DE3315303A1

DE3315303A1 - Method and device for generating defined thermal damage to biological tissues

Info

Publication number: DE3315303A1
Application number: DE19833315303
Authority: DE
Inventors: Hinrich Dr.Rer.Nat. 5100 Aachen Sick; Volker Prof. Dr.med. Wienert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1983-04-27
Publication date: 1984-11-08

Abstract

The invention relates to a method for generating defined thermal damage to biological tissues (e.g. inner wall of the vein, skin or mucous membrane) for therapeutic purposes. The device permits controlled transmission of a defined heat quantity onto the surface of the biological material to be damaged by means of a heat applicator of very low heat capacity as a result of close, areal contact. For this purpose, a heating element in the heat applicator can be electrically heated up in a defined, predeterminable manner by means of an electrical supply unit. The heating element can be made of metal and have such a low ohmic resistance that the voltage which drops on resistance heating of the heating element is less than 6 Veff, equivalent to VDE 0750. As a rule, this voltage is less than 1 V. The surface of the heating element is preferably corrosion-resistant. The heating element can be made of stainless steel and be used without insulation. However, a thin insulation layer may be provided. The heating element for use for therapeutic purposes in veins is preferably of cylindrical design and has a maximum length of 20 cm and a maximum diameter of about 2 cm. The heat applicator may be designed as a catheter to permit treatment of a fairly long vein section from an insertion opening. For use on freely accessible surfaces the heating element is ... Original abstract incomplete.

Description

Vorrichtung zum Erzeugen deflpierter Device for generating deflpated

thermischer Schädigungen von biolonischen Sewebe. thermal damage to biolonic fabrics.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen definierter thermischer Schädigungen von biologischem Gewebe (z.B. Veneninnenwand, Haut oder Schleimhaut) zu therapeutischen Zwecken. The invention relates to a device for generating defined thermal damage to biological tissue (e.g. inner vein wall, skin or Mucous membrane) for therapeutic purposes.

Bei der Verödung von Krampfadern (Varlzen) wird bisher in eine pathologisch veränderte Vene eine chemische Substanz (z.B. Detergens) injiziert, die dadurch zu einer Schädigung der Veneinnenwand führt. auf diesen Defekt setzt sich ein wandständiger Blutpfopf (Abscheidungsthrombus), der sich fest an die Venenwand bindet. Wenn die Vene an der geschädigten Stelle komprimiert wird, kommt es zu einem Verschluß des Gefäßes, im Idealfall zu einer Verklebung der Veneninnenwände und damit zur Undurchgängigkeit. Unter Verödung versteht man also einen Ersatz der thrombosienten Venenstrecke durch einen Bindegewebsstnang. With the obliteration of varicose veins (Varlzen) is so far in a pathological modified vein injects a chemical substance (e.g. detergent), which as a result leads to damage to the inner vein wall. a wall-standing one sits on this defect Blood clot (thrombus) that attaches tightly to the vein wall. If the If the vein at the damaged area is compressed, it comes to an occlusion of the Vascular, ideally to a gluing of the vein walls and thus to the impermeability. Sclerotherapy is understood to mean a replacement of the thrombosient vein route by a strand of connective tissue.

Diese Art der Verödung wird im folgenden chemische Sklerotherapie genannt.This type of sclerotherapy is called chemical sclerotherapy called.

Der optimale Verödungseffekt ist von vielen Faktoren abhängig und deshalb bei Anwendung der chemischen Sklerotherapie nicht sicher reproduzierbar. Er ist einerseits von dem Kaliber (Durchmesser), der Blutfüllung und der Strömungsgeschwindigkeit in der Varize abhängig, d.h. je größer das Kaliber der zu verödenden ene ist, desto unwahrscheinlicher kommt es zu einem dauerhaften Verschluß. Das hat seinen Grund darin, daß es bei der Injektion in eine solche Varize nicht zu einem ausreichend lange dauernden Kontakt des Verôdungsmittels mit der Venenwand kommt. The optimal sclerosing effect depends on many factors and therefore not reliably reproducible when using chemical sclerotherapy. On the one hand, it depends on the caliber (diameter), the blood filling and the flow velocity in the varices, i.e. the larger the caliber of the ene to be obliterated, the more a permanent seal is less likely. There is a reason for that in the fact that injection into such a varix is not sufficient prolonged contact of the sclerosing agent with the vein wall comes.

Andererseits beeinflussen die Blutfülle und die Strömungsgeschwindigkeit in der Varize selbst das therapeutische Ergebnis. Ideal wäre ein blutleeres gefäß, damit das Mittel sofort nach der Injektion in Kontakt mit der Venenwand kommt und nicht durch den Blutstrom abtransportiert wird. On the other hand, the abundance of blood and the flow rate affect it the therapeutic result is in the varice itself. A bloodless vessel would be ideal so that the agent comes into contact with the vein wall immediately after the injection and is not carried away by the bloodstream.

Außerdem ist der Verödungseffekt vom Verödungsmittel selbst abhängig. Es sind schwache, mittelstarke und starke Präparate bekannt, deren Wirkungsintentäten lediglich empirisch ermittelt wurden. Die individuelle Reaktion des einzelnen Menschen auf ein bestimmtes Mittel ist oft sehr unterschiedlich ausgeprägt. Aber nicht nur die Art, sondern auch die enge des Präparates und die spezielle Injektionstechnik des Arztes bestimmen zusätzlich den Verödungseffekt (z.B. Alr-Block-Technik). In addition, the sclerosing effect depends on the sclerosing agent itself. There are weak, medium and strong preparations known, their effectiveness were only determined empirically. The individual reaction of the individual a certain remedy is often very different. But not only the type, but also the tightness of the preparation and the special injection technique of the doctor also determine the sclerosing effect (e.g. Alr block technique).

Das Gesagte macht deutlich, daß durch die Injektion einer chemischen Substanz keine definierte reproduzierbare Verödung möglich ist. Darüberhinaus hat dieses Verfahren erhebliche Wachtelle : 1) Es gibt Unverträglichkeiten (Allergien) gegenüber diesen Mitteln, die während oder nach der Anwendung zu Komplikationen führen. Sie reichen vom Schock (Schwindel, Beklemmung, übelkeit, Ohnmacht, Abfall von Blutdruck und Puls, Erbrechen) bis zum Nesselfieber mit und ohne Augenbindehautentzündung, Luftnot und Rötung der Haut. What has been said makes it clear that by injecting a chemical Substance no defined, reproducible obliteration is possible. In addition, has this procedure considerable quail: 1) there are intolerances (allergies) to those agents that cause complications during or after use to lead. They range from shock (dizziness, anxiety, nausea, fainting, waste blood pressure and pulse, vomiting) to nettle rash with and without conjunctivitis, Shortness of breath and reddening of the skin.

2) Die chemische Sklerotherapie darf in der Schwangerschaft nicht durchgeführt werden (Fruchtschädigung). 2) Chemical sclerotherapy must not be used during pregnancy carried out (fetal damage).

3) Es gibt kein chemisches Sklerosierungsmittel, , welches selektiv nur auf die Veneninnenwand wirkt. Es werden häufig auch tiefere Wandschichten (Media, Adventltia) geschädigt. 3) There is no chemical sclerosant that is selective acts only on the inner wall of the veins. Often, deeper wall layers (media, Adventltia) damaged.

4) Es kommt in vielen Fällen bei der chemischen Sklerosierungstherapie neben dem Intimaschaden zur Bildung schmerzhaften interariköser Blutkoagula, die dann zu einer Entzündung der ganzen Venenwand führen. Als Folge dieser Entzündung resultiert bei oberflächlichen Venen später eine bleibende, unansehnliche Verfärbund der Haut. 4) It occurs in many cases with chemical sclerotherapy in addition to intimal damage to the formation of painful interaricose blood clots, which then lead to inflammation of the whole vein wall. As a result of this inflammation In the case of superficial veins, this later results in permanent, unsightly discoloration of the skin.

5) Bei der Verödung von Varizen, die in der Nähe von öbergângen des oberflachlichen in das tiefe Seinvenensystem lokalisiert sind, kommt es zum Abschwemmen des Mittels in die tiefen Venen. Das Verödungsmittel kann hierbei zu einer irreparablen Schädigung des Klappenapparates des tiefen Beinvenensystemes führen, Wegen der Unzulänglichkeit der chemischen Sklerosierungstherapie hat man versucht, mit Hilfe von Elektrofulguration (hochfrequente funkenstrôme) Varizon zu veröden (Stucky - von muralt, P. : Erfahrungen mit dem Vein Eraser, zentralblatt für Phlebologie 10, 102 - 103, 1971), Das Verfahren wird heute wegen der hohen Rate an Komplikationen infolge der nicht definierten Schädigungen nicht mehr angewendet. Es wurde auch versucht, Hochfrequenzströme unmittelbar einwirken zu lassen (Chochfrequenzkauten, a. Bolligen : Resultate der Elektrokoagulation klelnster Teleangiektasien, Ergebnlsse der Angiologie Bd.3, 421 - 422, 1970, F.K.Schattauer elag, Stuttgart, New York). Darüberhinaus können frei zugängliche Oberflächen auch mit Hilfe der Lichtkoagulation (t4nwendung uon Lasern und fokussiertem Infrarotlicht) thermisch geschädigt werden. Ein solches Verfahren kommt jedoch für die Behandlung von Varizen kaum in Betracht. 5) When obliterating varices that are near transitions of the superficial are localized in the deep vein system, it comes to Wash away the agent into the deep veins. The sclerosing agent can here too irreparable damage to the valve apparatus of the deep leg vein system Lead, because of the inadequacy of chemical sclerotherapy, one has tried with the help of electrofulguration (high-frequency spark currents) Varizon to desolate (Stucky - von muralt, P.: Experiences with the Vein Eraser, Zentralblatt für Phlebologie 10, 102-103, 1971), The procedure is used today because of the high rate No longer used for complications due to the undefined damage. Attempts have also been made to allow high-frequency currents to act directly (high-frequency chews, a. Bolligen: Results of the electrocoagulation of the smallest telangiectasias, results der Angiologie Vol. 3, 421 - 422, 1970, F.K. Schattauer elag, Stuttgart, New York). In addition, freely accessible surfaces can also be created with the help of light coagulation (use of lasers and focused infrared light) can be thermally damaged. However, such a procedure is hardly an option for the treatment of varices.

Da bei den erwähnten Methoden die Wärme im Gewebe erzeugt wird (elektrischer Strom, Lichtabsorption), ergibt sich die mangelhafte Reproduzierbarkeit aus den variablen Eigenschaften des biologischen Material es und der ggf. schlecht reproduzierbaren übertragung der wärmeerzeugenden Energie in das Gewebe. Aus diesem Grunde werden in der Augenheilkunde Dampf- oder Thermistorkauter verwendet. Since with the methods mentioned, the heat is generated in the tissue (electrical Current, light absorption), the poor reproducibility results from the variable properties of the biological material and the possibly poorly reproducible Transfer of the heat-generating energy into the tissue. Because of this will be Steam or thermistor cautery used in ophthalmology.

Während der Dampfkaoter zur oberflächlichen Behandlung bei 188 Grad C (Temperatur des Wasserdampfes) verwendet werden kann, ist der Thermistorkauter im Prinzip regelbar. Der Dampfkauter ist nicht geeignet, wenn vor der Wärmeapplikation eine sorgfältige Positionierung erforderlich ist, weil sich dann die Trägheit des Systemes nachteilig auswirkt. Der Thermistorkauter hat den Nachteil, daß der Thermistor mit einer elektrischen Isolationsschicht umgeben ist und als massiver Körper erhebliche Nachwärme produzieren kann. During the steam kettle for superficial treatment at 188 degrees C (temperature of water vapor) can be used is the thermistor cautery in principle adjustable. The steam cautery is not suitable if before the application of heat Careful positioning is required as this will reduce the inertia of the Systemes has a detrimental effect. The thermistor cautery has the disadvantage that the thermistor with is surrounded by an electrical insulation layer and as massive Body can produce considerable residual heat.

Andrerseite ist der Wärmeabstrom durch das gg+. ungleich dicke Isolationsmaterial u.U. so behindert, daß die therapeutisch notwendige Schädigung nicht erreicht werden kann.On the other hand, there is the heat outflow through the gg +. Unevenly thick insulation material may be so hindered that the therapeutically necessary damage cannot be achieved can.

Weiterhin hat der Thermistor den Nachteil, daß relativ hohe Heizspannungen erforderlich sind, welche eine elektrische Isolation erforderlich machen.Furthermore, the thermistor has the disadvantage that relatively high heating voltages are required, which make electrical insulation necessary.

Schließlich gibt es noch eine Reihe von Gerätschaften, die zum Zweck der Kaustik entwickelt wurden und ohne elektrische Isolation bei direkter elektrischer Heizung auf das zu schädigende Gewebe aufgesetzt werden. Diese Kauter weisen eine erhebliche Nachwärme auf, die bei der Bedienung dieser Geräte berücksichtigt werden muß. Dieses bedeutet, daß die Kauter nach Wärmeapplikation am Anwendungsort nicht liegenbleiben dürfen, weil dann schwere Verbrennungen zu erwarten sind. Finally there are a number of gadgets that do the job the caustic and without electrical isolation in the case of direct electrical Heating can be placed on the tissue to be damaged. These cauters have one considerable residual heat, which is taken into account when operating these devices got to. This means that the cautery after the application of heat at the application site does not are allowed to remain because severe burns are to be expected.

Die oben aufgeführten Nachteile und die schlechte Reproduzierbarkeit der chemischen Sklerotherapie stellten die Aufgabe, eine Therapie zu entwickeln, welche auf einer definierten thermischen Schädigung der Veneninnenwand beruht. Wir nennen dlese Therapie Thermo-Sklerotherapie (TST). The disadvantages listed above and the poor reproducibility chemical sclerotherapy set the task of developing a therapy which is based on a defined thermal damage to the inner wall of the veins. we call this therapy Thermo-Sclerotherapy (TST).

Voraussetzung für die Durchführung der TST sind Vorrichtungen, welche diese definierte thermische Schädigung der Veneninnenwand ermöglichen. Diese Vorrichtungen zur Durchführung der TST sowie Vorrichtungen zur definierten thermischen Schädigung anderer biologischer Gewebe (z.B. Haut) sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung. The prerequisite for performing the TST are devices which enable this defined thermal damage to the inner vein wall. These devices for performing the TST as well as devices for defined thermal damage other biological tissues (e.g. skin) are the subject of the present invention.

Die Forderungen, die an die Vorrichtungen zur Durchführung der TST zu stellen sind, ergeben sich aus der Analyse der nachteiligen Eigenschaften von Verfahren, die den Stand der Technik repräsentieren: a) Bei der Elektrofulguration von Varizen wird die therapeutisch wirksame Verbrennung durch Erwärmung des Gewebes mittels elektrischen Stromes im Gewebe erzielt. Hierbei kann eine schädliche, unkontrollierte Tiefenwirkung eintreten. Für einen Wärmeapplikator zum Zweck der TST ergibt sich hieraus folgende Forderung : Zur Erzeugung einer definierten thermischen Schädigung darf die Wärme nur im Bereich der Oberfläche des zu schädigenden Gewebes freigesetzt werden. The demands made on the devices for performing the TST are to be asked, result from the analysis of the disadvantageous properties of Processes that represent the state of the art: a) In electrofulguration of varices is the therapeutically effective burn by heating the tissue achieved by means of an electric current in the tissue. Here can one harmful, uncontrolled depth effects occur. For a heat applicator for The purpose of the TST results from the following requirement: To generate a defined Thermal damage, the heat is only allowed in the area of the surface of the damaged area Tissue are released.

b) Aus der Kenntnis der Entstehung von Verbrennungen verschiedenen Grades in AbhBngigkeit von der Temperatur und der Zeit (Wienert,V., Sick,H. und zur Mühlen, J. : Lokale thermische Belastbarkeit der menschlichen Haut, Anasthesie, Intensivtherapie, Notfallmedizin, im Druck) ergibt sich die Forderung: Für eine definierte thermische Schädigung muß Wärme unter definierten Temperaturbedingungen während einer definierten Zeitspanne appliziert werden. b) From knowing the origins of various burns Degree as a function of temperature and time (Wienert, V., Sick, H. And zur Mühlen, J.: Local thermal resistance of the human skin, anesthesia, Intensive therapy, emergency medicine, in press) the demand arises: For one Defined thermal damage must be heat under defined temperature conditions be applied during a defined period of time.

c) Für ein leicht handhabbares Verfahren muß die definierte Schädigung in kurzer Zeit erzielt werden. Hierzu muß die Wärmekapazität des Wärme erzeugenden und übertragenden Systemes des Wärmeapplikatons (Heizelement) klein sein, damit einerseits ein schnelles Aufheizen möglich ist, andererseits möglichst wenig Nachwärme erzeugt wird. c) For an easily manageable process, the defined damage can be achieved in a short time. For this purpose, the heat capacity of the heat generating and transferring system of the heat applicator (heating element) be small so on the one hand, rapid heating is possible, on the other hand, as little residual heat as possible is produced.

d) Die thermische Schädigung muß an einer definierten Stelle erfolgen. d) The thermal damage must take place at a defined point.

e) Es dürfen keine körperfremeden ggf. giftigen Chemikalien verwendet werden, soweit sie nicht durch die Hitzeeinwirkung aus körpereigenen Materialien entstehen. e) No exogenous chemicals may be used as far as they are not caused by the effects of heat from the body's own materials develop.

Die vorstehend genannte aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Maßnahmen gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrlchtung weist demgemäß folgende Eigenschaften auf : a) Niedrige Wärmekapazität des Heizelementes. Bei niedriger Wärmekapazität ist das Heizelement schnell aufheizbar, und die Nachwärme beim Wärmeübergang auf angrenzendes Gewebe bleibt klein b) Niedriger elektrischer Widerstand des Heizelementes, um bei Anwendung niedriger Spannungen ausreichend viel Wärme mit diesem Heizelement erzeugen zu können. Die am Heizelement anliegende Spannung ist so niedrig, daß der parallele Stromfluß durch das angrenzende Gewebe für den Or@anismus ungefährlich ist und für die Erwärmung des angrenzenden Gewebes unerheblich ist. The above-mentioned object is achieved according to the invention by the in the claims listed measures solved. The device according to the invention accordingly has the following properties: a) Low heat capacity of the heating element. If the heat capacity is low, the heating element can be heated up quickly, and the residual heat when heat is transferred to adjacent tissue, it remains small b) Lower electrical Resistance of the heating element to be sufficient when using low voltages a lot of warmth with to be able to generate this heating element. The one on the heating element applied voltage is so low that the parallel current flow through the adjacent Tissue is harmless for the or @ anism and for the warming of the adjoining Tissue is insignificant.

c) Fehlen elektrischer Isolation oder sonstwie gearteter äusserer Umhüllung des Heizelementes, sofern diese den Wärmeübergang auf angrenzendes Gewebe funktionsstörend beeinflußt. c) Lack of electrical insulation or any other kind of external insulation Envelopment of the heating element, provided that the heat transfer to the adjacent tissue detrimentally affected.

d) Herstellung des Heizelementes aus zumindest oberflächlich nicht korrosivem Material, welches gleichzeitig so beschaffen ist, daß das angrenzende Gewebe bei therapeutisch geeignetem Betrieb überhaupt nicht oder wenigstens nicht so fest am Heizelement haften bleibt, daß die Entfernung des Heizelementes nach der therapeutischen Wärmeappl ikation eine unerwünschte Verletzung erzeugen kann. d) Manufacture of the heating element from at least not superficially corrosive material, which is at the same time such that the adjacent Tissue not at all or at least not at all if the operation is therapeutically suitable remains so firmly adhered to the heating element that the removal of the heating element after the therapeutic application of heat can cause undesirable injury.

e) Betreiben des Heizelementes mit einer elektrischen Versorgungseinheit, die das reproduzierbare Aufheizen und die näherungsweise Temperierung des Heizelementes für einige millisekunden bi@ Sokunden mit einem einstellbaren Heizprogramm erlaubt. Dieses Heizprogramm kann durch Tastschalter ausgelöst werden, der an der elektrischen Versorgungseinheit angebracht sein kann oder z.B. als Fußschalter mit dieser verbunden sein kann Diese Eigenschaften werden durch die Verwendung von dünnen Metallschlchten, Folien oder Blechen als Heizelement erreicht, welches über eine elektrische Versorgungseinheit, die bei niedrigen Spannungen hohe Ströme (z.B. 488 Ampere bei 6 Voit) abgeben kann, z.B. mittels eines Impulsprogrammes aufgeheizt wird. Die Form des jeweiligen Heizelementes muß dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt sein. Für die TST von Venen kommen zylindrische Heizelemente verschiedenen, dem Kaliber der Venen angepaßten Durchmessers aus dünnwandigem Edelstahlrchr in Betracht. Für die Anwendung auf der Haut sind rechteckige Heizelemente aus dünnem Edelstahlblech geeignet. Diese Heizelemente werden mit kühl bleibenden Zuleitungsteilen elektrisch leitend verbunden. Sie werden mittels einer Stromquelle und Steuerelektronik unter Anwendung von Impulsfolgen definiert aufgeheizt und temperiert. e) Operating the heating element with an electrical supply unit, the reproducible heating and the approximate temperature control of the heating element Allowed for a few milliseconds bi @ so customers with an adjustable heating program. This heating program can be triggered by a pushbutton switch on the electrical Supply unit can be attached or e.g. connected to it as a foot switch These properties are achieved through the use of thin metal tubes, Foils or sheets achieved as a heating element, which is supplied via an electrical supply unit, which can deliver high currents at low voltages (e.g. 488 amps at 6 Voit), e.g. heated up by means of a pulse program. The shape of the respective heating element must be adapted to the respective application. For the TST of veins, cylindrical ones are used Heating elements of various diameters, adapted to the caliber of the veins, made of thin-walled material Stainless steel chr. Rectangular heating elements are designed for use on the skin made of thin stainless steel sheet. These heating elements come with staying cool Supply line parts electrically connected. You will mean a power source and control electronics using pulse trains heated and tempered.

Die Anwendung eines geregelten Kontinuierlichen Stromflusses.The use of a regulated continuous flow of electricity.

eines einzelnen Impulses oder die Anwendung von Wechselstrom ist ebenfalls möglich. Die elektrische Versorgungseinheit besteht aus einer Stromquelle und Steuerelektronik. Als Stromquelle können z.B. ein Bleiakkumulator, ein Hochstromnetzgerät oder die Kombination von Netzgerät und Äkkumulator dienen.a single pulse or the application of alternating current is also possible possible. The electrical supply unit consists of a power source and control electronics. A lead-acid battery, a high-current power supply unit or the Combination of power supply unit and accumulator are used.

Die Steuerelektronik umfaßt die elektrischen bzw. elektronischen Mittel, die den definierten Betrieb des Wärmeappllkators mittels der elektrischen Versorgungseinheit ermöglichen, z.B. analoge und digitale Schaltkreise zur Erzeugung einer definierten Impulsfolge, die mittels Leistungshalbleitern (wie Lelstungs-MOSFETs) diese Impulsfolge mit hoher Stromstärke auf das Heizelement übertragen Können.The control electronics comprise the electrical or electronic means the defined operation of the heat applicator by means of the electrical supply unit enable, e.g. analog and digital circuits to generate a defined Pulse train, which by means of power semiconductors (like Lelstungs-MOSFETs) this pulse train Can be transferred to the heating element with high amperage.

Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is based on the embodiments shown in the drawings explained in more detail.

Es zeigen: Fig.1 die äussere Ansicht und Fig.2 den Längsschnitt des vorderen teiles einer Ausführungsform eines Wärmeappllkators, der in eine Vene einführbar ist, Fig.3 die schematisierte Ansicht einer elektrlschen Versorgungseinhelt für Wärmeappllkatoren, Fig.4a den Längsschnitt eines hchlzylindrisches Heizelementes, Fig. 4b das vordere Ende eines zylindrischen Wärmeapplikators im Längsschnitt und Fig. 5 einen flächigen Wärmeapplikator zur Anwendung an frei zugänglichen Oberflächen. They show: FIG. 1 the external view and FIG. 2 the longitudinal section of the front part of an embodiment of a heat applicator that can be inserted into a vein Fig.3 is a schematic view of an electrical supply unit for Heat applicators, Figure 4a shows the longitudinal section of a hollow cylindrical heating element, Fig. 4b shows the front end of a cylindrical heat applicator in longitudinal section and 5 shows a flat heat applicator for use on freely accessible surfaces.

In Fig. 1,2 und 4b ist das dünnwandige, hohlzylindrische Heizelement 1 konzentrisch mit den Zuleitungen 2 und der in der Kappe 3 endenden Zuleitung 4 elektrisch leitend fest verbunden. In Fig. 1, 2 and 4b is the thin-walled, hollow cylindrical heating element 1 concentric with the supply lines 2 and the supply line 4 ending in the cap 3 firmly connected electrically conductive.

Der Hohlraum 14 zwischen der inneren Zuleitung 4 und dem Heizelement 1 verhindert unerwünschte Wärmespeicherung im Wärmeapplikator. Die Verbindung zwischen dem Heizelement 1 und den Zuleitungsteilen 2 bzw. 4 kann durch Verfahren wie Löten, Schweißen, Bonden, Schrumpfen u.a. hergestellt werden. Die elektrischen Zuleitungen 2 und 4 (mit Kappe 3) sowie das Zuleitungskabel 6 sind in das Griffstück 8 eingefügt und in diesem zusammengehalten. Sie weisen einen so niedrigen elektrischen Widerstand auf, daß ein Stromfluß, der zur erwünschten Aufheizung des Heizelementes 1 führt, die Zuleitungen 2, 4, 6 und die Kappe 3 kaum erwärmt. Ebenso müssen der Stecker 7 und die zugehörige Buchse 9 in Fig. 3 einen sehr niedrigen Kontaktwiderstand aufweisen und einen sehr hohen Stromfluß zulassen.The cavity 14 between the inner lead 4 and the heating element 1 prevents unwanted heat storage in the heat applicator. The connection between the heating element 1 and the supply line parts 2 and 4 can be done by methods such as soldering, Welding, bonding, shrinking, etc. The electrical supply lines 2 and 4 (with cap 3) and that Supply cables 6 are in the handle 8 inserted and held together in this. They assign such a low electrical level Resistance to that a current flow, which for the desired heating of the heating element 1 leads, the leads 2, 4, 6 and the cap 3 hardly heated. Likewise must the Plug 7 and the associated socket 9 in Fig. 3 have a very low contact resistance have and allow a very high current flow.

Beispielsweise kann ein Wärmeapplikator wie folgt aufgebaut sein: Das Heizelement 1 hat einen Durchmesser von 4 mm und eine Länge von 18 mm. Die Wandstärke des hohlzylindrischen Heizelementes beträgt 8,1 mm. Das Material ist Edelstahl. For example, a heat applicator can be constructed as follows: The heating element 1 has a diameter of 4 mm and a length of 18 mm. The wall thickness of the hollow cylindrical heating element is 8.1 mm. The material is stainless steel.

Der elektrische Widerstand eines solchen Heizelementes beträgt bei stirnseitiger Kontaktierung 5 bis 6 m@. Die Kappe 3 hat ebenfalls einen Durchmesser von 4 mm und ist zur konzentrischen Montage des Heizelementes an den Stellen 15', 15" abgedreht.The electrical resistance of such a heating element is at frontal contacting 5 to 6 m @. The cap 3 also has a diameter of 4 mm and is for concentric mounting of the heating element at points 15 ', 15 "turned off.

Die äußere Form der Kappe 3 ist im Ausführungsbeisplel halbkugelfôrmig ausgebildet und soll stets so gestaltet sein, daß die Venenwand bei sorgfältiger Anwendung des Wärmeapplikators von der Kappe mechanisch nicht unbeabsichtigt beschädigt werden kann. Zwischen den Zuleitungen 2 und 4 ist ein isolierender Abstandshalter angeordnet, der z.B. durch Lackierung der Zuleitung 4 gebildet werden Kann. Die Kappe 3 und die Zuleitung 4 sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Verbindung Kann z.B. durch Hartlöten erfolgen, vorzugsweise jedoch durch solche Techniken, die nur eine punktuelle Erhitzung der Verbindungsstelle erforderlich machen. Zur Vorzentrierung ist eine Bohrung 17 in der Kappe 3 vorgesehen. Das Heizelement wird z.B. mit Hilfe eines Laserschwei@gerâtes an die Kappe 3 und die Zuleitung 2 dicht angeschweißt. Das Laserschweißen ist besonders vorteilhaft, weil zwei Werkstoffe unterschiedlichen Schmelzpunktes, unterschiedlicher Dicke und unterschiedlicher Wärmeleitfähickeit verbunden werden müssen und mit dieser Technik punKtförmig geschweißt werden kann. Dadurch bleibt die Temperatur in der Umgebung der Schweißstelle niedrig. Das Helzelement verändert dabei seine physikalischen Eigenschaften, insbesondere seine elektrische Leitfähigkelt, praktisch nicht.The outer shape of the cap 3 is hemispherical in the exemplary embodiment trained and should always be designed so that the vein wall with careful Application of the heat applicator mechanically not inadvertently damaged by the cap can be. There is an insulating spacer between the leads 2 and 4 arranged, which can be formed, for example, by painting the supply line 4. the Cap 3 and supply line 4 are connected to one another in an electrically conductive manner. The connection Can be done e.g. by brazing, but preferably by techniques such as which only require selective heating of the connection point. To the A bore 17 is provided in the cap 3 for pre-centering. The heating element will e.g. with the help of a laser welding device on the cap 3 and the supply line 2 tightly welded on. Laser welding is particularly advantageous because it is made of two materials different melting point, different thickness and different Thermal conductivity must be connected and point-welded with this technology can be. As a result, the temperature in the vicinity of the welding point remains low. That Helzelement changes its physical properties, especially its electrical conductivity, practically not.

So erlaubt das Laserschweißen die Verwendung von Hactkupfer für die Zuleitungen 2 und 4 sowie für die Kappe 3, was wegen der guten elektrischen Leitfähigkeit und der mechanischen Festigkeit dieses Material es wünschenswert ist. Besonders die Festigkeit des Hartkupfers würde beim Hartlöten z.B. weitgehend verlorengehen, was eine Einschränkung der Handhabungssicherheit zur Folge haben kann.Laser welding allows the use of hooked copper for the Leads 2 and 4 and for the cap 3, which is because of the good electrical conductivity and the mechanical strength of this material is desirable. Particularly the strength of the hard copper would largely be lost during brazing, for example, which can result in a restriction of handling safety.

Die äußere Oberfläche der metallischen Teile des Wàrmeapplikators kann mit Edelmetall (z.B. Gold) beschichtet werden. The outer surface of the metallic parts of the heat applicator can be coated with precious metal (e.g. gold).

Falls der Wärmeapplikator als Katheter ausgebildet ist, wird die innere Zuleitung 4 und die äußere Zuleitung 2 flexibel ausgebildet (z.B. Litze). Die Zuleitung könnte dann als flexibles Koaxialkabel ausgebildet sein und äußerlich mit Teflon zur Erzeugung einer dichten, glatten Dberfläche beschichtet sein. If the heat applicator is designed as a catheter, the inner lead 4 and outer lead 2 designed to be flexible (e.g. stranded wire). The supply line could then be designed as a flexible coaxial cable and externally be coated with Teflon to create a dense, smooth surface.

Der Wärmeapplikator muß in diesem Fall im ganzen sterilisierbar sein.In this case, the heat applicator must be entirely sterilizable.

Bei Verbindung des Wärmeapplikators (Fig. 1) mit der elektrischen Versörgungselnhelt (Fig.3) durch Einfügen des Steckers 7 in die Buchse 9 (Fig. 3) kann durch Auslösung eines Impulsprogrammes oder eines sonstwie gearteten programmierten Stromfiusses mittels der Taste 18 das Heizelement 1 definiert und reproduzierbar aufgeheizt werden. When connecting the heat applicator (Fig. 1) with the electrical Versörgungselnhelt (Fig. 3) by inserting the plug 7 into the socket 9 (Fig. 3) can be programmed by triggering an impulse program or some other type of program Stromfiusses by means of the key 18, the heating element 1 is defined and reproducible be heated up.

Ein derartiges Impulsprogramm kann aus einer Folge von Stromimpulsen durch das Heizelement 1 bestehen, wobei der erste Stromimpuls z.B. 58 ms dauert, der zweite Stromimpuls 30 ms und jeder weitere Stromimpuls, im gleichen Verhältnis verkürzt, sich einer Erhltungsimpulsbreite von 2 ms nähert. Die Pause zwischen den Stromimpulsen kann gleichbleibend 28 ms betragen. Das Impulsprogramm kann z.B. in 0,1 bis 2 Sekunden ablaufen. Bei dem Ausführungsbeisplel nach Fig. 4a,b beträgt der Gesamtwiderstand von Wärmeapplikator und elektrischer Versorgungseinheit 58 m@. Such a pulse program can consist of a sequence of current pulses through the heating element 1, whereby the first current pulse lasts e.g. 58 ms, the second current pulse 30 ms and every further current pulse, in the same ratio shortened, approaching a receive pulse width of 2 ms. The break between the Current pulses can consistently be 28 ms. The impulse program can e.g. 0.1 to 2 seconds elapse. In the exemplary embodiment according to FIGS. 4a, b the total resistance of the heat applicator and electrical supply unit 58 m @.

Wenn die Stromquelle eine Spannung von 6 V Tlefert, führt das zu einem Strom von 128 Ä durch das Heizelement.If the power source supplies a voltage of 6 V T, it will result in a 128 Å current through the heating element.

Das Impulsprogramm läßt sich für verschiedene Wärmeäpplikatoren experimentell standardisieren, indem man man den Wärmeapplikator in Eiklar von Hühnereiern einbringt, welches sich zwecks Beobachtung der Hitzekoagulation am Heizelement in einem durchsichtigen Gefäß befindet und temperiert ist (z.B. The impulse program can be used for different Heat applicators Standardize experimentally by placing the heat applicator in the whites of hen's eggs brings in, which is for the purpose of observing the heat coagulation on the heating element in in a transparent vessel and at the right temperature (e.g.

25°C0, Es kann jetzt das Heizprogramm so eingestellt werden, daß sich bei einer Dauer des Heizprogrammes von z.B. 8,5 Sekunden gerade ein feiner Film von hitzekoaguliertem Eiweiß auf dem Heizelement abscheidet. Diese Heizleistung Kann für den jeweiligen Wärmeapplikaton als Bezugsgröße verwendet werden.25 ° C0, The heating program can now be set so that with a duration of the heating program of e.g. 8.5 seconds just a fine film of heat-coagulated protein deposited on the heating element. This heating power Can be used as a reference value for the respective heat application.

Eine Impulsstromstärke von 128 A führt bei dem beschriebenen Wärmeapplikator bei Anwendung des beschrieben Impulsprogrammes in weniger als einer Sekunde zur Abscheidung einer dünnen Schicht von koaguliertem Eiweiß auf dem Heizelement 1.A pulse current of 128 A leads to the described heat applicator when using the described pulse program in less than a second Deposition of a thin layer of coagulated protein on the heating element 1.

Liegt unter solchen Bedingungen dem Heizelement 1 die Innenwand einer Vene an, dann tritt die erzeugte Wärme wegen der geringen Wandstärke des Heizelementes 1 schnell und mit geringer Nachwärme auf die Venenwand über und führt bei vorgegebenem Heizprogramm zu der therapeutisch erwünschten thermischen Schädigung. Ein vorgebbares Heizprogramm ist durch die Regler 11,12,13 einstellbar, mit deren Hilfe z.B. die Dauer der Wärmeapplikation, die Abklingzeitkonstante der Heizleistung und die Heizleistung eingestellt werden können. Die Regelung des hohen Heizstromes (bis zu 588 Ampere) erfolgt hierbei mittels Halbleitern (z.B. Leistungs-MOSFETs). Das Heizprogramm kann über die Steckverbindung 7,9 mittels unterschiedlich ausgebildeter Steckverbindungen 7,9 für bestimmte Wärmeapplikatoren unqerchselbar ausgegeben werden. Hierzu muß diese Steckverbindung programmierbar ausgebildet sein. Under such conditions, the heating element 1 has the inner wall of a Vein, then the generated heat occurs due to the small wall thickness of the heating element 1 quickly and with little residual heat on the vein wall and leads to a given Heating program for the therapeutically desired thermal damage. A specifiable The heating program can be set using the controllers 11, 12, 13, with the help of which, for example, the Duration of the heat application, the decay time constant of the heating output and the heating output can be adjusted. The regulation of the high heating current (up to 588 amps) takes place here by means of semiconductors (e.g. power MOSFETs). The heating program can via the plug connection 7.9 by means of differently designed plug connections 7.9 for certain heat applicators can be output in an inexplicable manner. To do this, must this plug connection can be designed to be programmable.

Andere Anwendungsfälle fordern in Bezug auf den Wärmeappllkator andere Ausführungsformen als in Fig. 1 und 2 dargestellt. In Fig. 5 ist ein von außen auf das biologische Gewebe (Haut, Schleimhaut) auflegbarer Wärmeapplikator dargestellt. Das Heizelement 28 besteht aus einer rechteckigen Platte, die zur besseren Anpassung an die Oberfläche gewölbt sein kann. Die elektrische Kontaktierung der Platte 28 erfolgt in diesem Fall längs gegenüberliegender Seiten mittels der Zuleitungen 21 und 22, die mit einem Griffstück 23 zusammengehalten werden und über die flexible Zuleitung 24 mit dem Stecker 25 verbunden sind. Der Stecker 25 ist in die Steckbuchse 9 einsteckbar. Other applications require different ones with regard to the heat applicator Embodiments as shown in FIGS. 1 and 2. In Fig. 5 is an from the outside the biological tissue (skin, mucous membrane) shown with a heat applicator. The heating element 28 consists of a rectangular plate, which for better adjustment can be curved to the surface. The electrical contacting of the plate 28 takes place in this case along opposite sides by means of the Supply lines 21 and 22, which are held together with a handle 23 and the flexible Supply line 24 are connected to the plug 25. The plug 25 is in the socket 9 insertable.

Die elektrische Versorgungseinheit (Fig, 3) kann mit akustischen und optischen Signal gebern zur Funktionskontrolle ausgestattet sein und elektronizche Mittel (z.B. meßverstärker und Grenzwertmelder) enthalten, die es erlauben, die Wärmeentwicklung im Wärmeappllkator zu überwachen und gg+. die thermische Schädigung zu messen und zu regeln. Dieses könnte z.B. mittels Thermoelementen oder Photodioden geschehen, die in den Wärmeapplikator in der Nähe des Heizelementes integriert sind. Die ausführungsformen von Zuleitungskabel (6, 24) sowie Steckverbindungen (7 bzw.25 mit 9) m@ßten dieses durch zusätzliche Adern und Kontakte berücksichtigen. The electrical supply unit (Fig, 3) can with acoustic and optical signal transmitters for function control and electronic Contain means (e.g. measuring amplifiers and limit indicators) that allow the Monitor heat development in the heat applicator and gg +. the thermal damage to measure and regulate. This could e.g. by means of thermocouples or photodiodes happen, which are integrated in the heat applicator near the heating element. The designs of supply cables (6, 24) and plug connections (7 and 25 with 9) must take this into account with additional wires and contacts.

Prinzipiell sind noch andere Möglichkeiten zur Aufheizung des Heizelementes (1) anwendbar, so z.B. induktive Heizung oder die Absorption von elektromagnetischen Wellen durch das Helzelement, Außerdem ist auch die Anwondung von Heizprogrammen möglich, die eine kontinuierliche Heizung eines bewegten Wärmeapplikators vorsehen. Im letzten Fall steht mehr die definierte Heizung relativ zur Bewegung des Wärmeapplikators im Vordergrund, nicht aber die Machwärme. In principle, there are also other possibilities for heating up the heating element (1) applicable, e.g. inductive heating or the absorption of electromagnetic Waves through the heating element, there is also the application of heating programs possible, which provide continuous heating of a moving heat applicator. In the latter case, the defined heating is more relative to the movement of the heat applicator in the foreground, but not the heat of the machine.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims

Claims 1 # Device for generating defined thermal Damage to biological tissue, characterized in that directly on the Surface of the tissue to be damaged is flat (cylindrical, flat or curved) formed heating element (1.28) the lowest possible heat capacity in the ratio is arranged to the contact surface to the biological tissue, in which reproducible and defined by electrical heating during a defined period of time that heat is generated that is generated by the heating element (1,28) via a flat, close contact is transmitted to the damaged tissue.

2) Device according to claim 1, characterized in that the heating element (1,20) is made of metal and has such a low electrical resistance has that with resistance heating the voltage drop across the heating element is less than 6 V effective (VDE 0750, regulations for electromedical devices).

3) Device according to claims 1 and 2, d a d u r c h g It is not noted that the surface of the heating element (1, 20) is resistant to coupling is.

4) Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the heating element (1,20) is made of stainless steel and has a smooth surface.

5) Device according to one or more of claims 1 to 4, that the heating element (1,20) is electrical is not isolated.

6) Device according to one or more of claims 1 to 5, that the heating element (1) is hollow-cylindrical is formed, a length of less than 20 cm and a diameter of less than 2 cm.

7) Device according to claim 6, characterized in that the at one end via a supply line (2) connected heating element (1) via a Hollow cylinder closing cap (3) is connected to a second supply line (4).

8) Device according to claim 6 and 7, characterized in that that the heating element (1), the external supply line (2) and the cap (3) with a thin insulating layer (e.g. Teflon}.

9) Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the heating element (20) consists of a rectangular, thin Plate (2) is made, which can be curved and in which the electrical contact is provided along opposite sides by means of rigid feed lines (21,22).

10) Device according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the heat applicator is designed as a catheter and that the inner supply line (4) and the outer supply line (2) are flexible are.

11) Device according to one or more of claims 1 to 18, characterized in that the quotient of electrical resistance and mass times the specific heat for the supply lines is significantly smaller than for the heating element.

12) Device according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the heat applicator (Fig-1, Fig.5) with an electrical Supply unit (Fig. 30 is connected, which reproducibly the defined heating of the heat applicator.

13) Device according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the heat applicator with one or more sensors (Thermocouples, thermistors, photodiodes) is equipped for monitoring the function of the heat applicator or the thermal damage.

14) Device according to claim 1, characterized in that the heating element by induction or by absorption of electromagnetic waves 15) Device according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the heating element is heated continuously, around the venous wall of a vein cord with continuous movement of the heat applicator to be able to continuously damage.

(16) Device according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that a pulse program is set according to which the The heating element (1) is heated.

17) Device according to claim 16, characterized in that in the electrical supply unit (Fig. 3) switching devices such as digital switches, Step switches, buttons or controllers are provided with the help of which (switching devices 11, 12, 13) the duration of the heat application, the decay time constant, by alternatively actuation the heating power and the heating energy of the pulses can be set.

18) Device according to claim 16 or 17, characterized in that that the heating program of the electrical supply unit (Fig. 3) for heating the Heating element (1) optionally or exclusively with the help of a coded plug connection (7, 9) is determined individually for the respective heat applicator.