DE9209951U1 - Vorrichtung für die kontrollierte Bestrahlung bei photodynamisch-therapeutischer Behandlung von Frühkarzinomen und stenosierenden Tumoren in menschlichen Hohlorganen mit zylindrischer Geometrie - Google Patents

Vorrichtung für die kontrollierte Bestrahlung bei photodynamisch-therapeutischer Behandlung von Frühkarzinomen und stenosierenden Tumoren in menschlichen Hohlorganen mit zylindrischer Geometrie

Info

Publication number
DE9209951U1
DE9209951U1 DE9209951U DE9209951U DE9209951U1 DE 9209951 U1 DE9209951 U1 DE 9209951U1 DE 9209951 U DE9209951 U DE 9209951U DE 9209951 U DE9209951 U DE 9209951U DE 9209951 U1 DE9209951 U1 DE 9209951U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bougie
applicator according
external
applicator
tumors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE9209951U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sroka Ronald Dipl-Phys 8000 Muenchen De
Original Assignee
Sroka Ronald Dipl-Phys 8000 Muenchen De
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sroka Ronald Dipl-Phys 8000 Muenchen De filed Critical Sroka Ronald Dipl-Phys 8000 Muenchen De
Priority to DE9209951U priority Critical patent/DE9209951U1/de
Publication of DE9209951U1 publication Critical patent/DE9209951U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N5/0601—Apparatus for use inside the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/062—Photodynamic therapy, i.e. excitation of an agent
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • A61B2018/2255—Optical elements at the distal end of probe tips
    • A61B2018/2261—Optical elements at the distal end of probe tips with scattering, diffusion or dispersion of light

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Description

Ronald Sroka Dipl.-Phys.
Carl-Orff-Bogen 29
D-8000 München 45
Tel.: 089-3161337 &rgr;
089-31873073 d
Bezeichnung der Erfindung
Vorrichtung für die kontrollierte Bestrahlung bei photodynamisch-therapeutischer Behandlung von Frühkarzinomen und stenosierenden Tumoren in menschlichen Hohlorganen mit zylindrischer Geometrie
Stand der Technik
Bei der PDT von Tumoren in der Speiseröhre wird die photosensibilisierte Organwand mit Licht beleuchtet. Wegen der ungenügenden Tumorselektivität des Photosensibilisators ist das benachbarte gesunde Gewebe vor Lichtexposition zu schützen. Das Tumorareal ist mit einer definierten Lichtdosis, mit geringer Lichtintensitätsschwankung über den gesamten Bereich zu bestrahlen. Dies erfordert sowohl eine axiale als auch eine zirkumferentielle homogene Ausleuchtung sowie eine definierte Applikationsgeometrie.
Bisher wurden diese Behandlungen aufgrund vielfältiger Unzulänglichkeit bereits vorhandener Applikationssysteme nur selten durchgeführt. Modifikationen des Faserendes führen zu einer zylindrischen Abstrahlung des Lichtes. Die Modifizierungsmöglichkeiten sind im folgenden kurz dargestellt:
* Beschichtung des entcladdeten Faserendes mit Brechungsindexsprung herabsetzenden Mitteln [11,12]
* Veränderung des Totalreflexionswinkels durch Bearbeitung der Oberfläche eines entcladdeten Faserendes [3,4,13]
* Umlenkung des Lichtes bei der Auskopplung am Faserende [5,6,7,8,9,10]
* Ausnutzung der Streueigenschaften aufgesetzter Streukörper an das Faserende [1,2,14,15]
Von den Firmen LaserTherapeutics (Laserguide) und QLT werden Strahler mit zylindrischer Abstrahlung kommerziell angeboten.
Mit keinem der angegebenen Systeme kann eine hinreichende Homogenität der Intensitätsverteilung hervorgerufen werden. Eine definierte Positionierung (auch Plazierung durch Führungsdraht) und ein konstanter Abstand zum Gewebe kann mit den beschriebenen Lösungen (Ausnahme 15) nicht erfolgen. Bei keiner der Lösungen ist das Bestrahlungsareal hinreichend definiert eingegrenzt, sodaß benachbartes gesundes Gewebe bestrahlt und geschädigt werden kann. Mit den angegebenen Lösungen kann nur eine komplett zirkumferentielle Bestrahlung erfolgen. Für axial längere Tumore (größer 2cm) ist eine Bestrahlung nur durch Verschiebung des Strahlers möglich. Eine befriedigende dosimetrische Aussage bezüglich der tatsächlich applizierten Lichtenergie ist nur unzureichend möglich.
Problemstellung
Das neu entwickelte System hat die Aufgabe für die PDT von Tumoren in röhrenförmigen Hohlorganen eine homogene Intensitätsverteilung auf dem zu behandelnden Bereich hervorzurufen. Dabei soll benachbartes gesundes Gewebe nicht beleuchtet werden. Dies erfordert eine Eingrenzung zu einem
definierten Bestrahlungsareal . Durch exakte axiale
Positionierung in der Speiseröhre wird eine reproduzierbare und berechenbare Dosimetrie möglich. Die Konfiguration von Aussenbougie und Kernbougie ermöglichen die Bestrahlung vielfältiger Geometrien und unterschiedliche Variationsmöglichkeiten für Bestrahlungen in axialer Länge und im Sektorbereich der Abstrahlungscharakteristik. Diese Variationsmöglichkeiten sind durch die Kombinierbarkeit der Systemkomponenten gegeben.
Darstellung der Erfindung
Das entwickelte System besteht aus Aussenbougie (Abb.1) und Kernbougie mit Applikator (Abb.2).
Der Aussenbougie (Abb.1) besteht aus transparentem Kunststoff mit Wandstärke kleiner 1mm und ist über einen Führungsdraht positionierbar. Querschnittsänderung bei Krümmungen werden durch den Einbau von Stabilisatoren im proximalen Bereich (Abb.1 /1/) verhindert. Ferner ist das vordere Ende ähnlich einem Savary-Gillard Bougie (Abb.1 /2/) ausgebildet und beinhaltet einen Kanal zur Aufnahme eines Führungsdrahtes (Abb.1 /3/), ein Septum (Abb.1 /4/), sowie Röntgenmarkierungen. Der hintere Bougiekörper ist mit cm-Einteilung versehen. Ferner wird der hintere Körper wahlweise als zirkumferentiell transparent oder semi-zirkumferentiell transparent ausgebildet.
Der Kernbougie mit Applikator (Abb.2) besteht im proximalen Teil aus Kunststoff und besitzt einen Kanal für die Glasfaser (Abb.2 /5/), sowie eine konzentrischen Kanal zur Luftzuführung (Abb.2 /6/). Der Glasfaserkanal ist mit einer Faserfixiereinheit (Abb.2 IlI) und der Luftkanal mit einem Rückschlagventil (Abb.2 /8/) verschlossen. Am distalen Ende befindet sich der Applikator (Abb. 2 /9/) in Form eines blockbaren Ballons. Der Ballon besteht aus einer rückstreuenden Schicht (Abb.2 /10/) und ist mit diffusen Reflektoren (Abb.2 /11/) am proximalen und distalen Ende begrenzt. Koaxial zentral ist im Ballon eine Streustange (Abb.2 /12/) mit definierter Streumediumkonzentration plaziert. Das distale Glasfaserende ist mit der proximalen Stirnfläche der Streustange in Kontakt.
Die Dimensionen des Applikators sind derart gewählt, daß ein problemloses Blocken im Außenbougie an beliebiger Stelle, entsprechend der Indikation, erfolgen kann.
Die Positionierung des Systems erfolgt durch Legen eines Führungsdrahtes, Einführen in den Aussenbougie inklusive Mandrin, Positonierung der Abschattung durch axiale Drehung, Entfernen von Mandrin und Führungsdraht, Einführen und Positionieren des Kernbougies mit Applikator, Blocken des Ballons.
Weiterführende Änderungen
Das Vario-Bougie Konzept ist für die individuelle Behandlung variierbar. Es können Länge (unterschiedliche Ballonausführungen) und Abschattungen (unterschiedliche Außenbougies) individuell kombiniert werden. Ferner kann der Außenbougie aus 2 konzentrischen Rohren bestehen. Wobei das innere Lumen den Applikaotr aufnehmen soll und das Ringlumen für der Belüftung distal liegender Organe dient (z.B.: Beatmung, Anästhesie). Für lange Applikatoren (>7cm) wird die Streustange durch Aneinander-reihung von Streukörpern unterschiedlicher Konzentration gebildet. Nachträgliche Modifikationen, z.B. das Installieren von Temperatur- und Lichtsensoren sind ohne grösseren Aufwand an beliebiger Position möglich.
Applikator-Prinzip
Die Intensität eines Lichtstrahls nimmt innerhalb eines diffusen Materials exponentiell ab, ebenso die in radialer Richtung abgestrahlte Lichtintensität. Durch Einbettung einer solchen Streustange zwischen zwei diffusen Reflektoren wird der Bestrahlungsbereich eingegrenzt, die reflektierte Lichtintensität bewirkt sowohl eine Glättung des Intensitätsprofils als auch eine Erhöhung der Abstrahlintensität. Der Ballon aus rückstreuendem Material sorgt aufgrund definierter optischer Eigenschaften (R>>T>>A) für eine weitere Homogenisierung [16].
In Abb.3 ist das Intensitätsprofil eines 5cm langen Applikators mit rückstreuender Schicht dargestellt. Für jede Kurve wurde der Applikator um 90° um seine optische Achse gedreht. Somit ist auch eine zirkumferentielle Homogenität dargestellt.
In Abb.4 ist das Intensitätsprofil eines 5cm langen Applikators mit rückstreuender Schicht dargestellt. Für jede Kurve wurde der Applikator um 90° um seine optische Achse gedreht. Im Gegensatz zu Abb.3 ist der Außenbougie mit einer Abschattung versehen. Die Intensität der untersten Kurve ist deshalb zusätzlich mit einem 1/10 zu bewerten und stellt den abgeschatteten Anteil dar.
System-Realisierung
Die Außenbougie-Bauteile werden aus PVC-Material hergestellt. Für definierte Abschattungen wird diese mit T1O2 dotiert (Transmission ca. 3%). Alle Applikator-Bauteile werden vornehmlich aus Silikonkautschuk hergestellt und ggf. ebenfalls mit TiO2 dotiert. Als Streumaterialien können auch vergleichbare Substanzen (z.B.: BaSO^, MgC^) in definierten Konzentrationen verwendet werden. Die ausgenutzten Streumedienkonzentrationen werden berechnet und die Abstrahlcharakteristik des Systems kann mittels eines Computerprogrammes simuliert werden.
Vorteile der Erfindung
Die Verwendung von Streukörpern in der optischen Achse und der Eingrenzung des Bestrahlungsareals mittels diffus rückstreuender Flächen erzeugt eine axial und zirkumferentiell homogene Intensitätsverteilung in Kombination mit einer diffus rückstreuenden Schicht, ausgebildet als Ballon, auf der Zylinderoberfläche.
In Kombination mit dem Bougiesystem ist, entsprechend der individuellen medizinischen Indikation, Variantenvielfalt gegeben.
Eine Kontaminierung des sensiblen Bauteils Applikator ist nicht möglich.
Die Positioniergenauigkeit ist gegenüber herkömmlichen System immens gesteigert. Überwachungssysteme (z.B.: Temperatur, Licht) sind ohne Systemveränderungen implementierbar.
Der Außenbougie mit Mandrin allein ist wie ein herkömmlicher Bougie nutzbar.
Weil das Intensitätsprofil direkt an der Organwandoberfläche bekannt ist und der Applikator aus einer rückstreuenden Schicht besteht, sind die abgegebene Intensitätscharakteristik und die vom Gewebe aufgegebene Intensitätscharakteristik nahezu identisch. Dieses ermöglicht eine exakte Lichtdosimetrie.
Gerade dieser Punkt wird bei herkömmlichen Systemen ungenügend realisiert.
Zeichnungen
Abb 1: Außenbougie
Abb 2: Kernbougie mit Applikator
Abb 3: Intensitätsprofil für 5cm Applikator
Abb 4: Intensitätsprofil für 3cm Applikator mit 180°- Abschirmung

Claims (11)

  1. Ronald Sroka Dipl.-Phys.
    Carl-Orff-Bogen 29
    D-8000 München 45
    Tel.: 089-3161337 &rgr;
    089-31873073 d
    Bezeichnung der Erfindung
    Vorrichtung für die kontrollierte Bestrahlung bei photodynamisch-therapeutischer Behandlung von Frühkarzinomen und stenosierenden Tumoren in menschlichen Hohlorganen mit zylindrischer Geometrie
    Ansprüche
    1 Vorrichtung zur Bestrahlung röhrenförmiger Hohlorgane für die PDT, bestehend aus einem über einen Führungsdraht positionierbaren Außenbougie, einer Mandrin und einem Innenbougie mit angekoppeltem Applikationsdiffusor, welcher eine homogene Intensitätsverteilung auf der Gewebeoberfläche hervorruft.
  2. 2 Außenbougie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er den Innenbougie aufnehmen kann, im proximalen Teil über Verstärkungen verfügt, die ein Kollabieren des Lumens bei Krümmung entgegenwirken und am distalen Ende mit einem konischen Verschluß versehen ist, welcher über eine Bohrung zur Aufnahme eines Führungsdrahtes und eines Septums verfügt.
  3. 3 Außenbougie nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transparenz und die Reflektivität des Mantelmaterials je nach Ausführung und Anwendung variiert werden kann. Sowie einen Außenbougie dergestallt, daß durch 2-lumigkeit die Belüftung distal liegender Organe (z.B.: zur Beatmung oder für die Anästesie) gewährleistet werden kann.
  4. 4 Innenbougie und Applikator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sie fest miteinander verbunden sind, über koaxial getrennte Hohlräume die Zuführung einer Glasfaser sowie Luft ermöglichen und die Hohlräume nach proximal verschließbar sind.
  5. 5 Applikator nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Streustange beinhaltet, die je nach Ausführung gleichmäßig oder stufenweise unterschiedlich mit Streumaterial aufgebaut ist und sich in einem transparenten Rohr mit kleinem Durchmesser befindet.
  6. 6 Applikator nach Anspruch 1,4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Streustange durch diffuse Reflektoren eingegrenzt ist.
  7. 7 Applikator nach Anspruch 1,4,5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Streustange koaxial in einem aus diffus rückstreuendem Material bestehenden Mantel positioniert ist und der Zwischenraum aus transparentem Kunststoff oder Luft besteht.
  8. 8 Applikator nach Anspruch 1,4,5,6,7, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Ballon ist und über eine Vorrichtung zum Blocken in einem Hohlraum besteht.
  9. 9 Applikator nach Anspruch 1,4,5,6,7,8, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikatorkompenten aus Silikon bestehen und unter Zugabe von Pigmenten wie TiO?, BaSO4, MgO2 die erforderlichen optischen Eigenschaften erhalten.
  10. 10 Innenbougie und Applikator nach Anspruch 1,4,5,6,7,8,9, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch ohne Außenbougie angewendet werden können.
  11. 11 Bestrahlungssystem nach den o.a. Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Sensoren zur Messung der Temperatur und der Lichtintensität implementiert werden können.
DE9209951U 1992-07-24 1992-07-24 Vorrichtung für die kontrollierte Bestrahlung bei photodynamisch-therapeutischer Behandlung von Frühkarzinomen und stenosierenden Tumoren in menschlichen Hohlorganen mit zylindrischer Geometrie Expired - Lifetime DE9209951U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9209951U DE9209951U1 (de) 1992-07-24 1992-07-24 Vorrichtung für die kontrollierte Bestrahlung bei photodynamisch-therapeutischer Behandlung von Frühkarzinomen und stenosierenden Tumoren in menschlichen Hohlorganen mit zylindrischer Geometrie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9209951U DE9209951U1 (de) 1992-07-24 1992-07-24 Vorrichtung für die kontrollierte Bestrahlung bei photodynamisch-therapeutischer Behandlung von Frühkarzinomen und stenosierenden Tumoren in menschlichen Hohlorganen mit zylindrischer Geometrie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE9209951U1 true DE9209951U1 (de) 1992-10-01

Family

ID=6881973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE9209951U Expired - Lifetime DE9209951U1 (de) 1992-07-24 1992-07-24 Vorrichtung für die kontrollierte Bestrahlung bei photodynamisch-therapeutischer Behandlung von Frühkarzinomen und stenosierenden Tumoren in menschlichen Hohlorganen mit zylindrischer Geometrie

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE9209951U1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2033695C (en) Light diffuser for the photodynamic therapy of tumours in the oesophagus of a patient
EP0437181B1 (de) Vorrichtung zum Bestrahlen der Bronchien eines Patienten für eine photodynamische Therapie
DE3730494C2 (de)
EP0292695B1 (de) Einrichtung zur zirkumferenziellen Bestrahlung von Objekten
DE69738119T2 (de) Ballonkatheter zur photodynamischen Therapie
DE69733297T2 (de) Ballonkatheter für die photodynamischen Therapie
DE69019726T2 (de) Vorrichtung zur bestrahlung mit einem laserstrahl.
US20050010270A1 (en) Method of treating airways in the lung
DE69526998T2 (de) Licht-Diffusor und Herstellungsverfahren eines Licht-Diffusors
DE3532604A1 (de) Lasersonde
DE102017122756A1 (de) Beleuchtungssystem mit einem Lichtleiter mit Diffusor-Element
DE3909843C2 (de)
CA2277856A1 (en) Intravascular radiation delivery system
EP0437182A1 (de) Faseroptische Vorrichtung für die photodynamische Behandlung von Tumoren
DE3323365A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ausleuchtung von hohlraeumen
DE3941706C1 (de)
EP3897827B1 (de) Beleuchtungssystem mit einem lichtleiter mit im wesentlichen radial abstrahlendem diffusor-element sowie verfahren zu dessen herstellung
DE4233870A1 (de) Schutzvorrichtung für ein medizinisches Bestrahlungsgerät
US10018784B2 (en) Fiber-optic device and process for manufacturing the device
DE3901931A1 (de) Lichtleitfaser zur radiaeren bestrahlung von roehrenfoermigen hohlsystemen mit laserstrahlen
DE9209951U1 (de) Vorrichtung für die kontrollierte Bestrahlung bei photodynamisch-therapeutischer Behandlung von Frühkarzinomen und stenosierenden Tumoren in menschlichen Hohlorganen mit zylindrischer Geometrie
US10154779B2 (en) Controlled variable length and illumination pattern light diffusing optical fiber
DE102020207582A1 (de) Lasertherapie-Lichtleitersonde
EP1496993A2 (de) Lichtapplikator und verfahren zur herstellung eines streukörpers
WO1999056828A1 (de) Katheter oder gefässstütze mit strahlensensibilisator und verfahren zur herstellung