DE20003349U1 - Vorrichtung für die thermische Behandlung von biologischem Gewebe - Google Patents

Vorrichtung für die thermische Behandlung von biologischem Gewebe

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Description

LMTB CLITT vl.O
Gebrauchsmuster
Anmelder: Laser- und Medizin-Technologie GmbH, Berlin 12207 Berlin
Erfinder: Roggan, Andre, Dr.rer.nat.
12163 Berlin Germer, Christoph-Thomas, Dr.med.
10711 Berlin Schädel, Daniela, Dipl.-Ing.
10249 Berlin Knappe, Verena, Dipl.-Ing.
10777 Berlin Müller, Gerhard, Prof.Dr.-Ing.
14129 Berlin
Datum:
21.2.2000
Vorrichtung zur thermischen Behandlung von biologischem Gewebe
LMTB CLITT vl. O .* "I' -2- I ,' *l
Aufgabenstellung
Die Erfindung betrifft eine Applikationsvorrichtung zur interstitiellen thermischen Verödung biologischen Gewebes mit Hilfe von Hochleistungslichtstrahlung, wobei die Gewebepunktion und die Lichtapplikation mit einundderselben Vorrichtung durchgeführt werden können und der Schaft der Applikationsvorrichtung von einem Fluid durchströmt wird.
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Stand der Technik
Die Anwendung von Licht (insbesondere Laserstrahlung) zur Erzeugung hoher Temperaturen für die Gewebekoagulation als chirurgisches Verfahren ist seit langem bekannt. Insbesondere die interstitielle Applikation von Laserstrahlung gewinnt zunehmend an Bedeutung. Ziel des Verfahrens ist eine kontrollierte und möglichst homogene Erwärmung ausreichend großer Gewebevolumina durch die lokale Absorption der Laserstrahlung. Bei Temperaturen oberhalb von 45°C kommt es in Abhängigkeit von der Einwirkzeit durch die Denaturierung der Gewebeproteine zu irreversiblen thermischen Zellschäden, die zum sofortigen bzw. verzögerten Absterben der betroffenen Gewebeareale führen. Damit ist insbesondere die Therapie sonst inoperabler Tumore möglich. Das denaturierte und abgestorbene Gewebe verbleibt im Körper (in-situ) und wird von diesem abgebaut bzw. narbig eingekapselt. Üblicherweise werden Laser des nahen infraroten Wellenlängenbereiches eingesetzt (vorzugsweise der Nd:YAG-Laser bei 1064nm), da die optische Eindringtiefe hier besonders groß ist.
In der Praxis werden spezielle, mit Lichtwellenleitern gekoppelte Laserapplikatoren bzw. Diffusorelemente
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innerhalb des erkrankten Gewebes positioniert. Die Laserapplikatoren, wie sie z.B. aus DE3813227, DE4041234, DE19739456 und WO96/07451 bekannt sind, besitzen eine diffuse oder gerichtete Abstrahlung des Laserlichtes. Diese wird dadurch erzielt, daß das dem zu behandelnden Objekt zugewandte Ende des laserstrahlführenden Lichtwellenleiters mechanisch oder chemisch angerauht wird oder die Stahlung in einen mit dem Lichtwellenleiterende verbundenen Streukörper geleitet wird. Durch die im Vergleich zur sogenannten Bare-Fiber-Anwendung deutlich vergrößerte abstrahlende Oberfläche wird eine unerwünschte Gewebeüberhitzung mit einhergehender Karbonisation vermieden. Allen bekannten Laserapplikatoren gemein ist ihr empfindlicher mechanischer Aufbau, so daß in der Regel spezielle Kathetersysteme, auch Hüllkatheter genannt, in das erkrankte Gewebe punktiert werden müssen, die schließlich die empfindlichen Laserapplikatoren aufnehmen. Solche Systeme sind z.B. in DE4137983 beschrieben und zeichnen 0 sich dadurch aus, daß das dem zu behandelnden Objekt zugewandte Ende des strahlführenden Lichtwellenleiters in einem stirnseitig verschlossenen, für Laserstrahlung transparenten röhrenförmigen Hüllkatheter, z.B. einem am objektseitigen Ende luft- und flüssigkeitsdicht verschlossenen Kunststoffschlauch, angeordnet ist.
Neben der optimalen Abstrahlcharakteristik hat sich die Kühlung der aktiven Applikatorzone als äußerst vorteilhaft herausgestellt, weil so die maximale applizierbare Energiemenge deutlich erhöht werden kann, ohne das Risiko der Gewebekarbonisation einzugehen. Dies bedeutet eine erhebliche Effizienzsteigerung gegenüber dem ungekühlten Vorgehen, so daß größere Gewebevolumina therapiert werden können. Die Kühlung erfolgt durch Umströmung der aktiven Applikatorzone mit einem geeigneten Fluid. Wie in US5569240, DE4403134 und
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WO9426184 beschrieben, kann das Fluid dabei direkt in das Körpergewebe abgegeben werden. Eine bessere Kontrolle läßt sich erzielen, wenn das kühlende Fluid über einen koaxialen bzw. paraxialen Katheterkanal nach dem Prinzip des Gegenstromverfahrens wieder aus dem Körper herausgeführt wird. Derartige Arbeitsschäfte bzw. Kombinationen aus Applikatoren und Arbeitsschäften sind aus DE4211526, DE4221354, DE4237286 und WO93/19680 bekannt. Die Erweiterung um das komplette magnetresonanzkompatible Punktionsbesteck einschließlich Punktionsnadel, Führungsdraht, Dilatationsnadel, Einführschleuse und Hüllkatheter ist in DE19614780 beschrieben.
Anwendung finden die oben beschriebenen Systeme zur Verödung von Weichteiltumoren in unterschiedlichen Organen, insbesondere in Leber, Prostata und Gehirn.
Bei dem bisher üblichen minimal-invasiven Vorgehen erfolgt als erstes die Punktion des Tumors durch die Haut hindurch unter lokaler Betäubung und bildgebender Kontrolle mittels Röntgen-Computertomographie oder Magnetresonanz-Tomographie. Sodann wird in einem weiteren Arbeitsschritt der flexible Hüllkatheter im Punktionskanal mittels Schleusensystem positioniert und anschließend der eigentliche Laserapplikator eingeführt.
Die Überwachung der Therapie erfolgt mit temperatursensitiven bildgebenden Verfahren, vorzugsweise der Magnetresonanz-Tomographie, wie in DE3 931854 beschrieben.
Als nachteilig bei dem beschriebenen Vorgehen hat sich jedoch herausgestellt, daß bei stark durchbluteten Organen wie der Leber oder der Niere ein Großteil der eingebrachten Energie durch den Blutstrom wieder abtransportiert wird und somit verloren geht, so daß gerade bei sehr großen Tumoren häufig mehrere synchrone 5 oder asynchrone Laserapplikationen erforderlich sind.
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Darüber hinaus kann es durch benachbarte Blutgefäße zu einer Asymmetrie des Wirkungsbereiches kommen. Beides erhöht das Risiko der Verschleppung von Tumorzellen und des Zurücklassens von aktivem Tumorgewebe.
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Beschreibung
Überraschenderweise zeigte sich, daß die interstitielle thermische Behandlung des Körpergewebes mit Laserstrahlung ohne erhöhtes Risiko für den Patienten auch in der offenen Chirurgie durchgeführt werden kann. Über einen Hautschnitt verschafft sich der Arzt Zugang zum Zielorgan, in dem sich der Tumor befindet. Sodann erfolgt die Positionierung des Applikationssystems im Körpergewebe vorzugsweise unter bildgebender Ultraschallkontrolle. Aber auch die offene Magnetresonanz-Tomographie gewinnt eine immer größere Bedeutung, so daß auch offen-chirurgische Eingriffe einschließlich der Laserverödung unter Magnetresonanz-0 kontrolle durchgeführt werden können.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die zuführenden Gefäße des Organs partiell oder komplett zu unterbrechen, so daß der Blutfluß im Zielorgan ganz oder teilweise zum Erliegen kommt. Die Blutzufuhr kann während der gesamten Zeit der Laserapplikation unterbrochen bzw. vermindert bleiben und wird erst nach Beenden der Applikation oder sogar nach einer zusätzlichen Wartezeit wieder hergestellt. Es zeigte sich, daß durch dieses Vorgehen eine Effizienzsteigerung von über 50 % gegenüber dem üblichen Vorgehen zu erzielen war, so daß wesentlich größere Tumore behandelt werden können bzw. ein Zeitgewinn die Operationsdauer verkürzt.
Eine ähnlich gute Effizienzsteigerung konnte erstaunlicherweise auch dann erzielt werden, wenn die 5 Durchblutungsrate des zu behandelnden Organs durch die
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vorherige Injektion von perfusionsmindernden Substanzen in eines der zuführenden Blutgefäße unterbrochen bzw. reduziert wird. Der Effekt beruht auf der Erkennnis, daß die in den Substanzen enthaltenen Partikel, vorzugsweise mikroskopische Stärkepartikel, aufgrund ihrer Durchmesser das Kapillarsystem des betroffenen Organs nicht passieren können und dieses deshalb zunächst 'verstopfen'. Der Strömungswiderstand steigt erheblich an, so daß die Gesamtdurchblutung des Organes abnimmt. Darüber hinaus sind die Partikel so gestaltet, daß sie sich nach einiger Zeit auflösen, und so wieder die normale Durchblutung des Organes gewährleisten. Im Fall der Leber besteht zusätzlich durch die wahlweise Injektion der Substanz in die venösen und/oder arteriellen zuführenden Gefäße selektiv die Möglichkeit, bestimmte Kapillarsysteme zu blockieren.
Als weiterer Vorteil beim offen-chirurgischen Vorgehen erwies sich die Möglichkeit, kleine Tumore, die mit bildgebenden Verfahren nicht diagnostiziert werden können, durch das manuelle Abtasten des Organs zu lokalisieren und ebenfalls einer Therapie zuzuführen. Weitere Vorteile sind mit dem chirurgischen Vorgehen verbunden. Zum einen kann das Indikationsspektrum erweitert werden, denn durch die Möglichkeit der intraoperativen Tumorverödung können Patienten von einer inoperablen in eine operable Situation überführt werden, so daß z.B. ein chirurgisch nicht entfernbarer Tumor mittels Laserstrahlung thermisch verödet wird, während gleichzeitig ein oder mehrere Tumore des selben Organs 0 operativ entfernt werden. Zum anderen können Tumore intraoperativ thermisch verödet werden, bei denen aufgrund ihrer Lokalisation ein minimal-invasiver Zugang nicht in Frage kommt.
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Als problematisch beim offen-chirurgischen Vorgehen erwies sich jedoch die Handhabung der bekannten Katheterund Laserapplikationssysteme. Insbesondere die getrennte Verwendung von Punktionsnadel, Hüllkatheter, und Laserapplikator, die speziell für die Bedürfnisse einer Punktion unter röntgen-tomographischer Kontrolle und anschließender Lasertherapie unter kernspintomographischer Überwachung entwickelt wurden, stellte sich als äußerst ungünstig heraus. Die dem in der Praxis tätigen Fachmann bekannten Nachteile sind folgende:
1. Gerade beim intraoperativen Vorgehen sind häufig mehrere Tumore zu veröden oder einer oder mehrere der Tumore haben eine so große Ausdehnung, daß eine mehrmalige Punktion und Lasertherapie erforderlich ist. Das Hauptproblem bei den bekannten Punktionsund Applikationssystemen besteht darin, daß die Positionierung des Gesamtsystems in mehreren aufeinanderfolgenden Einzelschritten erfolgen muß.
0 Dieses Vorgehen ist äußerst zeitraubend und birgt die Gefahr der unbemerkten Applikatorzerstörung.
2. Das Positionieren der bekannten flexiblen Kathetersysteme insbesondere in harten Tumoren ist häufig aufgrund des im Vergleich zum minimalinvasiven Vorgehen kurzen Punktionsweges nur nach mehrmaliger Aufweitung des Punktionskanals möglich, was einen erhöhten Zeitaufwand erfordert.
3. Nach der Positionierung des flexiblen Kathetersystems kann es durch die offen-chirurgische Vorgehensweise 0 zu dessen Abknicken im Bereich der Organ- oder Tumorgrenze kommen, so daß beim Einführen des Laserapplikators dieser unbemerkt bricht, was in Folge zu einer unvorhersehbaren Energieverteilung im Gewebe und schließlich zur Zerstörung des Katheters führt. Der Katheter verschmilzt durch Überhitzung mit
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dem Gewebe und kann nur mit hohem Blutungsrisiko unter mechanischer Kraftanstrengung aus dem Gewebe entfernt werden.
4. Der Laserapplikator kann bei den bekannten Systemen erst in den Hüllkatheter eingeführt werden, wenn dieser bereits seine endgültige Lage im Körpergewebe eingenommen hat. Damit kann die exakte Position des Laserapplikators innerhalb des Hüllkatheters nicht visuell überprüft werden, einziges Merkmal für die Position des Applikators innerhalb des Hüllkatheters ist der mechanische Anschlag des Applikators am distal verschlossenen Katheterende. Dieses Vorgehen ist jedoch äußerst fehlerbehaftet, weil auch ein leichter Knick im Hüllkatheter (siehe 3.) einen solchen Anschlag vortäuschen kann, was dann aber einer falschen Lage des Laserapplikators im Hüllkatheter und damit im Körpergewebe entspricht.
5. Die Laserapplikatoren werden in den bekannten Kathetersystemen nicht oder lediglich durch eine dünne Dichtlippe bezüglich ihrer axialen Position im Katheter fixiert. Durch das intraoperative Vorgehen kann es leicht zu einer unbemerkten Verschiebung des Laserapplikators im Katheter kommen, so daß der Energieeintrag im Bereich des Tumorgewebes nicht zu dessen vollständiger Verödung ausreicht. Die Folge ist, daß es zu einem Tumorprogress kommt und der Patient gegebenenfalls einer erneuten Operation unterzogen werden muß.
6. Die bekannten Kathetersysteme stellen sich im unter offen-chirurgischen Bedingungen zur Kontrolle von Punktion und Positionierung vorzugsweise verwendeten bildgebenden Ultraschall nur sehr kontrastarm dar, so daß die exakte Position der Hüllkatheterspitze nicht sicher lokalisiert werden kann. Die Kenntnis der Lage 5 der Hüllkatheterspitze ist aber von entscheidender
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Bedeutung für die vollständige Verödung des Tumors. Bei unzureichender Therapie kommt es zu einem Tumorprogress und der Patient muß einer erneuten Operation unterzogen werden.
7. Während der eigentlichen Laserapplikation erfolgt die Überwachung des Therapiefortschritts beim offenchirurgischen Vorgehen vorzugsweise mit bildgebendem Ultraschall. Um eine gute Kopplung des Ultraschallkopfes an die unebene Organoberfläche zu erreichen, sind relativ hohe Anpreßdrücke erforderlich, die durch Verwerfungen des Hüllkatheters mit einem Bruch des innenliegenden Laserapplikators einhergehen können. Auch hier besteht in Folge die Gefahr der unkontrollierten Energieabgabe mit Katheterzerstörung und Anschmelzen des Systems am Gewebe.
8. Darüber hinaus stellt der bildgebende Ultraschall nur ein unzureichendes Mittel dar, um den Therapieerfolg zu visualisieren. Aufgrund der hohen applizierten 0 Energiemengen werden Temperaturen von über 1000C im Gewebe erreicht, so daß durch die massive Entstehung von interstitiellen Dampfblasen und dem damit verbundenen akustischen Impedanzsprung eine Beurteilung des Therapiefortschrittes nur eingeschränkt möglich ist, weil durch die Impedanzsprünge sogenannte Schallschatten entstehen.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine Applikationsvorrichtung zur thermischen Verödung von 0 Körpergewebe mittels Hochleistungslichtstrahlung zu
realisieren, die sowohl die Punktion des Gewebes als auch die Lichtapplikation mit nur einer Vorrichtung ermöglicht und damit die Nachteile des aktuellen Standes der Technik beim offen-chirurgischen Vorgehen vermeidet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Applikationsvorrichtung gemäß der Patentansprüche 1 bis 22 gelöst.
Erfindungsgemäß besteht diese Applikationsvorrichtung aus einem spitz verschlossenen, starren, mit einer Gegenstromspülung versehenen Punktionsschaft mit innenliegendem Diffusorelement, sowie einem mit dem Punktionsschaft gekoppelten Handstück.
Dabei wird der Punktionsschaft im Gegensatz zu den bekannten Lösungen erfindungsgemäß in einer mindestens zwei unterschiedliche Materialien umfassenden Verbundkonstruktion realisiert. Dies ergibt sich aus drei zu kombinierenden Anforderungen, nämlich daß der Punktionsschaft eine ausreichende Stabilität und Starrheit zur direkten Punktion des Gewebes aufweisen muß, daß der Punktionsschaft in seinem distalen Bereich über die Länge des Diffusorelementes transparent für die Laserstrahlung ist und daß der Punktionsschaft auch bei mechanischer Belastung durch Biegekräfte nicht zerbricht. Keines der bisher verwendeten Materialien vereinigt alle drei Forderungen, so daß die erfindungsgemäße Lösung in der Verwendung eines starren, für die eingesetzte Laserwellenlänge transparenten Hohlzylinders besteht, der über weite Bereiche koaxial von einem Stabilisierungsmantel umgeben ist. Vorzugsweise ist das distale Ende des Stabilisierungsmantels konisch zulaufend gestaltet, so daß bei der Punktion das Körpergewebe 0 leicht über dessen Oberfläche gleiten kann. Die Länge des Stabilisierungsmantels ist so bemessen, daß der herausstehende Teil des transparenten HohlZylinders das Diffusorelement vollständig aufnehmen kann und damit die freie Abstrahlung der Laserleistung in das Gewebe gegeben
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ist. Wie sich überraschenderweise zeigte, konnte durch einen solchen Verbundaufbau die Bruchfestigkeit gegenüber einem Einkomponentensystem ganz erheblich gesteigert werden, ohne daß die Funktion beeinträchtigt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird durch die Verwendung von Quarzglas bzw. Saphir als transparentem Hohlzylinder im Vergleich zu den bestehenden Systemen ein um den Faktor vier verbesserter Abtransport überschüssiger Wärme aus dem Gewebe ermöglicht. Weiterhin wurde erkannt, daß durch den hohen Schmelzpunkt von Glas die thermische Zerstörschwelle deutlich heraufgesetzt wird, so daß die Laserverödung sicherer durchgeführt werden kann. Um dem Anwender eine Orientierung zu ermöglichen und eine reproduzierbare Position des Punktionsschaftes im Körpergewebe zu gewährleisten, ist der Stabilisierungsmantel vorzugsweise mit äquidistanten Markierungen versehen.
In einer anderen Variante, die ebenfalls die oben 0 genannten Vorteile vereinigt, kann der Stabilisierungsmantel auch innerhalb des transparenten HohlZylinders angeordnet sein.
In Weiterführung des Erfindungsgedankens kann der Stabilisierungsmantel in einer dritten Ausführungsform auch beweglich über dem transparenten Hohlzylinder geführt sein. Dadurch kann der Stabilisierungsmantel vor der Punktion des Körpergewebes ganz oder teilweise über den transparenten Hohlzylinder geschoben werden und so einen optimalen Schutz vor mechanischer Zerstörung gewährleisten. Unmittelbar vor dem Beginn der Laserverödung wird der Stabilisierungsmantel in seine Ausgangsposition zurückgezogen, so daß die Laserstrahlung durch den transparenten Hohlzylinder hindurch frei in das 5 Gewebe abstrahlen kann. Zur sicheren Anwendung erfolgt
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optional die Fixierung des Stabilisierungsmantels relativ zum transparenten Hohlzylinder in definierten Positionen, vorzugsweise im zurückgezogenen sowie im vorgeschobenen Zustand. Der bewegliche Stabilisierungsmantel bietet neben der verbesserten Punktion die Möglichkeit, die unbeabsichtigte Abstrahlung von hochenergetischer Laserleistung zu vermeiden, wenn sich bei der Therapie randständiger kleinerer Tumore der transparente Teil des Punktionsschaftes nur teilweise im Körpergewebe befindet.
Als zusätzlicher Vorteil des beweglichen Stabilisierungsmantels ist festzuhalten, daß im Falle einer thermisch bedingten Verklebung des Körpergewebes mit dem transparenten Teil des Punktionsschaftes diese Verklebung durch Vorschieben des Stabilisierungsmantels leicht gelöst werden kann, da erfindungsgemäß dessen dem Körpergewebe zugewandtes Ende aufgrund seines konischen Zulaufs eine sehr gute abscherende Wirkung aufweist.
Zur atraumatischen Punktion des Körpergewebes ist der Punktionsschaft erfindungsgemäß mit einer Spitze versehen, die vorzugsweise durch Verschmelzen des distalen Bereichs des transparenten Hohlzylinders realisiert wird. Optional erfolgt nach dem Verschmelzen das zusätzliche Schleifen der Spitze zur Erzielung einer 5 besseren Punktionswirkung. Alternativ oder ergänzend dazu kann auch ein spitz zulaufendes Element, vorzugsweise aus Metall, Keramik oder Kunststoff, fest mit dem distalen Ende des tranparenten HohlZylinders verbunden werden. Es gilt zu berücksichtigen, daß die Punktion von 0 Körpergewebe insbesondere unter offen-chirurgischen Bedingungen vorzugsweise mit bildgebendem Ultraschall überwacht wird. In einer erweiterten Ausführungsform der Erfindung ist daher die Integration eines sich im Ultraschallbild mit hohem Kontrast darstellenden Mediums, idealerweise im Bereich der Punktionsschaftspitze,
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vorgesehen. Überraschenderweise zeigte sich, daß bereits die Integration einer Luftblase in die Punktionsschaftspitze aufgrund des großen akustischen Impedanzübergangs zwischen dem Körpergewebe bzw. Punktionsschaftmaterial und der eingeschlossenen Luftblase zu einem signifikanten Signal führt, welches die Lokalisation der Punktionsschaftspitze im Ultraschallbild erheblich erleichtert. Optional kann aber auch ein spezielles Ultraschall-Kontrastmedium in die Punktionsschaftspitze integriert werden. In einer alternativen Ausführungsform sind im transparenten Teil des Punktionsschaftes achsenparallele luftgefüllte Kapillaren integriert, die ebenfalls aufgrund des akustischen Impedanzsprungs eine gute Lokalisation ermöglichen.
Ein wesentliches Merkmal der Applikationsvorrichtung ist die Durchströmung des Punktionsschaftes mit einem vorzugsweise biokompatiblen Fluid. Aufgrund der guten Wärmeleiteigenschaften des transparenten Hohlzylinders kann im Gegensatz zu bekannten Systemen das Fluids bei Raumtemperatur verwendet werden und es sind keine besonderen Maßnahmen zur Steigerung der Wärmekapazität oder Erniedrigung des Gefrierpunktes des Fluids 5 erforderlich. Zur Realisierung einer Gegenstromkühlung ist der Punktionsschaft mindestens doppellumig ausgelegt, vorzugsweise mit einem zentral geführten, dünnwandigen und für die Laserstrahlung transparenten Schlauch, dessen Außendurchmesser geringer ist, als der Innendurchmesser des Hohlzylinders und dessen Länge so bemessen ist, daß dessen distales Ende mindestens 1 mm vor dem distalen Verschluß des Punktionsschaftes endet. Dadurch kann das Fluid bei entsprechender Druckdifferenz, die durch ein externes oder mit dem Laser gekoppeltes Pumpensystem bzw. eine Höhendifferenz zwischen Vorratsgefäß und Fluidablauf
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erreicht werden kann, im zentral geführten Schlauch bis zum distalen Ende des Punktionsschaftes strömen und im freien Lumen zwischen Schlauch und Schaft zurückfließen. Die Aufgabe des Fluids besteht vorzugsweise in der Erzielung eines homogenen Temperaturprofiles durch gezielte Abkühlung schaftnaher Gewebebereiche.
In einer Variante wird dem Fluid in bekannter Weise eine streuende Substanz zugesetzt, um die Abstrahleigenschaften des weiter unten beschriebenen Diffusorelementes zu verbessern. In einer speziellen Ausführungsform kann sogar auf das Diffusorelement ganz verzichtet werden und die aus dem Lichtwellenleiter prograd austretende Strahlung durch die im Fluid gelöste lichtstreuende Substanz homogen verteilt werden. In einer weiteren Variante wird dem Fluid ein Ultraschallkontrastmittel zugesetzt, um die Lokalisation des gesamten durchströmten Schaftes im Körpergewebe bei Verwendung des bildgebenden Ultraschalls zu erleichtern. In einer weiteren Ausführungsform wird dem Fluid ein 0 Magnetresonanz-Kontrastmittel zugesetzt, um die Lokalisation bei Verwendung im vorzugsweise offenen Magnetresonanz-Tomographen zu erleichtern.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Erzielung einer homogenen Abstrahlung des Laserlichtes über eine definierte Länge des Punktionsschaftes. Hierzu wird ein vom Prinzip her bekanntes Dif fusorelement mit einer definierten Länge zwischen 0,5 cm und 10 cm zentral im Punktionsschaft positioniert, so daß die gesamte Länge des Diffusorelementes im Bereich des transparenten Hohlzylinders liegt. Vorzugsweise wird als Diffusorelement ein Lichtwellenleiter verwendet, dessen distales Ende in bekannter Weise über die oben spezifizierte Länge als Volumenstreuer oder als
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Oberflächenstreuer ausgeführt ist. In einer bevorzugten Variante ist der das Diffusorelement tragende Lichtwellenleiter direkt an seinem externen, dem Diffusorelement gegenüberliegenden Ende mit einem genormten Adapter derart versehen, daß der Lichtwellenleiter direkt mit dem Lasergerät oder mit einem dem Lasergerät vorgeschalteten optischen Element (z.B. Strahlteiler) verbunden werden kann.
Diffusorelement und Lichtwellenleiter werden in den zentral gelegenen Schlauch des Schaftes eingeschoben und am weiter unten beschriebenen Handstück der Applikationsvorrichtung fixiert. Die Durchmesser von Diffusorelement und Lichtwellenleiter sind so bemessen, daß zwischen dem Innendurchmesser des zentral angeordneten Schlauches und dem Außendurchmesser des Lichtwellenleiters ein für die Strömung des Fluids ausreichendes Lumen frei bleibt.
In einer anderen Ausfuhrungsform sind Diffusorelement und externer Lichtwellenleiter getrennt ausgeführt, so daß keine direkte Verbindung zwischen dem Diffusorelement und dem Laser oder einem dem Laser vorgeschalteten optischen Element besteht. Vielmehr ist das Diffusorelement zusammen mit einem kurzen, vorgelagerten Lichtwellenleiter fest im Punktionsschaft integriert. Die Einspeisung der Laserstrahlung in den vorgelagerten Lichtwellenleiter und damit in das Diffusorelement erfolgt über eine im Bereich des unten beschriebenen Handstücks vorgesehene Koppelstelle durch einen externen Lichtwellenleiter.
Um die kraft- und formschlüssige aber lösbare Verbindung des Punktionsschaftes mit dem unten beschriebenen Handstück zu gewährleisten, ist der Punktionsschaft mit einem vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall gefertigten 5 Anschlußstück versehen. Die Aufgabe des Anschlußstücks
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ist darüber hinaus die Führung des zentral gelegenen Schlauches und die Gewährleistung eines geeigneten Fluidstroms innerhalb des Punktionsschaftes und des unten beschriebenen Handstücks derart, daß der Fluidstrom ohne Leckage und Druckverluste mit den freien Innen- und Außenlumen des Punktionsschaftes so verbunden ist, daß sich eine definierte Strömungsrichtung einstellt.
Erfindungsgemäß ist der oben beschriebene Punktionsschaft in einer dauerhaften aber lösbaren Verbindung über das Anschlußstück an ein multifunktionelles Handstück gekoppelt. Die Aufgaben des Handstücks umfassen zunächst neben einer ergonomische Handhabung die Verbindung aller Fluid zu- und abführenden Schläuche, zweckmäßigerweise unter Verwendung der gebräuchlichen Schnell-Verschlußsysteme nach dem Stand der Technik, sowie in Zusammenspiel mit dem Anschlußstück die Gewährleistung eines gerichteten Fluidstromes innerhalb von Handstück und Punktionsschaft. Eine weitere Aufgabe des Handstücks besteht in der Aufnahme und Fixierung des Laserlicht zuführenden Lichtwellenleiters.
In der bevorzugten Variante des fest mit dem externen Lichtwellenleiter verbundenen Diffusorelementes wird erfindungsgemäß eine mit einer Zentralbohrung versehene elastische Dichtung an der Lichtwellenleiter-Eintrittsöffnung des Handstücks vorgesehen, deren Zentralbohrung einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist, als Diffusorelement und Lichtwellenleiter. Hierdurch ist das leichte Einführen des Lichtwellenleiters gewährleistet. Durch das Anziehen einer mit einem Gewinde versehenen Überwurfmutter wird die elastische Dichtung derart zusammengedrückt, daß der Lichtwellenleiter nach korrekter Positionierung des Diffusorelementes im Schaft gas- und flüssigkeitsdicht fixiert ist. In Weiterführung des Erfindungsgedanken kann
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der externe Lichtwellenleiter auch dauerhaft im Handstück fixiert werden. Dies geschieht vorzugsweise durch eine Klebeverbindung, so daß auf die Schraubverbindung verzichtet werden kann.
In der Variante mit getrennt ausgeführtem Diffusorelement und externem Lichtwellenleiter wird am Handstück ein geeignetes Koppelelement vorgesehen. Dieses dient einerseits zur dauerhaften aber lösbaren Verbindung des externe Lichtwellenleiters am Handstück und andererseits zur Aufnahme des kurzen, dem Diffusorelement vorgelagerten Lichtwellenleiterstücks.
Ein wesentlicher Vorteil des getrennten Aufbaus aus Punktionsschaft und Handstück ist die leichte Austauschbarkeit des Punktionsschaftes. So kann in einer Variante dieser im Sinne eines Einmalartikels nach dem Einsatz entsorgt werden, wohingegen das Handstück dem Resterilisierungsprozeß zugeführt wird. Darüber hinaus können erfindungsgemäß mehrere Schäfte mit 0 unterschiedlich langen Diffusorelementen und/oder unterschiedlichen Durchmessern realisiert und zur Verfügung gestellt werden, so daß während einer Operation der Schaft schnell gewechselt werden kann und so eine optimale Anpassung an die intraoperative Situation möglich wird.
In einer besonderen Ausführungsform wird der gesamte Punktionsschaft vor dem Einsatz mit einem eng anliegenden, distal verschlossenen, transparenten, vorzugsweise aus einem temperaturstabilen und gut wärmeleitenden Kunststoff gefertigten Sterilüberzug versehen, welcher entweder durch die Wahl seines Durchmessers oder aber durch eine zusätzliche Fixierung fest anliegend mit dem Schaft verbunden ist. Der Sterilüberzug kann nach Durchführung der Therapie 5 abgezogen und vernichtet werden, so daß im Falle einer
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Kontamination mit Viren oder insbesondere Fremdeiweiß keine Gefahr für nachfolgende Patienten besteht. Handstück und Punktionsschaft selbst können der Resterilisation zugeführt werden.
In einer besonderen Ausführungsform gilt es zu verhindern, daß es während Transport, Sterilisation und Lagerung der Applikationsvorrichtung zu einer unbeabsichtigten mechanischen Beschädigung des Schaftes oder zu einer Verletzung des Bedienungspersonals kommt.
Zu diesem Zweck wird am Schaft bzw. am Handstück in einer stabilen aber lösbaren Verbindung, vorzugsweise als Bajonettverschluß ausgeführt, eine stabile Schutzkappe befestigt, die in ihrem Innenraum den Schaft vollständig aufnimmt. Zur besseren Sterilisierbarkeit des innenliegenden Raumes ist die Schutzkappe optional mit Öffnungen oder Schlitzen versehen.
Aufgrund der unzureichenden Aussagekraft intraoperativ genutzter Ultraschallgeräte zum Monitoring des aktuellen thermischen Schädigungszustandes des Körpergewebes ist ein besonderes Merkmal der Erfindung, daß in einer erweiterten Ausführungsform die punktweise Messung der Gewebe temperatur in einem definierten radialen Abstand vom Diffusorelement möglich ist. Dieser Parameter ist zur Beurteilung des Vitalstatus der Zellen insbesondere im Randbereich eines zu verödenden Tumors von großer Wichtigkeit. Wird beispielsweise am Rand des zu verödenden Gewebevolumens unter Berücksichtigung eines eventuell einzuhaltenden chirurgischen Sicherheitssaumes 0 eine Temperatur von 600C über einen Zeitraum von einigen Sekunden gemessen, so kann an dieser Stelle von einer 100%-tigen thermischen Verödung ausgegangen und die Laserapplikation beendet werden, wenn die Position gleichzeitig die größte Ausdehnung des zu verödenden
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Volumens markiert und aufgrund einer beschriebenen Unterbrechung der Blutperfusion eine inhomogene Temperaturverteilung vernachlässigt werden kann. Andererseits reichen deutlich unter 600C liegende Temperaturen nicht aus, um eine vollständige Verödung sicherzustellen, so daß in diesem Fall ein Andauern der Laserapplikation angezeigt ist.
Zum Zweck der präzisen Temperaturmessung an definierten Positionen innerhalb des Körpergewebes ist an der Applikationsvorrichtung erfindungsgemäß ein spezieller Führungsarm derart befestigt, daß dieser in einem um 90° gegen die Punktionsschaftachse geneigten Winkel verläuft. Auf dem Führungsarm ist wiederum ein Befestigungselement verschieblich aber fixierbar gelagert, welches durch eine parallel zur Schaftachse verlaufende, lange Bohrung als Führung für die gezielte Punktion mit einer temperaturempfindlichen Sonde dient. Der Führungsarm ist mit äquidistanten Markierungen versehen, so daß der radiale Abstand der Temperatursonde von der Schaftachse direkt abgelesen und eingestellt werden kann. Die temperaturempfindliche Sonde ist vorteilhaft ebenfalls mit Markierungen oder einem mechanischen Anschlag versehen, so daß auch die axiale Position der Sonde kontrolliert werden kann. Außerdem kann die temperaturempfindliche Sonde vorteilhaft durch eine Schraubklemme in ihrer Führungsbohrung fixiert werden. In einer vereinfachten Ausführungsvariante können auch mehrere parallel verlaufene Bohrungen im Befestigungselement angeordnet sein, oder der Führungsarm 0 selbst eine Anzahl von äquidistanten Führungsbohrungen aufweisen, so daß eine mechanische Verstellung des Befestigungselementes entfallen kann.
In Fortführung des Erfindungsgedankens wird die Gewebetemperatur an ausgesuchten Stellen im Gewebe nicht nur zur Anzeige gebracht, sondern aktiv zur On-line-
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Regelung der Laserleistung verwendet. Hierzu werden die gemessenen Temperaturen entweder im Laser selbst oder in einem zusätzlichen elektronischen Element weiterverarbeitet und in ein Regelsignal derart umgerechnet, daß an mindestens einer der Meßstellen eine definierte Temperatur erreicht bzw. gehalten wird.
In einer weiteren Ausführungsvariante wird anstelle der Temperatur die sogenannte Autofluoreszenz des Gewebes bei Anregung im Wellenlängenbereich 200 bis 700 nm als Vitalparameter für die Beurteilung der vollständigen thermischen GewebeVerödung genutzt. Das verstärkte oder abgeschwächte Auftreten bestimmter Fluoreszenzbanden (z.B. NADH-Fluoreszenz) ist ein Maß für den vitalen Gewebezustand und kann zur Steuerung bzw. Regelung der Laserausgangsleistung verwendet werden.
Ein besonderes Merkmal der Applikationsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer vorteilhaften Ausführungsvariante alle verwendeten Materialien und Klebstoffe für Teilkomponenten und somit das Gesamtsystem sterilisierbar sind (z.B. Gassterilisation, Dampfsterilisation). Dadurch kann die Applikationsvorrichtung oder Teile der Applikationsvorrichtung mehrmals verwendet werden.
Ein besonderes Merkmal der Applikationsvorrichtung besteht darin, daß in einer speziellen Ausführungsvariante das Gesamtsystem aus kernspinkompatiblen Materialien aufgebaut ist (z.B.
Titan, Keramik, Gläser, Kunststoffe). Damit kann die Applikationsvorrichtung auch in den neuen offenen Kernspintomographen verwendet werden, die ein Arbeiten unter offen-chirurgischen Bedingungen ermöglichen und im Gegensatz zum bildgebenden Ultraschall eine bessere
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Bildqualität und vor allem eine bessere Beurteilung der thermischen Verödung ermöglichen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
Fig.l eine schematische Darstellung der Applikationsvorrichtung im Körpergewebe, zusammen mit Lasersystem, Kühlkreislauf, Ultraschallgerät und Meßsonde,
Fig.2 einen schematischen Schnitt durch die Applikationsvorrichtung gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform mit einer durch Verschmelzen des
transparenten Hohlzylinders geformten
Schaftspitze,
Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch den Punktionsschaft mit beweglichem, außenliegendem
Stabilisierungsmantel,
Fig.4a,b einen schematischen Schnitt durch den vorderen Bereich des Punktionsschafts mit einer eingesetzten Schaftspitze,
Fig.4c einen schematischen Schnitt durch den vorderen Bereich des Punktionsschafts mit Kontrastgebung, Fig.5a einen schematischen Schnitt durch die Faserfixierung in einer Variante mit durchgängigem Lichtwellenleiter 0 Fig.5b einen schematischen Schnitt durch die Faserfixierung in einer Variante mit Luft- oder Flüssigkeitskopplung
Fig.6 eine schematische Darstellung des Sterilüberzugs Fig. 7 eine schematische Darstellung der stabilen Schutzkappe
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Fig. 8 eine schematische Darstellung des Führungsarms zur punktue11en Messung von Temperatur oder Fluoreszenz
Fig. 1 zeigt schematisch ein Lasersystem 100, an welches ein Lichtwellenleiter 101 über einen geeigneten Adapter 117 angeschlossen ist. Der Lichtwellenleiter ist am Handstück 102 der erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung fixiert. Der Punktionsschaft 103 ist innerhalb des Körpergewebes 104 positioniert. Zur Abführung überflüssiger Wärme wird der Punktionsschaft im Gegenstromverfahren von einem Fluid durchströmt, welches sich zunächst in einem Vorratsbehälter 105 befindet, vorzugsweise einem steril verpackten Infusionsbeutel, und über einen Schlauch 106 von einem Pumpensystem 107, vorzugsweise einer Peristaltikpumpe, zur Applikationsvorrichtung befördert wird. Der Rückstrom des Fluids erfolgt über einen weiteren Schlauch 108 in einen Auffangbehälter 109. Bei einer vollständig geschlossenen Variante können Vorratsbehälter 105 und Auffangbehälter 109 identische Reservoire darstellen. Typische Durchflußraten für das Fluid liegen im Bereich 1 ml/min bis 1000 ml/min. Weiterhin zeigt Fig. 1 einen Ultraschallscanner 110, der auf dem Körpergewebe aufliegt und mit dem Ultraschallgerät 111 verbunden ist. Der bildgebende Ultraschall ermöglicht hierbei die optimale Positionierung des Punktionsschaftes 103 im Körpergewebe und erlaubt darüber hinaus eine Überwachung der Therapiedurchführung. Zur präzisen Ermittlung des 0 Gewebezustandes an ausgesuchten Positionen innerhalb des Körpergewebes 104 ist eine Meßsonde 112 an einem Führungsarm 113 der Applikationsvorrichtung montiert, welche mit einer Meßeinrichtung 114 verbunden ist. In einer erweiterten Ausführungsvariante erfolgt die 5 Steuerung bzw. Regelung der Laserleistung über eine
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Regelstrecke 115. Zur Veranschaulichung des prinzipiellen Temperaturverlaufes im Körpergewebe sind Isotherme 116 dargestellt.
Fig. 2 zeigt die bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung für Laserstrahlung. Der Punktionsschaft 103 wird erfindungswesentlich aus einem vorzugsweise aus Quartzglas gefertigten tranparenten Hohlzylinder 1 gebildet, der fest von einem vorzugsweise aus Metall gefertigten Stabilisierungsmantel 2 umschlossen ist. Die Verbindung beider Elemente erfolgt vorzugsweise durch Klebung, was wesentlich zur Stabilität und Bruchfestigkeit des Punktionsschaftes beiträgt. Das distale Ende 3 des Stabilisierungsmantels ist konisch zulaufend gestaltet, um eine Gewebetraumatisierung beim Einführen zu vermeiden.
Transparenter Hohlzylinder 1 und Stabilisierungsmantel 2 sind zweckmäßigerweise in einem Anschlußstück 4 zusammengeführt, um die Verbindung zum Handstück 102 herzustellen und sicherzustellen, daß keine Flüssigkeit austreten kann und der schnelle Austausch des Punktionsschaftes möglich ist. Der Durchmesser des Punktionsschaftes liegt typischerweise im Bereich 2 bis 8 mm.
Zentral im Punktionsschaft 103 verläuft ein dünnwandiger, für die verwendete Laserstrahlung transparenter Schlauch 5, der ca. 1 mm vor der Spitze 7 des Punktionsschaftes 103 endet, so daß ein Fluid 6 im Innenlumen des Schlauches 5 das distale Ende des Punktionsschaftes 103 0 erreichen kann und im Lumen zwischen Schlauch 5 und Hohlzylinder 1 zurückfließt. Damit ist erfindungsgemäß eine optimale Kühlung des Punktionsschaftes 103 insbesondere in dem Bereich gewährleistet, in dem die höchsten Temperaturen auftreten.
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Das distale Ende des Punktionsschaftes 103 wird durch eine Spitze 7 gebildet, die das leichte Einführen des Schaftes in das Körpergewebe ermöglicht und in einer bevorzugten Variante durch thermisches Verschmelzen des transparenten Hohlzylinders 1 gebildet wird. Typischerweise beträgt die Länge der Spitze das 2-3 fache des Punktionsschaftdurchmessers. Die Figuren 4a bis 4c zeigen weiterführende Varianten der Punktionsschaftspitze 7 und werden gesondert erläutert.
Das Diffusorelement 8 zur Verteilung der Laserstrahlung im Körpergewebe ist grundsätzlich bekannt und wird zentral durch den Schlauch des Punktionsschaftes bis zum distalen Ende vorgeschoben. Das Laserlicht erreicht das Diffusorelement über einen Lichtwellenleiter 9, der fest mit dem Diffusorelement 8 verbunden ist und außerhalb der Applikationsvorrichtung in den externen Lichtwellenleiter 101 übergeht. Der transparente Hohlzylinder 1 ragt dabei mindestens um die Länge des Diffusorelementes 8 aus dem Stabilisierungsmantel 2 hervor, um die Abstrahlung der Laserstrahlung zu gewährleisten. Der Stabilisierungsmantel 2 ist in einer bevorzugten Ausführungsform mit äquidistanten Markierungen 10 versehen, um die gezielte und reproduzierbare Positionierung im Körpergewebe sicherzustellen.
Der Punktionsschaft 103 ist über sein Anschlußstück 4 vorzugsweise über eine Schraubverbindung mit dem Handstück 102 gekoppelt. Dieses besitzt zwei Anschlußstutzen 11 und 12 für Zu- und Ablauf des Fluids 6, vorzugsweise nach dem bekannten Luer-Lock-Prinzip. Ein internes Verteilungssystem 13 sorgt für die leck- und druckverlustfreie Strömung des Fluids 6 durch den Punktionsschaft 103.
Zur Fixierung des Lichtwellenleiters 9 bzw. 101 ist am Handstück 102 eine spezielle Klemmvorrichtung an dessen 5 Eintrittsöffnung vorgesehen. In der bevorzugten
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Ausführungsform kann ein elastischer Dichtring 14 mit einer Zentralbohrung von einer mit einem Gewinde versehenen Überwurfmutter 15 derart gestaucht werden, daß der Lichtwellenleiter 101 luft- und flüssigkeitsdicht in der Zentralbohrung arretiert ist. Der Durchmesser der Öffnung beträgt vorzugsweise ca. 2 mm und die Öffnung der Überwurfmutter ist konisch zulaufend gestaltet, um das leichte Einführen des Diffusorelementes zu ermöglichen. Diese Variante ist besonders vorteilhaft, wenn der Lichtwellenleiter 101 an seinem distalen Ende fest mit dem Diffusorelement 8 und an seinem proximalen Ende fest mit einem genormten Laseradapter (117) versehen ist. Varianten dieser Ausführungsform zeigen die Figuren 5a und 5b, die gesondert erläutert werden.
Fig. 3 zeigt eine besondere Ausführungsform des Punktionsschaftes (103), bei der der starre Stabilisierungsmantel 2 * nicht fest mit dem transparenten Hohlzylinder 1 verklebt ist, sondern beweglich über den transparenten Hohlzylinder geschoben werden kann. In einer bevorzugten Variante erfolgen Vorschub und Rückzug durch Drehung des Stabilisierungsmantels 2l, wobei die axiale Bewegung durch eine spiralförmige Nut 16 im Bereich des Anschlußstücks 4' vorgegeben wird. Die Führung des Stabilisierungsmantels in der Nut 16 erfolgt vorteilhaft mit einen Fixierstift 17, der gleichzeitig durch Verdrehen die Fixierung des Stabilisierungsmantels 2' in jeder gewünschten Position gewährleistet.
0 Fig. 4a und 4b zeigen zwei Varianten, bei denen das distale Ende des Punktionsschaftes durch eine aus Kunststoff oder Metall gefertigte, konisch 7' oder abgeflacht 7%&lgr; verlaufende Spitze gebildet wird, die mit dem transparenten Hohlzylinder 1 fest verbunden ist.
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Fig. 4g zeigt eine Variante, bei der in die Spitze 7 ein spezielles Lumen 18 eingearbeitet ist, welches ein Medium aufnimmt, das sich im bildgebenden Ultraschall kontrastreich darstellt und so die Lokalisation der Spitze erleichtert.
Fig. 5a zeigt eine Ausführungsform der Verbindung von
Lichtwellenleiter und Handstück, bei der der Lichtwellenleiter 9 bzw. 101 fest mit dem Diffusorelement
(8) verbunden ist und die Fixierung im Handstück 102
dauerhaft durch eine Klebeverbindung 19 erfolgt. Der
Lichtwellenleiter wird durch einen Knickschutz 23 vor mechanischer Beschädigung geschützt.
Fig. 5b zeigt eine Aus führungs form der Verbindung von Lichtwellenleiter und Handstück, bei der lediglich ein kurzes Lichtwellenleiterstück 9 mit dem Diffusorelement (8) direkt verbunden ist. Das Lichtwellenleiterstück 9 ist fest im Handstück 102, z.B. durch eine Klebeverbindung 20, fixiert. Die Einkopplung der Laserstrahlung aus dem externen Lichtwellenleiter 101 erfolgt über eine kurze Luft- bzw. Flüssigkeitsstrecke 21, wobei die externe Faser zweckmäßig mit einem Adapter 22 und Knickschutz 23 derart versehen ist, daß dieser mit dem Handstück 102 verschraubt werden kann. Um die Koppelverluste gering zu halten, ist der Durchmesser des externen Lichtwellenleiters 101 etwas geringer, als der des internen Lichtwellenleiters 9.
Fig. 6 zeigt einen Sterilüberzug 24, der in einer Ausführungsvariante vor der Punktion über den Punktionsschaft (103) gezogen wird und an seinem distalen Ende verschlossen ist. Durch Wahl eines geeigneten Durchmessers oder durch eine hier nicht dargestellte
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Fixierung ist der Sterilüberzug 24 fest anliegend mit dem Punktionsschaft (103) verbunden. Es wird vorzugsweise PTFE als Material verwendet, da es allen Anforderungen an Transmission des Laserlichtes, Temperaturstabilität und Wärmeleitfähigkeit gerecht wird. Nach der Laserverödung kann der Sterilschutz 24 entsorgt werden.
Fig. 7 zeigt eine Schutzkappe 25, vorzugsweise ein aus Metall oder Kunststoff gefertigter Zylinder, der speziell bei Transport und Lagerung an der Applikationsvorrichtung befestigt werden kann. Die Befestigung erfolgt in bevorzugter Weise am Handstück (102), indem die Schutzkappe mit einer Nut 31 versehen ist, die über einen der Spülanschlusse (11, 12) geschoben wird. Durch den schrägen Verlauf der Nut 31 und eine leichte Drehung der Schutzkappe kann dieser am Handstück (102) fixiert werden. Die Schutzkappe besitzt optionale Öffunungen 26, um eine zuverlässige Sterilisation der Applikationsvorrichtung zu gewährleisten.
Fig. 8 zeigt einen Führungsarm 113, der vorzugsweise aus Metall gefertigt ist. Auf dem Führungsarm ist ein Befestigungselement 27 verschieblich gelagert. Der Führungsarm 113 weist in einer bevorzugten Variante 5 äquidistante Markierungen 28 auf, um das Befestigungselement 27 in definierten Abständen vom Punktionsschaft mittels Fixierschraube 2 9 zu arretieren. Das Befestigungselement 2 7 weist eine oder mehrere Bohrungen auf, um eine Meßsonde 112 zur Temperatur- oder 0 Fluoreszenzerfassung achsenparallel zum Punktionsschaft aufzunehmen. Der Führungsarm 113 wird in einer bevorzugten Ausführungsform mittels Klemmring 3 0 am Handstück (102) befestigt.
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Bezugszeichen
100 Lasersystem
101 externer Lichtwellenleiter
102 Handstück der Applikationsvorrichtung
103 Punktionsschaft der Applikationsvorrichtung
104 Körpergewebe
105 Vorratsbehälter
106 zuführender Schlauch
107 Pumpe
108 rückführender Schlauch
109 Auffangbehälter
110 Ultraschallscanner
111 Ultraschallgerät
112 Meßsonde
113 Führungsarm
114 Meßeinrichtung
115 Regelstrecke
116 Isotherme
117 Adapter
1 transparenter Hohlzylinder
2,2' starrer Stabilisierungsmantel
3 distales Ende des Stabilisierungsmantels
4,4' Anschlußstück
5 Schlauch
6 Fluid
7,7' ,7'' Spitze
8 Diffusorelement
9 interner Lichtwellenleiter
10 Markierungen
11 Anschlußstutzen
12 Anschlußstutzen
13 Verteilungssystem
14 Dichtring
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15 Überwurfmutter
16 spiralförmige Nut
17 Fixierstift
18 Ultraschall Markierung
19 Klebeverbindung
20 Klebeverbindung
21 Koppelstelle
22 Adapter
23 Knickschutz
24 Sterilüberzug
25 Schutzkappe
26 Öffnung
27 Befestigungselement
28 Markierungen
29 Fixierschraube
30 Klemmring
31 Nut

Claims (25)

1. Vorrichtung zur thermischen Verödung von biologischem Gewebe mittels Lichtstrahlung nach dem Stand der Technik, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung im wesentlichen aus zwei trennbaren Teilen, einem Handstück (102) und einem formsteifen Punktionsschaft (103) mit optischem Fenster (1) und innenliegendem Diffusorelement (8) besteht, die mittels einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung (4) arretiert aber lösbar verbunden sind, so daß der Punktionsschaft (103) jederzeit ausgetauscht werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Punktionsschaft (103) mindestens doppellumig ausgeführt ist, so daß er nach dem Gegenstromprinzip zur Kühlung und/oder Verbesserung der Abstrahlcharakteristik von einem Fluid (6) durchströmt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Hohlzylinder (1) des Punktionsschaftes (103) aus der Gläser, Keramiken oder Kunststoffe umfassenden Materialgruppe aufgebaut ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Hohlzylinder (1) des Punktionsschaftes (103) durch ein thermisches Schmelzverfahren spitz verschlossen wird (7).
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des transparenten Hohlzylinders (1) durch ein aus der Metalle, Keramiken oder Kunststoffe umfassenden Materialgruppe gebildetes, spitz geformtes Element (7', 7")abgeschlossen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Stabilisierungsmantel (2, 2') des Punktionsschaftes aus der Metalle, Keramiken oder Kunststoffe umfassenden Materialgruppe aufgebaut ist und sich das dem transparenten Teil zugewandte Ende konisch verjüngt (3).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Stabilisierungsmantel (2, 2') mit äquidistanten Markierungen versehen (10) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Stabilisierungsmantel (2) mit dem transparenten Hohlzylinder (1) verklebt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführungsvariante der starre Stabilisierungsmantel (2') über den transparenten Hohlzylinder (1) geschoben und in verschiedenen Positionen fixierbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführungsvariante der starre Stabilisierungsmantel (2, 2') innerhalb des transparenten Hohlzylinders (1) angebracht ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Handstück (102) zwei Anschlüsse (11, 12) für Zu- und Ablauf des Fluids (6) sowie eine weitere Öffnung für den Laserstrahlung zuführenden Lichtwellenleiter (9, 101) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung zuführende Lichtleitfaser (9, 101) am Handstück (102) oder Punktionsschaft (103) fixiert ist und die austretende Laserstrahlung über eine kurze Luft- oder Fluidstrecke (21) in das Diffusorelement (8) bzw. ein dem Diffusorelement vorgelagertes Lichtwellenleiterstück (9) eingekoppelt wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Diffusorelement (8) fest mit dem Laserlicht übertragenden Lichtwellenleiter (9, 101) verbunden ist und Diffusorelement (8) und Lichtwellenleiter (9, 101) durch eine Öffnung des Handstücks bis zum distalen Ende des Punktionsschaft (103) vorgeschoben werden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die das Diffusorelement (8) tragende Lichtleitfaser (9, 101) durch eine Arretierung (14, 15) am Handstück (102) fixiert ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den gesamten Punktionsschaft (103) ein distal verschlossener, eng anliegender, vorzugsweise aus temperaturstabilem, transparentem und gut wärmeleitendem Kunststoff gefertigter Sterilüberzug (24) gezogen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sterilüberzug (24) nach Durchführung der Therapie vernichtet wird.
17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer speziellen Ausführungsform am Handstück (102) oder am Punktionsschaft (103) eine variabel einstellbare und mit äquidistanten Markierungen (28) versehene Führung (113) derart befestigt ist, daß parallel zum Punktionsschaft (103) in definiertem radialen und axialen Abstand zum Diffusorelement (8) ein oder mehrere Meßsonden (112) im oder auf dem Körpergewebe (104) positionierbar sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (113) zusammen mit den Meßsonden (112) arretiert aber lösbar mit dem Handstück (102) oder dem Punktionsschaft (103) verbunden sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Meßsonden (112) gemessenen Temperaturen bzw. radiale Temperaturprofile zur Leistungseinstellung im Rahmen einer On-line-Regelung (114, 115) oder zum Abschalten des Lasers (100) verwendet werden.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Meßsonden (112) gemessenen Autofluoreszenzen bzw. radiale Autofluoreszenzprofile zur Leistungseinstellung im Rahmen einer On-line-Regelung (114, 115) oder zum Abschalten des Lasers (100) verwendet werden.
21. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für Transport, Lagerung und Sterilisation eine stabile Schutzkappe (25), deren Länge über die Punktionsschaftlänge hinausgeht, als Schutz vor Beschädigung des Punktionsschaftes sowie als Verletzungsschutz befestigt wird.
22. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle verwendeten Materialien und Klebstoffe sterilisierbar und damit mehrfach verwendbar sind.
23. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle verwendeten Materialien kompatibel mit der Kernspintomographie sind.
24. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fluid (6) ein Kontrastmittel zugesetzt wird, das die Darstellung des Punktionsschaftes (103) mit einem bildgebenden Verfahren verbessert.
25. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise im Bereich der Spitze (7) des Punktionsschaftes (103) zur Verbesserung des Ultraschallkontrastes eine Luftblase (18) oder ein Kontrastmittel (18) eingeschlossen wird.
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