NO144469B - Apparat for varmebehandling av en pasient. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et apparat for varmebehandling av en pasient, særlig for å øke legemstemperaturen for å forsinke vekst av kreftceller, med en blodstrømbane utenfor legemet som omfatter et utløp fra legemet, tilslutningsledninger, en pumpe, en varmeveksler og et innløp til legemet.

Det foreligger økende bevis for at anvendelsen av varme innenfor området 41,5°C til 4 3°C kan effektivt anvendes for å forsinke veksten av kreftceller.

Interessen på dette området har øket i den grad at et internasjonalt symposium for kreftterapi med økning av legemstemperaturen og stråling ble holdt i Washinton D.C. i april 1975 under ledelse av "The National Cancer Institute of U.S. Public Health Service and The American College of Radiology" i samarbeide med The University of Maryland

School of Medicine.

Foredrag fra dette symposium foreligger i et bind

på 304 sider og inneholder varierte synspunkter på økning av legemstemperaturen og kreft. Det inneholder videre en omfattende referanseliste for tilgjengelig litteratur. Av hensyn til bakgrunnen for foreliggende oppfinnelse skal hen-vises til artikler i dette bind.

Andre publikasjoner av interesse etter 19 75 er

følgende:

Hofer, K.G., Choppin, D.A. and Hofer, M.G.: Effect of Hyperthermia on the Radiosensitivity of Normal and Malignant Cells in Mice, Cancer, 38:279, 1976.

Larkin, J.M., Edwards, W.S. and Smith, D.E.:

Total Body Hyperthermia and Preliminary Results in Human Neoplasmus. Surg. Forum, 27:121, 1976.

Wheldon, T.E.: Exploiting Heat Sensitivity of

Leukemic Cells. Lancet, 1:1363, 1976.

Hyperthermia in the Treatment of the Cancer Patient.

Cancer, 37:2075-2983, 1976.

Mange av de ovenfor nevnte publikasjoner gjelder virkningen av øket legemstemperatur innenfor området 41,5°C til 43°C som gir bestemte antikreftvirkninger når det anvendes enten som et primært behandlingsmiddel eller et tilleggsbe-handlingsmiddel mot et vidt spektrum av ondartede sykdommer. Av litteraturen fremgår det at økning av legemstemperaturen har vist seg å innføre cytotoksisitet i sarkomer og melanomer i vevkultur (Stehlin et al.) og sterkt understøtteranti tumor virkninger ved stråling in vivo av L-1210 og Erlich ascite-celler (Hofer et al.). Økning av legemstemperaturen i tillegg til stedvis perfusjon kjemoterapi av melanomer har resul-tert i øket tumorkontroll og overlevende pasienter uten økning av uheldige virkninger (Stehlin et al.). Anvendt som et systematisk hjelpemiddel har økning av legemstemperaturen medført objektiv tilbakegang hos 13 av 18 pasienter (70%)

med spredningssykdom som er motstandsdyktig mot annen terapi, og seks av disse hadde overlevet 11 til 22 måneder etter behandlingen (Larkin et al.).

Eksperimenter som er foretatt på grunnlag av foreliggende oppfinnelse viser at effektiviteten av øket legemstemperatur mot systemsykdommer kan endog være større enn antydet av Larkin et al. Selv om nivået for øket legemstemperatur på, ca. 42°C som anvendt av Larkin et al. var tilstrekkelig, var anvendelsesperioden bare 5 timer. Videre var ved behandlingen et stabilt temperaturnivå på 42°C ikke opprettholdt systematisk i 5 timer. Larkin et al. anvendte isolasjonslaken og væskeoppvarmede ulltepper som omga" pasientene for varmetilførsel. Som følge av hudens dårlige varmeledningsevne og videre motvirkningen av varmeledningen som følge av sterk svetting, kan øket legemstemperatur ikke oppnås hurtig. Disse dårlige varmeledningsforhold må antas å opprettholde den eksisterende store temperaturforskjell gjennom behandlingen. F.eks. ble det anvendt en styrt ullteppe-temperatur på 48,89°C som er et dødelig nivå.

På bakgrunn av de problemer som fremgår av det ovenstående er det klart at fra behandlingen og utstyret som hittil er foreslått og anvendt at ønskelige kriteria for fremgangsmåten og apparater for økning av legemstemperaturen kan oppstilles slik:

1. Innført temperatur på 41,5°C til 43°C.

2. Oppnåelse av den valgte temperatur innen en time.

3. Varmebehandlingen opprettholdt i 2 4 til 4 8 timer.

.4. Fin temperaturstyring og fortrinnsvis automatisk temperaturregulering.

5. Lett oppnådd hurtig kjøle- og varmevirkning.

6. Vanlig anestesi unødvendig eller ønskelig bare i en kort periode.

7. Pasienter som underkastes varmebehandlingen,

holdes i vanlig pleie.

8. Varmebehandling mulig under annen behandling som f.eks. strålingsterapi eller i isolasjon. 9. Gjentatte behandlinger mulig i perioder over flere dager.

10. Behandlingen kan utføres med rimelig sikkerhet

mot pasienter med nøytropenia eller trombosytopenia.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilvekebringe apparat av den innledningsvis nevnte art for å oppnå økning av legemstemperaturen i samsvar med de ovenfor anførte ønskelige kriteria.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at pumpen har en kapasitet på minst en liter/min., at varmeveksleren er for-

synt med temperaturregulator som ved startperioden for behandlingen er innstillbar til en utløpstemperatur fra varmeveks-lere på ca. 45°C og etterat pasientens legeme har nådd en temperatur på mellom 41,5°C og 42,5°C, kan senke temperaturen i pasientens legeme og stabilisere denne på en for legemet normalt øket temperatur ved systematisk fordeling av det opp varmede blod, at temperaturregulatoren omfatter et reservoar for oppvarmingsvæske som kan justeres til en temperatur på ca. 45°C, at det er anordnet en pumpeinnretning for å sirkulere væsken mellom reservoaret og varmeveksleren, at temperaturregulatoren videre omfatter et kjølevæskereservoar som kan justeres til en temperatur på ca. 30°C, at det er anordnet en andre pumpeinnretning for å sirkulere væsken mellom kjølevæske-reservoaret og varmeveksleren, at pumpeinnretningene omfatter

en væskemengderegulator for å regulere væskemengdene fra reservoarene fra null til maksimal væskemengde, og at ut-løpet fra og innløpet til legemets arterier resp. vener omfatter en fullstendig hypodermisk implanterbar enhet med en arteriekanal og en venekanal som er forbundet med hverandre med en shuntkanal, og som er forbundet med arterier resp. vener via vaskulære protestrør, og med varmeveksleren via kanyler som eventuelt kan innsettes ved hjelp av dorer.

Det er iakttatt at en utvendig oppvarming av blodet for antikreftformål har vært foretatt i begrensende tilfeller og er beskrevet av Cavaliere et al. og Stehlin og skiller seg fra økningen av legemstemperaturen ifølge foreliggende oppfinnelse. Ved de nevnte kjente tilfeller blir hovedblodåren og -venen midlertidig blokkert ved åreklemmer eller åre-presser og et utvendig lukket system opprettes bare i lårområdet. I denne ytre-krets tilføres varme som tillegg til annen behandling som f.eks. kjemoterapi som anvendes i det lokale sirkulasjonssystem. Dette system nødvendiggjør anvendelsen av oksygenutstyr av den art som anvendes ved åpen hjertekirurgi. Som det fremgår av de kjente tidsbegrensning-er ved åpen hjertekirurgi ved hjelp av anvendelse av oksygen-utstyret, er tidsrammen innen hvilken slik kombinert oksygen-og varmebehandling kan fortsettes selv på lokal basis uten å medføre i det minste en prosentual permanent ødeleggelse av de blokkerte lårarealer hos pasienten, temmelig begrenset.

Pettigrew synes ved å referere til disse tilfeller som bakgrunn for sin foretrukne kombinasjon av bad i varm voks og innånding av oppvarmet gass for å øke legemstemperaturen, og betrakte lokal varmespredning som anvendbar for både lokalt å øke legemstemperaturen såvel som å øke temperaturen av hele legemet kanskje som en analogi til åpen shunting av hjertet utenfor legemet. (Induction of Controlled Hyperthermia in Treatment of Cancer, Henderson, M.A. and Pettigrew, R.T. lancet, 1:1275, 1971 and Cancer Therapy by Whole Body Heating, Pettigrew, R.T. Proceedings, p. 282). Pettigrews■artikkel i Lancet karakteriserer den lokale varmespredning av Cavaliere et al. ("Selective Heat Sensitivity of Cancer Cells", Cancer, 1967, 20^1351) som om det ble oppnådd meget tilfredsstillende temperaturer i ondartede tilfeller ved å anvende arterieshunt og varmeveksler, men da dette krever kirurgi kan det ikke gjentas i det uendelige og kan bare anvendes i perifere tilfeller.

Det er imidlertid av viktighet å merke seg at

både Cavaliere et al. og' Stehling et al. anvender en shunt og utvendig varmeveksler begrenset til lokal anvendelse og begge har anvendt andre fremgangsmåter for å øke legemstemperaturen i hele legemet.

På side 135 i kreftartikkelen til Cavaliere et al. er anført: "Denne fremgangsmåte for behandling med høy temperatur, har tydelig begrensninger og er for tiden anvendt på pasienter med primær eller gjenopptredende svulster i lemmer hvor ellers alternativ terapi bare ville være amputasjon som ofte ikke hindrer spredning. Det er klart at fremtidig fremgang på dette området vil være behandling av hele legemet med høy temperatur. Vi er nå på vei med å ut-vikle teknikk i denne retning som er vesentlig forskjellig fra den behandling som anvendes nå."

Det siste avsnitt i Stehlins artikkel i Proceedings side 271, anfører følgende: "Som resultat av våre erfaringer med lokal spredning av varme, er vi for tiden og har i de siste fem år undersøkt muligheten av å øke legemstemperaturen i systemet ved inn-føring av bakterial toksine som vil ha antikreft-virkning for forskjellige kjemoterapiske hjelpemidler på melanomer og sarkomer."

En foretrukket minste strømningshastighet i samsvar med oppfinnelsen er ca. 1 liter pr. minutt. En slik strømningshastighet kan oppnås ved

oppfinnelsen uten å påvirke området i låret hvorfra blodet taes ut. Ved oppfinnelsen er det ingen isolering av låret ved klemmer eller presser som blokkerer hovedblodåren-og venen i låret, men en opprettelse av en ytre blodstrøm-bane mellom arterien og venen gjennom en sidevegg i disse slik at systemets sirkulasjon i lårområdet kan fortsette.

Det skjer en pumping for å bevirke strømning av det uttatte blod gjennom ternperaturreguleringssonen i den ytre blodstrøm-bane for å oppnå en ønsket overvåket strømningshastighet for sirkulasjon av blod gjennom lårområdet som er tilstrekkelig til å hindre uheldige virkninger over lengre tidsperioder og som opptrer ved de ovenfor nevnte tilfeller av lokal varmespredning.

i folge oppfinnelsen foreslås også en forbedret implanterbar innretning for å lette forbindelsen mellom .det ytre kretsløp og pasientens blodomløp. En innretning for å tilveiebringe en ytre blodstrømningsbane for nyredialyse som skiller seg fra økning av legemstemperaturen for hele legemet, er vel kjent. Disse innretninger som er kalt shunter, leveres av forskjellige produsenter.. Disse shunter implanteres i pasienten og omfatter rdr som rager ut av

legemet. Slike rør har bevirket betydelige vanskeligheter.

En god redegjørelse for vanskeligheter i forbindelse med slike shunter finnes i U.S.-patentskrift nr. 3-998.222. Ved innledningen til beskrivelsen i dette patent beskrives en shunt i form av en U-formet sløyfe hvis ene ende er forbundet med en vene og den andre ende er forbundet med en arterie. Selve sløyfen er implantert under huden, men utløpskuiialer strekker seg fra sidene i sløyfen og trenger- igjennom åpne huller i huden til klemmer utenfor legemet. Fjernbare plugger passer i utløpsrørene og blokkerer strømmen gjennom rørene under normale forhold. Når pasienten behandles med dialyse, fjernes pluggene og klemmene forbindes med klemmer i dialyse-maskinen (se 3.826.257).

Et av problemene som behandles i den nevnte inn-ledning ved denne form for shunt er risikoen for infeksjon på det sted hvor utløpene rager ut gjennom åpninger i huden. Da det er vesentlig henvisning til problemene i forbindelse med blodkoagulering i shunter av denne art, er det i det nevnte patent foreslått en shuntanordning som i det minste har en hindrende virkning når det gjelder infeksjonsproblemet ved at shunten skal implanteres fullstendig i legemet eller under huden. Por å oppnå kommunikasjon med den fullstendig implanterte shunt med en ytre strømningsbane, er den implanterte innretning forsynt med mekanisk bevegelige ventilorganer. Disse ventilorganer er normalt holdt i en stilling som holder det ute av forbindelse med blodstrømmen gjennom shunten. Ventilorganene er forsynt med samvirkende flater såsom fir-kantede åpninger eller gjenger for å opprette en begynnende væsketett ...forbindelse med en hul nål. Den hule nål er i-dette tilfellet ført. inn gjennom huden inn i væskekontakt med ventilorganét og etter at en slik kopling er opprettet, er den hule nål i stand til å bevege ventilorganét til strømnings^ forbindelse med blodstrømmen.

Plens det nevnte patent anvender et Fogarty kateter' for rensing og oppløsning av koagulering, men forholdsregler for å hindre koagulering av blodet i de sentrale strømnings-kanaler i ventilorganene når de befinner seg i normal lukket stilling, er det ikke sørget for. Mens det videre er sørget for sirkulering av blodet mellom periferien av ventilorganene og huset som opptar dem når ventilorganene er i åpen stilling, er det ikke sørget for dette når ventilorganét befinner seg i lukket stilling, men de perifere passasjer for kontinuerlig strømning når ventilorganene er åpne, er disse . lukket når ventilorganét er lukket slik at det langs de indre passasjer i ventilorganene er rom hvor blod kan bli stående og koagulere.

Det er godtgjort at det er ønskelig å overvinne vanskelighetene ved disse markedsførte shunter som ifølge det ovenfor nevnte patentskrift gjelder koaguleringsproblemer som er like store hvis ikke større enn ved de tidligere kjente innretninger. Det er vanligvis antatt at for kreftpasienter som er sterkt koagulerende, må koaguleringsproblemene antas å være større ved de tidligere kjente innretninger når de anvendes for å øke legemstemperaturen for en kreftpasient. Effektiv økning av legemstemperaturen i samsvar med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen krever strømningshastigheter som er betydelig større enn det som normalt anvendes for nyredialyse.

En ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en shunt som er fullstendig hypodermisk implanterbar og som særlig er egnet for å øke legemstemperaturen for en kreftpasient, og som overvinner eller i det minste hovedsakelig overvinner koaguleringsproblemene ved de hittil kjente innretninger.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at temperaturreguleringssonen omfatter en varmeveksler, en første væskemengde som holdes på en temperatur av ca. H^ °C og en innretning som sirkulerer denne væskemengde gjennom-varmeveksleren. Fortrinnsvis omfatter temperaturreguleringssonen en andre væskemengde med senket temperatur og en andre innretning for sirkulering av den andre væskemengde gjennom varmeveksleren. De to innretninger for sirkulering av væskene kan ha et innbyrdes forhold mellom grenser hvor strømmen av hver av væskene er null. Temperaturreguleringssonen kan videre omfatte følere for avføling av pasientens legemstemperatur, for avføling av temperaturen av blodet som forlater varmeveksleren, og for avføling av temperaturen av

væske som tilføres varmeveksleren.

Apparatet, ifølge oppfinnelsen omfatter en fullstendig hypodermisk implanterbar enhet som danner utløp og innløp for den ytre blodstrømbane og som samvirker med en fjernbar perkutan kanyle med trokar for uttak av blod fra pasientens blodomløp og en fjernbar perkutan kanyle med trokar for gjen-innføring av blodet til pasientens blodomløp. Enheten kan omfatte et legeme av elastomer for fullstendig hypodermisk implantasjon i pasientens lår med en arteriekanal og en i avstand beliggende venekanal, og en shuntkanal fra den ene ende av arteriekanalen til en ende av venekanalen, et arterierør av blodkarprotesemateriale hvis ene ende kommuniserer med den andre ende av arteriekanalen og hvis andre ende er innrettet for forbindelse med veggen i lårets hovedarterie, et venerør av blodkarprotesemateriale hvis ene ende kommuniserer med den' andre ende av venekanalen og hvis andre ende er innrettet for forbindelse med veggen i lårets hovedvene, organer i elastomerlegemet for å motta de fjernbare perkutankanyler, hvilke organer strekker seg fra en posisjon utenfor elastomerlegemet innover til en posisjon i forbindelse med arteriekanalen resp. venekanalen og er bevegelig mellom'en lukket tilstand som utelukker væske som befinner seg i rommet mellom de to posisjoner, slik at blod som strømmer fra arterierøret gjennom arteriekanalen vil passere shuntkanalen og inn i venekanalen og ut av venerøret, resp. slik at blod som strømmer fra shuntkanalen vil passere venekanalen og ut av venerøret, og en åpen tilstand som utelukker væske som mottas i rommet i elastomerlegemet fra den ytre periferi av den del av kanylen som tar ut blod resp. leverer blod og som befinner seg mellom de to posisjoner som også strekker seg perkutant og har forbindelse med arteriekanalen resp. venekanalen, slik at blod som strømmer fra arterierøret gjennom arteriekanalen vil passere kanylen for uttak av blod og shuntkanalen resp. slik at venekanalen vil motta blod som strømmer både fra kanylen som returnerer blod og shuntkanalen.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under

henvisning til tegningene.

Fig. 1 viser skjematisk i perspektiv et apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser i forstørret målestokk et snitt langs linjen 2-2 på fig. 1. Fig. 3 viser et grunnriss av den implanterbare enhet i et apparat ifølge oppfinnelsen. Fig. 4 viser et snitt langs linjen 4-4 på fig. 3.

Fig. 5 viser et enderiss av enheten på fig. 3-

Fig. 6 viser i forstørret målestokk innføringen av kanylen som tar ut blod og samvirker med trokar. Fig. 7 viser i forstørret målestokk et snitt langs linjen 7-7 på fig. 1. Fig. 8 viser et grunnriss av kanylen for uttak av blod og det samvirkende trokar.

Fig. 9 viser et sideriss av kanylen på fig. 8.

Fig. 10 viser et enderiss av kanylen på fig. 8. Fig. 11 viser i perspektiv trokaret på fig. 8.

Apparatet 10 ifølge utførelseseksemplet omfatter en steril slange 12 for en utvendig blodstrømbane. En pumpe-mekanisme fortrinnsvis i form av peristaltisk rullepumpe 14 anvendes for å pumpe blodet i den ytre blodstrømbane med styrt hastighet fra inntaksrørets ende til utløpsrørets ende. I tillegg er det anordnet en temperaturreguleringssone fortrinnsvis i form av en varmeveksler 16 gjennom hvilken den ytre blodstrømbane strømmer for temperaturregulering fortrinnsvis både med oppvarming og avkjøling ved hjelp av en styreinnretning 18 for væskekretsen i varmeveksleren 16. Videre omfatter appparatet 10 en innretning 20 for å forbinde innløpsenden av slangen 12 for den ytre blodstrømbane med pasientens blodomløp og utløpsenden av slangen 12 med pasientens blodomløp, slik at det returnerte blod fordeles systematisk uten uheldig påvirkning av det området hvor blodet tas ut.

Slangen 12 kan være fremstillet av egnet plastmateriale som f.eks. vinylpolymer, polytetrafloretylen eller andre plastmaterialer som anvendes i medisinen. Slangen har f.eks. en diameter på 6,2 mm og en lengde på 90-150 cm. Pumpen 14 drives av en elektrisk motor med variabel hastighet.

En peristaltisk pumpe er å foretrekke fordi den kan anvende

en utskiftbar steril slange 12 for blodkontakt og. inneholder ikke pumpedeler som må vedlikeholdes i steril tilstand.

Pumpen kan ha en kapasitet på 1-2 liter pr. minutt.

Reguleringsinnretningen 18 på fig. 2 har et kjøle-væskereservoar 22 og et varmevæskereservoar 24 som inneholder væske. Det kan anvendes en hvilken som helst væske, men vann er fortrukket. Hvert reservoar har en røreinnretning 26 for å holde temperaturen noenlunde jevn. Reservoaret 22 er forsynt med et kjøleelement 28 og reservoaret 24 er forsynt med et varmeelement 30. Væskesirkuleringssystemet samvirker i et forhold mellom reservoarene 22 og 24 for væsken til varmeveksleren 16. Sirkulasjonssystemet har to pumper 32 og 34. Pumpen 32 står i forbindelse med reservoaret 22 med -et sugerør 36 som strekker seg fra reservoaret 22 til den ene side av pumpen 32 og et utløpsrør 38 som strekker seg fra pumpen. På samme måte strekker et sugerør 40 seg fra reservoaret 24 til den ene side av pumpen 34 som har et utløpsrør 42. Utløpsrørene 38 og 42 er forbundlet med hverandre i en T-forbindelse 44 som har et rør 46 som strekker seg fra forbindelsen 44 til varmeveksleren 16. Et rør 48 strekker seg fra utløpet fra varmeveksleren 16 til en Y-forbindelse 50 som kommuniserer med to grenrør 52 og 5^ som strekker seg til den motsatte siden av pumpen 32 resp. 34. Fra denne side av pumpen strekker det seg et rør 56 resp. 58 til reservoaret 22 resp. 24. Et utjevningsrør 59 forbinder de to reservoarer.

Kjøleelementet 28 er av vanlig art og holder .væsken

i reservoaret 22 på hovedsakelig konstant temperatur f.eks. 30°C. Varmeelementet 30 er av vanlig art og holder væsken i reservoaret 24 på hovedsakelig konstant temperatur, f.eks. 45°C. Pumpen 32 pumper væske fra reservoaret 22 gjennom røret 36 rundt i systemet og leveres tilbake gjennom røret 56. På samme måte pumper pumpen 34 væske fra reservoaret 22 gjennom systemet og tilbake i røret 58. En styreinnretning 60 tjener til å variere pumpehastigheten for pumpene 32 og 34,, dvs. elektrisk styring av elektriske motorer med variabel hastighet for en hovedsakelig konstant pumpehastighet på f.eks. 10 liter pr. minutt. Styreinnretningen 60 kan regulere for-holdet mellomde to pumpers pumpehastighet fra 0-10 resp. 10-0.

Styringen av pumpene 32 og 34 skjer i samsvar med tre temperaturr"ølere 62, 64 og 66, en for å føle temperaturen av pasientens legeme, en for temperaturen av blodet som leveres fra varmeveksleren 16 til pasienten og en for temperaturen av væsken som trer inn i varmeveksleren. En trykkføler 68 er anbragt i innløpsrøret 46 for væsken til varmeveksleren..

Styreinnretningen 60 kan betjenes manuelt for å be-stemme den samlede væskestrøm gjennom varmeveksleren av væsker med temperaturen 30°C og 45°C ved hjelp av føleren 66 mellom grensene 30°C og 45°C for å regulere temperaturen av blodet som avføles av føleren 64 for å regulere temperaturen av blodet som føres tilbake til pasienten i samsvar med pasientens temperatur som er avfølt med føleren 62. Styreinnretningen 60 er her vist manuelt, men det er klart at den kan gjøres automatisk eller programmerbar hvis ønskelig.

Fig. 3-11 viser tilslutningsenheten 20 som er fullstendig hypodermisk implanterbar og er betegnet 70 og tjener til å forbinde pasientens blodomløp med et par perkutankanyler med trokar 72 og 74 og tjener til å forbinde enheten 70 med slangen 12 for den ytre blodstrømbane. Som best fremgår av fig. 3-7 består enheten av et legeme 76 av elastomermaterialet som er støpt slik at det har en arteriekanal 78, en i avstand beliggende venekanal 80 og en shuntkanal 82 som forbinder den indre ende av kanalen 78 med den indre ende av kanalen 80 slik det best fremgår av fig. 3

hvor shuntkanalen 82 er U-formet.

• Kanalene 78 og 80 har et tverrsnitt som er lang-strakt i en retning, nemlig i deres avstandsretning med skarpe motsatte ender i denne retning. Tverrsnittet har en form av to konvekse kurver som strekker seg mellom de spisse endepunkter og avstanden mellom de midtre deler av de konvekse kurver er ca. halvparten av avstanden mellom de to spisse endepunkter. Shuntkanalen kan ha en annen tverrsnittsform selv om den på tegningen har den samme tverrsnittsform. Hensikten med tverrsnittsformen av kanalene 78 og 80 er å samvirke med kanylene 72 og 74 som har tilsvarende ytre om-kretsform for samvirke med slisser 84 og 86 i legemet 76

for forbindelse med kanalene 78 og 80.

Slissene 84 og 86 strekker seg fra en posisjon utenfor legemet 76 til en posisjon for forbindelse med den indre ende av den tilhørende kanal 78 eller 80. Bredden av hver sliss er hovedsakelig lik avstanden mellom de spisse endepunkter av de tilhørende kanaler og er i lukket tilstand orientert slik som det best fremgår av fig. 4 i flukt med et plan gjennom de spisse endepunkter av de tilhørende kanaler.

I lukket tilstand som vist er de to plane indre flater av legemet 76 som begrenser vedkommende sliss 84 eller 86 blir fjærende presset i anlegg som følge av materialegen-skapene ved elastomerlegemet. Anlegget mellom flatene tjener til å utelukke rom som kan inneholde væske som f.eks. blod mellom de to posisjoner av slissen.

Fjærvirkningen i elastomermaterialet for legemet 76 muliggjør også at hver sliss 84 og 86 kan beveges av den til-hørende kanyle-trokar 72 resp. 7^ innover til åpen tilstand hvor den plane flate av legemet bestemmer slissen og åpnes bueformet slik at profilen tilsvarer den ytre omkretsform av den tilhørende kanal 78 resp. 80.

For å lette innføringen av hver kanyle-trokar gjennom slissen, er det i legemet 76 innleiret et par styre-deler 88 og 90 av metall. Styredelene er fortrinnsvis av rustfritt stål som er godtatt for medisinsk bruk. Styredelene har innover avsmalnende ringformede deler 92 og 9^ som er festet til den ytre endeflate av legemet 76 og har parallelle fjærende fingre 96 og 98 innleiret i legemet på motsatte sider av den tilhørende sliss. De avsmalnende deler 92 og 94 tjener til å styre, mens de fjærende fingre 96 og 98 understøtter legemets fjærende egenskaper for slissen og tjener til fjærende å presse slissflatene sammen.

Enheten 70 omfatter også et par slanger 100 og 102 av blodkarprotesemateriale. Som det best fremgår av fig. 1, er den ene ende av slangen 100 forbundet med en ende av arteriekanalen 78 ved innleiring. Den andre ende av røret 100 er innrettet for forbindelse med sutur ved en kirurgisk åpning i sideveggen av en lårarterie slik at det indre av røret 100 kommuniserer med lårarterien. På samme måte er en ende av slangen 102 innleiret i kommunikasjon med en ende av venekanalen 80 og den andre ende er innrettet for forbindelse ved sutur med en kirurgisk åpnet sidevegg i den til-hørende lårvene slik at dens indre kommuniserer ned lårvenén.

Enheten 70 inneholder også ett lag tekstil 104 som er festet til den indre sidevegg av elastomerlegemet ved klebing eller lignende. Tekstilen 104 har deler som strekker seg sideveis utover fra den indre sidevegg av legemet 76 til hvilket den er festet. Tekstilen 104 og særlig de ytre deler av denne tjener til en begynnende befestigelse ved sutur av legemet 76 under implantering med etterfølgende semipermanent feste ved groing av vevet.

For identifikasjonsformål direkte fra den implanterte enhet er det på yttersideveggen av elastomerlegemet 76 anordnet strålingsugjennomtrengelig identifikasjon. Slik identifikasjon sikrer at riktig samvirkende kanyle-trokar 72 resp. 74 alltid kan anvendes med den implanterte enhet ved hjelp av røntgenidentifikasjon.

Fig. 8-11 viser kanyle-trokar 72 resp. 7^ mere detaljert. Da disse er orientert speilvendt til høyre og venstre for hverandre, er det tilstrekkelig med beskrivelse bare av den.ene. Kanyletrokaret 74 på fig. 8 omfatter en perkutalkanyle 106 og et samvirkende trokar 108.

Kanylen 106 består av en rørformet del med et rett parti 110 som danner en hypodermisk endedel og en i vinkel forløpende del 112 som sammen med en tilgrensende del av det rette parti 110 danner den ytre ikke-hypodermiske del av kanylen. Kanylen 106 er fortrinnsvis støpt av strålings-ugj ennomtrengelig plastmateriale med tilstrekkelig stivhet til å hindre sammenpressing når den ført inn i den implanterte enhet 70. Varmeherdet plastmateriale er å foretrekke selv om termoplastisk materiale med tilstrekkelig stivhet og varme-stabilitet for sterilisering kan anvendes. F.eks. kan det anvendes etylen-propylen-terpolymer impregnert med strålings-ugj ennomtrengelig materiale som f.eks. bariumsulfat.

Hele den rette del 110 av kanylen 106 har en ytre omkrets med et tverrsnitt som stemmer overens med den indre omkrets av arteriekanalen 78 eller venekanalen 80 i legemet 76. En slik form er imidlertid bare ønskelig i den grad den hypodermiske endedel befinner seg i kanalen og den tilhørende sliss i det implanterte legemet.

Kanylen 106 har en indre passasje 114 som strekker seg gjennom vinkeldelen 112 inn i den rette del 110 og ut av den motsatte ende.

Trokaret 108 består hovedsakelig av en støpt del av plastmateriale i likhet med plastmateriale i kanylen 106 og har et bladformet parti 116 og en håndtaksdel 118. Bladpartiet 116 strekker seg i lengderetningen av den rette del 110 av kanylen 106. Hoveddelen av det bladforméde parti 116 har en ytre omkretsform som stemmer overens med den indre om-kretsforia av passasjen 114 som strekker seg gjennom den rette kanyledel 110. Bladpartiet 116 har en skarp ende 120 som smalner av gradvis til et punkt.

Det skal bemerkes at den utenfor legemet beliggende ende av den rette del 110 av kanylen 106 er lukket av et membran eller en plugg av elastomermaterialet 122 som fortrinnsvis er slisset på forhånd for å gi adgang for kanylen 108 med den spisse ende 120 først.

Den ytre omkrets av den ytre ende av vinkeldelen 112 er forsynt med gripeflenser 124 for å tilveiebringe en væsketett forbindelse med det indre av slangen 12. Når trokaret 106 er trukket ut, vil elastomerpluggslissen som var utvidet for å motta trokaret, trekke seg sammen og lukke den rette del av kanylen og sikre at alt blodet vil strømme ut gjennom vinkeldelen 112 og inn i røret 12.

På den ytre omkrets av den rette, del 110 av kanylen er det en ringformet skulder 126 som danner stoppeflate mot den åpne ende av den rette kanyledel for å ligge an mot styre-delen 92 resp. 94 i den implanterte enhet når kanylen befinner seg i fullt innført stilling som vist på fig. 7. Den rette kanyledel 110 har en åpning 128 i avstand fra den indre ende og som kommuniserer med passasjen 114 i flukt med shuntkanalen 82 i legemet 76 når kanylen er ført helt inn.

På omkretsen av den utvendige del av den rette kanyledel 110 er det anordnet en stabiliseringskrave 130 som hjelper til å holde kanylen i arbeidsstilling på pasienten.

Det er å foretrekke å gi alle blodkontaktene flater i kanylen 106, slangen 12 og kanalene og slissene i elastomerlegemet med et antikoagulerende belegg.

Den måte på hvilken enheten 70 implanteres kirurgisk er i samsvar med vanlig implantering. Elastomerlegemet 76 implanteres i området av en lårarterie et stykke ned fra hoften i en avstand som tilsvarer bredden av en normal hånd slik det fremgår av fig. 1. Den største flate av legemet 76 anbringes fortrinnsvis parallelt med huden med den flate som har tekstilet 104 innerst. Arteriet- og venerørene 100 og 102 strekker seg oppover mot hoften og de frie ender er forbundet ved sutur med kirurgisk åpning av sideveggene i lårets arterie resp. vene slik at de går ut i en vinkel på ca. 45°. Dette skjer i samsvar med vanlig praksis når det gjelder blodåreprotesemateriale.

Kantene av tekstilet 104 er ved sutur festet til vevet for feste av legemet 76. Alle de utvendige flater av den implanterte enhet står i forbindelse med vevet innbe-fattet delene 92 og 94.

Fordelene ved den implanterte enhet 70 er at den er beregnet på lang tids implantering i låret på kreftpasientene idet dens anastomose til lårets arterie og vene danner en hurtigstrømmende (1-2 liter pr. minutt) arterie-venefor-bindelse som kan gjenopprettes gjentatte ganger ved perkutan innføring av kanylen 72 resp. 74.

Sammenlignet med de innledningsvis nevnte shunter som anvendes for nyere hemodialyse minsker den implanterte enhet 70 faren for infeksjon, minsker faren for trombose, minsker faren for avbrudd og bedrer estetikken ved vanlig bruk. Erfaringer ved nyredialyse indikerer at delvis utvendige shunter ofte fremkaller infeksjon langs shuntslangene. Hyppigheten og alvoret ved denne type infeksjon vil øke hos kreftpasienter som følge av sykdommen tendens til å mot-arbeide immunitet som følge av kjemoterapi og strålingsterapi som de ofte får. Den implanterbare enhet 70 minsker i høy grad faren for infeksjon og krever ingen øket kirurgisk behandling for innføringen. Kreftpasienter er i en tilstand for overtendens av koagulering og øket tendens til blodpropp i sitt normale blodomløp og i et hvert kunstig blodomløp.

De vanlige shunter varer bare 2t6 måneder i hypodermiske dialysepasienter og blodpropp vil trolig opptre meget hurtig-ere ved disse alvorlige sykdommer. Den implanterbare enhet 70 har en kortere strømningsbane og meget av denne vil' være dekket av pasientens eget årevev og dermed være mindre ut-satt for trombose. Delvis utvendige shunter har pressfor-bindelser som kan løsne uønsket. Slike tilfeller har bevirket død for dialysepasienter, men vanligvis er slike shunter små og en pasient kan kontrollere en blødende shunt før ytterst fare oppstår.' Avbrytelse av en stor- shunt som ér nødvendig for å øke temperaturen vil imidlertid' resultere i stor blødning som kan gjøre pasienten bevisstløs før shunten kan bli tilgjengelig gjennom normale klær. Dette kan ikke hende med enheten 70 når denne er permanent tilsluttet og er fullstendig beskyttet.

Til forskjell fra de kjente shunter er det ingen ytre slanger i forbindelse med enheten 70. Normalt bad eller dusj kan tas av pasienten, mens med de kjente shunter kan pasienten ikke dykkes ned og må nøye seg med mindre hygieniske metoder som kan øke tilfelle av infeksjon. Enheten 70 vil heller ikke hindre klær eller nødvendiggjøre noen art av forbinding slik at pasientens utseende påvirkes, hvilket er et viktig trekk for en deprimert kreftpasient.

Den måte på hvilken kanylene 72 resp. 7^'føres

inn for å samvirke med den implanterte enhet 70 fremgår tydelig av det ovenstående. Det er viktig å bemerke at-fordelene ved å anvende det implanterte legemet 76 letter inn-føring av kanylene hvilket skjer rettlinjet og resulterer i en rettlinjet perkutan forbindelse med den utvendige blod-strømningsbane. Den foretrukne tverrsnittsform av kanylen muliggjør enkel og effektiv flukting under innføringen. En slik tverrsnittsform gir også maksimalt samvirke med slissene 84 og 86 i elastomerlegemet 76 både ved utspiling av slissene under innføringen og sammentrekningen om omkretsen av kanylen som strekker seg gjennom denne og sikrer god væsketett forbindelse. Forlengelsen av kanylens tverrsnittsform med kanalene 78 og 80 i elastomerlegemet sikrer også mot forstyrrelse av disse kanaler med en full åpning på 4 mm eller større.

Den oppnådde strømningskapasitet er av stor viktighet fordi det er en kritisk bestemmende faktor for den nødvendige tid for å bringe pasientens blod til ønsket behandlingstemperatur og til følsomheten av temperaturregu-leringen! En kapasitet på 1 liter pr. minutt er basert på en midlere størrelse av en pasient og kan naturligvis endres i samsvar med pasienten som behandles. Angivelsen ca. 1 liter pr. minutt er derfor beregnet for tilpasning til vedkommende pasient.

Det er klart at når først endene av slangen 12 er forbundet med flensene 124 på kanylen '72,74 og tilhørende trokar 108 trekkes ut, kan pumpen 14 startes for å tilveiebringe blodstrømmen gjennom den utvendige strømningsbanén med ca. 1 liter pr. minutt og gjennom temperaturregulerings sonen. Til å begynne med innstilles styreinnretningen 60 for passering av 100% vann ved 45°C gjennom varmeveksleren 16. under denne startfase måles blodets temperatur med føleren 62' og temperaturen vil så gradvis stige fra normal verdi på ca. 37°C. Kapasiteten og effektiviteten av varmeveksleren 16 er slik at avlesningen av returblodet ved 64 ligger nær opp til 45°C. Når det oppvarmede blod returnerer til lår-venen via perkutankanylen 106, venekanalen 80 og venerøret 102 blir blodet systematisk fordelt og bevirker en økning av temperaturen i hele systemet. Når pasientens legemstemperatur øker mot 4l,5°C, må styreinnretningen 60 være slik at væsketemperaturen ved 66 senkes til en verdi under 45°C f.eks. 42,5°C. Væsketemperaturen stabiliseres på 42,5°C og pasientens legemstemperatur'avleses ved 62 og det returnerte blod vil stabilisere seg på et ønsket temperaturnivå på ca. '4l,5°C resp. 40,0°C. Denne kritiske fase når pasientens legemstemperatur er øket og stabilisert bør normalt skje i løpet av en time, men dette vil naturligvis være avhengig av størrelsen av vedkommende pasient.

Når temperaturen er stabilisert, vil behandlingen fortsette en tidsperiode som er effektiv for vedkommende kreftpasient. En foretrukket minste tid for en enkel carcinosebehandling er seks timer selv om det kan være nød-vendig med behandlingstid på 20 timer eller lenger i mere kompliserte tilfeller.

Fortrinnsvis anvendes en tredje fase for å minske temperaturen av blodet igjen til normal temperatur. Denne fase startes ved at styreinnretningen 60 leverer vann ved 30°C gjennom varmeveksleren 16. Dette vil etter hvert minske temperaturen i det returnerte blod ved 64. Dette kaldere blod blir systematisk fordelt og bevirker at temperaturen senkes inntil den har nådd normalt 37°C. Denne tredje fase vil normalt kreve en tidsperiode som tilsvarer den første periode eller være noe mindre'.

Fortrinnsvis holdes•pasienten under behandlingen i hudkontaktomgivelse tilsvarende rom for intensiv pleie.

Mens hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en hud-isolerende omgivelse og også tilsvarende øket temperatur av pustegassen foretrekkes en omgivelse i likhet med intensiv pleie fordi temperaturnivået på huden og pustesystemet ikke bør variere vesentlig fra nivået for det innførte hypodermiske system og tilgjengelighet til pasienten kan meget lettere oppnås. Anvendelse av strålings- og kjemoterapibehandling kan videre utføres samtidig hvis ønskelig.-

Claims (13)

1. Apparat for varmebehandling av en pasient, særlig for å øke legemstemperaturen for å forsinke vekst av kreftceller, med en blodstrømbane utenfor legemet som omfatter et utløp fra legemet, tilslutningsledninger, en pumpe, en varmeveksler og et innløp til legemet, karakterisert ved at pumpen (14) har en kapasitet på minst en liter/min., at varmeveksleren (16) er forsynt med temperaturregulator (18) som ved startperioden for behandlingen er innstillbar til en utløpstemperatur fra varmeveksleren på ca. 45°C og etterat pasientens legeme har nådd en temperatur på mellom 41,5° og 42,5°C, kan senke temperaturen i pasientens legeme og stabilisere denne på en for legemet normalt øket temperatur ved systematisk fordeling av det oppvarmede blod, at temperaturregulatoren (18) omfatter et reservoar (24) for oppvarmingsvæske som kan justeres til en temperatur på ca. 45°C, at det er anordnet en pumpeinnretning (34) for å sirkulere væsken mellom reservoaret og varmeveksleren (16), at temperaturregulatoren (18) videre omfatter et kjølevæskereservoar (22) som kan justeres til en temperatur på ca. 30°C, at det er anordnet en andre pumpeinnretning (32) for å sirkulere væsken mellom kjølevæskereservoaret og varmeveksleren (16), at pumpeinnretningene (32, 34) omfatter en væskemengderegulator (60) for å regulere væskemengdene fra reservoarene fra null til maksimal væskemengde, og at utløpet fra og innløpet til legemets arterier resp. vener omfatter en fullstendig hypodermisk implanterbar enhet (70) med eh arteriekanal (78) og en venekanal (80) som er forbundet med hverandre med en shuntkanal (82), og som er forbundet med arterier resp. vener via vaskulære proteserør (100, 102), og med varmeveksleren via kanyler (106) som eventuelt kan innsettes ved hjelp av dorer.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert v e d at temperaturregulatoren (18) omfatter følere (62, 64, 66) for å registrere pasientens legemstemperatur, blod-temperaturen ved utløpet fra varmeveksleren (16), og væsketemperaturen ved innløpet til varmeveksleren.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at enheten (70) består av et elastomer-legeme (76) , og at arteriekanalen (78) resp. venekanalen (80) omfatter en elastisk sliss (84 resp. 86) i elastomerlegemet som fra lukket tilstand kan ekspandere til åpen tilstand ved innføring av kanylen (106).

4. Apparat ifølge krav 3, hvor kanylene bare innsettes ved hjelp av trokar som etterpå fjernes, karakterisert ved at det ved ytterenden av slissene (84, 86) er anordnet fjærelementer (92, 94, 96, 98) av metall for å utøve lukkekraft på slissene og for å lette åpningen av slissene ved innføring av kanylene (72, 74) med trokaret (108) i slissene.

5. Apparat ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at enheten (70) for å muliggjøre inngroing i pasientlegemets vaskulære struktur, er forsynt med tekstil-partier (104), særlig av dobbeltvelur av polyester, festet til elastomerlegemet (76).

6. Apparat ifølge ett av kravene 3-5, karakterisert ved at shuntkanalen (82) har hovedsaklig U-form.

7. Apparat ifølge krav 6,karakterisert v e d at kanylens (10 6) tverrsnittsform er flattrykt med avsmalnende sidekanter, idet avstanden mellom disse er til-nærmet to ganger avstanden mellom sideveggene, målt vinkel-rett på hverandre.

8. Apparat ifølge ett av kravene 3-7, karakterisert ved at det i kanylens (106) sidevegg er en åpning (128) i den del som skal være under huden, hvilken åpning tilveiebringer kommunikasjon mellom det indre (114) av kanylen og shuntkanalen (82) ved full innføring av kanylen i enheten (70) som har et anslag for å begrense kanylens (106) innføringsdybde.

9. Apparat ifølge ett av kravene 3-8, karakterisert ved at den utvendige del av kanylen (106) på den ytre omkrets er forsynt med en krave (130) som hjelper til å ho'lde kanylen (106) i arbeidsstilling.

10. Apparat ifølge et av kravene 3-9, karakterisert ved at det indre (114) av kanylen (106) har en rettlinjet kanal (110) for å oppta trokaret (108) , og i den bakre ende en lukkeinnretning og en avgrening (112) for å tilveiebringe en væskeforbindelse med den respektive ende av tilslutningsledningene (12).

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert v e d at lukkeinnretningen for den rettlinjede kanal (110) omfatter et innvendig anbrakt elastisk legeme (122) som kan utvides av trokaret (108) og automatisk lukker seg igjen ved fjerning av trokaret.

12. Apparat ifølge et av kravene 3-11, karakterisert ved at elastomerlegemet (76) er utstyrt med strålingsugjennomtrengelig identifikasjonsmerke.

13. Apparat ifølge et av kravene 3-12, karakterisert ved at det vaskulære protestmateriale i rørene (100, 102) er vevet polyester.