SE469318B - Anordning foer vaermebehandling av prostata - Google Patents

Description

-r 469 me: 2 omgivningen. Genom de små dimensionerna hos sensorn uppnår man även en liten tidkonstant, av storleksordningen 1 sekund, vilket möjliggör snabb detektering av förändringar i temperaturen, vilket ökar säkerheten i temperaturövervakningen. Genom att material utan elektrisk ledningsförmåga utnyttjas elimineras även risken för elchocker.

En anordning av detta slag finns beskriven i EP, A1, 0 370 890 och WO, A1, 91/13650. Härvid kan temperatursensorn vara anordnad inne i själva katetern.

En betydande nackdel med de kända anordningarna av detta slag är att styckekostnaden är relativt hög och genom att de fiber- optiska sensorerna är fast integrerade i kateter och prob kan de inte värmesteriliseras utan att sensorerna tar skada inom det aktuella temperaturintervallet. Detta medför i praktiken att apparaten endast kommer att användas en enda gång med en mycket hög instrumentkostnad per ingrepp som följd.

Syftet med föreliggande uppfinning är att avhjälpa de ovan diskuterade bristerna hos tidigare kända konstruktioner och å- stadkomma en ny anordning för värmebehandling av prostata vid vilken temperatursensorn är integrerad med katetern och samti- digt ger ett noggrant och tillförlitligt mätresultat.

Detta uppnås med en anordning av inledningsvis angivet slag med de i patentkravet 1 angivna kännetecknen.

Genom att temperatursensorn är anordnad löstagbar från katetern uppnår man två väsentliga fördelar. Nämligen dels, vilken är den ur kostnadssynpunkt allra viktigaste fördelen, att katetern kan värmesteriliseras för sig utan risk för att den optiska fibertemperatursensorn skall komma till skada, dels att sensorn kan lösgöras för att oberoende av katetern kontrolleras och eventuellt kalibreras.

Vid försök har det visat sig att katetern, när den består av silikongummi, kan autoklaveras vid en temperatur på cirka 135°C ett 25-tal gånger. Det innebär att apparatkostnaden för ett ingrepp blir endast omkring 4% av vad motsvarande kostnad är för ett ingrepp enligt den kända tekniken.

En annan väsentlig fördel med anordningen enligt upp- finnin-gen ligger i att den är utförd att utnyttja ljusets frekvens för temperaturbestämningen, eftersom frekvenssignaler normalt är av högre kvalitet än amplitudsignaler, och därmed ger 3 i 469 318 tillförlitligare temperaturmätning.

Enligt en fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfinningen är katetern tillverkad av silikongummi, vilket är ett ämne som medger autoklavsterilisering av katetern vid en _ temperatur av 135° C och därmed användning av katetern ett flertal gånger, vilket är av stor ekonomisk betydelse då fram- ställningen av katetern är förhållandevis kostsam.

Enligt en annan fördelaktig vidareutveckling av anordningen enligt uppfinningen är larm inrättade att stoppa energitillför- seln till mikrovågsapplikatorn om temperaturen intrauretralt el- ler maximalt uppmäten temperatur rektalt överstiger fastställda gränsvärden. Gränsvärdet för temperaturen intrauretralt kan vara 45° C, varvid temperaturen ett par mm utanför katetern, inuti prostata, uppgår till 50-55° C, och i rektum kan lämpligt gräns- värde vara 42-45° C.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar på vilka figur 1 visar en schematisk si- dovy av en utföringsform av katetern vid anordningen enligt upp- finningen, figur 2 visar i förstorad skala ett tvärsnítt av ka- tetern, figur 3 visar i sidovy ett praktiskt utförande av kate- tern och figur 4 ett utföringsexempel av den rektala proben.

I figur 1 visas en uretral kateter 2 avsedd att införas i urinröret på patienten, som skall behandlas.

Inuti katetern 2 finns en mikrovågsapplikator 4, eller an- tenn, som genom en kabel 6 matas från en mikrovågskälla.

Antennen eller applíkatorn 4 är en dipolantenn. Ett problem i detta sammanhang är att antennen inte kan matas på vanligt sätt med en vinkelrätt förlöpande matarkabel, eftersom en sådan av dipolantennen och matarkabeln bildad T-konfiguration ej kan införas i katetern. Matarkabeln måste sålunda löpa parallellt med dipolantennen, varvid kabeln kommer att störa antennen.

I ett praktiskt utförande utgörs dipolens ena del av en koaxialkabel, som i änden skalats, så att innerledaren sticker ut, och matarkabeln bildar dipolens andra del. För att elimi- nera problemet med jordströmmar, vilka uppstår i en sådan an- tenn, anordnas en ferritring kring matarkabeln, som ger en kraftig induktans i matarkabelns skärm och sålunda alstrar ett avbrott i denna.

Lokaliseringen av katetern 2 i urinröret och därmed mikro- 46 .f 318: vågsapplikatorn 4 sker med hjälp av en expanderbar cuff 8, som O / 4 efter införing i urinblåsan expanderas genom inpumpning av kok- saltlösning genom ledningen 10, varpå cuffen 8 sålunda bildar en lägesreferens för kateter 2 och därmed mikrovågsapplikator 4 vid sitt läge mot blåsbotten. Härvid tillses att mikrovågsapp- likatorn 4 hamnar i området för prostatiska uretra, där värme- behandlingen skall ske.

I figur 3 illustreras värmebehandlingsområdets utsträckning, med värmemaximum liggande ett par mm utanför katetern 2, vid 9.

Värmebehandlingsområdets längd längs katetern uppgår typiskt till 35 mm och det når ut ca 15 mm radiellt från katetersidan.

För övervakning av temperaturen intrauretralt är en tem- peratursensoranordning inrättad i form av en glasfiber 12 in- 2 mantel utförd kanal 14. I mätänden en aluminium-gallium-arsenid stack 16, förd i en på kateterns av glasfibern 12 finns som vid ljusexcitering genom fotoluminiscens avger ljus av våglängden eller frekvensen är starkt temperaturberoende på ett reproducerbart sätt. Fotoluminiscens- ljuset leds tillbaka av fibern 12 utan att påverkas av det be- skickande ljuset till en mätenhet 18, innehållande optiska fil- ter och halvledardetektorer, vilka via algoritmer i en dator dels mäter ljusets styrka för att kontrollera att fiberns kor- rekta funktion, dels mäter ljusets våglängd för temperturbe- annan våglängd, varvid stämning. Fibern är omgiven av ett skyddshölje med en ytter- diameter av 25 mm. Fibern 12 är ansluten till mätenheten 18 med en optisk kontakt 30. Mätenheten 18 avger halvledarrege- nererat, rött ljus, med hjälp av lysdiod, som av fibern 12 leds till sensor-änden, där aluminium-gallium-arsenid stacken 16 är anordnad. Stacken är utförd med utomordentligt små dimen- sioner samt innesluten i ett hölje av akrylat till samma ytter- diameter som glasfiberns hölje.

Katetern 2 är även utförd med kanaler för kylvätska. Inlop- pet 20 för kylvätskan står i förbindelse med kanalerna 24 inuti katetern och kylvätskan återleds till utloppet 22 genom utrymmet 26. Mellan kateterns 2 yttervägg och skiljeväggen mellan utrym- mena 24 och 26 finns tvärgående skiljeväggar 28, vilka tjänar som distansorgan, se figur 2. Som kylvätska kan vanligt kranvat- ten användas. För att minska övertrycket relativt patienten i kylvattenkanalerna 24, 26 pumpas kylvattnet in genom inloppet 5 46? 318 20 under tryck och sugs samtidigt ut vid utloppet 22. En förhål- landevis liten mängd kylvätska av storleken 1-2 dl cirkulerar i kylsystemet med en hastighet av 4-7 ml/s. Man använder en för- hållandevis liten mängd kylvätska av säkerhetsskäl. Om ett fel skulle uppstå så att kylvätskan pumpas in i urinblåsan finns då ingen risk att denna spräcks vid användning av dessa låga kylvattenvolymer.

Temperatursensoranordningens fiber 12 är inskjuten i en ka- nal på kateterns 2 utsida som likaledes är utförd i silikongum- mi. Fibern är inskjutbar till ett (ej visat) stopp vid vilket mätstacken 16 befinner sig ungefär mitt för mikrovågsapplika- torn 14.

Mätfibern 12 är utdragbar ur kanalen 14 varpå hela katetern för övrigt är steriliserbar genom autoklavering vid en tempera- tur av 135° C. Tempertursensorn med sin fiber kalibreras lämpli- gen mellan varje behandling och anordningen enligt uppfinningen kan med fördel vara utrustad med en kalibreringsugn där kalibre- ringen sker automatiskt med hög precision.

Temperatursensorn kan även påverkas av närheten till kyl- vätskeflödet av låg temperatur i katetern 2, d v s risk finns att den intra-uretrala sensorn anger en lägre temperatur än den verkliga temperaturen, vilken felvisning då blir beroende av kylvätskans temperatur. Med en i anordningen enligt upppfin- ningen ingående dator sker för varje sekund en kompensations- kalibrering, så att denna felvisning elimineras, oberoende av kylmediets temperatur.

Denna kompensation är utförd så att temperaturen mäts i ett termostaterat vattenbad där temperaturen för det strömmande vattnet kan styras mycket exakt. Med en intra-uretral prob av den typ som ingår i anordningen enligt uppfinningen, mäts tem- peratursvaret i en sådan provuppställning från fibersensorn, med inkopplat kylvattenflöde av olika temperatur. Här kan be- stämmas hur kompensationsvärdet påverkas av olika kylmedia- temperatur inom det aktuella området 20-5° C.

Praktiska prov har också visat att störningen från kylmediet reduceras något med proben mot våt hud jämfört med torr hud. Även när ingen effekt tillförs sker viss kylning genom kyl- vätskan av både proben och omkringliggande vävnad. En viss liten minimieffekt kan därför vara lämplig att tillföra vid värmningen ._ _ 469 318' 6 i "nolläge".

Den temperatur och temperaturprofil som vid värmebehandlingen uppnås vid rektalslemhinnan övervakas av tre sensorer 32, 34, 36 anordnade på proben 38, avsedd att införas i rektum, se fig. 4.

Temperatursensoranordningarna vid den rektala proben 38 är lik- artat uppbyggda som den uretrala temperatursensoranordningen med glasfibrer 40,42,44, anordnade längs probkroppens utsida. De av de rektala temperatursensorerna uppmätta temperaturerna avläses en gång per sekund och det verifieras i mätutrustningen att den högsta sensortemperaturen ligger under fastställd larmgräns. Om denna gräns överskrids stoppas energitillförseln till mikrovågs- applikatorn. Glasfibrerna är liksom den uretrala glasfibern, an- ordnade i utanpåliggande kanaler eller slangar av silikongummi i vilka de inskjutits till kalibrerade stopplägen. Kanalerna eller slangarna är anbringade i en längsgående fåra i probkroppens re- lativt patienten framåtvända utsida. Även den rektala proben är helt utförd i silikongummi och kan återanvändas ett flertal gånger. Proben har getts en god anatomisk form och är försedd med vridningsskydd. vridnings- skyddet är viktigt, enär en vridning av proben medför att sen- sorerna 32, 24, 36 hamnar anatomiskt fel i patienten.

Kylvattnet kyls i ett kylsystem bestående av värmväxlare med tilhörande kylsystem, kylregulator samt cirkulationspump.

Kylsystemet innefattar ett s k Peltier-system med en stor mängd Peltier-övergångar. Peltiersystemet har förmåga att mycket snabbt ändra kylmedlets temperatur. *s

Claims (9)

\l -[11 ON \O (Al --Å| OO Patentkrav

1. Anordning för värmehandling av prostata, innefattande en-kyld uretral kateter (2), i vilken en mikrovâgsapplikator (4) är anbringad för att värma ett område kring prostatiska uretra, varvid katetern (2) är tillordnad en temperatursensor, som innefattar en optiskt ledande fiber (12) med ett vid dess mätän- de anordnat luminiscerande element (16), som avger ett av dess temperatur beroende ljus, varvid mätänden vid användning är belägen i katetern (2) i värmebehandlingsområdet, kännetecknad av att kateterns (2) utsida består av ett steriliserbart materi- al och att temperatursensorn är löstagbart integrerad i katetern (2).

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att den optiskt ledande fibern (12) är utdragbart anordnad i en i kate- terns (2) mantel anordnad, längsgående kanal (14).

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av att katetern (2) är tillverkad av ett autoklaverbart material.

4. Anordning enligt patentkrav 3, kännetecknad av katetern (2) är tillverkad av silikongummi.

5. Anordning enligt något av patentkraven 1-4, kännetecknad av att ett larm är inrättat att stoppa energitillförseln till mikrovågsapplikatorn (4) om den av temperatursensorn uretralt detekterade temperaturen överstiger ett förutbestämt, första gränsvärde.

6. Anordning enligt patentkrav 1-5, kännetecknad av att det luminiscerande elementet är en aluminium-gallium-arsenid-stack (16) anordnad att avge ljus av en av temperaturen beroende frekvens när den ljusbeskickas.

7. Anordning enligt något av patentkraven 1-6 kännetecknad av att en mätenhet (18) är ansluten till den optiskt ledande fibern (12), vilken mätenhet (18) innefattar optiskt filter och halv- ledardetektorer för att, dels mäta det luminiscerande ljusets styrka för att kontrollera fiberns felfria funktion, dels lju- sets frekvens för temperaturbestämning.

8. Anordning enligt något av patentkraven 1-7, kännetecknad av att den rektala proben innefattar ett flertal temperatursen- sorer, anordnade att ge en värmeprofil rektalt.

9. Anordning enligt patentkrav 8, kännetecknad av att ett n.- 469 518: 8 larm är inrättat att stoppa energitillförseln till mikrovågs- applikatorn om den högsta, av temperatursensorerna rektalt detekterade temperaturen överstiger ett förutbestämt, andra gränsvärde.