DK200800139U3

DK200800139U3 - Apparatus for providing ablative laser energy and determining the volume of destroyed tumor mass

Info

Publication number: DK200800139U3
Application number: DK200800139U
Authority: DK
Inventors: Dowlatshahi Kambiz
Original assignee: Novian Health Inc
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2009-10-23

Description

DK 2008 00139 U3DK 2008 00139 U3

Apparatur til at levere ablativ laserenergi og bestemme volumenet af destrueret tumormasseApparatus for providing ablative laser energy and determining the volume of destroyed tumor mass

Der er ved at blive udviklet perkutan in situ behandling eller behandling på stedet af malign brysttumorer ved hjælp af laserterapi til dels på grund af, at brystkræft opdages på tidligere stadier på grund af det stigende antal kvinder, der hvert år modtager mammografi. Hvis brystkræft og andre kræfttyper eller tumorer opdages tidligt i udviklingen, kan tumoren behandles effektivt ved anvendelse af et ablativt middel, såsom laserenergi.Percutaneous in situ or on-site treatment of malignant breast tumors has been developed using laser therapy in part because breast cancer is detected at earlier stages due to the increasing number of women receiving mammography each year. If breast cancer and other cancers or tumors are detected early in development, the tumor can be effectively treated using an ablative agent such as laser energy.

Billedstyrede laserbehandlinger af maligne tumorer såsom bryst-, lever-, hoved- og halstumorer har været under udvikling i mere end ti år. For eksempel er US Patent Nr. 5 169 396 ("396" Patentet), udstedt til Dowlatshahi, rettet mod interstitiel anvendelse af laserstråleenergi mod tumormasse. Apparaturet ifølge ’396 Patentet omfatter generelt en sonde med en tynd metalkanyle til indsættelse i en tumormasse, en laser til at generere lys med en valgt bølgelængde og intensitet, og en optisk fiber til at modtage og sende laserlyset til tumormassen, hvorved den optiske fiber indsættes i kanylen, således at et valgt, fysiologisk acceptabelt fluid kan strømme koaksialt mellem kanylen og den optiske fiber. Endvidere indsættes en varmeregistrerende del ved siden af tumormassen til at overvåge tumorens temperatur. Den devitaliserede tumor fjernes gradvist af kroppens immunsystem og erstattes i løbet af seks måneder af et ar.Imaging laser treatments of malignant tumors such as breast, liver, head and neck tumors have been under development for more than ten years. For example, U.S. Pat. No. 5,169,396 (the "396" Patent), issued to Dowlatshahi, directed to the interstitial use of laser beam energy against tumor mass. The apparatus of '396 The patent generally comprises a thin metal cannula probe for insertion into a tumor mass, a laser for generating light of a selected wavelength and intensity, and an optical fiber for receiving and transmitting the laser light to the tumor mass, thereby inserting the optical fiber. in the cannula so that a selected physiologically acceptable fluid can flow coaxially between the cannula and the optical fiber. In addition, a heat recording portion is inserted adjacent to the tumor mass to monitor the temperature of the tumor. The devitalized tumor is gradually removed by the body's immune system and replaced within six months by a scar.

Behandlingen af tumorer, og især den specifikke behandling af brysttumorer, er imidlertid generelt kendt for at være vanskeligere på grund af, at det er vanskeligt at fastlægge de tredimensionale grænser af tumoren og således vanskeligt at fastlægge hvornår hele tumoren er blevet destrueret.However, the treatment of tumors, and in particular the specific treatment of breast tumors, is generally known to be more difficult because it is difficult to determine the three-dimensional boundaries of the tumor and thus difficult to determine when the entire tumor has been destroyed.

For at løse dette problem har medicinforskere anvendt en række forskellige tumormasseidentifikationsteknikker til at bestemme en tumormasses størrelse og ydre grænser. Eksempler på konventionelle identifikationsteknikker der har været anvendt sammen med laserterapi er magnetisk resonansbilleddannelse, radiografi og sonografiske teknikker. Ved anvendelse af en identifikationsteknik fastlægges koordinater, der identificerer tumormassens faktiske størrelse, ved at anvende stereotaktiske teknikker eller lignende.To solve this problem, medicine researchers have used a variety of tumor mass identification techniques to determine the size and outer limits of a tumor mass. Examples of conventional identification techniques that have been used in conjunction with laser therapy are magnetic resonance imaging, radiography, and sonographic techniques. Using an identification technique, coordinates identifying the actual size of the tumor mass are determined using stereotactic techniques or the like.

2 DK 2008 00139 U32 DK 2008 00139 U3

For at løse dette problem kan markører ved laserbehandlingen placeres i et 0,5 -1,0 cm stort område med "normalt" væv for at markere det område, hvor tumorextensionen kan være. Denne ring af "normalt" væv svarer til et stykke væv, der omgiver den tumor, der fjernes under konventionel kirurgi (dvs. lumpektomi). Grænserne for den ring, der omgiver tumoren, markeres ved placeringer kl. 3,6, 9 og 12 ved at indsætte metalmarkører gennem en nål. Indsættelsespunkterne fastlægges præcist ved hjælp af kendt stereotaktisk teknik med anvendelse af et kommercielt tilgængeligt stereotaktisk bord.To solve this problem, markers of the laser treatment can be placed in a 0.5-1.0 cm area of "normal" tissue to mark the area where the tumor extension may be. This ring of "normal" tissue is similar to a piece of tissue surrounding the tumor that is removed during conventional surgery (i.e., lumpectomy). The boundaries of the ring surrounding the tumor are marked by placements at. 3.6, 9 and 12 by inserting metal markers through a needle. The insertion points are precisely determined by known stereotactic technique using a commercially available stereotactic table.

Sådanne markørelementer er beskrevet i US Patent Nr. 5 853 366 (’366 Patentet), udstedt til Dowlatshahi, rettet mod et markørelement til interstitiel behandling. Generelt beskriver ’366 Patentet et markørelement, der helt kan anbringes i en patients krop ved at anvende en styredel men en styrebane for at markere en interessant tumormasse. Markørelementet er lavet af et røntgenabsorberende materiale, der omfatter ethvert materiale, som kan detekteres af konventionelle radiografiske, sonografiske eller magnetiske teknikker.Such marker elements are described in U.S. Patent 5,853,366 ('366 Patent), issued to Dowlatshahi, directed to a marker element for interstitial treatment. In general, the '366 patent discloses a marker element that can be completely placed in a patient's body by using a control portion but a control path to mark an interesting tumor mass. The marker element is made of an X-ray absorbent material comprising any material which can be detected by conventional radiographic, sonographic or magnetic techniques.

Medicinforskere har også anvendt andre ikke-kirurgiske teknikker end laserterapi til at behandle brysttumorer. For eksempel har radiofrekvens-, mikrobølge- og kryogen-relaterede behandlinger været forsøgt. IWO 00/59394 beskrives et system til intraurethral højfrekvensopvarmning af et operativt område. Blærehalskirtelvæv fjernes med varme ved at føre en ablationssonde ind i urinrøret til et sted i prostata nær stedet med blæreobstruktion. Sonden er koblet til en strømforsyning og tilpasset til ablativ opvarmning af urinrøret og blærehalskirtelvævet nær urinrøret. Vævets temperatur registreres ved sonden for at kontrollere opvarmnings- og ablationsprocessen.Medical researchers have also used non-surgical techniques other than laser therapy to treat breast tumors. For example, radio frequency, microwave and cryogen related treatments have been tried. IWO 00/59394 discloses a system for intraurethral high frequency heating of an operative area. Prostate tissue is removed by heat by passing an ablation probe into the urethra to a site in the prostate near the site of bladder obstruction. The probe is connected to a power supply and adapted for ablative heating of the urethra and bladder tissue near the urethra. The temperature of the tissue is recorded at the probe to control the heating and ablation process.

Den foreliggende frembringelse erkender det ovenfor beskrevne problem, det vil sige at tilvejebringe en ikke-skærende behandling af cancer og især brystcancer, der kan anvendes til at bestemme, hvornår hele tumoren effektivt er blevet destrueret. Der er følgelig et behov for en ikke-skærende brystcancerterapi, der løser dette problem og de problemer, der opstår på grund af vanskeligheden af at bestemme, om tumoren er blevet fuldstændig destrueret.The present invention acknowledges the problem described above, that is, to provide a non-cutting treatment of cancer, and in particular breast cancer, that can be used to determine when the entire tumor has been effectively destroyed. Accordingly, there is a need for a non-cutting breast cancer therapy that solves this problem and the problems that arise due to the difficulty in determining whether the tumor has been completely destroyed.

3 DK 2008 00139 U33 DK 2008 00139 U3

SAMMENDRAG AF FREMBRINGELSENSUMMARY OF PRODUCTION

Den foreliggende frembringelse løser ovennævnte problemer ved at tilvejebringe et apparatur til at fastlægge destruktion af et volumen tumormasse (såsom brystcancer) i vævsmasse (såsom brystvæv) i en patients krop, således at en grafisk repræsentation af den destruerede masse fortrinsvis kan lægges ovenpå et billede af en faktisk tumormasse, hvorved destruktionen af tumormasse visuelt kan overvåges i realtid. Den foretrukne udførelsesform for denne frembringelse er beskrevet i forbindelse med brystvæv og brystcancer eller -tumorer, selvom det bør forstås, at den foreliggende frembringelse kan tilpasses implementering til anden tumor- eller cancerbehandling. Den foretrukne udførelsesform for den foreliggende frembringelse implementeres også med en patient anbragt på et kommercielt tilgængeligt stereotaktisk bord. Frembringelsen kan alternativt implementeres med anvendelse af ultralyds- og magnetisk resonansbilleddannelses- (MRI) teknikker, forudsat at vævsmassen, såsom brystet, immobiliseres og target fikseres.The present invention solves the above problems by providing an apparatus for determining the destruction of a volume of tumor mass (such as breast cancer) in tissue mass (such as breast tissue) in a patient's body, so that a graphical representation of the destroyed mass may preferably be superimposed on an image of an actual tumor mass, whereby the destruction of tumor mass can be visually monitored in real time. The preferred embodiment of this method is described in connection with breast tissue and breast cancer or tumors, although it should be understood that the present method can be adapted for implementation to other tumor or cancer treatments. The preferred embodiment of the present invention is also implemented with a patient placed on a commercially available stereotactic table. Alternatively, the production can be implemented using ultrasonic and magnetic resonance imaging (MRI) techniques, provided that the tissue mass, such as the breast, is immobilized and targeted.

Apparaturet ifølge en udførelsesform for den foreliggende frembringelse omfatter fortrinsvis en laserkanon. Laserkanonen er tilpasset til at modtage en lasersonde, hvorpå der er en temperatursensor og en temperaturmåler med en række temperaturdetektorer. Laserkanonen indsætter lasersonden i tumormassen for at lette tilvejebringelse af en effektiv mængde laserstråling og måle tumorens temperatur ved laserens anvendelsespunkt. Kanonen indsætter også dernæst temperatursonden i kroppen fortrinsvis i nærheden af tumormassen. Temperatursonden måler krops- eller vævstemperaturen på forskellige steder i nærheden af tumormassen under den interstitielle laserterapi. Lasersonden og temperaturmåleren omfatter fortrinsvis positionsmarkører for at sætte operatøren i stand til præcist at positionere og fastslå sondernes position i forhold til hinanden.The apparatus according to one embodiment of the present invention preferably comprises a laser gun. The laser cannon is adapted to receive a laser probe having a temperature sensor and a temperature meter with a variety of temperature detectors. The laser gun inserts the laser probe into the tumor mass to facilitate the provision of an effective amount of laser radiation and to measure the temperature of the tumor at the laser application point. The gun also then inserts the temperature probe into the body preferably in the vicinity of the tumor mass. The temperature probe measures the body or tissue temperature at various locations near the tumor mass during the interstitial laser therapy. The laser probe and temperature meter preferably comprise position markers to enable the operator to precisely position and determine the position of the probes relative to one another.

Apparaturet omfatter fortrinsvis et computerkontrolsystem, der er elektrisk forbundet med laserkanonen og dens dele, det vil sige lasersonden og sensor og temperaturføleren og detektorerne. Computerkontrolsystemet bestemmer volumenet af den destruerede tumormasse ved at anvende driftsdata, såsom afstanden mellem temperaturmålerne, temperaturdata, som kontrolsystemet modtager fra lasersonden og temperaturmåleren. Computerkontrolsystemet udregner volumenet af destrueret tumormasse på ethvert tidspunkt under den interstitielle laserterapi på basis af 4 DK 2008 00139 U3 tumormassetemperaturen og temperaturen af den krops- eller vævsmasse, der omgiver tumormassen.Preferably, the apparatus comprises a computer control system electrically connected to the laser cannon and its parts, i.e., the laser probe and sensor, and the temperature sensor and detectors. The computer control system determines the volume of the destroyed tumor mass by using operating data such as the distance between the temperature gauges, the temperature data received by the control system from the laser probe and the temperature gauge. The computer control system calculates the volume of destroyed tumor mass at any time during the interstitial laser therapy on the basis of the tumor mass temperature and the temperature of the body or tissue mass surrounding the tumor mass.

Idet computerkontrolsystemet udregner volumenet af destrueret tumormasse, viser computerkontrolsystemet fortløbende grafiske repræsentationer af mængden af destrueret tumormasse, der lægges ovenpå et billede af den faktiske tumormasse i realtid. Dette grafiske billede sætter dermed lægerne i stand til visuelt at overvåge mængden af destrueret tumormasse i realtid under den interstitielle laserterapi, således at brugeren kan bestemme, hvornår tumormassedestruktionen er effektivt fuldendt.As the computer control system calculates the volume of destroyed tumor mass, the computer control system continuously displays graphical representations of the amount of destroyed tumor mass placed on top of an image of the actual tumor mass in real time. This graphic image thus enables physicians to visually monitor the amount of destroyed tumor mass in real time during the interstitial laser therapy, allowing the user to determine when the tumor mass destruction is effectively complete.

Det er derfor en fordel ved den foreliggende frembringelse at tilvejebringe et apparatur til at udregne volumenet af tumormassedestruktion, således at der kan vises en grafisk repræsentation af den destruerede tumormasse.Therefore, it is an advantage of the present invention to provide an apparatus for calculating the volume of tumor mass destruction so that a graphical representation of the tumor mass destroyed can be displayed.

Det er en anden fordel ved den foreliggende frembringelse at tilvejebringe realtid visuel overvågning af destruktionen af tumormasse under laserterapi.It is another advantage of the present invention to provide real-time visual monitoring of the destruction of tumor mass during laser therapy.

Det er en yderligere fordel ved den foreliggende frembringelse at tilvejebringe et apparatur til at bestemme, hvornår destruktionen af en brysttumormasse er effektiv fuldendt under interstitel laserterapi.It is a further advantage of the present invention to provide an apparatus for determining when the destruction of a breast tumor mass is effectively completed during interstitial laser therapy.

Andre formål, features og fordele ved den foreliggende frembringelse vil fremgå af den følgende detaljerede beskrivelse, når taget sammen med den medfølgende tegning, hvori de samme henvisningstal henviser til ens dele, bestanddele, processer og trin.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description when taken together with the accompanying drawings in which the same reference numerals refer to like parts, components, processes and steps.

Yderligere features og fordele ved den foreliggende frembringelse er beskrevet i og vil fremgå af den følgende detaljerede beskrivelse af frembringelsen og af tegningen.Further features and advantages of the present invention are described in, and will be apparent from, the following detailed description of the invention and of the drawings.

KORT BESKRIVELSE AFTEGNINGENBRIEF DESCRIPTION OF DRAWING

Fig. 1A viser i perspektiv apparaturet ifølge den foreliggende frembringelse til at bestemme volumenet af destrueret tumormasse.FIG. 1A is a perspective view of the apparatus of the present invention for determining the volume of destroyed tumor mass.

5 DK 2008 00139 U35 DK 2008 00139 U3

Fig. 1B viser i perspektiv apparaturet ifølge den foreliggende frembringelse, og viser laserkanonen.FIG. 1B is a perspective view of the apparatus of the present invention showing the laser gun.

Fig. 2A er en skematisk tegning af lasersonden og temperaturmåleren før indsættelse i vævsmassen eller kroppen indeholdende tumormassen.FIG. 2A is a schematic drawing of the laser probe and temperature meter prior to insertion into the tissue mass or body containing the tumor mass.

Fig. 2B er en skematisk tegning af lasersonden og temperaturmåleren indsat i vævsmassen indeholdende tumormassen.FIG. 2B is a schematic drawing of the laser probe and temperature meter inserted into the tissue mass containing the tumor mass.

Fig. 3 er en skematisk tegning af lasersonden og temperaturmåleren, der viser forholdet mellem volumenet af destrueret tumormasse i forhold til lasersondens temperatursensor og temperaturmålerens temperaturdetektorer.FIG. 3 is a schematic drawing of the laser probe and the temperature meter showing the relationship between the volume of destroyed tumor mass relative to the laser probe's temperature sensor and the temperature meter's temperature detectors.

Fig. 4A til 4C viser det grafisk overlagte tumormassedestruktionsområde ved et indledende, efterfølgende og sidste trin i laserterapien til visuel realtidsovervågning af destruktionen af tumormassen.FIG. Figures 4A to 4C show the graphically superimposed tumor mass destruction region at an initial, subsequent, and final step of the laser therapy for visual real-time monitoring of tumor mass destruction.

Fig. 4A til 4H viser alternative grafiske repræsentationer af tumormassedestruktions-området ved indledende, efterfølgende og sidste trin i laserterapien til visuel realtidsovervågning af destruktionen af tumormassen.FIG. 4A to 4H show alternative graphical representations of the tumor mass destruction area at the initial, subsequent, and final stages of laser therapy for real-time visual real-time destruction of the tumor mass.

Fig. 4I og 4J viser en yderligere alternativ grafisk søjlerepræsentation af temperaturen ved Tc, T1, T2, T3, T4 og T5 på forskellige trin i destruktionen af tumormassen.FIG. 4I and 4J show a further alternative graphical column representation of the temperature at Tc, T1, T2, T3, T4 and T5 at various stages of the destruction of the tumor mass.

Fig. 5A, 5B og 5C viser blodstrømmen i tumormassen og vævsmassen omkring tumormassen før og efter behandling, som målt med farve-Doppler-ultralyds-undersøgelse. Fig. 5A viser blodstrømmen før behandling uden hjælp fra et kontrastmiddel. Fig. 5B viser blodstrømmen før behandling ved hjælp af et kontrastmiddel. Fig. 5C viser tab af blodstrøm efter behandling.FIG. 5A, 5B and 5C show the blood flow in the tumor mass and the tissue mass around the tumor mass before and after treatment, as measured by color-Doppler ultrasound examination. FIG. 5A shows the blood flow before treatment without the aid of a contrast agent. FIG. 5B shows the blood flow before treatment by means of a contrast agent. FIG. 5C shows loss of blood flow after treatment.

Fig. 6 er et foto, der viser en faktisk tumormasse destrueret med laserterapi ifølge den foreliggende frembringelse.FIG. 6 is a photograph showing an actual tumor mass destroyed by laser therapy according to the present invention.

6 DK 2008 00139 U36 DK 2008 00139 U3

DETALJERET BESKRIVELSE AF FREMBRINGELSENDETAILED DESCRIPTION OF THE MOVEMENT

Under henvisning til tegningen og især Fig. 1A, 1B, 2A og 2C er apparaturet til at fastlægge volumenet af destrueret tumormasse vist i sin helhed. Den foreliggende frembringelse tilvejebringer et grafisk billede eller repræsentation af volumenet af destrueret tumormasse ved at fastlægge volumenet af destrueret tumormasse på basis af de relative temperaturer af tumormassen og vævsmassen, der omgiver tumormassen, som beskrevet detaljeret nedenfor. Dette billede giver fortrinsvis læger eller andre operatører visuel realtidsovervågning af destruktionen af tumormasse for at fastlægge, hvornår destruktionen af hele tumormassen er effektivt fuldendt.With reference to the drawing and in particular FIG. 1A, 1B, 2A and 2C, the apparatus for determining the volume of destroyed tumor mass is shown in its entirety. The present invention provides a graphic image or representation of the volume of destroyed tumor mass by determining the volume of destroyed tumor mass based on the relative temperatures of the tumor mass and the tissue mass surrounding the tumor mass, as described in detail below. This image preferably provides physicians or other operators with visual real-time monitoring of tumor mass destruction to determine when the destruction of the entire tumor mass is effectively complete.

Den foreliggende frembringelse overvåger temperaturen inde i og i nærheden af tumormassen ved at anvende en tempetursensor på lasersonden og en særskilt temperaturmåler med et antal temperatursensorer eller -detektorer. Temperatursensoren og temperatursonden tilvejebringer temperaturdata til at fastlægge volumenet af destrueret tumormasse og således til at tilvejebringe det grafiske realtidsbillede af den destruerede tumormasse.The present invention monitors the temperature inside and in the vicinity of the tumor mass by applying a temperature sensor to the laser probe and a separate temperature meter with a plurality of temperature sensors or detectors. The temperature sensor and temperature probe provide temperature data to determine the volume of destroyed tumor mass and thus to provide the real-time graphical image of the destroyed tumor mass.

Til at udregne det destruerede tumormassevolumen skal temperaturmåleren være anbragt korrekt i forhold til temperatursensoren og den relative afstand derimellem skal være præcist fastlagt. Den foreliggende frembringelse anvender et antal positionsmarkører anbragt på temperaturmåleren og lasersonden til at positionere og fastlægge den relative positionering mellem temperaturdetektoren og lasersonden, som omtalt nedenfor.To calculate the destroyed tumor mass volume, the temperature gauge must be correctly positioned relative to the temperature sensor and the relative distance therebetween must be precisely determined. The present invention uses a number of position markers disposed on the temperature meter and the laser probe to position and determine the relative positioning between the temperature detector and the laser probe, as discussed below.

I en udførelsesform omfatter den foreliggende frembringelse fortrinsvis en laserkanon 10 omfattende en sondeholder 12, der anvendes under interstitiel laserterapi. Sondeholderen 12 er indrettet til at modtage en lasersonde 14 og en temperaturmåler 16. Lasersonden 14 og temperaturmåleren 16 er aftageligt indsat i og rager ud fra sondeholderen. Lasersonden 14 og temperaturmåleren 16 holdes fast i forhold til hinanden af kanonen. Lasersonden 14’s og temperaturmåleren 16’s placering kan styres manuelt eller ved hjælp af computer ifølge den foreliggende frembringelse.In one embodiment, the present invention preferably comprises a laser gun 10 comprising a probe holder 12 used during interstitial laser therapy. The probe holder 12 is arranged to receive a laser probe 14 and a temperature gauge 16. The laser probe 14 and the temperature gauge 16 are removably inserted into and protrude from the probe holder. The laser probe 14 and the temperature gauge 16 are held relative to each other by the gun. The laser probe 14's and the temperature probe 16's location can be controlled manually or by computer according to the present invention.

Lasersonden 14 omfatter en temperatursensor 15 og er indrettet til at modtage en optisk fiber 18, der er forbundet med en laserkilde 20, der er forbundet med et com- 7 DK 2008 00139 U3 puterkontrolsystem 22. Kontrolsystemet 22 er fortrinsvis forbundet med temperaturmåleren 16 og en temperatursensor 15 på lasersonden 14 via en temperaturstyreanordning 24 for at lette elektrisk forbindelse med computerkontrolsystemet 22. Lasersonden 14 og temperaturmåleren 16 kan imidlertid have særskilte kontrolsystemer, der hver er forbundet med et centralt computerkontrolsystem (ikke vist).The laser probe 14 comprises a temperature sensor 15 and is adapted to receive an optical fiber 18 connected to a laser source 20 connected to a computer control system 22. The control system 22 is preferably connected to the temperature meter 16 and a however, the temperature sensor 15 on the laser probe 14 via a temperature control device 24 to facilitate electrical connection to the computer control system 22. However, the laser probe 14 and the temperature meter 16 may have separate control systems, each connected to a central computer control system (not shown).

Lasersonden 14 omfatter nærmere bestemt en tynd metalkanyle til indsættelse i tumormassen og en optisk fiber til at modtage og sende laserlyset eller stråling til tumormassen, hvorved den optiske fiber indsættes i kanyles, således at et valgt fysiologisk acceptabelt fluid eller bedøvelsesmiddel kan strømme mellem kanylen og det optiske fiber, som beskrevet i '396 Patentet, der inkorporeres heri til reference, som omtalt ovenfor. I en foretrukken udførelsesform var den tynde metalkanyle cirka 18 centimeter lang og lavet af rustfrit stål med en huldiameter på fra 16 til 18 gauge, men fortrinsvis 16 gauge. Den optiske eller laserfiberen er desuden en kvartsfiber på fra 400 nanometer (nm) til 600 nm i diameter med en sfærisk spids. Den optiske fiber er kommercielt tilgængelig fra for eksempel SURGIMED i Woodland, Texas.Specifically, the laser probe 14 comprises a thin metal cannula for insertion into the tumor mass and an optical fiber for receiving and transmitting the laser light or radiation to the tumor mass, whereby the optical fiber is inserted into the cannula so that a selected physiologically acceptable fluid or anesthetic can flow between the cannula and the optical fiber, as described in the '396 patent, incorporated herein by reference, as discussed above. In a preferred embodiment, the thin metal cannula was approximately 18 inches long and made of stainless steel with a hole diameter of from 16 to 18 gauge, but preferably 16 gauge. In addition, the optical or laser fiber is a quartz fiber of 400 nanometers (nm) to 600 nm in diameter with a spherical tip. The optical fiber is commercially available from, for example, SURGIMED in Woodland, Texas.

Der kan anvendes enhver egnet fluidpumpe 26 til at levere fluiden, således at tumorens midtertemperatur ikke overstiger lOO'C eller falder ned under ΘΟ'Ό under laserterapi. I en udførelsesform kan fluiden leveres ved en hastighed på mellem 0,5 milliliter/minut (ml/min) til 2,0 ml/min.Any suitable fluid pump 26 can be used to deliver the fluid so that the center temperature of the tumor does not exceed 100 ° C or drop below ΘΟ'Ό during laser therapy. In one embodiment, the fluid can be delivered at a rate of between 0.5 milliliters / minute (ml / min) to 2.0 ml / min.

Laserkilden 20 genererer og leverer en effektiv mængde laserstråling til lasersonden 14. Laserkilden 20 er fortrinsvis en diodelaser. Laserkilden 20 er især en 805-nanometer halvlederdiodelaser, som er kommercielt tilgængelig fra for eksempel Diomed i Cambridge, England. Den foreliggende frembringelse er imidlertid ikke begrænset til anvendelse af en diodelaser og kan anvende en række forskellige og egnede laserkilder.Laser source 20 generates and delivers an effective amount of laser radiation to laser probe 14. Laser source 20 is preferably a diode laser. In particular, the laser source 20 is an 805-nanometer semiconductor diode laser commercially available from, for example, Diomed in Cambridge, England. However, the present invention is not limited to the use of a diode laser and may employ a variety of different and suitable laser sources.

Lasersonden 14 omfatter også en temperatursensor 15, som tidligere omtalt. Temperatursensoren 15 anvendes til effektivt at måle en temperatur midt i tumormassen, idet tumormassen destrueres. Temperatursensoren 15 fastgøres fortrinsvis ved lodning eller anden lignende fastgørelsesmekanisme direkte til lasersonden 14 for at måle tumormassens temperatur ved lasersonden 14’s distale ende 28, der fortrinsvis er anbragt midt i tumormassen.The laser probe 14 also includes a temperature sensor 15, as previously discussed. The temperature sensor 15 is used to effectively measure a temperature in the middle of the tumor mass, destroying the tumor mass. The temperature sensor 15 is preferably attached by soldering or other similar attachment mechanism directly to the laser probe 14 to measure the temperature of the tumor mass at the distal end 28 of the laser probe 14, preferably located in the middle of the tumor mass.

8 DK 2008 00139 U38 DK 2008 00139 U3

Temperaturmåleren 16’s distale ende 30 indsættes i kroppen i vævsmassen af det kropområde, der er i nærheden af (dvs. fortrinsvis i en afstand på 1,0 cm fra) og omgiver tumormassen. Temperaturmåleren 16 omfatter en række temperaturdetektorer 32 eller sensorer, der anbringes med forskellige afstande eller mellemrum (dvs. fortrinsvis 0,5 cm) langs temperatursonden. I en foretrukken udførelsesform er temperaturmåleren 16 lavet af rustfrit stål med en huldiameter på fra 16 til 20 gauge, fortrinsvis 16 gauge. Som vist i fig. 3, er temperaturmåleren 16’s temperaturdetektorer 32 anbragt ved T1, T2, T3, T4 og T5. På basis af denne konfiguration tages vævsmassetemperaturmålinger i forskellige afstande fra tumormasseoverfladen. Disse temperaturdata anvendes sammen med de relative afstande mellem temperatursensorerne til at udregne volumenet af destrueret tumormasse, og anvendes derfor til at fastlægge, hvornår hele tumormassen er effektivt destrueret, som omtalt nedenfor.The distal end 30 of the temperature gauge 16 is inserted into the body in the tissue mass of the proximal body region (i.e. preferably at a distance of 1.0 cm from) and surrounds the tumor mass. The temperature gauge 16 comprises a series of temperature detectors 32 or sensors located at different distances or intervals (i.e., preferably 0.5 cm) along the temperature probe. In a preferred embodiment, the temperature gauge 16 is made of stainless steel having a hole diameter of from 16 to 20 gauge, preferably 16 gauge. As shown in FIG. 3, the temperature detector 32's temperature detectors 32 are located at T1, T2, T3, T4 and T5. Based on this configuration, tissue mass temperature measurements are taken at different distances from the tumor mass surface. This temperature data is used in conjunction with the relative distances between the temperature sensors to calculate the volume of destroyed tumor mass, and is therefore used to determine when the entire tumor mass is effectively destroyed, as discussed below.

Som tidligere omtalt, skal den relative placering af temperaturmåleren 16 i forhold til lasersonden 14 være fastlagt for nøjagtigt at udregne volumenet af destrueret tumormasse. Som vist i fig. 1A, omfatter temperaturmåleren 16 og lasersonden 14 et antal positionsmarkører 34 til at fastlægge de relative placeringer af temperaturmåleren 16 og lasersonden 14. Positionsmarkørerne 34 er fortrinsvis anbragt med lige stor afstand langs en del af temperaturmåleren 16’s længde og langs en del af lasersonden 14's længde med et foretrukket mellemrum på 0,5 cm. Den foreliggende frembringelse er imidlertid ikke begrænset til denne afstand og kan omfatte positionsmarkører, der er anbragt med afstand i en række forskellige positioner. Operatøren kan anvende disse positionsmarkører til korrekt at placere temperaturmåleren i forhold til lasersonden.As previously discussed, the relative location of the temperature gauge 16 relative to the laser probe 14 must be determined to accurately calculate the volume of destroyed tumor mass. As shown in FIG. 1A, the temperature gauge 16 and the laser probe 14 comprise a number of position markers 34 for determining the relative locations of the temperature gauge 16 and the laser probe 14. The position markers 34 are preferably spaced equally along a portion of the length of the temperature gauge 16 and along a portion of the length of the laser probe 14 by a preferred space of 0.5 cm. However, the present invention is not limited to this distance and may include position markers spaced at a variety of positions. The operator can use these position markers to correctly position the temperature gauge relative to the laser probe.

Den foreliggende frembringelse omfatter fortrinsvis computerkontrolsystemet 22, der er tilpasset til elektronisk forbindelse med laserkanonen 10 og dens bestanddele, det vil sige temperaturmåleren og lasersonden 14 med temperatursensoren 15. Computerkontrolsystemet 22 modtager data fra lasersonden 14 og temperaturmåleren 16, idet tumormassen opvarmes og destrueres. Dataene anvendes til at udregne volumenet af destrueret tumormasse på ethvert givet tidspunkt. Denne udregning er baseret på temperaturdataene fra temperaturmåleren 16 og temperatursensoren 15. Computerkontrolsystemet 22 anvender udregningerne for destrueret tumorvolumen til grafisk at illustrere volumenet af destrueret tumormasse (dvs. tumormassedestruktionsområde) på en skærm 36, der er forbundet med computerkontrolsystemet 22.The present invention preferably comprises the computer control system 22 adapted for electronic communication with the laser gun 10 and its constituents, i.e. the temperature meter and the laser probe 14 with the temperature sensor 15. The computer control system 22 receives data from the laser probe 14 and the temperature meter 16 as the tumor mass is heated and destroyed. The data is used to calculate the volume of destroyed tumor mass at any given time. This calculation is based on the temperature data from the temperature gauge 16 and the temperature sensor 15. The computer control system 22 uses the calculated tumor volume calculations to graphically illustrate the volume of destroyed tumor mass (i.e., tumor mass destruction area) on a screen 36 associated with the computer control system 22.

9 DK 2008 00139 U3 I en udførelsesform indfører laserkanonen 10 lasersonden 14 og temperaturmåleren 16 ind i brystvæv 38 for at destruere en tumormasse 40, der findes i brystvævet 38 på en patient 41, der ligger på et undersøgelsesbord 42. Laserkanonen 10 er anbragt på en stereotaktisk platform eller bord 44, der anvendes på konventionel vis til at identificere den faktiske placering af tumormassen 40 i brystvævet 38 før indsættelse af temperaturmåleren 16 og lasersonden 14 i brystvævet 38.1 en foretrukken udførelsesform er den stereotaktiske platform eller bord 44 kommercielt tilgængelig fra LORAD/Trex Medical Stereoguide DSM fra Danbury, Connecticut. Denne identifikation kan imidlertid udføres med anvendelse af konventionelle radiografiske, sonografiske, termografiske, magnetiske billed- eller anden lignende identifikationsteknikker.In one embodiment, laser gun 10 introduces laser probe 14 and temperature gauge 16 into breast tissue 38 to destroy a tumor mass 40 present in breast tissue 38 on a patient 41 lying on a examination table 42. Laser gun 10 is placed on a stereotactic platform or table 44 used in conventional manner to identify the actual location of tumor mass 40 in breast tissue 38 prior to insertion of temperature meter 16 and laser probe 14 into breast tissue 38.1. A preferred embodiment is the stereotactic platform or table 44 commercially available from LORAD / Trex. Medical Stereoguide DSM from Danbury, Connecticut. However, this identification can be performed using conventional radiographic, sonographic, thermographic, magnetic imaging or other similar identification techniques.

Efter identificering af tumormassen 40 indsættes et antal markørelementer 46 fortrinsvis i brystvævet 38 i nærheden af brysttumoren 40. Markørelementerne 46 anvendes til at markere den tumormasse 40, der skal behandles, og tillade efterfølgende identifikation og observation af det behandlede område, som yderligere beskrevet i ’366 Patentet, der er inkorporeret heri til reference, som tidligere omtalt.After identifying the tumor mass 40, a number of marker elements 46 are preferably inserted into the breast tissue 38 in the vicinity of the breast tumor 40. The marker elements 46 are used to mark the tumor mass 40 to be treated and allow subsequent identification and observation of the treated area as further described in 366 The patent incorporated herein by reference, as previously discussed.

Ved at kende den faktiske placering af tumormassen kan laserkanonen 10 konfigureres til at indsætte lasersonden 14 og temperaturmåleren 16 i brystvævet 38 på en optimal placering i forhold til tumormassen 40 i brystvævet 38. Den foreliggende frembringelse anvender en sondeguide 48 til at lette indsættelse af temperaturmåleren 16 og lasersonden 14 i brystvævet 38. Placeringen af lasersonden 14, temperaturmåleren 16 og markørelementerne 46 i forhold til placeringen af tumormassen 40 og vævsmasse, der omgiver tumormassen, kan overvåges visuelt på skærmen 36.Knowing the actual location of the tumor mass, the laser gun 10 can be configured to insert the laser probe 14 and the temperature gauge 16 into the breast tissue 38 in an optimal location relative to the tumor mass 40 in the breast tissue 38. The present invention uses a probe guide 48 to facilitate insertion of the temperature gauge 16 and the laser probe 14 in the breast tissue 38. The location of the laser probe 14, the temperature gauge 16, and the marker elements 46 relative to the location of the tumor mass 40 and tissue mass surrounding the tumor mass can be visually monitored on the screen 36.

Som tidligere omtalt, anvender den foreliggende frembringelse en laserkanon 10 til at indsætte lasersonden 14 og temperaturmåleren 16 i tumormassen og vævsmasse rundt om tumormassen. Laserkanonen 10 kan være lavet af ethvert egnet materiale og være konstrueret med en række forskellige konfigurationer. Et eksempel på en sådan konfiguration er vist i fig. 1B.As previously discussed, the present invention uses a laser gun 10 to insert the laser probe 14 and the temperature gauge 16 into the tumor mass and tissue mass around the tumor mass. The laser cannon 10 may be made of any suitable material and be constructed with a variety of configurations. An example of such a configuration is shown in FIG. 1B.

Laserkanonen 10 er anbragt på en styremekanisme 52 på det stereotaktiske bord 44, der gør det muligt for laserkanonen 10 at blive positioneret før indsættelse af lasersonden og temperaturmåleren. Laserkanonen 10 omfatter et hus 54 for lasersonden og temperaturmåleren og sondeholdere 12, der kan rage ud fra huset for hver af laser- 10 DK 2008 00139 U3 sonden og temperaturmåleren. Laserkanonen 10 omfatter endvidere en justeringsdel 56, der er fastgjort på huset, til justering af laserkanonen inden indsættelse. Laserkanonen 10 kan også omfatte en indsættelsesdel 58, der er fastgjort på huset, til automatisk indsættelse af lasersonden og temperaturmåleren. Laserkanonen 10 er forbundet med et kontrolsystem 59, der omfatter en computerbehandlingsenhed 60. Kontrolsystemet 58 fungerer til at styre og overvåge temperaturmåleren og lasersonden under laserterapi, såsom at styre laserkilden og fluidpumpen og overvåge temperaturen.The laser gun 10 is positioned on a control mechanism 52 on the stereotactic table 44 which allows the laser gun 10 to be positioned prior to insertion of the laser probe and temperature gauge. The laser cannon 10 comprises a housing 54 for the laser probe and the temperature meter and probe holders 12 which can project from the housing of each of the laser probe and the temperature meter. The laser gun 10 further comprises an adjustment portion 56 attached to the housing for adjusting the laser gun prior to insertion. The laser gun 10 may also comprise an insertion portion 58 attached to the housing for automatic insertion of the laser probe and temperature gauge. The laser gun 10 is connected to a control system 59 comprising a computer processing unit 60. The control system 58 functions to control and monitor the temperature meter and laser probe during laser therapy, such as controlling the laser source and fluid pump and monitoring the temperature.

Optimalt indsættes lasersonden 14 først midt i tumormassen, som vist i fig. 2B. Så snart lasersonden 14 er indsat optimalt i tumormassen 40, indsættes temperaturmåleren 16 optimalt og anbringes parallelt med lasersonden 14 (dvs. fortrinsvis cirka 1 cm fra lasersonden), som yderligere vist i fig. 2A og 2B. De optimale placeringer af temperaturmåleren 16 og lasersonden 14 er nødvendige for at overvåge en koncentrisk zone af varme udsendt fra lasersondens spids under behandling. Som omtalt nedenfor, er evnen til at overvåge lasersondens koncentriske varmemønstre nødvendige for effektivt at måle volumenet af tumormasse destrueret under behandling.Optimally, laser probe 14 is first inserted in the middle of the tumor mass, as shown in FIG. 2B. Once the laser probe 14 is optimally inserted into the tumor mass 40, the temperature gauge 16 is optimally inserted and placed parallel to the laser probe 14 (i.e., preferably about 1 cm from the laser probe), as further shown in FIG. 2A and 2B. The optimal locations of the temperature gauge 16 and the laser probe 14 are necessary to monitor a concentric zone of heat emitted from the tip of the laser probe during processing. As discussed below, the ability to monitor the concentric heat patterns of the laser probe is necessary to effectively measure the volume of tumor mass destroyed during treatment.

På grund af vigtigheden af nøjagtig og præcis placering af lasersonden 14 og temperaturmåleren 16 i forhold til tumormassen 40 anvender den foreliggende frembringelse fortrinsvis den stereotaktiske teknik i kombination med markørelementerne til at overvåge denne positionering. Den foreliggende frembringelse anvender endvidere et stort antal positionsmarkører 34, der er anbragt på hver af temperaturmåleren 16 og lasersonden 14, til at overvåge den aksiale placering af lasersonden 14 i forhold til temperaturmåleren 16. Som tidligere omtalt, er positionsmarkørerne 34 anbragt i afstand fra hinanden med en kendt afstand, fortrinsvis 0,5 cm, langs hver af temperaturmåleren 16 og lasersonden 14. Positionsmarkørerne 34 anvendes derfor til visuelt at overvåge den relative positionering af lasersonden 14 og temperaturmåleren 16, således at der kan ske manuelle justeringer foruden automatiserede computerjusteringer af den relative positionering af lasersonden 14 og temperaturmåleren 16.Due to the importance of accurate and precise positioning of the laser probe 14 and the temperature gauge 16 relative to the tumor mass 40, the present invention preferably uses the stereotactic technique in combination with the marker elements to monitor this positioning. The present invention further uses a large number of position markers 34 disposed on each of the temperature gauge 16 and the laser probe 14 to monitor the axial location of the laser probe 14 relative to the temperature gauge 16. As previously discussed, the position markers 34 are spaced apart from each other. with a known distance, preferably 0.5 cm, along each of the temperature gauge 16 and the laser probe 14. Therefore, the position markers 34 are used to visually monitor the relative positioning of the laser probe 14 and the temperature gauge 16 so that manual adjustments can be made in addition to automated computer adjustments of the relative positioning of the laser probe 14 and the temperature gauge 16.

Som vist i fig. 3, omfatter temperaturmåleren 16 fortrinsvis en temperaturdetektor T3, der berører tumormassen 40’s yderflade for at måle en temperatur på dette sted De 11 DK 2008 00139 U3 resterende temperaturdetektorer, dvs. T1, T2, T4 og T5, er anbragt i afstand (beskrevet ovenfor) af T3 langs temperaturmåleren. Hver temperaturdetektor er også anbragt i forskellige radiale afstande fra temperatursensoren Tc (dvs. temperaturen ved tumormassens midte) på lasersonden 14, dvs. r1, r2, r3, r4 og r5. Den radiale afstand mellem Tc og T3 (dvs. r3) er kendt, det vil sige den aksiale afstand mellem Tc og T3, fortrinsvis 1,0 cm. Ved at kende afstandene mellem T3 og de andre temperaturdetektorer (dvs. T1, T2, T4 og T5) og den radiale afstand mellem T3 og Tc kan den radiale afstand fra Tc til hver af T1, T2, T4 og T5 bestemmes ved at anvende Pythagoras sætning, det vil sige for en retvinklet trekant med en hypotenuselængde H og sidelængder A og B definerende den rette vinkel, gælder forholdet Η2 = A2 + B2.As shown in FIG. 3, the temperature gauge 16 preferably comprises a temperature detector T3 which touches the outer surface of the tumor mass 40 to measure a temperature at this location. T1, T2, T4 and T5 are spaced (described above) by T3 along the temperature meter. Each temperature detector is also located at different radial distances from the temperature sensor Tc (i.e., the temperature at the center of the tumor mass) on the laser probe 14, i.e. r1, r2, r3, r4 and r5. The radial distance between Tc and T3 (i.e., r3) is known, that is, the axial distance between Tc and T3, preferably 1.0 cm. By knowing the distances between T3 and the other temperature detectors (i.e., T1, T2, T4 and T5) and the radial distance between T3 and Tc, the radial distance from Tc to each of T1, T2, T4 and T5 can be determined using Pythagoras theorem, that is, for a right-angled triangle with a hypotenuse length H and lateral lengths A and B defining the right angle, the ratio Η2 = A2 + B2 applies.

For eksempel (r1 )2 = (T1 - T3)2 + (r3)2 = (1,0 cm)2 + (1,0 cm)2 = 2,0 cm2, hvor T1 - T3 = 1,0 cm og r3 = 1,0 cm. Derfor er r1 = r5 = (2,0 cm2)1''2 = 1,4 cm. På basis af lignende udregninger r4 = r2 = 1,10 cm, hvor T1 - T2 = 0,5 cm og r3 = 1,0 cm. Derfor kan temperaturen af vævet, der omgiver tumoren, i forhold til temperaturen ved laserens fiberspids, dvs. Tc, overvåges med temperaturdetektorerne, såsom T1, T2, T3, T4 og T5, i forskellige kendte og tilsvarende radiale afstande fra laserfiberspidsen, såsom r1 = 1,4 cm, r2 = 1,10 cm, r3 = 1,0 cm, r4 = 1,10 cm og r5 = 1,4 cm, som tidligere omtalt.For example (r1) 2 = (T1 - T3) 2 + (r3) 2 = (1.0 cm) 2 + (1.0 cm) 2 = 2.0 cm2, where T1 - T3 = 1.0 cm and r3 = 1.0 cm. Therefore, r1 = r5 = (2.0 cm2) is 1 '' 2 = 1.4 cm. On the basis of similar calculations r4 = r2 = 1.10 cm, where T1 - T2 = 0.5 cm and r3 = 1.0 cm. Therefore, the temperature of the tissue surrounding the tumor relative to the temperature at the fiber tip of the laser, i.e. Tc is monitored with the temperature detectors, such as T1, T2, T3, T4 and T5, at various known and corresponding radial distances from the laser fiber tip, such as r1 = 1.4 cm, r2 = 1.10 cm, r3 = 1.0 cm, r4 = 1.10 cm and r5 = 1.4 cm, as previously discussed.

Ved at fastslå de radiale afstande foretages der volumenudregninger ved hver placering af temperaturdetektorer fortrinsvis på basis af den kendte udregning for et volumen af en sfære V, det vil sige V = 4/3nr3, hvor r er den radiale afstand fra sfærens midte og π er den universelt accepterede konstante værdi af 22/7, det vil sige værdien af forholdet mellem enhver cirkels omkreds og dens diameter. Når temperaturen ved en hvilken som helst af temperaturdetektorerne når et niveau, hvor tumormassen destrueres, svarer volumenudregningen ved hver temperaturdetektor effektivt til volumenet af tumormasse destrueret inde i det sfæriske område med en radial afstand forbundet med temperaturdetektoren/detektorerne, dvs. r1, r2, r3, r4 og r5.By determining the radial distances, volume calculations are made at each location of temperature detectors, preferably on the basis of the known calculation for a volume of a sphere V, i.e. V = 4 / 3nr3, where r is the radial distance from the center of the sphere and π is the universally accepted constant value of 22/7, that is, the value of the ratio of the circumference of any circle to its diameter. When the temperature at any of the temperature detectors reaches a level at which the tumor mass is destroyed, the volume calculation at each temperature detector effectively corresponds to the volume of tumor mass destroyed within the spherical region at a radial distance associated with the temperature detector / detectors, i.e. r1, r2, r3, r4 and r5.

Når laserstrålingen først anvendes, destrueres tumormassen 40 for eksempel i et område ved og nær Tc. Efterhånden øges volumenet af destrueret tumormasse i forhold til en forøgelse i temperaturen som målt ved T3. Volumenet af destrueret tumormasse er derfor effektivt mindre end det volumen, der svarer til det sfæriske område med en radial afstand på r3.For example, when the laser radiation is used, the tumor mass 40 is destroyed in an area at and near Tc. Gradually, the volume of destroyed tumor mass increases relative to an increase in temperature as measured by T3. Therefore, the volume of destroyed tumor mass is effectively smaller than the volume corresponding to the spherical region with a radial distance of r3.

12 DK 2008 00139 U3 Når T3 når eller stiger til en temperatur, fortrinsvis 60°C, der ville destruere tumormassen, det vil sige tumormassedestruktionstemperaturen, svarer volumenet af destrueret tumormasse effektivt til volumenet af et sfærisk område med en radial afstand på r3. Den sfæriske form af den destruerede tumormasse er blevet dokumenteret på brysttumorer i gnavere og seksogtredive patienter med brystcancer, hvis laserbehandlede tumorer blev fjernet fortløbende og skåret af patologer og rapporteret.When T3 reaches or rises to a temperature, preferably 60 ° C, that would destroy the tumor mass, i.e., the tumor mass destruction temperature, the volume of destroyed tumor mass effectively corresponds to the volume of a spherical region with a radial distance of r3. The spherical shape of the destroyed tumor mass has been documented on breast tumors in rodents and thirty-six breast cancer patients whose laser-treated tumors were sequentially removed and cut by pathologists and reported.

For at sikre at hele tumormassen destrueres effektivt fortsætter laserbehandlingen, indtil temperaturerne som målt af de andre eller ydre temperaturdetektorer, dvs. T1, T2, T4 og T5, når eller stiger til tumormassedestruktionstemperaturen, fortrinsvis 60^. Når dette sker, destrueres tumormassen effektivt inden for det sfæriske områdes volumen, der har en radial afstand forbundet med de ydre temperaturdetektorer, dvs. r1, r2, r4 og r5. Laserbehandlingen slutter, når en temperatur som målt af den yderste temperaturdetektor(er), såsom T1 og T5, stiger til tumormassedestruktions-temperaturen, fortrinsvis 60 “C.To ensure that the entire tumor mass is effectively destroyed, laser treatment continues until the temperatures as measured by the other or external temperature detectors, ie. T1, T2, T4 and T5 reach or rise to the tumor mass destruction temperature, preferably 60 When this occurs, the tumor mass is effectively destroyed within the volume of the spherical region which has a radial distance associated with the outer temperature detectors, ie. r1, r2, r4 and r5. The laser treatment ends when a temperature as measured by the outer temperature detector (s), such as T1 and T5, rises to the tumor mass destruction temperature, preferably 60 ° C.

Det vil forstås, at mængden af laserenergi, der er nødvendig for at destruere tumormassen og vævsmassen omkring tumormassen, også kan bestemmes. På basis af tidligere undersøgelser foretaget af frembringeren, kræver destruktionen af cirka 1 cm3 tumormasse og/eller vævsmasse omkring tumormassen cirka 2500 Joule (J) laserenergi. (Se for eksempel Dowlatshahi et al., Stereotacticallv Guided Laser Therapy of Occult Breast Tumors, ARCH. SURG., Vol. 135, s. 1345-1352, nov. 2000). Ved at udregne mængden af destrueret tumormasse og antage, at mængden af tumormasse-destruktion kræver cirka 2500J/cm3 laserenergi, kan den mængde laserenergi (J), som er nødvendig for at destruere volumenet af tumormasse, udregnes.It will be appreciated that the amount of laser energy needed to destroy the tumor mass and tissue mass around the tumor mass can also be determined. Based on previous studies by the maker, the destruction of approximately 1 cm 3 of tumor mass and / or tissue mass around the tumor mass requires approximately 2500 Joule (J) laser energy. (See, for example, Dowlatshahi et al., Stereotacticallv Guided Laser Therapy of Occult Breast Tumors, ARCH. SURG. Vol. 135, pp. 1345-1352, Nov. 2000). By calculating the amount of tumor mass destroyed and assuming that the amount of tumor mass destruction requires approximately 2500J / cm 3 laser energy, the amount of laser energy (J) needed to destroy the volume of tumor mass can be calculated.

Det bør forstås, at den foreliggende frembringelse ikke er begrænset til antallet, typen, positionerne og placeringerne af temperaturdetektorerne. Der kan anvendes en række forskellige detektorplaceringer og -antal for eksempel afhængig af tumorbehandlingsforholdene, såsom typen og placeringen af tumoren. I en foretrukken udførelsesform er temperaturdetektorerne placeret til effektivt at overvåge destruktionen af tumormasse i en radial afstand fra den faktiske tumormasse, der er forbundet med de ydre temperaturdetektorer (dvs. T1 og T5).It should be understood that the present generation is not limited to the number, type, positions and locations of the temperature detectors. A variety of detector locations and numbers can be used, for example, depending on the tumor processing conditions, such as the type and location of the tumor. In a preferred embodiment, the temperature detectors are positioned to effectively monitor the destruction of tumor mass at a radial distance from the actual tumor mass associated with the external temperature detectors (i.e., T1 and T5).

13 DK 2008 00139 U313 DK 2008 00139 U3

Det bør også forstås, at den foreliggende frembringelse ikke er begrænset til tumor-massedestruktionstemperaturen. Der kan anvendes en række forskellige temperaturer til at svare til tumormassedestruktionstemperaturen afhængig af tumorbehandlingsforholdene, som beskrevet ovenfor. I en foretrukken udførelsesform er den foretrukne tumormassedestruktionstemperatur mindst 60°C.It should also be understood that the present invention is not limited to the tumor mass destruction temperature. A variety of temperatures can be used to match the tumor mass destruction temperature depending on the tumor treatment conditions, as described above. In a preferred embodiment, the preferred tumor mass destruction temperature is at least 60 ° C.

Computerkontrolsystemet anvender tumormassedestruktionsudregning(erne), som beskrevet ovenfor, til at give et grafisk billede 62 eller repræsentation af den destruerede tumormasse, der fortrinsvis lægges ovenpå et billede af den faktiske tumormasse taget før behandling, som vist i fig. 4A. Det grafiske billede 62 af den destruerede tumormasse vises fortrinsvis som et rundt (2-D) eller sfærisk (3-D) symbol. Foruden tumormassen er markørelementerne også vist grafisk.The computer control system uses the tumor mass destruction calculation (s), as described above, to provide a graphical image 62 or representation of the destroyed tumor mass, which is preferably superimposed on an image of the actual tumor mass taken before treatment, as shown in FIG. 4A. The graphic image 62 of the destroyed tumor mass is preferably shown as a round (2-D) or spherical (3-D) symbol. In addition to the tumor mass, the marker elements are also shown graphically.

I fig. 4B viser billedet 62 lasersonden 14 og temperaturmåleren 16 efter indsættelse i brystvævet. Lasersonden 14’s spids 64 er anbragt midt i tumormassen 40, og temperaturmåleren 16 er anbragt i forhold til lasersonden 14 som tidligere omtalt. Idet temperaturen øges spatialt og koncentrisk væk fra lasersondens spids, måler temperaturdetektoren ved T3 en tumormassedestruktionstemperatur (dvs. fortrinsvis 60 °C). Ved denne temperatur fremkommer symbolet for destrueret tumormasse 66 som vist i billedet i fig. 4B. Idet temperaturen ved T1 og T5 når tumormasse-destruktionstemperaturen, udvides symbolet for destrueret tumormasse 67 til at omfatte det område med destrueret tumormasse, der er forbundet med T1 og T5, som vist i fig. 4C.In FIG. 4B, the image 62 shows the laser probe 14 and the temperature gauge 16 after insertion into the breast tissue. The tip 64 of the laser probe 14 is located in the middle of the tumor mass 40, and the temperature gauge 16 is positioned relative to the laser probe 14 as previously discussed. As the temperature increases spatially and concentrically away from the tip of the laser probe, the temperature detector at T3 measures a tumor mass destruction temperature (i.e., preferably 60 ° C). At this temperature, the symbol of destroyed tumor mass 66 appears as shown in the image in FIG. 4B. As the temperature at T1 and T5 reaches the tumor mass destruction temperature, the symbol of destroyed tumor mass 67 is expanded to include the region of destroyed tumor mass associated with T1 and T5, as shown in FIG. 4C.

Tumormassedestruktionssymbolet udvides udad fra det faktiske billede af tumormassen med en afstand, der er forbundet med placeringen af temperaturmålerens ydre temperaturdetektorer (dvs. T1 og T5). Ved denne afstand er tumormassedestruktionen effektivt fuldendt, som yderligere vist i fig. 4C. Denne afstand varierer fra cirka 0,25 cm til cirka 0,75 cm, fortrinsvis fra cirka 0,4 cm til cirka 0,5 cm. Det grafiske billede af den foreliggende frembringelse giver en visuel realtidsovervågning af destruktionen af tumormasse i modsætning til kendte billeder, der kun viser temperaturen på forskellige steder i tumormassen ved hjælp af et konventionelt søjlediagram.The tumor mass destruction symbol expands outward from the actual image of the tumor mass at a distance associated with the location of the temperature meter's external temperature detectors (i.e., T1 and T5). At this distance, the tumor mass destruction is effectively completed, as further shown in FIG. 4C. This distance ranges from about 0.25 cm to about 0.75 cm, preferably from about 0.4 cm to about 0.5 cm. The graphical image of the present invention provides a real-time visual monitoring of the destruction of tumor mass in contrast to known images showing only the temperature at various locations in the tumor mass using a conventional bar graph.

En alternativ udførelsesform for de grafiske repræsentationer af tumormasse-destruktionsområdet ved det indledende, efterfølgende og sidste trin i laserterapien til 14 DK 2008 00139 U3 visuel realtidsovervågning af destruktionen af tumormassen er vist i fig. 4D, 4E, 4F, 4G og 4H. Fig. 4D viser tumoren uden noget destruktionsområde. Fig. 4E, 4F, 4G og 4H viser destruktionsområdet stigende i størrelse til ud over tumorområdet. Det bør forstås, at der kan anvendes forskellige skråskraveringer, skraveringer og grafiske billeder til grafisk at illustrere tumormassen og destruktionsområdet. Det bør også forstås, at der kan anvendes forskellige farver til grafisk at illustrere tumormassen og destruktionsområdet.An alternative embodiment of the graphical representations of the tumor mass destruction region at the initial, subsequent and final stages of laser therapy for visual real-time monitoring of the destruction of the tumor mass is shown in FIG. 4D, 4E, 4F, 4G and 4H. FIG. 4D shows the tumor without any area of destruction. FIG. 4E, 4F, 4G and 4H show the destruction region increasing in size beyond the tumor area. It is to be understood that various oblique shading, shading, and graphic images can be used to graphically illustrate the tumor mass and destruction region. It should also be understood that different colors may be used to graphically illustrate the tumor mass and destruction region.

Det bør endvidere forstås, at en yderligere grafisk repræsentation af temperaturerne kunne implementeres sammen med ovennævnte grafiske billeder. Fig. 4I og 4J viser et søjlediagram, der fortrinsvis også gives operatøren af systemet. Søjlediagrammerne viser temperaturen ved Tc, T1, T2, T3, T4 og T5 på forskellige tidspunkter. Som vist i fig. 4I, er temperaturen ved Tc meget højere end temperaturen ved T3, der er meget højere end temperaturen ved T2 og T4, der er meget højere end temperaturen ved T1 og T5. Idet tumormassedestruktionstemperaturen øges ved disse punkter og destruktionsområdet øges, ændres søjlediagrammet til et tidspunkt som vist i fig. 4J.It should also be understood that a further graphical representation of the temperatures could be implemented together with the above graphic images. FIG. 4I and 4J show a bar chart which is preferably also given to the operator of the system. The bar charts show the temperature at Tc, T1, T2, T3, T4 and T5 at different times. As shown in FIG. 4I, the temperature at Tc is much higher than the temperature at T3, which is much higher than the temperature at T2 and T4, which is much higher than the temperature at T1 and T5. As the tumor mass destruction temperature increases at these points and the destruction region increases, the bar graph changes to a point as shown in FIG. 4J.

På dette tidspunkt er områderne ved T2 og T5 over tumormassedestruktions-temperaturen, der fortrinsvis er ΘΟΌ. Operatøren ved derfor, at massen er blevet destrueret sammen med de grafiske repræsentationer beskrevet ovenfor.At this point, the regions at T2 and T5 are above the tumor mass destruction temperature, which is preferably ΘΟΌ. The operator therefore knows that the mass has been destroyed along with the graphic representations described above.

I en alternativ udførelsesform anvender den foreliggende frembringelse en blodcirkulationstest i kombination med visuel realtidsovervågning for at bestemme, hvornår destruktionen af hele tumormassen er effektivt fuldendt. Der kan anvendes enhver egnet blodcirkulationstest. Kontrastforstærket farve-Doppler-ultralydsundersøgelse er imidlertid den foretrukne teknik, der anvender et egnet kontrastmiddel og en egnet ultralydstransduce til at observere blod med farve, idet det cirkulerer i tumormassen og vævsmassen (dvs. brystvævet), der omgiver tumormassen. Blodcirkulationstesten udføres før og efter behandling, og resultaterne sammenlignes for at bestemme, om tumormassen er blevet effektivt destrueret.In an alternative embodiment, the present invention uses a blood circulation test in combination with real-time visual monitoring to determine when destruction of the entire tumor mass is effectively complete. Any suitable blood circulation test can be used. However, contrast-enhanced color-Doppler ultrasound examination is the preferred technique employing a suitable contrast agent and ultrasound transducer to observe blood of color as it circulates in the tumor mass and tissue mass (i.e., breast tissue) surrounding the tumor mass. The blood circulation test is performed before and after treatment and the results are compared to determine if the tumor mass has been effectively destroyed.

Der kan anvendes enhver egnet transducer og kontrastmiddel. I en foretrukken udførelsesform er ultralydstransduceren en 7,5 MHz lineær array transducer, der er kommercielt tilgængelig fra ATL i Bothel, Washington.Any suitable transducer and contrast agent can be used. In a preferred embodiment, the ultrasonic transducer is a 7.5 MHz linear array transducer commercially available from ATL in Bothel, Washington.

15 DK 2008 00139 U315 DK 2008 00139 U3

Desuden er kontrastmidlet fortrinsvis et sonikeret, albuminbaseret middel, det vil sige et albuminbaseret materiale med gasinjicerede bobler. Det bør forstås, at lydbølgers refleksion fra boblerne inde i det albuminbaserede materiale producerer et farveresponsindikativ af blodstrøm eller -cirkulation. Kontrastmidlet er især OPTISON®, der er et kommercielt tilgængeligt produkt fra Mallinkrodt fra St. Louis, Missouri.In addition, the contrast agent is preferably a sonicated albumin-based agent, that is, an albumin-based material with gas-injected bubbles. It should be understood that sound waves' reflection from the bubbles inside the albumin-based material produce a color response indicator of blood flow or circulation. In particular, the contrast agent is OPTISON®, a commercially available product from Mallinkrodt from St. Petersburg. Louis, Missouri.

Før behandling injiceres en effektiv mængde kontrastmiddel fortrinsvis i en blodåre. Kontrastmidlet anvendes til at forstærke billedet af blodcirkulationen, som kommer af farve-Doppler-ultralydsundersøgelsesteknikken. Kontrastmidlets effektivitet vises ved at sammenligne de i fig. 5A og 5B viste billeder af blodstrømmen med farve-Doppler-ultralydsundersøgelsen. Kontrastmidlet blev anvendt til at producere det billede af blodstrømmen, der er vist i fig. 5B og ikke 5A. Ved at sammenligne disse figurer er det tydeligt, at billedet af blodstrømmen i fig. 5B er forstærket mere end billedet af blodstrømmen i fig. 5A.Prior to treatment, an effective amount of contrast agent is preferably injected into a vein. The contrast agent is used to enhance the image of the blood circulation that comes from the color-Doppler ultrasound examination technique. The effectiveness of the contrast agent is shown by comparing those of FIG. 5A and 5B showed images of the blood flow with the color Doppler ultrasound examination. The contrast agent was used to produce the image of the blood flow shown in FIG. 5B and not 5A. By comparing these figures, it is evident that the image of the blood flow of FIG. 5B is augmented more than the image of the blood flow of FIG. 5A.

Med henvisning til fig. 5B målte den kontrastforstærkede farve-Doppler-ultralyds-undersøgelse en væsentlig mængde blodstrøm inde i tumormassen og vævsmassen, der omgiver tumormassen. Efter behandling injiceres kontrastmidlet igen for at observere blodstrømmen i og omkring tumormassen. Som endvidere forudset, var der effektivt ingen blodstrøm i tumormassen og omgivende område, som målt med den ovenfor beskrevne ultralydsteknik, som vist i fig. 5C. Dette indikerer, at tumormassen og vævsmassen, der omgiver tumormassen, blev effektivt destrueret. Hvis tumormassen og den omgivende vævsmasse er blevet destrueret, kan blodcirkulationen i dette behandlede område ikke observeres effektivt med farve-Doppler-ultralyds-undersøgelse. En sammenligningsanalyse mellem resultaterne af blodcirkulationstesten før og efter behandling anvendes til at bestemme, om hele tumormassen er blevet destrueret.Referring to FIG. 5B, the contrast-enhanced color Doppler ultrasound study measured a significant amount of blood flow within the tumor mass and the tissue mass surrounding the tumor mass. After treatment, the contrast agent is re-injected to observe blood flow in and around the tumor mass. As further predicted, there was effectively no blood flow in the tumor mass and surrounding area, as measured by the ultrasound technique described above, as shown in FIG. 5C. This indicates that the tumor mass and the tissue mass surrounding the tumor mass were effectively destroyed. If the tumor mass and the surrounding tissue mass have been destroyed, blood circulation in this treated area cannot be effectively observed with color Doppler ultrasound examination. A comparative analysis of the results of the blood circulation test before and after treatment is used to determine if the entire tumor mass has been destroyed.

Denne ændring i blodcirkulation i og omkring tumormassen kan også observeres ved at injicere en effektiv mængde kontrastmiddel i en blodåre under laserterapi. Dette giver realtidsovervågning af blodcirkulationen i tumormassen og vævsmassen, der omgiver tumormassen, under laserbehandling. Idet mere og mere af tumormassen og omgivende vævsmasse destrueres, vil mindre blod cirkulere gennem dette område.This change in blood circulation in and around the tumor mass can also be observed by injecting an effective amount of contrast agent into a vein during laser therapy. This provides real-time monitoring of blood circulation in the tumor mass and the tissue mass surrounding the tumor mass during laser treatment. As more and more of the tumor mass and surrounding tissue mass are destroyed, less blood will circulate through this area.

Idet blodcirkulationen reduceres, kan blodcirkulationstesten, såsom farve-Doppler-ultralydsundersøgelsen, anvendes til effektivt at måle en reduktion i blodcirkulationen, 16 DK 2008 00139 U3 som tidligere omtalt. En grafisk repræsentation af resultaterne af farve-Doppler-ultralydsundersøgelsen kan overvåges kontinuerligt under laserterapien. Den grafiske repræsentation kan vises på en særskilt skærm eller kan lægges ovenpå det faktiske billede af tumormassen under laserterapien. Den grafiske repræsentation tilvejebringer yderligere realtidsovervågning af tumordestruktion, før patienten fjernes fra bordet. Yderligere laserbehandling kan gives, hvis en del af det angrebne væv viser blodstrøm, hvilket antyder viabilitet. Det bør forstås, at den grafiske repræsentation kan konfigureres på enhver egnet måde, således at blodcirkulationen kan overvåges.As blood circulation is reduced, the blood circulation test, such as the color Doppler ultrasound test, can be used to effectively measure a reduction in blood circulation, as previously discussed. A graphical representation of the results of the color-Doppler ultrasound examination can be continuously monitored during the laser therapy. The graphical representation can be displayed on a separate screen or can be placed on top of the actual image of the tumor mass during the laser therapy. The graphical representation provides additional real-time monitoring of tumor destruction before removing the patient from the table. Further laser treatment may be given if part of the affected tissue shows blood flow, suggesting viability. It should be understood that the graphical representation can be configured in any suitable way so that blood circulation can be monitored.

En faktisk tumormasse, der er blevet destrueret under laserterapi ifølge den foreliggende frembringelse, er vist i fig. 6. Det tomme område repræsenterer det område, hvor tumormassen og omgivende vævsmasse blev destrueret ved laserterapi. Som vist i fig. 6, er det tomme område effektivt rundt i form og har en anslået diameter på 2,5 til 3,0 cm. Fig. 6 viser et tværsnit af en laserbehandlet brysttumor. Den røde ring er det inflammatoriske område og vævet hvori det er destrueret. Denne rings diameter svarer til diameteren af det avaskulære område set med farve-Doppler-ultralydsundersøgelse i fig. 5C.An actual tumor mass that has been destroyed during laser therapy according to the present invention is shown in FIG. 6. The empty area represents the area where the tumor mass and surrounding tissue mass were destroyed by laser therapy. As shown in FIG. 6, the empty area is effectively round in shape and has an estimated diameter of 2.5 to 3.0 cm. FIG. 6 shows a cross section of a laser-treated breast tumor. The red ring is the inflammatory area and tissue in which it is destroyed. The diameter of this ring corresponds to the diameter of the avascular region seen with color Doppler ultrasound examination in FIG. 5C.

Det bør forstås, at den foreliggende frembringelse ikke er begrænset til interstitiel laserterapi og især interstitiel laserterapi til destruktion af en brysttumor. Den foreliggende frembringelse kan anvendes til en række forskellige ikke-kirurgiske behandlinger til destruktion af en række forskellige tumormasser.It should be understood that the present invention is not limited to interstitial laser therapy and, in particular, interstitial laser therapy to destruction of a breast tumor. The present invention can be used for a variety of non-surgical treatments to destroy a variety of tumor masses.

Det bør forstås, at der kan foretages modifikationer og variationer uden at afvige fra omfanget af de nye løsninger ifølge den foreliggende frembringelse, og det bør forstås, at denne ansøgning kun skal begrænses af omfanget af de vedhæftede krav.It should be understood that modifications and variations may be made without departing from the scope of the new solutions of the present invention and it should be understood that this application is limited only by the scope of the appended claims.

Det bør forstås, at forskellige ændringer og modifikationer af de for øjeblikket foretrukne udførelsesformer, som beskrevet heri, vil være tydelige for en fagmand. Sådanne ændringer og modifikationer kan foretages uden at reducere dens påtænkte fordele. Det er derfor påtænkt, at sådanne ændringer og modifikationer er dækket af de vedhæftede krav.It is to be understood that various modifications and modifications to the presently preferred embodiments, as described herein, will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications can be made without reducing its intended benefits. It is therefore contemplated that such changes and modifications are covered by the attached claims.

Claims

17 DK 2008 00139 U3

An apparatus for monitoring destruction of a specified amount of a tumor mass, said apparatus comprising: a cannula configured to receive a fiber to direct a desired amount of radiation into the tumor mass; a temperature gauge configured to measure tissue temperature in the vicinity of the tumor mass; and a screen device configured to show an indication that said amount of tumor mass is destroyed at least in part on the basis of the tissue temperature in the vicinity of the tumor mass.

Apparatus according to claim 1, wherein the cannula is configured to measure the temperature of the tumor mass and the screen device is configured to show the indication that said amount of tumor mass is also destroyed at least in part on the basis of the temperature of the tumor mass.

Apparatus according to claim 2, comprising a computer control system configured to be connected to the cannula, temperature meter and monitor device, said computer control system configured to determine the amount of tumor mass destroyed at least in part on the basis of tissue temperature.

Apparatus according to claim 1, wherein the cannula has a temperature sensor configured to measure the temperature of the tumor mass and the screen device is configured to show the indication that said amount of tumor mass is also destroyed at least in part on the basis of the temperature of the tumor mass.

Apparatus according to claim 4, comprising a computer control system configured to be connected to the cannula, temperature meter and monitor device, said computer control system configured to determine the amount of tumor mass destroyed at least in part on the basis of the tissue temperature. Apparatus according to claim 1, wherein the temperature meter is configured to measure a plurality of tissue temperatures in proximity to the tumor mass and the screen device is configured to show the indication that said amount of tumor mass is at least partially destroyed on the basis of the large number of tissues. tissue temperatures. Apparatus according to claim 6, wherein the temperature meter comprises five spaced temperature detectors. Apparatus according to claim 6, comprising a computer control system configured to be connected to the cannula, temperature meter and monitor device, said computer control system configured to determine the amount of tumor mass destroyed at least in part on the basis of the plurality of tissue temperatures. Apparatus according to claim 1, comprising a computer control system configured to be connected to the temperature meter and monitor device, said computer control system configured to determine the amount of destroyed tumor mass at least in part on the basis of the tissue temperature. Apparatus according to claim 1, wherein the indication shown by the display device comprises a graphical representation. Apparatus according to claim 10, wherein the graphical representation is a bar graph. Apparatus according to claim 10, wherein the graphical representation is superimposed on an image of the tumor mass to provide real-time visual monitoring of the destroyed tumor mass. 19 DK 2008 00139 U3

Apparatus according to claim 10, wherein the graphical representation comprises a geometric symbol.

Apparatus according to claim 10, wherein the graphical representation comprises a two-dimensional image.

Apparatus according to claim 10, wherein the graphical representation comprises a three-dimensional image.

The apparatus of claim 1, wherein the cannula and temperature meter each comprise a plurality of position markers to facilitate the determination of the relative locations of the cannula and the temperature meter. Apparatus according to claim 1, wherein the position markers are respectively spaced apart along a portion of the length of the cannula and along a portion of the length of the temperature gauge. Apparatus according to claim 1, wherein the cannula is configured to allow physiologically acceptable fluid to flow around the fiber. Apparatus according to claim 18, comprising a fluid pump configured to deliver the fluid to the cannula. The apparatus of claim 1 comprising an optical laser fiber and a laser source connectable to the optical laser fiber.

Apparatus according to claim 20, wherein the laser source is a diode laser. The apparatus of claim 1, comprising means for conducting a blood circulation test using a contrast agent to determine tumor mass destruction. Apparatus according to claim 22, wherein the blood circulation test agents comprise means for performing contrast enhanced a color Doppler ultrasound examination. 35 23.