-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur zum Abtragen
von Gewebe bzw. zur Gewebeablation. Insbesondere betrifft die Erfindung
die rasche Entfaltung einer umgestülpten Anordnung von Elektroden,
die zur Ablation von Gewebe verwendet werden.
-
Hintergrundinformation
-
Viele
der derzeitigen Prozeduren für
die Behandlung von Krebs sind disruptiv und bewirken eine Schädigung von
gesundem Gewebe. Zwei derartige Prozeduren beinhalten die Resektion
des Tumors und die Hyperthermiebehandlung des Tumors. In einer Resektionsprozedur
muss der Arzt sorgfältig
darauf achten, den Tumor nicht in einer Weise zu schneiden, die
eine Aussaat des Tumors erzeugt und dadurch zu Metastasen führt. In
einer Hyperthermieprozedur ist der Lokalisierungsgrad der Wärme im Allgemeinen
schlecht, was zur Schädigung
von gesundem Gewebe in der Nähe
der Behandlungsstelle führt.
-
Die
Ablation von zellularem Gewebe in situ wird zur Behandlung von Krebs
in einer Weise eingesetzt, die in idealer Weise sowohl die Möglichkeit
einer Schädigung
von gesundem Gewebe als auch der Aussaat von Tumorzellen minimiert.
Ablative Prozeduren liefern elektromagnetische Energie direkt an die
Tumorzellen, um so die Tumorzellen zu nekrotisieren. Die Tumorzellen
werden nicht geschnitten, so dass das Auftreten einer Aussaat ausgeschlossen wird.
Ferner kann die Verwendung von elektromagnetischer Energie vorteilhaft
sein, da sie rasch verteilt werden kann und daher das Auftreten
einer Schädigung
von die Behandlungsstelle umgebendem gesundem Gewebe reduzieren
kann.
-
Eine
derartige elektromagnetische Energie für den Einsatz in der Ablation
von Tumorzellen ist Hochfrequenz-, oder HF-Energie. In typischen HF-Ablationsprozeduren
ist es jedoch schwierig, die Ablationselektroden so zu positionieren,
dass sie effektiv die gesamte Tumormasse ohne Anwendung mehrerer
Prozeduren abtragen.
-
Das
U.S. Patent 5,735,847 gibt vor, eine Ablationsvorrichtung zu zeigen,
welche eine oder mehrere innerhalb eines Lumens der Vorrichtung
aufgenommene Elektroden enthält,
wobei eine von den Elektroden eine "j"-Hakenform
nach der Entfaltung aus dem Lumen annimmt. WO-A-9811944 gibt vor, ein Verfahren und
eine Vorrichtung für
eine kontrollierte Kontraktion von weichem Gewebe darzustellen, das
einen Sensor, der ein einen Wärmeenergieinhalt einer
Zielstelle anzeigendes Signal liefert, und eine Rückkopplungssteuereinheit,
die einen an die Zielstelle gelieferten Energiepegel auf der Basis
der Daten aus dem Sensor steuert, beinhaltet.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Eine
umgestülpte
Anordnung von Ablationselektroden kann in dem Versuch, effektiv
das größtmögliche Volumen
an Gewebemasse während
jeder Ablationsprozedur abzutragen, verwendet werden. Derartige
umgestülpte
Anordnungen von Elektroden können
schwierig genau und gleichförmig
in Gewebe hinein zu entfalten sein. Die einzelnen Elektroden der Anordnung
können
gebogen oder verdreht werden, wenn sie in das Gewebe eintreten und
daher keine gleichmäßige Form
entwickeln. Ohne diese gleichmäßige Form
wird während
jeder Prozedur typischerweise nicht das größtmögliche Volumen des Tumors behandelt.
Zusätzlich
können
derartige umgestülpte Anordnungen
sich nicht dahingehend genau entfalten, dass die Elektroden gegen
den Tumor stoßen und
diesen verschieben statt in ihn zu einzudringen.
-
Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, die Schwierigkeiten in Verbindung
mit einer genauen und gleichmäßigen Entfaltung
einer umgestülpten
Anordnung von Elektroden in das Gewebe hinein für die Ablation von Tumoren
zu reduzieren. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung
zur Gewebeablation bereitzustellen, die eine Elektrodenbetätigungseinrichtung
enthält,
um die Elektroden rasch in Gewebe vorzuschieben, so dass sie eine
nach außen
umgestülpte
Konfiguration innerhalb des Gewebes annehmen und dadurch das durch
die Elektroden in einer einzigen Ablationsprozedur behandelte Gewebevolumen
vergrößern. Eine
nach außen
umgestülpte
Konfiguration soll eine Konfiguration der Elektrodenanordnung beinhalten,
in welcher im Wesentlichen alle von den einzelnen Elektroden der
wenigstens zwei Elektroden in der Anordnung sich aus dem distalen
Ende des länglichen
Elementes erstrecken und sich zu dem länglichen Element hin zurück krümmen, ohne
ansonsten gebogen oder verdreht zu werden.
-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewebeablation, welche ein
längliches
Element, wenigstens zwei Elektroden und eine Elektrodenbetätigungseinrichtung
aufweist. Das längliche
Element besitzt ein proximales Ende, ein distales Ende und ein Lumen,
die Elektroden sind innerhalb des Lumens des länglichen Elementes untergebracht,
und die Elektroden sind über
das distale Ende des länglichen
Elementes hinaus und in Gewebe an einer Zielstelle vorschiebbar.
-
Die
Elektrodenbetätigungseinrichtung
arbeitet, indem sie rasch die Elektroden über das distale Ende des länglichen
Elementes hinaus und in Gewebe an der Zielstelle vorschiebt. Das
rasche Vorschieben der Elektroden verhindert, dass sich die Elektroden
bei dem Eintritt in das Gewebe biegen oder verdrehen, und ermöglicht dadurch
diesen, eine nach außen
umgestülpte
Konfiguration annehmen, sobald sie in das Gewebe vorgeschoben werden.
-
Die
Außenoberfläche des
länglichen
Elementes kann wenigstens teilweise isoliert sein, indem es beispielsweise
mit einem isolierenden Material abgedeckt ist. Alternativ kann bis
auf das distale Ende die gesamte Außenoberfläche des länglichen Elementes mit einem
Isolationsmaterial abgedeckt sein. In einer weiteren Ausführungsform
weist das distale Ende des länglichen
Elementes eine geschärfte
Spitze zum Durchdringen von Gewebe auf. In einigen Ausführungsformen,
in welchen das längliche
Element eine geschärfte
Spitze aufweist, kann die Gewebeablationsvorrichtung ferner eine
Betätigungseinrichtung
für das
längliche
Elemente aufweisen, welche so arbeitet, dass sie rasch das längliche Element
vorschiebt, so dass die geschärfte
Spitze Gewebe an der Zielstelle durchdringt.
-
Die
Elektroden können
Nadelelektroden sein. Die Elektroden können auch wenigstens teilweise
mit einem isolierenden Material abgedeckt sein. In einer Ausführungsform
sind die Elektroden Hohlnadelelektroden in Verbindung mit einem
Fluidreservoir zur Zuführung
eines Fluids zu der Zielstelle. Nach dem Vorschieben der Elektroden über das
distale Ende des länglichen
Elementes hinaus, können
die Elektroden in das Lumen des länglichen Elementes zurückgezogen
werden. In einer Ausführungsform der
Erfindung stehen die Elektroden mit einer HF-Energie-Quelle in elektrischer
Verbindung und liefern HF-Energie an die Zielstelle, um so Gewebe
an der Zielstelle abzutragen. In einer weiteren Ausführungsform
stehen die Elektroden mit einem Impedanzmonitor in Verbindung, um
eine Gewebeimpedanz an der Zielstelle zu überwachen.
-
Eine
Elektrodenbetätigungseinrichtung
zur Verwendung in einer Vorrichtung der Erfindung kann jedes Gerät sein,
das in der Lage ist, eine Kraft auf die Elektroden so auszuüben, dass
sie rasch die Elektroden über
das distale Ende des länglichen
Elementes hinaus und in das Gewebe unter Annahme einer gleichmäßigen nach
außen
umgestülpten
Konfiguration vorschiebt. Die Elektrodenbetätigungseinrichtung kann aus
einer Feder oder einem pneumatischen Zylinder, wie z.B. einem Kohlendioxyd-(CO2)-Zylinder bestehen. Zusätzlich kann eine Betätigungseinrichtung
des länglichen
Elementes gemäß der Erfindung
jedes Gerät
sein, das in der Lage ist, eine Kraft auf das längliche Element so auszuüben, dass
sie rasch eine geschärfte
Spitze des länglichen
Elementes in das Gewebe an einer Zielstelle vorschiebt. Die Betätigungseinrichtung
für das längliche
Element kann beispielsweise aus einer Feder bestehen.
-
Verfahren
der Erfindung betreffen die Verwendung einer Vorrichtung, wie z.B.
der vorstehend beschriebenen Vorrichtung, zum Abtragen von Gewebe.
In einigen Ausführungsformen
wird die geschärfte
distale Spitze des länglichen
Elementes dazu verwendet, die Spitze der Vorrichtung rasch oder
nicht rasch zu der Zielstelle vorzuschieben. Die Zielstelle innerhalb
des Gewebes ist im Allgemeinen die Stelle eines Tumors oder einer
anderen zur Ablation vorgesehenen Gewebemasse. Die Elektroden werden
dann rasch in das Gewebe zu der Zielstelle vorgeschoben, so dass
sie eine nach außen
umgestülpte
Konfiguration gemäß vorstehender
Beschreibung annehmen. Das Gewebe an der Zielstelle wird dann (beispielsweise
durch Zuführung
von HF-Energie zu
der Zielstelle über
die Elektroden) abgetragen. Die Impedanz des Gewebes an der Zielstelle
kann überwacht
werden, und Fluid kann an die Zielstelle geliefert werden. Die gemessene
Impedanz und die Zuführung
von Fluid kann entweder getrennt oder zusammen angewendet werden,
um den Verlauf der Ablation zu steuern und das gewünschte Ergebnis
zu erzielen.
-
Die
vorstehenden und weiteren Aufgaben, Aspekte, Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden detaillierter aus der nachstehenden Beschreibung
und aus den Ansprüchen
ersichtlich.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
In
den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen
dieselben Teile durchgängig
durch die unterschiedlichen Ansichten. Ferner sind die Zeichnungen
nicht notwendigerweise maßstäblich, da
die Betonung im Allgemeinen auf der Darstellung der Prinzipien der
Erfindung liegt.
-
1 ist
eine Darstellung ein Gerät
zur Verwendung in einer Gewebeablation, welches, wenn es mit einer
Betätigungseinrichtung
kombiniert ist, eine Vorrichtung der Erfindung bildet.
-
2A ist
eine Darstellung einer nach außen
umgestülpten
Elektrodenanordnung.
-
2B ist
eine Darstellung einer weiteren Ansicht einer nach außen umgestülpten Elektrodenanordnung.
-
3 ist
eine Darstellung, in welcher die einzelnen Elektroden einer nach
außen
umgestülpten Elektrodenanordnung
an dem Ende eines Stabes angeordnet sind.
-
4A ist
eine Darstellung des distalen Endes eines Metallstabs, aus welchem
eine umgestülpte
Anordnung von Elektroden geschnitten werden kann.
-
4B ist
eine Darstellung einer umgestülpten
Anordnung von Elektroden, die aus dem distalen Ende des Stabes in 4A geschnitten
sind.
-
5A ist
eine Darstellung einer Feder-Elektrodenbetätigungseinrichtung der Vorrichtung
der Erfindung in ihrem nicht gespannten Zustand.
-
5B ist
eine Darstellung einer Feder-Elektrodenbetätigungseinrichtung der Vorrichtung
der Erfindung in ihrem gespannten Zustand.
-
5C ist
eine Darstellung der Feder-Elektrodenbetätigungseinrichtung der 5A und 5B in
ihrem gespannten Zustand von ihrem proximalem Ende aus gesehen.
-
6A ist
eine Darstellung der Vorrichtung der Erfindung mit der Feder-Elektrodenbetätigungseinrichtung
und den Elektroden in ihrem nicht entfalteten Zustand.
-
6B ist
eine Darstellung der Vorrichtung der Erfindung mit der Feder-Elektrodenbetätigungseinrichtung
und den Elektroden in ihrem entfalteten Zustand.
-
7A ist
eine Darstellung einer Pneumatikzylinder-Elektrodenbetätigungseinrichtung
der Erfindung.
-
7B ist
eine Darstellung der Pneumatikzylinder-Elektrodenbetätigungseinrichtung
von 7A von ihrem proximalem Ende aus gesehen.
-
8 ist
eine Darstellung einer Vorrichtung der Erfindung mit der Pneumatikzylinder-Elektrodenbetätigungseinrichtung
und den Elektroden in ihrem nicht entfalteten Zustand.
-
9A ist
eine Darstellung einer Vorrichtung der Erfindung sowohl mit einer
Feder-Elektrodenbetätigungseinrichtung
als auch einer Feder-Längselement-Betätigungseinrichtung
in deren gespannten Zustand.
-
9B ist
eine Draufsicht der Vorrichtung von 9A, welche
Schiebezungen zum Erzeugen einer Spannung der Federbetätigungseinrichtungen darstellt.
-
9C ist
eine Darstellung der Vorrichtung von 9A in
ihrem ungespannten Zustand mit entfalteten Elektroden.
-
10 ist
eine Darstellung einer Vorrichtung der Erfindung mit einer HF-Energie-Quelle
und einem Impedanzmonitor zur Verwendung in einer monopolaren Weise.
-
11A ist eine Darstellung einer in das Gewebe an
einer Zielstelle eingeführten
Vorrichtung der Erfindung.
-
11B ist eine Darstellung der Vorrichtung von 11A mit den in ein Gewebe an einer Zielstelle
hinein entfalteten Elektroden.
-
12A ist eine Darstellung einer Elektrodeanordnung
nach der Entfaltung in ein umgebendes Material ohne rasche Entfaltung.
-
12B ist eine Darstellung einer Elektrodenanordnung
nach einer Entfaltung in ein umgebendes Material mit einer raschen
Entfaltung.
-
Beschreibung
-
Es
werden Vorrichtungen und Verfahren für die Ablation von Gewebe an
einer Zielstelle bereitgestellt. Die Zielstelle kann die Stelle
eines Tumors innerhalb des Gewebes eines Patientenkörpers oder jede
andere Stelle innerhalb des Gewebes sein, das zur Ablation ausgewählt ist.
Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
enthält
ein längliches
Element, wenigstens zwei Elektroden und eine Elektrodenbetätigungseinrichtung.
Das längliche
Element weist ein proximales Ende, ein distales Ende und ein Lumen auf.
Das längliche
Element weist auch eine geschärfte
Spitze an ihrem distalen Ende zur Durchdringung von Gewebe auf.
Innerhalb des länglichen
Elementes sind Elektroden untergebracht, welche über das distale Ende des länglichen
Elementes hinaus und in das Gewebe zur der Zielstelle vorgeschoben
werden können.
Die Elektroden können
auch aus dem vorgeschobenen Zustand in das längliche Element zurückgezogen
werden. Die Elektrodenbetätigungseinrichtung
arbeitet so, dass sie rasch die Elektroden über das distale Ende des länglichen
Elementes hinaus und in das Gewebe zu der Zielstelle vorschiebt.
Die Elektrodenbetätigungseinrichtung
kann eine beliebige von einer Vielfalt von Vorrichtungen sein, die
in der Lage ist, eine Kraft auf die Elektroden so auszuüben, dass
sie die Elektroden rasch über
das distale Ende des länglichen
Elementes hinaus und in das Gewebe so vorschieben, dass die Elektroden
eine nach außen
umgestülpte
Konfiguration an der Zielstelle innerhalb des Gewebes bilden. Die
Elektrodenbetätigungseinrichtung
kann beispielsweise eine Feder oder ein Pneumatikzylinder, wie z.B.
ein CO2-Zylinder sein.
-
Verfahren
der Erfindung sehen das Einführen
einer Vorrichtung, wie z.B. der vorstehend beschriebenen Vorrichtung,
in Gewebe bis an eine Zielstelle durch Durchdringung des Gewebes
mit der geschärften
distalen Ende des länglichen
Elementes, ein rasches Vorschieben der Elektroden aus dem distalen
Ende des länglichen
Elementes und in das Gewebe an der Zielstelle und das Abtragen von
Gewebe an der Zielstelle vor. Die Elektroden werden rasch vorgeschoben,
so dass sie eine nach außen
umgestülpte
Konfiguration in dem Gewebe an der Zielstelle annehmen. Eine nach
außen
umgestülpte
Konfiguration soll eine Konfiguration der Elektrodenanordnung beinhalten,
in welcher sich im Wesentlichen alle einzelnen Elektroden aus dem
distalen Ende des länglichen
Elementes erstrecken und sich zu dem länglichen Element hin ohne anderweitige
Biegung oder Verdrehung zurück
krümmen.
-
1 ist
eine Darstellung eines Gerätes
zur Verwendung in der Ablation von Gewebe, welches eine Komponente
einer Vorrichtung der Erfindung bildet. Das in 1 dargestellte
Gerät wird
in Verbindung mit einer Elektrodenbetätigungseinrichtung verwendet,
um eine Vorrichtung der Erfindung auszubilden. Das Gerät von 1 enthält ein längliches
Element 10, ein Elektrodenbündel 14, ein Gehäuse 16 und
einen Stempel 18. Das längliche
Element 10 weist eine geschärfte Spitze 12 an
ihrem distalen Ende und ein axiales Lumen auf. In einer Ausführungsform
ist das längliche
Element 10 ein hohler Schaft aus rostfreiem Stahl. In einer weiteren
Ausführungsform
ist die Außenoberfläche des
länglichen Elementes 10 wenigstens
teilweise mit einem isolierenden Material bedeckt. Das isolierende
Material kann beispielsweise das gesamte distale Ende des länglichen
Elementes bis auf 1 cm bedecken. Das isolierende Material umfasst,
ist jedoch nicht darauf beschränkt,
Polyester, Teflon und Epoxid-Papalenwachs.
-
In
der Darstellung von 1 sind die Elektroden des Elektrodenbündels 14 in
ihrem nicht entfalteten Zustand dargestellt. Ein Elektrodenbündel 14 enthält wenigstens
zwei Elektroden. In 1 ist das Elektrodenbündel 14 innerhalb
des axialen Lumen des länglichen
Elementes 10 untergebracht dargestellt. Während sich
das Elektrodenbündel 14 in
seinem nicht entfalteten Zustand wie in 1 befindet, werden
die einzelnen Elektroden durch das längliche Element 10 in
einer gefalteten Konfiguration zusammengehalten.
-
Die
Elektroden des Elektrodenbündels 14 sind
aus einem leitenden oder halbleitenden Metall mit einem Formgedächtnis ausgebildet.
Derartige leitende Metalle mit einem Formgedächtnis umfassen, sind jedoch
nicht darauf beschränkt,
rostfreien Stahl, Nicke/Titan-Legierungen und Federstahl-Legierungen.
Das Metall kann zu Drähten
ausgebildet sein. Wenn sie rasch über das distale Ende des länglichen Elementes 10 hinaus
und in das Gewebe vorgeschoben werden, ermöglicht das Formgedächtnis der
einzelnen Elektroden zusammen mit der raschen Vorschiebung den Elektroden,
sich in die in 2A dargestellte umgestülpte dreidimensionale
Konfiguration auslenken. In dieser Figur sind die Elektroden des Elektrodenbündels 14 über das
distale Ende des länglichen
Elementes 10 hinaus vorgeschoben dargestellt. Weitere Konfigurationen
der Elektroden neben der in 2A umgestülpten Anordnung
können möglich sein
und sollen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung mit enthalten
sein. Eine perspektivische Ansicht der Elektrodenkonfiguration ist
in 2B dargestellt. Die Elektroden des Elektrodenbündels 14 sind
bevorzugt symmetrisch um eine Achse des länglichen Elementes 10 herum
positioniert. Die einzelnen Elektroden des Elektrodenbündels 14 können unter
Verwendung eines Epoxids, einer Schweißstelle usw. miteinander verbunden
sein, um eine maximale Säulenfestigkeit
für das
Elektrodenbündel 14 zu
erzeugen.
-
In
einer in 3 dargestellten alternativen Ausführungsform
sind mehrere Elektroden 20 an dem Ende eines Stabes 22 in
der Nähe
des distalen Endes des länglichen
Elementes 10 statt in einem Elektrodenbündel verbunden. Die mehreren
Elektroden 20 sind beispielsweise an das distale Ende des Stabes 22 an
einem Lötpunkt 21 angelötet. Dieser Lötpunkt 21 vergrößert im
Allgemeinen den Raumbedarf und der Elektroden 20.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
sind die einzelnen Elektroden nicht in einem Elektrodenbündel enthalten
oder an das Ende eines Stabes gelötet, sondern sind aus einem
Unterrohr oder Metallstab geschnitten. Ein Metallstab 23,
wie z.B. der in 4A dargestellte, kann beispielsweise
mittels eines Lasers geschnitten werden. Beispielsweise kann ein Stab 23 von
1,27 mm (0,050 inches) mittels eines gepulsten Lasers an dem distalen
Ende so lasergeschnitten werden, dass Finger 25 in das
distale Ende des Stabes 23 geschnitten werden. Diese Finger 25 können in
eine umgestülpte
Anordnung gemäß Darstellung
in 4B durch Anwendung einer Kaltbearbeitung mittels
Biege- und Prägeoperationen
(z.B. in dem Falle von rostfreiem Stahl) oder mittels Biege- und
Wärmebehandlungsoperationen
(z.B. im Falle von Nickel-Titan-Legierungen) geformt werden.
-
Diese
Nadelkonstruktion sowie die Konstruktion unter Verwendung eines
Elektrodenbündels
ermöglicht
die Verwendung eines länglichen
Elementes mit kleinerer Stärke
in einer Vorrichtung der Erfindung. Beispielsweise ist, wenn eine
Nadelanordnung, wie z.B. die in 3 dargestellte,
verwendet wird, im Allgemeinen ein längliches Element der Stärke (Gauge) 15 oder
größer für eine Anordnung
von 8 Nadeln mit 3,0 cm erforderlich. Eine aus einem Bündel von
Nadelelektroden bestehende Anordnung oder eine aus von einem Metallrohr
geschnittenen Nadel bestehende Anordnung würde die Verwendung eines länglichen
Elementes mit geringerer Stärke
ermöglichen,
da der Raumbedarf der Lötverbindung
vermieden werden kann.
-
In
einer Ausführungsform
sind die einzelnen Elektroden des Elektrodenbündels 14 Nadelelektroden.
In einer weiteren Ausführungsform
sind die Elektroden hohl. Diese Hohlnadeln können mit einem Fluidreservoir
für die
Zuführung
von Fluid zu der Zielstelle in Verbindung stehen. Das Fluid kann
Salzlösung
oder irgendein anderes biologisch kompatibles Fluid umfassen, oder
kann beispielsweise ein Chemotherapiemittel enthalten. In noch einer
weiteren Ausführungsform
sind die einzelnen Elektroden des Elektrodenbündels 14 wenigstens
teilweise mit einem isolierenden Material, wie z.B. Polyester, Teflon usw.,
abgedeckt.
-
Eine
Feder-Elektrodenbetätigungseinrichtung 24 ist
in 5A dargestellt. Die Feder-Elektrodenbetätigungseinrichtung 24 zur
Verwendung in einer Vorrichtung der Erfindung umfasst eine Kanüle 26,
eine Kappe 28, eine Feder 30 und einen Federstift 32.
Die Kanüle 24 weist
ein axiales Lumen und eine Öffnung 34 an
ihrem distalen Ende auf. Die Öffnung 34 ist
groß genug,
um den Durchtritt des länglichen
Elementes 10 des in 1 dargestellten
Gerätes,
jedoch nicht des Gehäuses 16 zu
ermöglichen. Das
axiale Lumen der Kanüle 24 ist
groß genug,
um das Gehäuse 16 aufzunehmen,
wie es in Gig. 16A dargestellt ist. Eine Vorrichtung der Erfindung
umfasst daher ein Gerät
gemäß Darstellung
in 1 in Verbindung mit der Elektrodenbetätigungseinrichtung
gemäß Darstellung
in 6A. Die Kanüle 24 enthält auch
eine Energiezuführungs-Verbindungsöffnung 36,
durch welche die Elektroden des Elektrodenbündels 14 mit einer
Energiequelle (nachstehend im Detail in Verbindung mit 10 diskutiert)
verbunden werden.
-
In
der Darstellung der in 5A dargestellten Elektrodenbetätigungseinrichtung 24 ist
die Elektrodenbetätigungseinrichtung
nicht gespannt. 5B ist eine Darstellung der
Elektrodenbetätigungseinrichtung 24 in
ihrem gespannten Zustand. Die Kappe 28 enthält ein Arretierungsloch
(38) an ihrem proximalen Ende, wie es in 5C dargestellt ist.
Das Arretierungsloch 38 besitzt zwei unterschiedliche Durchmesser,
so dass der Federstift 32 in der gespannten Position arretiert
werden kann, wie es in 5C dargestellt ist. In Betrieb
wird der Federstift 32 von der Kappe 28 weg gezogen,
um so eine Spannung der Feder (30) zu erzeugen, und dann
wird der Federstift 32 in den kleineren von den zwei Durchmessern
des Arretierungsloches 38 gedrückt, um so den Federstift 32 in
seiner Lage zu arretieren. Zum Auslösen der Elektrodenbetätigungseinrichtung 24 wird
der Federstift 32 in den größeren von den zwei Durchmessern
des Arretierungsloches 38 geschoben, um so die Spannung
der Feder 30 freizugeben.
-
6A ist
eine Darstellung einer Vorrichtung der Erfindung mit einer Feder-Elektrodenbetätigungseinrichtung 24.
Potentielle Energie aus der Feder 30 der Elektrodenbetätigungseinrichtung 24 wird zum
raschen Vorschieben der Elektroden des Elektrodenbündels 14 aus
dem distalen Ende des länglichen
Elementes 10 genutzt. Im Betrieb wird eine Spannung auf
der Feder 30 wie vorstehend beschrieben erzeugt, und dann
wie vorstehend beschrieben freigegeben, so dass die Energie aus
der Feder 30 rasch die Elektroden des Elektrodenbündels 14 aus dem
distalen Ende des länglichen
Elementes 10 hervorschiebt. Nach der Freigabe der Federspannung schlägt die an
dem distalen Ende des Federstiftes 32 befestigte Scheibe 40 auf
den Stempel 18 und schiebt dadurch rasch die Elektroden
des Elektrodenbündels 14 über das
distale Ende des länglichen Elementes 10 gemäß Darstellung
in 6B hinaus. Die Elektroden des Elektrodenbündels 14 können in das
längliche
Element 10 zurückgezogen
werden, indem beispielsweise der Stempel 18 aus dem Gehäuse 16 herausgezogen
wird.
-
7A ist
eine Darstellung einer Pneumatikzylinder-Elektrodenbetätigungseinrichtung 42.
Die Elektrodenbetätigungseinrichtung 42 umfasst
einen Pneumatikzylinder 44, eine Kanüle 46, eine Betätigungsplatte 48,
einen Stift 50, ein Ventil 52 und ein Gehäuse 54 innerhalb
der Kanüle 46.
Ferner ist in 7A eine Energieanschlussöffnung (58)
zur Verwendung bei der Verbindung einer Energiequelle mit den Elektroden
des Elektrodenbündels 14 dargestellt.
Das Gehäuse 54 enthält eine
Gewindeöffnung (56)
für die
Aufnahme des Pneumatikzylinders 44, wie es in 7B dargestellt
ist. Im Betrieb wird die Betätigungsplatte 48 zu
der Kanüle 46 hin
gequetscht, um so den Stift 50 nach unten zu drücken. Der
Stift 50 öffnet
dann das Ventil 52, um dadurch den Gasdruck innerhalb des
Zylinders 44 freizugeben.
-
8 ist
eine Darstellung einer Vorrichtung der Erfindung mit der Pneumatikzylinder-Elektrodenbetätigungseinrichtung 42.
Wenn der Druck aus dem Zylinder 44, wie vorstehend beschrieben,
freigegeben wird, wirkt der Druck auf den Kolben 18, so
dass er die Elektroden des Elektrodenbündels 14 über das distale
Ende des länglichen
Elementes 10 hinaus vorschiebt. Die Elektroden des Elektrodenbündels 14 können in
das längliche
Element 10 zurückgezogen werden,
indem beispielsweise der Stempel 18 von dem Gehäuse 16 weggezogen
wird.
-
In
alternativen Ausführungsformen
können auch
andere Geräte
zum Erzeugen einer Kraft auf die Elektroden des Elektrodenbündels 14 verwendet werden,
um die Elektroden rasch vorzuschieben. Derartige Vorrichtungen umfassen,
sind jedoch nicht darauf beschränkt,
Motoren, Gummibänder,
Hydraulikeinrichtungen, Hebel, Hebel/Hammer-Konfigurationen und
Verbrennungs/Explosions-Vorrichtungen. So wie es hierin verwendet
wird, bedeutet "rasch", dass die Elektroden
des Elektrodenbündels 14 mit
einer Geschwindigkeit zwischen etwa 30 cm/s und etwa 105 cm/s
vorgeschoben werden.
-
Eine
alternative Ausführungsform
der Erfindung, die sowohl ein Elektrodenbetätigungselement als auch ein
Betätigungselement
für das
längliche Element
enthält,
ist in den 9A–9C dargestellt.
Wenn versucht wird, von Hand die geschärfte Spitze 12 einer
Vorrichtung zur Ablation in dichte fasrige Tumore, wie z.B. Brusttumore,
vorzuschieben, kann die Tumormasse sich relativ zu der Spitze 12 bewegen.
Es kann daher vorteilhaft sein, das längliche Element 10 rasch
in das Gewebe an der Zielstelle vorzuschieben. Gemäß Darstellung
in 9A umfasst eine Vorrichtung der Erfindung ein
längliches Element 10 mit
einer geschärften
Spitze 12, ein Elektrodenbündel 14 und ein Gehäuse 16.
-
Die
Vorrichtung von 9A befindet sich in ihrem gespannten
Zustand und enthält
ferner eine Elektrodenbetätigungsfeder 59,
eine Betätigungsfeder 61 für das längliche
Element, einen Schwenk-Elektrodenfreigabestift 63 und einen Schwenkfreigabestift 65 für das längliche
Element. Der Freigabestift 65 ist an dem Knopf 67 befestigt. Wenn
ein Benutzer den Knopf 67 von dem Gehäuse 16 wegzieht, schwenkt
der Freigabestift 65, um dadurch die Spannung der Betätigungsfeder 61 für das längliche
Element freizugeben und rasch das längliche Element 10 von
dem Gehäuse 16 weg
und in das Gewebe an der Zielstelle in einem Körper zu schieben. Die Freigabe
der Spannung auf der Feder 61 bewirkt, dass sich die Platte 71 rasch
zu dem Elektrodenfreigabestift 63 hin vorschiebt. Der Vorsprung 69 auf
der Platte 71 schlägt
auf den Freigabestift 63 und bewirkt dadurch dessen Schwenken
und Freigeben der Spannung der Elektrodenbetätigungsfeder 59. Als
Folge der Freigabe der Spannung auf der Feder 59 werden
die Elektroden des Elektrodenbündels 14 rasch
aus dem distalen Ende des länglichen
Elementes 10 heraus und in das Gewebe an einer Zielstelle vorgeschoben.
Das längliche
Element 10 und die Elektroden des Elektrodenbündels 14 werden
daher rasch aufeinander folgend mit der Freigabe der Spannung der
Betätigungsfeder 61 des
länglichen Elementes,
die zu einer Freigabe der Spannung der Elektrodenbetätigungsfeder 59 nahezu
unmittelbar danach führt,
vorgeschoben.
-
Die
Spannung kann auf der Elektrodenbetätigungsfeder 59 und
der Betätigungsfeder 61 des länglichen
Elementes durch Zurückziehen
der Gleitzungen 75 bzw. 77 erzeugt werden, welche
beide in 9B dargestellt sind. Bezüglich der
Elektrodenbetätigungsfeder 59 erzeugt
das Zurückschieben
der Gleitzunge 77 zu dem proximalen Ende der Vorrichtung
die Spannung auf der Feder 59. Die Schiebezunge 77 wird
in ihrer Lage durch die an dem Elektrodenfreigabestift 63 anliegenden
Platte 73 arretiert. In gleicher Weise wird die Spannung
auf der Betätigungsfeder 61 des
länglichen
Elementes erzeugt, indem die Schiebezunge 75 zu dem proximalen
Ende der Vorrichtung geschoben wird. Die Schiebezunge 75 wird
in ihrer Lage durch die an dem Freigabestift 65 des länglichen
Elementes anliegende Platte 71 arretiert. Die Vorrichtung
von 9C ist in ihrem nicht gespannten Zustand mit den
Elektroden des Elektrodenbündels 14 in
ihrer entfalteten Konfiguration dargestellt.
-
In
alternativen Ausführungsformen
können auch
andere Geräte
zum Erzeugen einer Kraft auf die Elektroden des Elektrodenbündels 14 und
des länglichen
Elementes 10 verwendet werden, um rasch diese Abschnitte
der Vorrichtung der Erfindung vorzuschieben. Derartige Vorrichtungen
umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Motoren, Gummibänder, Hydraulikeinrichtungen,
Hebel, Hebel/Hammer-Konfigurationen und Verbrennungs/Explosions-Vorrichtungen. So
wie es hierin verwendet wird, bedeutet "rasch", dass die Elektroden des Elektrodenbündels 14 mit
einer Geschwindigkeit zwischen etwa 30 cm/s und etwa 105 cm/s
vorgeschoben werden und das längliche
Element 10 mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 30 cm/s
und etwa 105 cm/s vorgeschoben wird.
-
Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung ist in 10 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist
das Elektrodenbündel 14 über den
Stiftverbinder 60 auf dem Stempel 18 in elektrischer
Verbindung mit der HF-Energieversorgung 62 dargestellt.
Ein Kabel 61 verbindet die HF-Energie-Quelle 62 mit
dem Verbinder 60 über
die Energiezuführungsverbindungsöffnung 36 in
der Seite der Kanüle 26.
Die HF-Energie-Quelle 62 ist eine beliebige herkömmliche
elektrochirurgische Energiequelle, die im HF-Bereich (z.B. 400 kHz
bis 1,2 MHz) mit einer herkömmlichen
sinusförmigen
oder nicht-sinusförmigen
Wellenform arbeitet.
-
10 stellt
eine Vorrichtung der Erfindung mit einer Feder-Elektrodenbetätigungseinrichtung
lediglich im Rahmen eines Beispiels dar. Eine Vorrichtung der Erfindung
mit einer Pneumatikzylinder-Elektrodenbetätigungsvorrichtung kann ebenfalls
verwendet werden. In der eine Elektrodenbetätigungsvorrichtung mit einem
Pneumatikzylinder enthaltenden Ausführungsform ist die HF-Energie-Quelle 62 über das
Kabel 161 mit dem Stiftverbinder 60 über die
Energiezuführungs-Verbindungsöffnung 58 verbunden.
-
Die
Ausführungsform
der Erfindung in 10 ist für einen monopolaren Betrieb
gedacht. Die HF-Energie-Quelle 62 ist daher in einer elektrischen
Verbindung mit der passiven Elektrode 64 dargestellt. In
Betrieb wird die passive Elektrode 64 außerhalb
des Körpers
des Patienten gehalten. In einer alternativen Ausführungsform
wird die Erfindung in einer bipolaren Weise betrieben. Wie es für den Fachmann
auf diesem Gebiet ersichtlich ist, erfordert der Betrieb der Erfindung
in einer bipolaren Weise, dass ein Rücklaufkreis in die Vorrichtung
integriert ist. Dieses kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass
eine Rückelektrode
in elektrischer Verbindung mit der HF-Energie-Quelle 62 innerhalb
des Elektrodenbündels 74 enthalten
ist. Die Rückelektrode
kann mit einem isolierenden Material abgedeckt sein.
-
In
der Darstellung der Vorrichtung der Erfindung in 10 ist
das Elektrodenbündel 14 ebenfalls in
elektrischer Verbindung über
den Stiftverbinder 66 mit dem Impedanzmonitor 68 dargestellt.
Zunahmen in der Impedanz können
ebenfalls durch eine Anzeigeeinrichtung auf dem Impedanzmonitor 68 dargestellt
werden. Sobald Gewebe an einer Zielstelle HF-Energie ausgesetzt
und dadurch abgetragen wird, ändert
sich die Impedanz dieses Gewebes. Durch Überwachung einer Impedanz des
Gewebes an der Zielstelle kann ein Arzt den Umfang bestimmen, bis
zu welchem das Gewebe abgetragen wird.
-
In
einer Ausführungsform
sind der Impedanzmonitor 68 und die HF-Energie-Quelle 62 als
ein integriertes Gerät
ausgebildet. In dieser Ausführungsform
stellt der Arzt die Energie auf dem integrierten Gerät ein, und
diese Energie wird dazu verwendet, die an die Elektroden des Elektrodenbündels 14 angelegte
Spannung festzulegen. Da sich die Impedanz des Gewebes verändert, ändert sich
der von dem integrierten Gerät
gelieferte Strom, um so diese feste Spannung aufrechtzuerhalten.
Das integrierte Gerät überwacht
die Impedanz, bis eine vorbestimmte maximale Impedanz erreicht ist,
wobei sich das integrierte Gerät
bei diesem Punkt selbst abschaltet. Diese vorbestimmte maximale
Impedanz ist die Impedanz, welche anzeigt, dass das Gewebe abgetragen
ist. Da sich das integrierte Gerät
automatisch abschaltet, wenn diese maximale Impedanz detektiert wird,
wird die Strommenge minimiert, die an umgebende gesunde Gewebe weitergegeben
wird.
-
Verfahren
der Erfindung ermöglichen
die Ablation von Gewebe unter Verwendung einer Vorrichtung der Erfindung.
Eine Vorrichtung der Erfindung gemäß vorstehender Beschreibung
wird bereitgestellt und das Körpergewebe 70 wird
mit der geschärften
Spitze 12 des länglichen
Elementes 10 durchdrungen, um so die Spitze 12 an
die Zielstelle 72 gemäß Darstellung
in 11A vorzuschieben. In einer Ausführungsform
wird das längliche
Element 10 rasch so vorgeschoben, dass die geschärfte Spitze 12 das
Gewebe an der Zielstelle 72 durchdringt. Dieses Verfahren
ist insbesondere nützlich,
wenn versucht wird, dichte, fibröse
Tumoren, wie z.B. Brusttumore abzutragen, welche sich relativ zu
dem länglichen
Elementes 10 verschieben, wenn dieses manuell zu der Zielstelle 72 vorgeschoben
wird. Nachdem die Spitze 12 zu der Zielstelle 72 vorgeschoben
ist, ist ein Zugangslumen von der Außenseite des Patientenkörpers durch
das Gewebe hindurch und zu der Zielstelle 72 geschaffen.
Die Zielstelle 72 kann innerhalb des Körpers des Patienten unter Verwendung
jeder herkömmlichen
Bildgebungstechnik, wie z.B. Ultraschall-Scannen, Magnetresonanz-Bildgebung
(MRI), Computer-Tomografie (CAT), Fluoroskopie, usw. lokalisiert
werden. Alternativ kann eine Vorrichtung der Erfindung ein längliches
Element aufweisen, das mit einer Echos erzeugenden Beschichtung,
wie z.B. STS-Biopolymeren
oder einer Kunststoffbeschichtung beschichtet ist, die Gasbläschen enthält, so dass
die Spitze des länglichen
Elementes 10 korrekt an der Zielstelle 72 unter
Verwendung von Ultraschall-Bildgebungstechniken positioniert werden
kann.
-
In
einer alternativen Ausführungsform
können
weitere Geräte
dazu verwendet werden, einen Zugang zu der Zielstelle 72 anstelle
des Durchdringens mit der geschärften
Spitze 12 zu schaffen. Beispielsweise kann eine herkömmliche
Scheiden/Obturator-Anordnung verwendet werden, um ein Zugangslumen
durch das Gewebe hindurch zu der Zielstelle 72 zu erzeugen.
-
Sobald
die Vorrichtung an der Zielstelle 72 positioniert ist,
werden die Elektroden des Elektrodenbündels 14 rasch in
das Gewebe an der Zielstelle 72 vorgeschoben, so dass die
Elektroden eine nach außen
umgestülpte
Konfiguration gemäß Darstellung in 11B annehmen. Das rasche Vorschieben der Elektroden
des Elektrodenbündels 14 aus
dem distalen Ende des länglichen
Elementes 10 stellt sicher, dass die Elektroden des Elektrodenbündels 14 die
in 11B dargestellte Konfiguration annehmen. Gemäß Darstellung
in 12A werden ohne die Verwendung einer Elektrodenbetätigungseinrichtung
gemäß vorstehender
Beschreibung vorgeschobene Elektroden oft gebogen oder verdreht
und durchdringen nicht ein umgebendes Material 74, oder
können es
durchdringen, bilden aber in allen Fällen keine auswärts umgestülpte Konfiguration
innerhalb des durchdrungenen Gewebes aus. Zusätzlich kann sich die Vorrichtung
relativ zur Zielstelle 72 verschieben und das Gewebe an
der Zielstelle 72 ohne eine rasche Vorschiebung nicht durchdringen.
Alternativ kann sich das Gewebe an der Zielstelle 72 sich
relativ zu dem Gerät
bewegen, so dass die Elektroden nicht in das Gewebe an der Zielstelle 72 durchdringen.
-
Mit
der raschen Vorschiebung der Elektroden des Elektrodenbündels 14 durchdringen
jedoch die Elektroden des Elektrodenbündels 14 das umgebende
Material 74, ohne dass sich das längliche Element 10 relativ
zu dem Zielgewebe gemäß Darstellung
in 12B bewegt. Wenn sie rasch bewegt werden, nehmen
die Elektroden des Elektrodenbündels 14 die
auswärts
umgestülpte
Konfiguration innerhalb des Gewebes gemäß Darstellung in 12B an. Diese auswärts umgestülpte Konfiguration ermöglicht die
Ablation von größeren Behandlungsvolumina
des Gewebes an der Zielstelle. Schließlich bewegt sich bei einer
raschen Vorschiebung der Elektroden des Elektrodenbündels 14 das
Gewebe an der Zielstelle wesentlich weniger wahrscheinlich relativ
zu dem Gerät
und kann daher wahrscheinlicher von den Elektroden durchdrungen
werden.
-
Nachdem
sich die Elektroden des Elektrodenbündels 14 in ihrer
Lage innerhalb der Zielstelle 72 befinden, wird das Gewebe
an der Zielstelle 72 abgetragen. In einer Ausführungsform
wird das Gewebe abgetragen, indem HF-Energie über die Elektroden des Elektrodenbündels 14 der
Zielstelle zugeführt
wird. Die HF-Energie wird durch die HF-Energie-Quelle 62 gemäß vorstehender
Beschreibung erzeugt. In einer Ausführungsform wird die durch die HF-Energie-Quelle 62 erzeugte
Energie inkrementell in regelmäßigen Intervallen
erhöht,
während
das Gewebe an der Zielstelle 72 abgetragen wird. Beispielsweise
wird die Energie mit 10 W/Minute während der Ablationsprozedur
erhöht.
-
In
einer Ausführungsform
der Erfindung wird die Impedanz des Gewebes an der Zielstelle während der
Ablation des Gewebes an der Zielstelle überwacht. Die Impedanz wird
von einem Impedanzmonitor 68 gemäß vorstehender Beschreibung überwacht.
In einer Ausführungsform
wird die Spannung festgelegt, wenn die Ablationsprozedur gestartet
wird und der Strom ändert
sich mit der Änderung
der Impedanz, um so diese feste Spannung während der Ablationsprozedur
beizubehalten. Wenn die Impedanz des Gewebes an der Zielstelle ein
vorbestimmtes Maximum erreicht, schaltet die HF-Energie-Quelle 62 automatisch
ab. Diese maximale Impedanz zeigt an, dass das Gewebe an der Zielstelle
abgetragen worden ist.
-
In
einem alternativen Verfahren wird ein zweiter Ablationsdurchlauf
bei einem reduziertem Leistungspegel durchgeführt. Nachdem die HF-Energie-Quelle 62 automatisch
abgeschaltet wurde, weil das Gewebe einen vorbestimmten maximalen
Impedanzpegel erreicht hat, wird die HF-Energie-Quelle 62 bei
angenähert
75 Prozent der zu Beginn in dem ersten Ablationsdurchlauf verwendeten
Energie neu gestartet. Beispielsweise wird, wenn die Energie während des
ersten Ablationsdurchlaufs zu Beginn auf 40 W eingestellt war, eine
Energie für den
zweiten Ablationsdurchlauf auf 30 W eingestellt. Die Ablation darf
bei dieser reduzierten Leistungseinstellung ablaufen, bis eine maximale
zweite vorbestimmte Impedanz erreicht wird und die HF-Energie-Quelle 62 wiederum
automatisch abschaltet.
-
Nach
Abschluss der Ablationsprozedur werden die Elektroden in das längliche
Element 10 durch Ziehen des Stempels 18 aus dem
Gehäuse 16 zurückgezogen
und die Vorrichtung aus dem Körper des
Patienten entfernt. In einer Ausführungsform weist das längliche
Element 10 eine Außenoberfläche auf,
die bis auf ein Segment von 1 cm an dem distalen Ende des länglichen
Elementes 10 mit einem isolierenden Material abgedeckt
ist. Dieses freiliegende distale Ende des länglichen Elementes 10 erlaubt
eine Kauterisation des Zugangslumens, wenn die Vorrichtung aus dem
Körper
des Patienten entfernt wird.
-
Die
Vorrichtungen und Verfahren der Erfindung ermöglichen daher die Ablation
von Gewebe. Größere Behandlungsvolumina
werden zusammenhängend
unter Verwendung der Vorrichtungen und Verfahren der Erfindung aufgrund
der nach außen umgestülpten Konfiguration
der Elektroden in dem Gewebe abgetragen. Die nach außen umgestülpte Konfiguration
der Elektroden wird durch das rasche Vorschieben der Elektroden über das
distale Ende des Gerätes
hinaus und in das Gewebe hinein sichergestellt. Mit diesem raschen
Vorschieben wird das Auftreten einer Biegung oder Verschiebung der
Elektroden bei deren Eintritt an der Zielstelle reduziert oder eliminiert.