Аппарат для теплового лечения ткани

 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к аппаратам для теплового лечения тканей. Аппарат для теплового лечения ткани содержит средство локального нагрева, заключенное в катетер, и средство температурного зондирования 11, при этом первое средство температурного зондирования связано с первым несущим элементом, который служит для продвижения по катетеру и выхода из него. Первый несущий элемент снабжен заостренным концом для ввода его в биологические ткани, которые подлежат тепловому воздействию. Тепловое воздействие на биологические ткани проводят путем их нагрева по крайней мере одним средством локального нагрева при непрерывном зондировании температуры ткани средством температурного зондирования. При этом первое средство температурного зондирования продвигают по катетеру и выводят с его внешней стороны и радиально относительно катетера в зону нагрева биологической ткани. Изобретение позволяет улучшить качество лечения биологических тканей. 2 с. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ Целью изобретения является устройство для теплового воздействия на биологические ткани в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.

Некоторые болезненные проявления, связанные с противоестественным ростом биологических тканей, успешно преодолеваются при помощи тепловой терапии. Такая ткань нагревается до тех пор, пока не отмирает. Некоторые типы рака и гиперплазии предстательной железы являются примерами таких болезненных проявлений. Во время лечения некоторые участки тканей подлежат тепловому воздействию, в то время как другие следует защитить от такого воздействия.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Для получения тепла могут использоваться различные устройства. Обычно для этих целей применяется лазер, а также СВЧ- и ВЧ-антенны. Так как объем ткани, которая подлежит воздействию, не постоянен, так же как и способность ткани поглощать тепло, что относится как к ткани, подлежащей воздействию, так и к соседней с ней ткани, которая не должна испытывать воздействие тепла, необходимо, чтобы во время лечения имел место непрерывный контроль.

Очевидно, что средства нагрева содержат температурный зонд, который устанавливается на нагревательном элементе для определения температуры соседних с ним тканей. Недостатком такой конструкции является то, что этот температурный зонд предоставляет информацию, которая в большей степени относится к температуре данного элемента, а не к температуре ткани.

В заявке ЕР 0370890 представлено изображение и дано описание примера такого типа нагревателя. Это устройство содержит СВЧ-антенну, заключенную в катетер. Этот катетер снабжен охлаждающим каналом для охлаждения тканей, расположенных рядом с ним. Для определения температуры катетера в нем установлен температурный зонд. Температура, измеряемая в нем, не соответствует температуре ткани, испытывающей тепловое воздействие.

В заявке US-A-5366490 представлен другой подобный пример. В соответствии с описанием изобретения к этому патенту известные ранее нагревательные устройства содержат множество недостатков. Самым серьезным из этих недостатков является то, что нагрев происходит в зоне или объеме, ограниченном действием области диффузии. В конкретных системах с ВЧ-антеннами в катетере это приводит к большому риску и отрицательным последствиям лечения из-за того, что область воздействия жестко не ограничена.

Поэтому в соответствии с заявкой US-A-5366490 средства теплового воздействия устанавливаются в игле, которая вводится в катетер. В течение всего сеанса лечения положение катетера и соответственно иглы в зоне воздействия находится под постоянным ультразвуковым контролем. Контроль за положением иглы должен быть очень точным, так как эффективность воздействия в примыкающей к игле зоне очень высока. Это лечение относится к области хирургии. К персоналу, выполняющему это лечение, и к необходимому хирургическому оборудованию предъявляются очень высокие требования.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ Целью данного изобретения является создание устройства, относящегося к обычному типу устройств температурного воздействия, снабженных температурными зондами, в котором не было бы недостатков, присущих нагревательным средствам, работающим в зоне диффузии. Эта цель достигается средствами, описанными в пункте 1 формулы изобретения. В соответствии с настоящим изобретением регистрация релевантной температуры тканей тела становится осуществимой. Лечение с помощью устройства по настоящему изобретению может осуществляться амбулаторно, без хирургического вмешательства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ На фиг. 1 показан вид сбоку на частичный разрез устройства по настоящему изобретению.

На фиг. 2 изображено сечение по плоскости II-II фиг. 1.

На фиг. 3 показан общий вид устройства по настоящему изобретению.

На фиг. 4 показано сечение по плоскости IV-IV фиг. 3 другого устройства по настоящему изобретению.

На фиг. 5 показан общий вид другого устройства по настоящему изобретению в процессе сборки.

На фиг. 6 показано сечение по плоскости VI-VI фиг. 7 еще одного устройства по настоящему изобретению.

На фиг. 7 показано частичное сечение по плоскости VII-VII фиг. 8.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ В примере устройства, показанном на фиг. 1, катетер 12 введен в уретру таким образом, что конец вершины 16 катетера 12 находится в мочевом пузыре 17. Перед началом лечения баллон 18, соединенный с катетером 12, расширяется в мочевом пузыре. Таким образом предотвращается непроизвольное выведение катетера 12. Внешний сфинктер 20 схематично изображает опоясывающую ткань, которая не подлежит тепловому воздействию.

Катетер 12 содержит средство локального нагрева 10 для нагрева ткани в предстательной железе 19. В предпочтительном варианте изобретения средство локального нагрева 10 содержит антенну, передающую энергию в виде электромагнитных колебаний. Эта антенна обычно работает в диапазоне частот от 1 МГц до 5000 МГц. В других вариантах изобретения в состав средства локального нагрева 10 входит сосуд с нагреваемой жидкостью. Нагрев может происходить путем циркуляции нагреваемой жидкости по катетеру 12 или по нагревательному элементу другого вида, напрямую соединенного с сосудом. Возможен также прямой контакт средства для локального нагрева 10 с тканью или опосредованный контакт через промежуточное устройство. Промежуточное устройство во время нагрева может расширяться, что даст возможность улучшить его контакт с тканью, а также эффективность передачи тепловой энергии.

В другом варианте использования изобретения в состав средства локального нагрева 10 может входить один или несколько малых высокочастотных электродов, укрепленных с внешней стороны катетера. Большой электрод входит во взаимодействие с электродом катетера таким образом, что он нагревается при передаче на него энергии токами высокой частоты.

Активная часть средства локального нагрева 10 расположена в предстательной железе 19. В предпочтительном варианте изобретения передача тепловой энергии, которая должна направляться на ткань, происходит по каналам катетера 12, что будет более подробно описано ниже со ссылкой на фиг. 2.

В процессе лечения ткани нагреваются. Для достижения оптимального лечебного результата нагрев должен происходить в пределах определенного температурного интервала. Если температура поднимается и становится слишком высокой, то происходит сильное повреждение тканей. Если температура снижается и становится очень низкой, то желаемый лечебный эффект не достигается. Для того, чтобы обеспечить прямую регистрацию повышения температуры обрабатываемых тканей, предусмотрено средство температурного зондирования 11, которое связано с первым несущим элементом 13. Несущий элемент 13 проходит по каналу катетера 12 и может продвигаться по отверстию в катетере 12. В предпочтительном варианте изобретения в отверстии катетера 12 предусмотрено направляющее устройство, с тем, чтобы можно было вводить несущий элемент 13 в ткани и выводить его из тканей под любым требуемым углом наклона к катетеру 12. Несущий элемент 13 может также проходить по трубке, предусмотренной в катетере. Направляющее устройство включает наличие наклонного участка, по которому должен вводиться несущий элемент 13, таким образом, чтобы отклонить его перед выходом наружу и при дальнейшем продвижении обеспечить его выход из катетера. Несущий элемент 13 выполнен из материала, обладающего достаточной жесткостью, что облегчает его продвижение и ввод в ткани.

Либо несущий элемент 13, либо средство температурного зондирования 11 имеют наконечник, который дает возможность упростить процесс ввода в ткани. В качестве средства температурного зондирования 11 могут использоваться либо традиционные резистивные, либо полупроводниковые первичные преобразователи. В предпочтительном варианте изобретения кабель такого преобразователя проходит через катетер 12. При использовании преобразователя оптического типа по катетеру 12 прокладывается волоконно-оптическая жила.

Продвижение средства температурного зондирования 11 в сторону выхода из несущего элемента 13 или катетера 12 контролируется средствами управления снаружи катетера, расположенными вне тела пациента. В предпочтительном варианте изобретения это осуществляется хорошо опробованным способом и при вводе в ткани эти средства погружаются на требуемую глубину. В простейшем случае несущий элемент 13 выполнен из жесткой трубки, заканчивающейся наконечником, и проходит по каналам катетера 12. Средство температурного зондирования 11 вводится с одного конца несущего элемента. На другом конце несущего элемента 13 установлена рукоятка. Канал и несущий элемент 13, который проходит по этому каналу, имеют такие размеры и такое сопротивление изгибу, что степень продвижения хорошо определяется по длине, на которую введен несущий элемент. Продвижение вперед путем манипулирования рукояткой и несущим элементом ограничено упором или другим стопорным средством, что предусмотрено для того, чтобы избежать возможность прохода средства температурного зондирования 11 мимо той зоны, для которой это зондирование необходимо.

Путем непрерывного температурного зондирования обрабатываемой ткани обеспечивается точность регулирования подаваемого питания и получение конечного результата. Таким образом, значительно снижается риск нежелательного повреждения тканей.

С целью предотвращения возможности повреждения тканей и особенно таких окружающих тканей, которые не следует подвергать тепловому воздействию, предусмотрено второе средство температурного зондирования 14, связанное со вторым несущим элементом 15. Этот второй несущий элемент 15 предназначен для продвижения вдоль катетера 12 туда и обратно на определенном расстоянии от первого несущего элемента 13. Это расстояние определяется размером обрабатываемой зоны и оно достаточно велико, чтобы дать возможность средству температурного зондирования 14 при его продвижении вперед проникнуть в такую ткань, которую нельзя повреждать в процессе температурного воздействия. В приведенном примере второе средство температурного зондирования 14 измеряет температуру сфинктера 20.

На сечении фиг. 2 приведен пример устройства катетера 12, средства локального нагрева 10 и его проводник для подвода энергии расположены в специальном первом канале или трубке 21. Трубка 21 окружена двумя радиальными сообщающимися полостями 22, 23. Эти полости служат распределению охлаждающей жидкости для охлаждения тканей в непосредственной близости от средства локального нагрева 10 в том случае, когда тепловое воздействие на ткани выполняется на определенном расстоянии по радиусу от средства локального нагрева 10 и катетера 12. Это особенно характерно для тех случаев, когда средство локального нагрева 10 содержит антенну.

Охлаждающая среда обычно используется для того, чтобы исключить нагрев тканей, окружающих катетер при его продвижении к зоне обработки, что может произойти из-за утечек тепла из проводящей жилы средства локального нагрева 10.

Различные периферийные участки катетера соединены между собой двумя участками 24, 25, в которых предусмотрены удлиненные каналы 26 для надувания и сдувания баллона 18. В центральной части катетера участки 24, 25 сливаются в трубку 21.

Трубка 27 устройства по настоящему изобретению, которое показано на фиг. 3, изготовленная из тефлона или подобного материала, проходит снаружи катетера. Трубка 27 связана с муфтой 28, установленной на катетере 12. Муфта 28 имеет наклонный участок 29. В предпочтительном варианте изобретения эта муфта 28 в рабочем режиме располагается на периферии или снаружи рабочей зоны средства локального нагрева 10.

Кольцевой элемент 20 также обладает жесткостью для предотвращения нежелательного изгиба катетера 12, вызванного проталкиванием вперед несущего элемента 13. Длина кольцевого элемента 20 регулируется таким образом, чтобы сохранить гибкость и податливость катетера 12.

Несущий элемент 13, который снабжен одним или несколькими единицами средств температурного зондирования 11, 14, проходит по трубкам 27. Несущий элемент 13 обладает определенной жесткостью и имеет заостренный конец. По достижении наклонного участка 29, который в предпочтительном варианте изобретения изготовлен из сравнительно твердого материала, во время проталкивании по трубке 27, несущий элемент 13 изгибается на определенный угол и выступает наружу катетера 12. Этот угол должен быть не менее 20^o. В предпочтительном варианте изобретения этот угол составляет 30^o. В процессе внедрения заостренный конец несущего элемента 13 проходит ткани снаружи муфты 28 и по мере продвижения вперед все дальше продвигается в ткани. При выборе материалов для несущего элемента 13 и трубки 27 принимают во внимание необходимость обеспечения наименьшего трения между ними.

Как показано на фиг. 3, несущий элемент 13 снабжен несколькими температурными преобразователями. Они расположены на некотором расстоянии друг от друга. Первый температурный преобразователь 11 расположен на заостренном конце несущего элемента 13, а второй температурный преобразователь 14 расположен на некотором расстоянии от заостренного конца, что соответствует нормальному расстоянию при выталкивании несущего элемента из муфты 28. Таким образом этот второй температурный преобразователь 14 будет располагаться на периферии и с внешней стороны области температурного воздействия. Между этими двумя температурными преобразователями 11, 14 расположен дополнительный температурный преобразователь 11'. В нормальном режиме работы этот третий температурный преобразователь 11' расположен в средней части зоны температурного воздействия.

В вариантах устройства по настоящему изобретению, показанных на фиг. 4 и 5, трубка 27 расположена внутри катетера 12, или, что является более предпочтительным, в каналах 22 или 23. Один конец трубки 27 прикреплен к наконечнику, который как и муфта 28 содержит наклонный участок 29. Наконечник 30 является составной частью катетера 12 или соединен с катетером так, что наклонный участок 29 располагается снаружи отверстия 31, выполненного в катетере 12. Трубка 27 проходит через это отверстие 31. В процессе изготовления катетера в соответствии с этим вариантом настоящего изобретения трубка 27 вводится в отверстие 31 снаружи и затем выводится из него сзади через открытый конец. Этот процесс показан на фиг. 5, где наконечник 30 еще не прикреплен к внешней стороне катетера 12. На конце трубки 27 должно быть предусмотрено механическое соединение, например захват, для соединения трубки с наконечником 30. После обеспечения соединения трубка 27 должна задавать направление несущему элементу при его продвижении по ней, при этом несущий элемент должен отклоняться на необходимый угол при взаимодействии с наклонным участком 29 на выходе трубки.

В предпочтительном варианте изобретения наконечник 30 и отверстие трубки 27 закрыты диафрагмой или мембраной. Это дает возможность упростить процесс стерилизации и очистки катетера 12 перед использованием. После установки катетера 12 в рабочее положение несущий элемент 13 совместно со средством температурного зондирования проходит диафрагму насквозь. В одном варианте изобретения наконечник 30 выполнен в виде гибкой пластины, которая закрывает часть окружности катетера 12.

В некоторых случаях двух единиц средства температурного зондирования может оказаться недостаточно. В этом случае в катетере 12 предусмотрены несколько удлиненных полостей и, соответственно, зондирующих устройств. В нескольких отдельных элементах могут быть также предусмотрены нагревательные устройства, которые могут размещаться в многочисленных трубках или каналах.

В примере устройства, изображенном на фиг. 6, трубка 27 находится в специальной полости катетера 12. Трубка 27 проходит фактически через весь катетер 12. В трубку 27 со стороны вершины 16 введен концевой элемент 32 (см. фиг.7). Концевой элемент 32 имеет заостренный конец 33 в виде скоса, который предназначен для того же, что и наклонный участок 29 в вариантах изобретения, описанных выше. При необходимости обеспечения жесткости катетера 12 в предпочтительном варианте изобретения вводятся элементы жесткости 34, при этом внешняя поверхность катетера 12 остается совершенно гладкой. Как показано на фиг. 6 элементы жесткости 34 расположены в каналах 22 и 23.

На фиг. 7 только часть катетера 12 соответствует фиг. 6. Несущий элемент 13 введен в трубку 27 до положения, при котором заостренный конец упирается в скос концевого элемента 32. Как описано в приведенном выше примере, при дальнейшем продвижении вперед по трубке 27 несущий элемент 13 отклоняется от осевого направления на угол, определяемый наклоном участка 29, который в этом примере представлен заостренным концом концевого элемента 32. В приведенном примере несущий элемент 13 проходит насквозь трубку 27 и стенку катетера 12. В других вариантах изобретения в стенке катетера 12 могут быть предусмотрены ослабленные участки в тех зонах, через которые должен проникать несущий элемент. Возможно также предусмотреть отверстие в катетере 12 и/или трубке 27. В предпочтительном варианте изобретения это отверстие во время ввода катетера в уретру закрывается мембраной.

Момент повышения сопротивления, которое испытывает несущий элемент 13 со средством температурного зондирования при отклонении от прямолинейного направления во время прохождения им наклонного участка 29 или скоса в виде заостренного конца 33, может использоваться для определения начальной точки, от которой отсчитывается глубина погружения в ткань. Эта глубина также определяется углом отклонения.

Сигналы, формируемые по крайней мере первым средством температурного зондирования 11, поступают на показывающий прибор, с помощью которого персонал может непрерывно оценивать процесс температурного воздействия. В предпочтительном варианте изобретения эти сигналы также посылаются на блок регулирования, который здесь не представлен, и который регулирует подачу питания на средство локального нагрева 10. В случае использования многочисленных средств температурного зондирования, предпочтительно подключить их к показывающему прибору и/или блоку регулирования.

Формула изобретения

1. Аппарат для теплового лечения ткани, содержащий средство локального нагрева 10, заключенное в катетер 12 и средство температурного зондирования 11, отличающийся тем, что первое средство температурного зондирования 11 связано с первым несущим элементом 13, установленным с возможностью продвижения по катетеру 12 и выхода из него и снабженным заостренным концом для ввода в биологические ткани, подлежащие тепловому воздействию.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что второе средство температурного зондирования 14 связано со вторым несущим элементом 15, который служит для продвижения по катетеру 12 и выхода из него, и тем, что второй несущий элемент 13 снабжен заостренным концом для ввода его в биологические ткани, которые не подлежат тепловому воздействию.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что несущий элемент 13 располагается в полостях катетера 12.

4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что несущий элемент 13 располагается в трубке 27, расположенной на катетере 12.

5. Аппарат по п. 4, отличающийся тем, что трубка 27 выполнена с возможностью выхода несущего элемента 13 на наклонный участок 29 муфты 28 или кольцевого элемента 32 и отклонения его на некоторый угол.

6. Аппарат по п. 5, отличающийся тем, что муфта 28 расположена с внешней стороны катетера 12 и изготовлена из материала, обладающего большей жесткостью, чем материал катетера 12.

7. Аппарат по п. 5, отличающийся тем, что концевой элемент 32 расположен внутри катетера 12.

8. Аппарат по п. 7, отличающийся тем, что внутри катетера 12 предусмотрен по крайней мере один элемент жесткости.

9. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что средство нагрева содержит по крайней мере одну высокочастотную антенну для передачи энергии биологическим тканям.

10. Аппарат по п. 9, отличающийся тем, что рядом с высокочастотной антенной предусмотрено по крайней мере одно теплопоглощающее средство для рассеяния тепла биологических тканей в непосредственной близости от высокочастотной антенны.

11. Аппарат по п. 10, отличающийся тем, что теплопоглощающее средство включает каналы 22, 23, которые проходят по катетеру 12, при этом охлаждающая среда распределяется по каналам.

12. Аппарат по пп. 8 и 11, отличающийся тем, что в каналах 22, 23 катетера 12 предусмотрены элементы жесткости 34.

13. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что для рассеяния тепла биологических тканей в непосредственной близости от питающих токопроводящих жил, подключенных к средству нагрева 10, предусмотрено по крайней мере одно теплопоглощающее средство.

14. Аппарат по любому из вышеперечисленных пунктов, отличающийся тем, что средство температурного зондирования 11 подключается к блоку регулирования мощности средства нагрева 10.

15. Способ теплового воздействия на биологические ткани путем нагрева биологической ткани по крайней мере одним средством локального нагрева 10, заключенным в катетер 12 при непрерывном зондировании температуры ткани средством температурного зондирования 11, отличающийся тем, что первое средство температурного зондирования 11, связанное с первым несущим элементом 13, продвигают по катетеру 12 и выводят с его внешней стороны и радиально относительно катетера в зону нагрева биологической ткани.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7