann, welches das diffundierende Teilstück der optischen Faser umgibt, und dadurch wird die Längsachse des diffundierenden Teilstücks der optischen Faser mit der Symmetrieachse des Ballons in Übereinstimmung gebracht.
Vorzugsweise ist die optische Faser in einer Schutzhülle untergebracht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform um fasst der Katheter an seinem Ende, das dem durch den Ballon bedeckten gegenüberliegt, eine axiale Öffnung, die zum Aufnehmen der optischen Faser eingerichtet ist, und eine radiale Öffnung, die derart eingerichtet ist, dass sie die Mittel zum Aufblasen des Ballons in den Raum einbringt, der durch die Innenwand des Katheters und die Schutzhülle, welche die optische Faser umschließt, begrenzt wird.
Bei den Mitteln zum Aufblasen des Ballons kann es sich um Luft oder eine sterile Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, handeln.
Zum Verteilen des Mittels zum Aufblasen in dem Ballon umfasst das Ende des Katheters, das von dem Ballon bedeckt ist, radiale Öffnungen in regelmäßigen Abständen, die in seinem Umfang angeordnet sind.
Bei allen Ausführungsformen ist der Ballon derart eingerichtet, dass er aufgeblasen wird, wenn er in die zu behandelnde Höhlung eingebracht worden ist.
Vorteilhafterweise kann er Mittel zum Kontrollieren des Drucks umfassen, der durch den Ballon auf die Wände der zu behandelnden Höhlung ausgeübt wird.
Kurzgefasste Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird anhand der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen und der beigefügten Zeichnungen besser verstanden, in denen:
1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, die zur Bestrahlung der Bronchien eines Patienten bestimmt ist, und 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, die zur Bestrahlung des Uterus einer Patientin bestimmt ist.
Beste Arten der Ausführung der Erfindung
Siehe 1: Die Vorrichtung 10, die dazu bestimmt ist, in die Bronchien eines Patienten eingeführt zu werden, besteht aus einem Katheter 11, der aus einem transparenten, biegsamen Material hergestellt und an einem 12 seiner Enden v erschlossen ist, einer optischen Faser 13, die in dem Katheter untergebracht ist, und einem am Ende 12 des Katheters 11 befestigten aufblasbaren Ballon 14. Die Abmessungen der Vorrichtung 10 sind derart, dass sie in den Biopsiekanal eines herkömmlichen Endoskops (nicht dargestellt), das zur Untersuchung der Organe des menschlichen Körpers bestimmt ist, eingeführt werden kann.
Die Faser 13, deren Durchmesser kleiner als derjenige des Katheters 11 ist und die von einer Schutzhülle 9 umgeben ist, wird in den Katheter durch eine axiale Öffnung 15 durch ein fest mit dem anderen Ende 17 des Katheters verbundenes Ansatzstück 16 eingeführt, bis sie in Kontakt mit dem Ende 12 steht, wobei ein Raum 8 zwischen der äußeren Wand der Hülle 9 und der Innenwand des Katheters 11 gebildet wird. Diese Faser 13, die zum Leiten von Licht eingerichtet ist, das von einer Quelle (nicht gezeigt) am Ende 12 des Katheters stammt, ist an ihrem in den Katheter eingeführten Ende mit einem Teilstück 18 versehen, das Eigenschaften der radialen Diffusion des von der Faser transmittierten Lichts besitzt.
Der Ballon 14, der dazu bestimmt ist, das Licht zu homogenisieren, das in der zu behandelnden Höhlung durch das Teilstück 18 der Faser 13 diffundiert wird, damit die Bestrahlung der Höhlung, in diesem Beispiel der Bronchien, auf gleichmäßige Weise erfolgt, ist ein aufblasbarer Ballon, der, wenn er aufgeblasen ist, die Wand der zu behandelnden Höhlung auskleiden muss. Zu diesem Zweck ist er aus einem verformbaren Elastomermaterial hergestellt, wie Latex oder Silikon, das bei dieser Anwendung mit Teilchen eines diffundierenden Materials, wie Titandioxid, beladen ist, um die Diffusionseigenschaften des Ballons zu verbessern. Der Ballon wird zusammengefaltet in das Ende 12 des Katheters eingefädelt, damit er das diffundierende Teilstück 18 bedeckt. Dazu ist er an einer seiner Enden mit einem Hals 19 versehen, dessen Durchmesser gleich dem äußeren Durchmesser des Katheters 11 ist, damit die Zentrierung des diffundierenden Teilstücks 18 der Faser 13 in Bezug auf den Ballon 14 gewährleistet ist. Er ist am Katheter mittels Verkleben und Verbinden seines Halses 19 mit der äußeren Wand des Katheters 11 befestigt.
Damit das Licht die Höhlung durch den aufblasbaren Ballon hindurch gleichmäßig bestrahlt, muss letzterer die Form der Höhlung annehmen und dabei gleichzeitig eine konstante Wanddicke beibehalten, damit alle zu bestrahlenden Punkte die gleiche Lichtmenge erhalten. Es ist nicht möglich, dies mit den Ballons der langgestreckten oder zylindrischen St andardform zu erhalten. Folglich wird der erfindungsgemäße Ballon 14 direkt in der Form der Höhlung hergestellt, in die er eingeführt werden soll, in diesem Beispiel langgestreckt zylindrisch. Dazu führt man auf an sich bekannte Weise eine Abformung eines spezifischen Abdrucks der zu behandelnden Höhlung durch.
Das Aufblasen des Ballons, der zusammengefaltet in die Höhlung eingebracht wird, erfolgt anschließend mithilfe von Luft oder einer sterilen Flüssigkeit, wie Wasser, unter Druck, die in den Raum 8, d er sich zwischen der Faser 13 und der Innenwand des Katheters befindet, durch eine an dem Ansatzstück 16 angebrachte radiale Öffnung 20 eingebracht wird. Diese Luft oder Flüssigkeit wird durch radiale Öffnungen 21, die in regelmäßigen Abständen auf dem Umfang des Teilstücks des Endes des Katheters angeordnet sind, das sich im Inneren des Ballons befindet, in den Ballon 14 eingespritzt. Die Verwendung einer Flüssigkeit als Mittel zum Aufblasen ermöglicht es, wenn nötig, das diffundierende Teilstück 18 der optischen Faser zu kühlen.
Wenn der Ballon die Form der Höhlung besitzt, ist der zu seinem Aufblasen benötigte Druck klein, und dies beseitigt die Probleme mit einer Veränderung der Gefäßversorgungszustände der betreffenden Gewebe aufgrund eines zu hohen Drucks, der an die Wände der Höhlung angelegt wird, was zu Variationen in der Wirksamkeit der Therapie führt.
Um die Dichtheit der Vorrichtung zu gewährleisten, sind die Öffnungen 15 und 20 des Ansatzstücks 16 jeweils mit einem Verschlussstopfen in Form einer O-Ring-Dichtung für die axiale Öffnung 15 und einem mit einem Ventil fest verbundenen Stopfen (nicht gezeigt) für die Öffnung 21 versehen, wobei das Ventil die Regulation des Drucks, unter dem das Mittel zum Aufblasen des Ballons eingeführt wird, und so mit das Kontrollieren des erhaltenen Drucks, der durch den Ballon auf die Gewebe ausgeübt wird, ermöglicht.
2 veranschaulicht eine Vorrichtung 100, die zur Behandlung der Uterushöhlungen einer Patienten bestimmt ist. Die Bauteile, aus denen sie besteht, sind identisch mit den in Bezug auf 1 beschriebenen und tragen die gleiche Bezugszahl, nur der Ballon 140 ist anders. Dieser Ballon 140, der die Gestalt eines Uterus hat, wird durch Abformen einer Form erhalten, beispielsweise aus Aluminium, die ausgehend von einem Abdruck des zu behandelnden Uterus hergestellt wird.
Die Flexibilität des Ballons ermöglicht es der Vorrichtung, sich an die wirklichen Abmessungen des Uterus anzupassen, die zwischen zwei Patientinnen variieren können, und folglich ist es nicht notwendig, einen Ballon für jeden zu behandelndem Patienten herzustellen.
Bei dieser Ausführung, wobei der Ballon eine besondere Form aufweist, ist es notwendig, an dem Katheter 11 eine Orientierungsmarkierung 130 vorzusehen, damit der Ballon 140 bei der Einführung der Vorrichtung in den Körper in Bezug auf den Uterus korrekt positioniert ist und bei seinem Aufblasen die zu behandelnde Wand gut auskleidet.
Bei anderen Ausführungsformen kann man den Ersatz der einzigen optischen Faser durch mehrere Fasern je nach der erforderlichen Beleuchtungsstärke vorsehen.

Claims

Vorrichtung zur Bestrahlung innerer Höhlungen des Organismus, insbesondere zur Behandlung bestimmter Störungen mittels photodynamischer Therapie, wobei die Vorrichtung einen biegsamen, aus einem transparenten Material hergestellten Katheter (11), der an einem (12) seiner Enden verschlossen ist und eine optische Faser (13) enthält, bei der ein Teilstück des Endes (18) zum radialen Diffundieren von Licht eingerichtet ist, das von einer am anderen Ende der Faser angebrachten Quelle stammt, und einen aufblasbaren, aus einem Elastomermaterial hergestellten Ballon (14, 140) umfasst, der die Eigenschaft besitzt, das Licht zu diffundieren, und an einem Ende des Katheters derart befestigt, dass er das diffundierende Teilstück (18) der optischen Faser (13) bedeckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballon (14, 140) mithilfe einer Form, die im Wesentlichen die Gestalt der zu behandelnden Höhlung hat, derart vorgefertigt wird, dass, wenn der in die Höhlung eingeführte Ballon aufgeblasen wird, er sich an ihre Form anpasst und einen gleichmäßigen Druck auf die Wände ausübt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Abformung erhaltene Gestalt des Ballons (14, 140) identisch mit derjenigen eines spezifischen Abdrucks der Höhlung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballon einen Hals (19) umfasst, der zum Einfädeln in das Ende (12) des Katheters, welches das diffundierende Teilstück (18) der optischen Faser (13) umgibt, eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des diffundierenden Teilstücks (18) der optischen Faser (13) mit der Symmetrieachse des Ballons (14, 140) in Übereinstimmung gebracht worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (13) in einer Schutzhülle (9) untergebracht ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Katheter (11) an seinem Ende (17), das dem durch den Ballon (14, 140) bedeckten gegenüberliegt, eine axiale Öffnung (15), die zum Aufnehmen der optischen Faser (13) eingerichtet ist, und eine radiale Öffnung (20) umfasst, die zum Einbringen der Mittel zum Aufblasen des Ballons (14, 140) in den Raum (8), der durch die Innenwand des Katheters und die Schutzhülle (9), welche die optische Faser (13) umgibt, begrenzt wird, eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Mitteln zum Aufblasen des Ballons um Luft handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Mitteln zum Aufblasen des Ballons um eine sterile Flüssigkeit handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (12) des Katheters, das durch den Ballon (14, 140) bedeckt ist, radiale Öffnungen (21) umfasst, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind und zum Verteilen des Mittels zum Aufblasen in dem Ballon eingerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Ballon (14, 140) derart eingerichtet ist, dass er aufgeblasen wird, wenn er in die zu behandelnden Höhlung eingebracht worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Kontrollieren des Drucks umfasst, der durch den Ballon (14, 140) auf die Wände der zu behandelnden Höhlung ausgeübt wird.