SE455920B - Anordning for hypertermibehandling av tumorer - Google Patents

Description

455 920 I vissa andra fall kan den inläggas i samband med en utrymningsoperation av tumörens centrala del. Det väsentliga vid appliceringen är att slangen lägger sig som ett nystan i kaviteten och därvid exponerar en stor yta över en mindre volym. Samma slang, som utgör nystanet används även som tiliedning och får således passera hjärnan och gå ut via en s k tunnelering till en extern kontakt.

Vid behandlingen kopplas systemet till en styr- och matningsenhet via denna kontakt, varvid filamentet uppvärms och temperatursvaret kan detekteras via de inbyggda sensorerna. Vid uppvärmningens början sker en lavineffekt i systemet, vilket medför att den största uppvärmningen sker i det område där slangen bildar ett nystan, dvs där densiteten är störst. Härvid ökar denna dei av filamentets resistans och detta medför en än större uppvärmning av just denna del av systemet. Med denna teknik har man kunnat uppnå en relativt god hypertermisk värmebild. Dock är tekniken behäftad med svagheter. Sålunda uppstår en relativt hög central temperatur inuti nystanet och värmetransporten till tumörens tillväxtzon samt till omgivande vävnad med eventuellt diffust spridda tumörceiler sker huvudsakligen via ledningstransport (värmediffusion). Nackdelen är därvid att man med nödvändighet just måste föra uppvärmningen till ganska hög central temperatur för att ernå en terapeutisk temperatur i områdena i omgivningen av elektroden, vilket medför oönskade biverkningar, bl a i form av ödem. Man har vid djurförsök kunnat dokumentera en temperatur av 43° C på 4 mm avstånd från elektroden för en central temperatur av 50° C. Dessa resultat visar att denna värmebild har för stor termisk gradient.

Problemet, som är avsett att lösas med föreliggande uppfinning, är att åstadkomma en anordning för hypertermibehandling av tumörer, vid vilken en välkontrollerad uppvärmning uppnås, så att just det önskade området uppvärms till den exakt önskade övertemperaturen, såsom diskuterats ovan, samt så att i vävnaden åstadkoms förhållandevis flacka temperaturgradienter, dvs förhållandevis stora områden uppvärms till en måttlig övertemperatur. Den eftersträvade situationen är att uppnå en temperatur av cirka 42,5° C på någon cmzs avstånd från elektroden, utan att därför den centrala temperaturen är för hög, dvs de ovan diskuterade nackdelarna med hög central temperatur och skarpa temperaturgradienter elimineras.

Detta problem löses enligt uppfinningen med en anordning av inledningsvis angivet slag med i krav 1 angivna kännetecken.

Anordningen enligt uppfinningen är sålunda baserad på att man utnyttjar tumörvävnaden själv som värmeelement, dvs värmen genereras i själva vänaden, där övertemperaturen följaktligen uppstår. Tekniken kan förklaras med hjälp av följande modell: l l l i _ _ ___, «l_ 112. 455 920 Vävnaden kan ses såsom en tredimensionell grid eller elektriskt nätverk av finita kuber med sidorna utgörande motstånd med relativt lågt numeriskt värde. Även vissa komponenter av induktiv och kapacitiv art ingår i motstånden. Det är också väsentligt att notera att gridens sidor icke har exakt homogena konduktivitetsvärden utan att variationer förekommer, vilket leder till att man kan tala om olika konduktivitetsfördelning i vävnaden, geometriskt sett. Den geometriska formen och utbredningen av "kroppen" spelar även betydande del.

Vid vanlig, hittills tillämpad, RF uppvärmning har man använt så små elektrodytor, att den totala matningsimpedansen blir relativt hög i förhållande till vävnadens gridimpedans enligt modellen ovan, dvs största delen av den pålagda spänningen kommer att ligga över övergångsområdet mellan elektrod och vävnad. Hela griden uppträder därvid som en homogen volym och endast mycket nära respektive elektrod får man en uppvärmning, som då via icke-linjära fenomen kan leda till att den tillförda RF-energin modifierar vävnadens elektriska egenskaper. Bl a sker en viss ändring av vätskehalten som ökar resistiviteten och ger en lokal uppvärmning just i området vid elektroden. Fenomenet är extra tydligt vid användning av t ex monopolär diatermi för blodstillning och koagulering samt skärning, då en ytterst lokal process äger rum vid anliggningspunkten för handstyckets elektrod, vilket leder till en uttalad ändring i vätskehalten, som ibland bringas till t o m kolning av vävnaden. Man får således en stor potentialgradient vid elektroden, medan resten av gridpunkterna får i stort sett samma potential, dvs ingen uppvärmning äger rum genom påtvingande av en strömfördelning på gridsystemet, såsom beskrivs nedan i anslutning till vår uppfinning.

Vid föreliggande uppfinning används en mycket stor yta även för behandlingselektroden ledande till en synnerligen låg matningsimpedans mellan denna och den ännu flera gånger större indifferenta elektroden.

Vid försök på obduktionsavdelning med en behandlingselektrod i form av_en sfär med 25 mm diameter har vi vid frekvensen 1,5 MHz uppmätt en typisk matningsimpedans av 30 ohm. Motsvarande värden, uppmätta med "nålelektroder" av det slag, som använts vid tidigare känd RF-uppvärmning instuckna i "små" tumörområden, uppgår upp till storleksordningen 1 Mohm. På en levande patient får man sannolikt väsentligen samma mätvärden. Med anordningen enligt uppfinningen uppnår man således en matningsimpedans av storleksordningen upp till 20.000 gånger lägre än vid "nålelektroder“ enligt tidigare känd teknik.

Denna impedansreduktion är av helt avgörande betydelse för inträngningen i griden enligt modellen ovan.

Vid anordningen enligt uppfinningen "tvingar" man således på Vävnads- matrisen en så stor ström, att det uppstår en spänningsfördelning i ett stort område, vilket följer potentiallagar liknande de som gäller för grundvatten- strömning i porösa marklager. Till skillnad mot vad fallet är vid konventionell (l w» »-«---....--.,..~..* *vv »men »n u 455 920 RF-uppvärmning med små elektrodytor, såsom beskrivits ovan, undviker man vid anordningen enligt uppfinningen, dels svårkontrollerbara icke-linjära fenomen, genom att impedansen blir oberoende av effekten till följd av att man får “l*öckligt“ stor ledningsarea för den aktuella strömmen, och dels kommer den pa|a,_e spänningen att väsentligen ligga i vävnaden. De potentialskillnader, som därvid uppstår i vävnaden ger upphov till en uppvärmningsbild av unikt slag och ger en situation mycket nära den ideala bilden för lokal hypertermi- behandling av ett förhållandevis stort område i och omgivande en tumör.

Situationen karaktäriseras av att själva det centrala tumörområdet, som för hjärntumörer kan vara stort och t ex utgöra en nära klotformad volym med radien flera cm, icke aktivt uppvärms alls (enär alla ingående gridpunkter i modellen ovan får samma elektriska potential). Däremot nås en strömfördelning i det centrala områdets omgivning, innefattande dels tumörens tillväxtzon, samt omgivande och huvudsakligen frisk vävnad, eventuellt innehållande diffust spridda och därför potentiellt mycket farliga tumörceller. Denna strömfördelning ger spontant en värmebild med låg central temperatur, ytterst flack gradient över en stor volym och därför en uppvärmning av önskat slag med god terapeutisk övertemperatur över ett mycket stort område utan en hög central övertemperatur, vilket skulle erfordras för en effektiv diffusion om värmeledning skulle utnyttjas för behandling av ett förhållandevis stort tumörområde. Vid anord- ningen enligt uppfinningen realiseras således den önskade värmebilden genom att tumörvävnaden själv uppträder som värmeelement och alstrar värme just på den aktuella platsen utan behov av värmetransport.

Uppvärmningens karaktäristik har studerats med hjälp av modellförsök i fantomer med hjälp av värmekamera. Därefter har empiriska och teoretiska modeller utvecklats, varefter försök skett in vitro och senare in vivo på djur.

Vid de senare försöken har inga skador histologiskt kunnat visas vid sidan av de önskade termiska effekterna trots de använda mycket stora strömmarna.

Djurförsök har sålunda visat att metoden kan tillämpas utan biverkningar och obehag för patienten och att temperaturer i området 43° C kan nås på flera cm avstånd från den centrala tumörkroppen där elektroden är anbringad.

Inledningsvis befarade vi att inhomogeniteter i konduktiviteten i behand- lingsområdet kunde medföra risk för icke-kontrollerbara hot spots vid känsliga strukturer, t ex cranialnervernas utträde ur hjärnskålen. Våra försök visar dock att så icke är fallet utan en mycket god värmebild utan hot spots kan uppnås.

Flera faktorer har även visat sig positiva för metoden. Bl a modifieras cirkulationen, vilket leder till att kylningen påverkas gynnsamt i många fall.

Tumörvävnaden innehåller visserligen ofta fler blodkärl än frisk vävnad, men Cr 455 920 5 cirkulationen är betydligt sämre. Då cirkulationen är av avgörande betydelse för kylningen kommer således tumörvävnaden att uppvärmas mer än den friska vävnaden.

Detta fenomen har studerats genom att under behandlingen mäta, dels tempera- turen, dels inmatad aktiv effekt som funktion av tiden.

Vit melinhaltig hjärnsubstans synes även uppvärmas något mera på grund av sin typiska konduktivitet, vilket verkar i positiv riktning med avseende på behandling av gliom, som växer lättare genom vit substans. Vit subståns synes även vara relativt något mera känslig för värme än grå dito.

En förutsättning för att den önskade värmebilden skall uppnås är således att den totala matningsimpedansen är mycket låg, så att griden i den ovan beskrivna modellen spänningssätts med varierande potential och typiska ekvipotentiallinjer. Detta kräver en speciell behandlingsapparat med möjlighet till RF-matning vid mycket låg impedans, varvid utmatad spänning icke påverkas av variationer i last. Stor missanpassning kan förekomma och detta kräver stor tillgänglig effekt hos generatorn, kombinerat med möjligheten att uppmäta ström och spänning samt fasvinkel. Därtill kommer att en typ av infrastruktur för potentialfördelningen uppnås. Såsom exempel kan nämnas följande fördelning, uppmätt på hund, med den indifferenta elektroden anbringad mot hundens buk och behandlingselektroden i hjärnan: lndifferent elektrod/närliggande bukvävnad ca 5 - 10 %; buk/huvud speciellt halsregionen ca 60 % (denna höga andel av totalt tillförd energi saknar dock betydelse enär den verkar över en mycket stor volym) samt 30 % för huvudet, särskilt hjärnan. Denna infrastruktur kan i sin tur skapa en viss benägenhet till asymmetri i värmebilden, vilken har kunnat utnyttjas för att ytterligare något förbättra formen för värmebilden. Det senare sker genom användning av ytterligare en indifferent elektrod som, eventuellt med viss spänningsdelning, sätts i kontakt med huvudets övre, dels hud.

På grund av komplexiteten i människokroppens form kan det ofta vara svårt att i förväg teoretiskt beräkna den uppvärmningsbild ett visst elektrod- arrangemang ger. I ett praktiskt fall kan det därför vara lämpligt att t ex placera en behållare kring huvudets nederdel och halsen, vilken behållare anligger tätande mot axlarna och innehåller en lämplig vätska, t ex en saltlös- ning, som i detta sammanhang uppvisar väsentligen samma elektriska egenskaper som människokroppen. Man får då en enklare totalgeometri som underlättar fiörutbestämning av värmebilden. En sådan åtgärd medför även den fördelen, att risken elimineras för obehaglig eller skadlig, förhöjd uppvärmning av halspartiet till följd av den reducerade tvärsnittsarean.

Vid de för anordningen enligt uppfinningen erforderliga ytterst låga impedanserna, som diskuterats ovan, är det väsentligt att ledningsarean 1 , ..«_.,... 455 920 behandlingselektroden med tilledning år sådan att denna impedans endast utgör en bråkdel av den totala impedansen, i annat fall kommer en för stor uppvärmning av elektroddelarna att fås. Detta ställer naturligtvis speciella krav på såväl elektrod som tilledare. Vi har testat en klotformad metallelektrod med relativt stor dimension liksom olika realiseringar av ett system av metalltrådsnystan. De senare medger fördelen att systemet kan borttagas utan för patienten krävande reoperation, helt enkelt genom att tråden utdras.

Enligt en fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfinningen utgörs behandlingselektroden av ett “löst", ledande material, såsom aluminiumkulor, som är förgyllda för att ge god elektrisk kontakt och anbringade i en strumpa eller påse av ett “stormaskigt nätmaterial, t ex av nylon, så att god galvanisk kontakt med omgivande kroppsvävnad möjliggörs. Kulorna kan vara av storlekar ända upp till några mm diameter. En sådan behandlingselektrod gör det möjligt att effektivt utfylla tumörhålighetens form. Strumpan eller påsen införs då först i tumörhåligheten, varpå kulorna inmatas genom ett rör, anbringat i en kanal in till tumören. Efter behandlingen sugs kulorna ut genom röret och strumpan eller påsen utdras, varigenom stor reoperation undviks.

Enligt en annan utföringsform av anordningen enligt uppfinningen utgörs behandlingselektroden av en smidig ledningstråd, företrädesvis en metalltråd, som kan införas i en tumör till bildande av ett nystan där. Vid behandling av hjärntumörer införs härvid tråden genom ett litet horrhål i skallbenet, så att den inne i tumören, vilken ibland är ihålig redan före operation, lägger sig i ett nystan.

De frekvenser som kan användas kan ligga inom ett relativt stort område.

Ofta anges i litteraturen att frekvensen har betydelse för uppvärmningens storlek, detta är icke fallet för de frekvensområden vi undersökt. Följande måste dock beaktas vid val av frekvens: Den får icke vara så låg att nervretning och muskelstimulans samt interaktion med hjärnans eget elektriska system uppstår. Gränsen härför ligger vid frekvenser under ca 1 kHz. Användning av alltför höga frekvenser, över 50 MHz, ger en annan art av problem, nämligen doseringssvårigheter. Dessa uppträder då den tillförda RF-energins våglängd börjar närma sig storleken för de fysiska dimensionerna för det uppvärmda området samt för elektrodsystem med tilledare. Vid för hög frekvens uppträder sålunda stående vågor, vilka försvårar doseringen och lätt leder till en osäker lokalisering av uppvärmningen samt allmänna HF-transmissionssvårigheter. Hittill har vi arbetat vid cirka 1 MHz och försöken har därför utförts i en Faraday's skärmbur för att undvika radiostörningar. Det skall dock noteras att för t ex 1 MHz frekvens fås en låg antennverkan, enär använda ledare är korta med avseende på antenneffekten (våglängd). För lägre frekvenser krävs en direkt _. ___? m; u m h” *Wfitwlflrl ,._M , t , . d 455 920 ledarkontakt mellan kroppen och eloktroderna, för högre frekvenser kan man även arbeta med kapacitiv koppling. Kravet i sistnämnda fall är dock, som för elektrodens egenkonduktivitet, att den erhållna kapacitiva reaktansen endast får utgöra en bråkdel av den totala impedansen för hela det matade systemet, på samma sätt som beskrivits ovan.

Det är naturligtvis av stor vikt att noga kunna följa de termiska svaren på inmatad effekt. För den skull är vid anordningen enligt uppfinningen en eller flera temperatursensorer anordnade i närheten av behandlingselektroden för övervakning av temperaturen i behandlingsområdet. Företrädesvis används speciellt utvecklade subminiatyr temperatursensorer av platina typ. Problemet är nämligen att i möjligaste mån undvika växelverkan mellan tempsensorerna och RF- fält, så att en så exakt temperaturbild som möjligt kan uppmätas med ett minimum av störfenomen. Sålunda får sensorn ej störa RF-fältet och RF-fältet får ej störa temperatursensorn. Temperatursensorn vid anordningen enligt uppfinningen utgörs lämpligen av små chips, vilka är belagda med ett tunt lager av platina.

Med hjälp av laser har metallskiktet skurits i Z-form till en lämplig resistivitet. Via system med kompensationsledningar spänningsmatas platina- chipsen och motståndet mäts med kompensationsledningarna med hög impedans, t betydelselöst, såsom beskrivs närmare varvid spänningsfallet i dessa blir hel -chipsens små nedan. Detta ger hög mätnoggrannhet. Genom de nämnda platina dimensioner har även ovannämnda växelverkan kunnat bringas till ett minimum.

Vanligen används ett system med tre strategiskt utplacerade sensorpunkter.

Härvid placeras sensorerna på avstånd från varandra i en utstickande slang, vilken får penetrera vävnaden nära elektroden och läget för sensorerna bestäms med hjälp av röntgen. Sensorpunkterna kan även förses med röntgenkontrast för lokaliseringen.

Vi har även studerat en ny teknik för uppmätning av värmebild.i 3- dimensionellt och icke-invasivt. I bl a hjärnan finns nämligen en blod-hjärn- barriär som bryts ned av övertemperatur. Då blod-hjärn-barriären elimineras förmår intravenöst tillförd röntgenkontrast att ladda det uppvärmda området och laddningsbilden kan under pågående hypertermibehandling studeras med modern imaging teknik, t ex med datortomografi, MR-teknik (Magnetic Resonance) eller med hjälp av positronkamera.

Sammanfattningsvis kan alltså konstateras att med anordningen enligt uppfinningen är geometrisk styrning av uppvärmningen av hjärnvävnaden möjlig genom att en bestämd strömtäthetsfördelning alstras med ett på lämpligt sätt utformat elektrodarrangemang, vilket inplaceras i tumörområdet och matas med elektrisk RF-energi på bestämt sätt. Såväl det upppvärmda områdets utsträckning som dess temperaturgradienter kan styras med olika elektrodplacering, olika elektrodutförande samt genom användning av flera elektroder. ^^~ r-r -- *--- v---.-._._-..... c-.fi- ___-___* Åsa-så *Il el? ~ ' fån-Ä, l i l T sin c-i 4 .

HH släta: 455 920 s Form och utsträckning på det uppvärmda området kan även påverkas genom utformningen och placeringen av den indifferenta elektroden. Enligt en fördel- aktig utföringsform av anordningen utgörs denna elektrod av en metallfolie, t ex en aluminiumfolie, som placeras i kontakt med patientens bål eller i kontakt med patientens huvud, alternativt kan denna elektrod utgöras av två metallfolier anbringade på båda dessa ställen.

Förutom hjärntumörer, vid vilka särskilt stor precision erfordras i behandlingen, är anordningen enligt uppfinningen även väl lämpad för behandling av tumörer i andra kroppshåligheter, såsom tarmtumörer, tumörer i urinblåsan, men även för behandling av exempelvis levertumörer och pancreas. Särskilda ut- föranden av behandlingselektroden, speciellt utformade för den aktuella till- lämpningen, är härvid möjliga. Sålunda kan man ha en behandlingselektrod i form av en metallkula eller en metallcylinder. Cylinderformad elektrod kan vara lämp- lig vid behandling av djupa kroppshåligheter, såsom utbredd cancer i ändtarmen.

Den avkända temperaturen återkopplas med fördel till energikällan med hjälp av en styrutrustning för att styra den avgivna effekten i beroende av den avkända temperaturen, så att temperaturen i behandlingsområdet hålls vid ett förutbestämt värde.

Ytterligare fördelar med anordningen enligt uppfinningen ligger i att behandlingen utförs med patienten hela tiden vid medvetande och följaktligen med möjlighet till samtal med patienten, varvid behandlingen kan avbrytas om bieffekter uppträder eller patienten känner stort obehag. Normalt är behandlingen väsentligen smärtfri för patienten. uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare i anslutning till bifogade ritningar på vilken utföringsexempel av anordningen enligt uppfinningen illustreras. Fig. 1 illustrerar schematiskt anordningen enligt uppfinningen applicerad på en patient för behandling av en hjärntumör, fig. 2 visar principschemat över ett utförande av temperaturmätningsanordningen och fig. 3 och 4 illustrerar kvalitativt den temperautfördelning man fär 1 behandlings- området vid användning av en förhållandevis stor behandlingselektrod, som matas från en DC, respektive RF-källa.

I fig. 1 visas en ledningstråd, som införts i tumörkaviteten till bildande av en behandlingselektrod 2 i form av t ex kulor i ett nätmaterial eller ett trådnystan. Kulorna kan bestå av aluminium, som förgyllts för att ge god elektrisk kontakt, och vara inneslutna i en påse eller strumpa av förhållandevis stormaskigt nätmaterial av t ex nylon. Elektroden 2 är ansluten till en RF-källa 4, vars andra pol är ansluten till en indifferent elektrod 6, i form av en aluminiumfolie 6 av förhållandevis stor utsträckning, som är anbringad mot huden på patientens ryggparti. fav-q ~r~ -~ “___ .;.^, <2 455 920 I fallet med ett trådnystan uppgår lämpligen trädens totala längd till ca 80 cm, varvid man normalt inmatar 50 - 60 cm därav i tumörkaviteten, så att denna väsentligen utfylls av nystanet.

Själva tråden som inmatas i tumörhåligheten för att bilda behandlings- elektroden 2 utgörs av en ledningstråd, t ex koppartråd. Det är även möjligt att använda en isolerad tråd, t ex en metalltråd i en tunn silikongummislang, kapacitivt kopplad till den omgivande vävnaden.

Effektfördelningen i behandlingsområdet kan ändras genom ändrad placering och utformning av den indifferenta elektroden. Sålunda är det möjligt att anbringa den på patientens huvud, såsom antyds i fig. 1 vid 8.

Den indifferenta elektroden kan även innefatta flera kontaktplattor eller -folier, placerade på olika ställen av kroppen och med varierbar resistans till jord. Härigenom kan strömfördelningen med stor precision styras på önskat sätt.

Den indifferenta elektroden kan även utgöras av en vätskeelektrod, helt enkelt genom att patienten nedsänks i ett bad av en lämplig ledande vätska.

Härvid kommer den indifferenta elektroden att anligga mot större delen av patientens kropp.

Som nämnts ovan utgörs RF-källan 4 av en generator med stor tillgänglig effekt och låg utimpedans. Sålunda bör generatorn 4 kunna avge en effekt av upp till flera hundra H då missanpassningen ibland kan bli mycket kraftig på grund l av t ex reflexioner. Typiskt utnyttjas ca 10 - 100 H vid en låg generator- spänning. Utimpedansen är av storleksordningen några ohm. Generatorns 4 frekvens får ej vara för låg, eftersom den då ger upphov till icke önskade j_ nervretningar, såsom nämnts ovan, och ej heller för hög, då man härvid får svårkontrollerbara förhållanden och stående vågor utan kontrollerad energiöverföring till tumörvävnaden. Lämpliga frekvensvärden kan vara 1 - 50 MHZ.

Temperatursensorelementet utgörs t ex av en platinatråd, som är Z-lindad på ytan av ett extremt litet chips. Detta element framställs genom förångning av en platinafolie på chipset, i vilken beläggning en Z-lindad folie utskärs med hjälp av laser, såsom beskrivits ovan.

Spänningen över platinatråden 14 matas medelst likspänning från en lik- spänningskälla 16 och spänningen över tråden l4 mäts med en A/D-omvandlare 18 med hög inimpedans, se fig. 2. För att minimera växelverkan med RF-fältet, såsom diskuterats ovan, är ett störfilter 20 kopplat mellan A/D-omvandlaren 18 och sensortrâden 14.

Med en lämplig styrutrustning kan den uppmätta temperaturen utnyttjas för direkt styrning av effektgeneratorn 4, så att denna avger en effekt, som gör att temperaturen i tumörområdet håller sig vid ett förutbestämt värde. 4A ”_” ""'””' ' i l .i --ø-,---« Q-.. -.._._..-._.._ // 455 920 10 Styrningen kan ske t ex från olika temperatursensorer, anbringande i behandlingselektroden, vilkas insignaler inmatas i en dator. Denna dator kan därvid dels övervaka att ingen punkt har för hög temperatur och även uppskatta temperaturbildens geometri enär datorn "kan" beräkna formen utifrån kända samband för "hur det brukar se ut". Datorn kan även mäta inmatad effekt (även med hänsyn till fasvinkeln mellan ström och spänning) och jämföra detta med rådande temperatur. Därav kan slutsatser bl a om cirkulationen dras. Vidare kan en adaptiv styralgoritm används som ger möjlighet att successivt förbättra regleringen.

Såsom nämnts ovan ligger en fördel hos den beskrivna tekniken i att man får förhållandevis flacka temperaturgradienter, dvs förhållandevis jämnt upp- värmning av ett större område utan hög central temperatur. Detta illustreras kvalitativt i fig. 4.

I vissa fall kan det emellertid vara önskvärt att åstadkomma större temperaturgradienter i den elektroden omgivande vävnaden. Detta kan åstadkommas genom att liknande elektrodarrangemang som de ovan beskrivna med en isolerad motståndstråd matas med likspänning. Behandlingselektroden kommer då att tjäna som en värmekälla, från vilken värme överförs till omgivande vävnad genom ledning. Härvid får man en relativt hög uppvärmning i tumörens centrala del där elektroden är placerad, medan temperaturen sjunker snabbt utanför elektroden.

I fig. 3 och 4 visas kvalitativt de olika rumsfördelningar av tempera- turen, som man uppnår vid matning av behandlingselektroden, dels med likspänning, fig. 3, och dels med en radiofrekvent växelspänning, fig. 4. Fig. 3 uppvisar således relativt hög uppvärmning i den centrala delen 22, där behand- lingselektroden är placerad, med stor temperaturgradient utanför, medan fig. 4 visar en måttlig central temperatur och mindre temperaturgradient utanför' behandlingselektroden.

I vissa fall kan det vara lämpligt att kombinera dessa två tekniker.

Anordningen enligt uppfinningen är även användbar för "efterbehandling" av en opererad tumör för behandling av tumörens ytterområden, där effektiva opera- tiva ingrepp ofta är svåra eller omöjliga. Härvid kan man välja RF- eller DC- matning eller kombinationer av dessa, beroende på vilken temperaturfördelning man önskar.

Generatorn vid anordningen enligt uppfinningen kan även utnyttjas för blodstillning vid vanliga operationer med öppen kirurgi. Härvid använder man ett handstycke med en elektrod med förhållandevis stor yta. Genom att mätningen sker vid låg utimpedans påverkar belastningen ej matningsspännningen. Då denna vidare är låg får man på detta sätt mcket välkontrollerad uppvärmning, utan gnist- bildning och lavineffekter som ger upphov till förkolning, vilka problem föreligger vid hittills kända anordningar, såsom nämnts ovan. - ----er-~ s.. - _ i . *W irl-“Uflfiiin » .M

Claims (13)

*vi v 11 P a t c n t k r a v

1. Anordning för hypertermibehandling av tumörer, inne- fattande en behandlingselektrod avsedd att anbringas i tu- möromràdet och en indifferent elektrod med betydligt större utsträckning än behandlingselektroden och avsedd att utvän- digt anligga mot patientens hud, varvid nämnda elektroder är anslutna till en RF-energikälla för överföring av RF- energi till tumöromràdet, k ä n n e t e c k n a d av att behandlingselektrodens utvändiga yta är variabel och an- passningsbar till tumöromràdets storlek samt i beroende av den från RF-källan avgivna effekten anordnad att upprätt- hålla en jämn temperatur på cirka 42,5°C inom hela tumör- området.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att behandlingselektroden utgörs av belagda metallkulor el- ler -korn, omslutna av en strumpa eller påse av ett nätma- terial.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att de belagda metallkulorna utgörs av förgyllda aluminium- kulor.

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att behandlingselektroden utgörs av en smidig ledare, avsedd att införas i en hålighet i tumöromràdet till bildande av ett nystan.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att~ledaren utgörs av en metalltràd.

6. Anordning enligt krav 5, varvid behandlingen avser hjärntumörer, k ä n n e t e c k n a d av att trädens längd uppgår till ca 80 cm, varav 50 - 60 cm bildar nystanet. frå; sk» 7 fr. __; I 12

7. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att behandlingselektroden utgörs av en metallkula.

8. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att behandlingselektroden utgörs av en metallcylinder.

9. Anordning enligt något av kraven 1 - 8, k ä n n e - t e c k n a d av att åtminstone en temperatursensor inne- fattande en temperaturkännande platinatràd, som är Z-lindad på ett chips är anordnad i tumöromrádet för temperaturöver- vakning.

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att för temperaturmätningen är en likspänningskälla anordnad att mata den temperaturkännande tråden samt en voltmeter med hög inimpedans anordnad att mäta spänningen över tråden.

11. ll. Anordning enligt krav 1 - 8, k ä n n e t e c k n a d av att temperatursensorn är utformad som en kula anbringad i strumpan eller påsen.

12. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att från metallkulan sträcker sig en silikonslang, inrymman- de tre temperatursensorer på avstånd från varandra för att bestämma temperaturfördelningen över ett område utanför ku- lan.

13. Anordning enligt något av kraven l - 12, k ä n n e - t e c k n a d av att RF-energikällans frekvens ligger i omrâdet 10 kHz - 100 MHz. 'wW-v-w-esw ~v -~_«-»~.» -.- .ær q.- _,,_ ,,,,_ _ _ _ï___f_ i I f Y Y É Ö É i s _! « reas* i.