SE520276C2 - Anordning för kontrollerat förstörande av vävnad - Google Patents

Description

25 30 CA) (Il 520 276 Uppfinningens syfte Det är därför ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en bättre och mer lättanvänd anordning där ovan nämnda nackdelar hos tidigare kända lösningar helt, eller åtminstone delvis, undanröjes.

Detta syfte uppnås medelst en anordning enligt de bifogade patentkraven.

Kort beskrivning av ritningarna På de bifogade ritningarna visar: Fig l visar en schematisk bild av ett första utfö- rande av en anordning enligt uppfinningen; och Fig 2 visar en schematisk bild av ett andra utfö- rande av en anordning enligt uppfinningen.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Uppfinningen skall nu beskrivas mer ingående med hjälp av utföringsexempel, och med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Anordningen enligt uppfinningen omfattar en huvuden- het l för utsändande av ett vävnadsförstörande medium.

Detta medium kan exempelvis vara högfrekvent ström som alstras i en strömgenerator 2 hos huvudenheten och som i vävnaden omvandlas till värme och sålunda ger en lesion runt elektrodspetsen 4a. Andra medier är dock också tänk- bara, såsom ett direkt överförande av värme i elektroden, eller överförande av laserljus. Andra förstörande tekni- ker är också tänkbara, såsom överförande av ett kylme- dium, överförande av en förstörande kemikalie eller lik- nande.

Huvudenheten omfattar vidare en styrenhet 3 för sty- rande av medieutsändandet, och därmed för styrande av hur stor vävnadsvolym l0 som skall förstöras. Om exempelvis högfrekvent ström används som medium kan styrningen ske med avseende på strömstyrka, frekvens, behandlingsperio- dens längd mm. lO l5 20 25 30 U.) (Il 520 276 Till huvudenheten är åtminstone en elektrod 4 anslu- ten, för nedstickande till den bestämda vävnadsvolymen som skall förstöras, och för överförande av mediet till denna volym. Elektroden kan exempelvis vara en monopolär eller bipolär elektrod för strömöverföring, såsom redan används i utrustning för lesionering inom neurokirurgin.

Vidare omfattar anordningen enligt uppfinningen mätorgan för mätande av åtminstone en optisk egenskap hos den bestämda volymen, vilken optiska egenskap varierar med storleken på den förstörda vävnadsvolymen. Mätorganet är anslutet till nämnda styrenhet 3 för styrande av till- förandet av det vävnadsförstörande mediet utifrån den uppmätta optiska egenskapen hos volymen. Företrädesvis sker mätningen kontinuerligt, varvid styrningen är åter- kopplad. Den optiska egenskapen tolkas vid styrningen för att ge en uppskattning av den aktuella förstörda väv- nadsvolymen. Företrädesvis används antingen Doppler fre- kvens eller absorptionen hos vävnaden som den optiska egenskapen. Det är dock eventuellt möjligt att utnyttja andra optiska egenskaper, eller en kombination av optiska egenskaper för nämnda styrning.

Mätningen sker företrädesvis genom att ljus skickas in i vävnadsvolymen, varefter det reflekterade ljuset insamlas och tolkas. Detta åstadkoms exempelvis genom att mätorganet omfattar en mätenhet 5 och en därtill ansluten mätprob. Mätproben omfattar härvid en ljusledare 6, såsom en fiberoptisk ledare, för nedförande av ljus alstrat av en ljuskälla 7 till den bestämda vävnadsvolymen l0 och en återledare 8, såsom en ytterligare fiberoptisk ledare, för tillbakaförande av reflekterat ljus till mätenheten.

Mätenheten 5 kan sedan urskilja den optiska egenskapen från det reflekterade ljuset. Ljuskällan 7 är företrädes- vis en laser och har företrädesvis en våglängd i inter- e vallet 600-900 nm. Speciellt är en vaglängd i det röda . H . H U infraröda omradet önskvärd (630-800 nm}, och fram- v++v.4. .url förallt det infraröda området, eftersom detta ger en lO l5 20 25 30 35 520 276 större undersökningsvolym. Exempelvis kan en HeNe-laser användas.

Vid dopplerfrekvens-mätningar utnyttjas den brownska rörelsen hos mikrocirkulationen i vävnaden. Denna rörelse leder till en dopplerskiftad frekvens hos det reflekte- rade ljuset, och storleken hos denna Doppler frekvens beror av omfattningen av blodcirkulationen i vävnadsvoly- men som undersöks. Att uppskatta det mikrocirkulatoriska blodflödet utifrån en Doppler frekvens är sedan tidigare känt, och används t ex för mätning av genomblödning i huden. Exempelvis kan den kommersiellt tillgängliga detektorutrustningen Periflux PF2 eller PF3, från Perimed AB, användas till detta. Denna utrustning är dock inte avsedd för styrning av ytterligare utrustning, utan endast för att ge en uppskattning av blodflödet. Från den uppmätta Doppler frekvensen kan koncentrationen av rör- CMBC, liga blodceller inom mätvolymen, uppskattas enligt följande formel: 1 (111 f1“(w)dw)) CMBC = k(1n(1 - 7_ Ü-lr där P(w) är den spektrala tätheten hos dopplersignalen, oh lågfrekvensgränsen, mg högfrekvensgränsen, k är en konstant, nz är instrumentfaktor beroende huvudsakligen på optiska koherensen hos signalen i detektorn och iT är den totala fotoströmmen. Såsom framgår av ovanstående uttryck kommer dopplerfrekvensen att minska då mikrocir- vilket sker i takt med att den för- Följ- aktligen är det härigenom möjligt att styra utrustningen kulationen avtar, störda vävnadsvolymen utbreder sig runt elektroden. så att önskad förstörd vävnadsvolym erhålls.

Alternativt kan istället intensiteten hos det reflekterade ljuset mätas. Den reflekterade intensiteten, dvs signalstyrkan hos den återledda ljussignalen, är ett mått på absorptionen hos den omkringliggande vävnadsvoly- men. I takt med att vävnaden exempelvis koagulerar för- 10 15 20 25 30 L/J III 520 276 5 ändras färgen hos vävnaden och blir mörkare och därmed ökar dess absorptionsförmåga.

Mätproben är företrädesvis sammankopplad med elek- troden. På detta sätt undviks ytterligare penetrering av vävnaden, och dessutom får mätpositionen ett fast läge i förhållande till elektroden och därmed den förstörda väv- I fig 1 I detta utförande nadsvolymen, varvid säkerheten i mätningen ökar. visas ett sådant utförande schematiskt. är två fiberoptiska ljusledare placerad på motsatta sidor om elektroden, varvid den ena används för utsändande av ljus i vävnadsvolymen och den andra för att samla in och återleda det spridda ljuset.

Med fördel kan mätproben vidare vara integrerad i I detta utförande leds ljusledarna invändigt i elektroden, elektroden. Detta visas schematiskt i fig 2. och mynnar vid transparenta öppningar vid den nedre delen av elektroden. öppningarna kan exempelvis vara anordnade i det isolerande skiktet mellan de två polområdena vid bipolära elektroder.

Medelst anordningen enligt uppfinningen är det före- trädesvis möjligt för användaren att direkt bestämma hur stor vävnadsvolym som önskas förstöras. Hur styrningen skall ske, dvs hur mätdata från mätorganet skall tolkas av styrenheten för att erhålla rätt volym, är realiser- bart på flera olika sätt, vilket en fackman på området inser. Exempelvis kan direkta samband mellan mätvärden för den mätta egenskapen och vävnadsvolymen upprättas för olika fall, OSV . såsom olika elektroder, olika vävnadstyper Alternativt kan styrningen ske utifrån lagrade tabellvärden. Sambandet mellan mätvärden och volym kan med fördel mätas upp i förhand i en simuleringsmiljö.

Exempelvis kan sådana mätningar göras i sådant system som beskrivs i sökandens svenska patentansökan 9702462-4, där le ioner skapas i en proteinlösning, s såsom exempelvis lb 11min S11 Under skapande av sådana lesioner i en testlös- ning kan lesionens volym och utbredning bestämmas i tiden, exempelvis genom att beräknas utifrån filmning med lO l5 20 25 30 520 276 en videokamera, samtidigt som motsvarande mätning som beskrivits ovan kan utföras. På detta sätt är det möjligt att koppla mätvärden till en bestämd volymstorlek. Före- trädesvis används en relativ styrning, varvid förstöran- det av vävnad utförs till dess att mätvärdessignalen har genomgått en önskad grad av förändring, såsom halverats.

Det är dock naturligtvis även möjligt att använda absolut styrning, där vävnad förstörs till dess att en viss bestämd mätvärdesnivå erhålls.

Anordning enligt uppfinningen är företrädesvis avsedd för att skapa lesioner i hjärnan för behandling av t ex Parkinsons sjukdom. Uppfinningen kan dock tillämpas även i andra anordningar, såsom för ablation i hjärtan, vid behandling genom förstörande av en begränsad väv- nadsvolym i levern, den förlängda märgen, prostatan och i andra vävnader. Sättet att förstöra vävnaden kan vara genom att tillföra mediet värme, antingen direkt eller via högfrekvent ström, laserljus eller liknande. Andra medier kan dock också användas, för andra förstörande tekniker, såsom kyla eller lokalt dödande kemiska medel.

Vidare har anordningen ovan beskrivits med en konti- nuerlig, återkopplad styrning. Det är dock även möjligt att utföra mätning endast vid vissa tillfällen, såsom vid regelbundna tidsintervall, och sedan styra utifrån dessa mätningar. Det är också möjligt att utföra mätorganet på annat vis, såsom att anordna mätproben separat från elek- troden. I fall då laserljus används för förstörande av vävnaden kan det också vara möjligt att mäta direkt på detta, och alltså inte tillföra ytterligare ljus för mät- ningen. Sådana och andra likartade varianter måste anses omfattas av uppfinningen såsom den avgränsas av de bifo- gade patentkraven.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 “520 276 É' PATENTKRAV

1. Anordning för förstörande av en bestämd avgrän- sad volym i en vävnad, omfattande en huvudenhet (1) för utsändande av ett vävnadsförstörande medium omfattande en samt ett styrenhet (3) för styrande av medieutsändandet, överföringsorgan (4), såsom en elektrod, ansluten till nämnda huvudenhet, avpassad för införande i den bestämda volymen (10) för överförande av det utsända mediet till volymen, varvid anordningen vidare omfattar ett mätorgan (5-8), lymen varierande optisk egenskap hos den bestämda voly- för mätande av åtminstone en med den förstörda vo- men, vilket mätorgan är anslutet till nämnda styrenhet för styrande av tillförandet av det vävnadsförstörande mediet utifrån den uppmätta optiska egenskapen, k ä n - n e t e c k n a d av att den optiska egenskapen som mäts är dopplerfrekvensen, varvid anordningen är avpassad att utifrån värdet på dopplerfrekvensen beräkna koncentratio- nen av rörliga blodceller i mätvolymen, samt därifrån uppskatta storleken på den förstörda vävnaden.

2. Anordning enligt patentkrav l, varvid mätorga- net (5-8) är avpassat att kontinuerligt mäta den optiska egenskapen hos volymen (10) under tillförandet av mediet, varvid en återkopplad styrning erhålls.

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, varvid mediet som tillförs är eller omvandlas till värme för re- glerad koagulering av den bestämda vävnadsvolymen.

4. Anordning enligt patentkrav 3, varvid mediet som tillförs är högfrekvent ström.

5. Anordning enligt något av ovanstående patent- krav, varvid mätorganet omfattar en mätenhet (5) och en därtill ansluten mätprob, vilken omfattar en ljusledare (6) för nedförande av ljus alstrat av en ljuskälla (7) till den bestämda vävnadsvolymen och en återledare (8) för tillbakaförande av reflekterat ljus till mätenheten (5), varvid mätenheten är avpassad att urskilja den op- tiska egenskapen från det reflekterade ljuset. 10 15 w520 276 5'

6. Anordning enligt patentkrav 5, varvid ljuskäl- lan (7) är en laser, och företrädesvis med en våglängd i intervallet 600-900 nm.

7. Anordning enligt patentkrav 5 eller 6, varvid mätproben är sammankopplad med överföringsorganet, och företrädesvis är integrerad med detsamma.

8. Anordning enligt något av ovanstående patent- krav, varvid uppskattningen av rörliga blodceller i mät- volymen (CMBC) sker väsentligen enligt: 1 ”Z cMBc=k(1n(1- 2_ jmwyzw» lT ml där P(m) ml làgfrekvensgränsen, m2 högfrekvensgränsen, k är en är den spektrala tätheten hos dopplersignalen, konstant, nz är en instrumentfaktor beroende huvudsakli- gen på optiska koherensen hos signalen i detektorn och iT är den totala fotoströmmen.