SE521275C2 - Anordning vid värmebehandling av kroppsvävnad - Google Patents

Description

25 30 5121 275 2 isoleringen är mycket viktig, varför stor omsorg och avsevärda kostnader måste läggas på denna del av behandlingskatetern.

En mer utvecklad behandlingskateter visas och beskrivs i WO 97/02794, enligt vilken ett uppvärmningsorgan är anordnat inuti en ut- vidgbar behållare. Uppvärmningsorganet tillförs energi från ett aggregat utanför kroppen för uppvärmning av vätska inuti behållaren. En del av nack- delarna med oönskad uppvärmning av viss vävnad undviks härigenom. Upp- värmningsorganet är enligt WO 97/02794 utfört som motståndstråd eller likn- ande och värmer upp vätskan genom konvektion. Det värme som överförs från vätskan till omgivande vävnad ger lokalt gott resultat. En nackdel är att verkan i vävnaden på längre avstånd från behållaren blir obetydlig.

Det är också känt att vid nämnda sjukdomsförlopp värmebehandla med en behandlingskateter som är försedd med en mikrovågsantenn.

Exempel på sådan mikrovågsbehandling är tidigare känd genom US-A-5480417 och US-A-5234004. Kännetecknande för tidigare känd mikrovågsbehandling är att prostatavävnaden värms med mikrovågor. Av- sikten är att värma delar av prostatakörteln så att vävnaden koagulerar och dvs dör. Det element som avger mikrovågsstrålningen består av en koaxial- kabel med en avslutande antenndel som är införd i en behandlingskateter.

Kylvätska cirkulerar genom katetern där avsikten med kylningen är att skyd- da prostatiska uretra, dvs den del av urinröret som löper genom prostata- körteln från att påverkas och skadas av den värme som genereras av mikro- vågorna. En annan anledning med att kyla katetern är att transportera bort förlustvärme i koaxialkabeln.

Att skydda den del av uretra som passerar genom prostata - prosta- tiska uretra - har länge ansetts som viktigt vid mikrovågsbehandling av benign prostataförstoring. Emellertid hindrar detta skyddande av prostatiska uretra behandlingen från att bli riktigt effektiv eftersom delar av den obstru- erade vävnaden närmast urinröret inte värms upp utan förblir opåverkad pga kylningen. Det kliniska resultatet av värmebehandling är avhängigt den mängd vävnad som koaguleras. Koaguleringsgraden beror i sin tur på tem- peratur i kombination med behandlingstid. Temperaturen i sin tur beror på AH 990091psdoc 00-06-08 ver. 10 10 15 20 25 30 (fl PO __: FO \'I 01 ('40 intransport av energi och bortransport av värme via blodflödet. Om kylning av prostatiska uretra görs i syfte att skydda denna från att destrueras ökas bort- transporten av värmeenergi från behandlingsområdet vilket är kontraproduk- tivt och ytterst minska behandlingseffekten.

Det förekommer också utföranden med helt okylda behandlingskatet- rar (US patent US4967765). I sådana utföranden måste dock mikrovågsef- fekten begränsas så att inte att urinröret och penis värms upp pga kabel- Û förlusteri den koaxialkabel som leder mikrovågorna till antenndelen. På grund av denna restriktion är helt okylda katetrar inte att föredra eftersom den mikrovågseffekt som då kan användas (max 30 Watt) är så låg att man inte åstadkommer de höga vävnadstemperaturen som behövs för att väv- nadskoagulering skall ske i önskad omfattning.

UPPFINNINGEN I SAMMANFATTNING Ett syfte med uppfinningen är att öka behandlingseffektiviteten hos behandlingskatetrar av tidigare känd teknik. Den högre behandlingseffek- tiviteten ger kortare behandlingstider, alternativt kan mindre mikrovågsenergi användas vilket ökar säkerheten för patienten. Dessa syften uppnås genom att uppfinningen erhållit de i patentkravet 1 angivna särdragen.

Behandlingseffektiviteten ökas genom att en behandlingskateter av- sedd för mikrovågsbehandling av prostata innehåller en vätskekammare fylld med icke-cirkulerande vätska som omger mikrovågsantennen mellan prosta- tas apex och blåshalsen och därmed förhindrar att prostatiska uretra kyls under behandlingen. Vätskekammaren värms av dels förluster i själva an- tennorganet som ombildas till Joulesk värme och dels direkt absorption av mikrovågsenergi i själva vätskan. Frånvaron av kylning av prostatiska uretra medför att mindre mikrovågsenergi kan användas för att uppnå önskad intra- prostatisk temperatur, alternativt att behandlingstiden kan kortas, båda till fördel för patienten. vilket ökar säkerheten för patienten och minskar risken för behandlingsskador till följd av högt totalt effektuttag.

AH 990091ps.doc 00-O&08 ver, 10 10 15 20 25 30 521 275 4 Ytterligare fördelar och särdrag hos uppfinningen framgår av efterföljande beskrivning, ritningar och osjälvständiga patentkrav.

KORT BESKRNfIIf-IG AV RITNINGARNA Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka FIG 1 är en principiell Iängdsektionsvy av ett utförande av en behandlingskateter enligt uppfinningen, .E (J |\J är en tvärsektionsxfy av behandlingskatetern från linjen 11-!!! F! ~ 1, ( I G) co är en tvärsektionsvy av behandlingskatetern från linjen III-III i FIG 1 och FIG 4 visar schematiskt anslutning av en behandlingskateter enligt ett utförande av uppfinningen till yttre organ.

UPPFINNINGEN I det i FIG 1 visade utförandet av en behandlingskateter 12 enligt uppfinningen är en från kateterkylningen isolerad kammare 11 anordnad i den del av katetern som omges av prostatakörteln. Behandlingskatetern är i första hand avsedd för behandling av prostatavävnad. Före behandling fylls kammaren 11 via en kanal 22 i behandlingskatetern 12 med vätska 13, exempelvis sterilt vatten eller koksaltlösning. Vätskan 13 i kammaren utgör ett dielektrikum som förbättrar anpassningen mellan mikrovågsantennen och prostatavävnaden.

Ett uppvärmningsorgan 10 är anordnat inuti behandlingskatetern 12 för uppvärmning av behandlingskatetern 12 omgivande vävnad.

Uppvärmningsorganet 10 avger elektromagnetisk strålning, företrädesvis i form av mikrovågor. Lämpligen innefattar uppvärmningsorganet 10 en mikrovågsantenn. Den från uppvärmningsorganet 10 avgivna energin tas till en mindre del upp av vätskan i kammaren 11 men den övervägande delen av energin strålar ut och absorberas i omkringliggande vävnad. Energi tillförs via en matarkabel 15 från en energitillförselenhet 14 (se FIG 4). I ett AH 990091 psdoc 00-06-08 ver. 10 10 15 20 25 30 521 275 UI föredraget utförande innefattar det första uppvärmningsorganet 10 en antenn som kan vara utformad som exempelvis monopolantenn, dipolantenn eller en helixantenn. Antennen är fram till sitt utstrålande parti täckt av ett skärmande hölje 40 för att minska utstrålning i andra partier.

Behandlingskatetern 12 enligt FIG 1 är införd genom urethra, så att en spets 16 har nått in i urinblåsan 21. En med behandlingskatetern förbunden blåsa eller ballong 18 är utvidgad inuti urinblåsan 21 och förhindrar oavsiktligt utdragning av behandlingskatetern under behandlingstiden. Den aktiva delen av behandlingskatetern är därvid lokaliserad centralt i den vävnad som ska behandlas, i detta fall prostata 19 distalt blåshalsen 21”.

Behandlingskatetern 12 är böjlig och smidig för att smidigt kunna införas genom urethra till behandlingspositionen.

I behandlingskatetern är också anordnad vätskekanal 26, se FIG 2 och FIG 3, vilken mynnar i ballongen 18 och varigenom vätska kan tillföras för utvidgning av ballongen 18, när behandlingskatetern är förd in till önskad behandlingsposition. Vätskekanalen 26 används också för att tömma ballongen 18 efter avslutad behandling och innan behandlingskatetern åter dras ur urethra. Lämpligen används en konventionell spruta eller liknande för tillförseln och tömningen av ballongen 18.

Den matarkabel 15, genom vilken det första uppvärmningsorganet 10 tillförs energi, blir till följd av förluster uppvärmd. För att undvika termiskt inducerade skador på vävnad utanför behandlingsområdet, t.ex. på den sfinktermuskel 29, som sluter om urethra utanför prostata eller på penis, är matarkabeln 15 kyld. Detta åstadkoms genom att kylkanaler 27 är utförda i behandlingskatetern 12 (se också FIG 2 och FIG 3), företrädes omkring matarkabeln 15. Kylkanalerna 27 är enligt uppfinningen utförda med en begränsningsvägg 28, vid vilken i kylkanalerna 27 cirkulerande kylvätska vänder. Härigenom undviks kylning av själva uppvärmningsorganet 10 och kammaren 11, vilket i sin tur medför att den effekt som behöver tillföras från enheten 14 kan minska. Med lägre effektnivåer minskar också risken för i felbehandling och skador på frisk vävnad.

AH 990091psdoc 0006-08 ver. 10 10 15 20 25 30 521 275 För att under värmebehandlingen kunna följa temperaturutvecklingen i vävnaden är temperaturgivare 23, 23' och 23" anordnade på en bärare 24.

Bäraren 24 är anordnad förskjutbar genom en kanal, eller rörledning 25, vil- ken löper genom behandlingskatetern. Lämpligen är bäraren 24 eller tempe- raturgivarna 23 utförda med, eller som, en spets, vilken kan penetrera dels en hinna eller vägg hos behandlingskatetern och dels kroppsvävnaden. Rör- ledningen 25 är utförd, så att bäraren 24 med temperaturgivarna 23 skjuts ut ur behandlingskatetern i lämplig vinkel och kan drivas ut till lämpligt avstånd från behandlingskatetern.

Uppvärmningen av vävnad sker alltså dels genom uppvärmning av den i kammaren 11 inneslutna vätskan som avger värme direkt via värme- ledning till angränsande vävnad (dvs prostatiska uretra), och dels genom den elektromagnetiska strålningen. Det totala behandlingsområdet blir så- ledes större än med konventionell uppvärmning där prostatiska uretra är kyld och allstå inte förstörs under behandlingen.

Vätskan 13 i kammaren värms genom växelverkan med mikrovågs- antennen 10 till sådan temperatur att omgivande vävnad, dvs prostatiska uretra, koaguleras. Eftersom den högsta temperaturen uppnås i vävnad när- mast behållaren 11, kommer protatiska uretra i hög grad att påverkas och därvid skadas och dö. Denna del av urethra återbildas emellertid förhållan- devis snabbt. Lämpligen är en särskild temperaturgivare 37 anordnad i kammaren 11 för fortlöpande mätning av temperaturen hos vätskan 13 i kammaren 11.

En resulterande värmeprofil, dvs en kurva som anger vävnadstempe- raturen radiellt ut från behandlingskateterns centrum, blir således skild från den profil som kan uppnås med konventionell teknik med helkyld kateter eller avsaknad av kylning helt.

När behandlingen är avslutad, avbryts energitillförseln till uppvärm- ningsorganet 1G och behållaren 11 kan tömmas på vätskan genom att suga ut den via kanalen 22. Det är olämpligt att avlägsna behandlingskatetern så länge behållaren har sådan temperatur att skador kan uppstå vid behållarens AH 990091ps,doc 00-06-08 ver, 10 10 15 20 25 30 521 275 7 passage genom kroppen. När katetern 12 är införd i urinröret med en spets i urinblåsan 21, kan dränering av urin och eventuell annan vätska från urin- blåsan ske genom en i katetern 12 utförd dränagekanal. Dränagekanalen löper genom hela katetern 12 och mynnar med en öppning 20 nära kateterns 12 spets. Vid vissa typer av behandling kan det vara lämpligt att kvarlämna katetern 12 under viss tid efter behandlingen. Även under denna tid är dränagekanalens funktion att dränera urinblåsan.

Så snart urin åter passerar genom urethra i prostata kommer den behandlade och döda vävnaden att kunna medfölja urinen. Ett kvarvarande hålrum i prostata efter den avlägsnade vävnaden säkerställer urinpassage på korrekt sätt. Läkningsprocessen inkluderande avstötning av koagulerad vävnad kan fortgå i någon månads tid.

FIG 2 visar schematiskt ett utförande av en behandlingskateter 12.

Behandlingskatetern 12 är utförd med ett flertal längs med behandlings- katetern utsträckta hålrum och kanaler. I ett centralt hålrum 30 löper matar- kabeln 15, vilken företrädesvis är väl avskärrnad. l fyra genom mellanväggar 31 åtskilda kylkanaler 27 transporteras kylvätska, företrädesvis i ett cirku- lerande system. I en första kylkanal 27 är rörledning 25 för bäraren 24 anord- nad. På liknande sätt är vätskekanalen 26 för ballongen 18 och kanalen 22 för kammaren 11 anordnade i andra kylkanaler 27. Även en dränagekanal, som mynnar i öppningen 20 i behandlingskatetern, kan vara anordnad på liknande sätt i en kylkanal.

Tvärsektionsvyn i FIG 3 visar ett exempel på hur kammaren 11 kan vara utförd. väsentligen hela behandlingskateterns 12 inre upptas av kam- maren 11. Mellanväggar är antydda och kan användas, t.ex. för att styra matarkabeln 15 och vätskekanalen 26 för ballongen 18. Kammaren 11 kan alternativt bestå av sammanbundna kanalelement, vilka utgör fortsättningen av kylkanalerna 27 efter begränsningsväggen 28.

Blockschemat i FIG 4 visar schematiskt de olika funktionsblock som kan ingå ett behandlingsaggregat med en behandlingskateter enligt uppfin- ningen. Som angivits ovan tillförs uppvärmningsorganet 10 energi från en AH 990091p$.d0c 00-06-08 ver. 10 10 15 20 25 30 521 275 8 energitillförselenhet 14. En central styrenhet 32 är operativt förbunden med energitillförselenheten 14 och en displayenhet 33 samt med en pump- och kylanordning 34 och en vätsketillförseanordning 35. Styrenheten 32 är därtill operativt förbunden med ett inmatningsorgan, tex. i form av ett tangentbord 36. Styrenheten 32, tangentbordet 26 och displayenheten 33 kan också ingå i en konventionell dator med monitor och tangentbord.

Styrenheten 32 är operativt förbunden med temperaturgivarna 23 och 37 och kan i beroende av aktuell temperatur i behandlingsområdet styra energitillförselenheten 14, så att lämplig effekt tillförs uppvärmningsorganet 10. Härigenom blir det möjligt att med god säkerhet höja temperaturen kraftigt i vätskebehållaren 11 och därigenom i omgivande vävnad, så att vävnadsdöd uppstår på önskat sätt. Uppgifter om temperatur från tempe- raturgivarna 23 och 37 kan också fortlöpande visas på displayenheten 33.

Pump- och kylanordningen 34 är förbunden med kylkanalerna 27 och pumpar lämplig kylvätska genom kylkanalerna 27 för att kyla framför allt matarkabeln 15 under dess sträckning fram till uppvärmningsorganet 10.

Vätsketillförselanordningen 35 används då vätskebehållaren 11 ska fyllas och tömmas. Pumpning och påfyllning kan övervakas av styrenheten 32.

Ett föredraget utförande enligt uppfinningen innefattar också en tryck- mätare 17, som är operativt förbunden med kammaren 11 för att monitorera trycket i kammaren. Tryckmätaren 17 är också operativt förbunden med den centrala styrenheten 32 för att behandlingsprocessen ska kunna påverkas av trycket i vätskebehållaren 11. Trycket ändras i beroende av hur behandling- en fortskrider. Av säkerhetsskäl bör behandlingen kunna avbrytas, om tryc- ket i vätskebehållaren 11 hastigt faller, t.ex. till följd av att någon vägg hos kammaren 11 brister. På motsvarande sätt bör behandlingen avbrytas om temperaturen i kammaren 11 blir så hög att den inneslutna vätskan kokar.

Matarkabel 15 kan vara utförd i form av en koaxialkabel med ett skärmande hölje och en innerledare. Höljet utgör också en ytterledare. lnnerledaren övergår efter höljets avslutning i en antenn.

AH 990091psd0c 00-06-08 ver. 10

Claims (6)

10 15 20 25 30 , i . v v n 521 275 '.==.|. (O PATENTKRAV

1. Anordning för värmebehandling av prostata, innefattande en behandlingskateter (12) med en vätskekammare (11) och ett i behandlingskatetern (12) anordnat, elektromagnetisk strålning avgivande uppvärmningsorgan (10) för uppvärmning av omgivande kroppsvävnad, kännetecknad av att vätskekammaren (11) utgör en integrerad del av behandlingskatetern och är placerad inuti i katetern så att den då katetern är införd i en patient sträcker sig över det område som upphettas av uppvärmningsorganet (10) mellan prostatas apex och blåshalsen (21'), att vätskekammaren (11) utgör en via en i behandlingskatetern (12) löpande kanal (22) förbindbar sluten kammare, att en för uppvärmningsorganet (10) avsedd matarkabel (15) är termiskt förbunden med värmeupptagande organ (27), och att en avgränsning (28) för det värmeupptagande organet är utfört distalt om uppvärmningsorganet (10) och distalt om vätskekammaren (11).

2. Anordning enligt krav 1, varvid avgränsningen (28) med behandlingskatetern (12) i behandlingsposition är lokaliserad proximalt om en kring urethra slutande sfinkter (29).

3. Anordning enligt krav 1, varvid avgränsningen (28) med behandlingskatetern (12) i behandlingsposition är lokaliserad proximalt om prostatas apex.

4. Anordning enligt krav 1, varvid uppvärmningsorganet (10) innefattar en mikrovågsantenn. AH 990091psdoc 00-06-08 ver. 10 521 275 'iÛ

5. Anordning enligt krav 1,. varvid det värmeupptagande organet (27) är utfört som i behandlingskatetern (12) löpande kylkanaier.

6. Anordning enligt krav 5,. varvid avgränsningen (28) utgörs av en kylkanalerna (27) tillslutande begränsningsvägg. AH 990091ps.doc 00-06-08 ver. 10