WO2010049176A1 - Medical device for treating tumor tissue - Google Patents

Medical device for treating tumor tissue Download PDF

Info

Publication number
WO2010049176A1
WO2010049176A1 PCT/EP2009/007798 EP2009007798W WO2010049176A1 WO 2010049176 A1 WO2010049176 A1 WO 2010049176A1 EP 2009007798 W EP2009007798 W EP 2009007798W WO 2010049176 A1 WO2010049176 A1 WO 2010049176A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
medical device
surgical instrument
sonotrode
tempering
tissue
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/007798
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Axel Erich Theuer
Original Assignee
Walter, Gerhard Franz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Walter, Gerhard Franz filed Critical Walter, Gerhard Franz
Publication of WO2010049176A1 publication Critical patent/WO2010049176A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A61B17/22004Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves
    • A61B17/22012Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves in direct contact with, or very close to, the obstruction or concrement
    • A61B17/2202Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic shock waves in direct contact with, or very close to, the obstruction or concrement the ultrasound transducer being inside patient's body at the distal end of the catheter
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00Ultrasound therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00Ultrasound therapy
    • A61N7/02Localised ultrasound hyperthermia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00Ultrasound therapy
    • A61N7/02Localised ultrasound hyperthermia
    • A61N7/022Localised ultrasound hyperthermia intracavitary
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00084Temperature
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/0054Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with a closed fluid circuit, e.g. hot water
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/0059Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body with an open fluid circuit
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/007Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body characterised by electric heating
    • A61F2007/0071Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body characterised by electric heating using a resistor, e.g. near the spot to be heated
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/12Devices for heating or cooling internal body cavities
    • A61F2007/126Devices for heating or cooling internal body cavities for invasive application, e.g. for introducing into blood vessels
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F7/007Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body characterised by electric heating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00Ultrasound therapy
    • A61N2007/0039Ultrasound therapy using microbubbles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00Ultrasound therapy
    • A61N2007/0043Ultrasound therapy intra-cavitary

Definitions

  • the known device is used for removing or destroying unwanted body tissue, for example fat cells, prostate tissue or cancer cells.
  • the tip of the surgical instrument is brought with the vibration element to the tissue to be treated, so that the flexible material at the free end of the instrument is flush with the tissue to be removed.
  • a high-frequency ultrasonic vibration is generated with the frequency generator and the piezoelectric element at the tip of the catheter.
  • the high-frequency vibrations ie oscillations of at least 50 MHz, preferably 90-100 MHz, are transmitted to the tissue directly adjacent to the catheter tip.
  • the high ultrasonic frequencies cause a swing of the The catheter tip adjacent cell membranes so that they break, causing the cells arranged directly in the region of the catheter tip are destroyed.
  • the penetration depth of the high-frequency ultrasonic vibrations is less than one millimeter due to the short wavelength.
  • the high frequencies in combination with the relatively high ultrasound intensities or powers cause transmission of the vibrations beyond the tissue area arranged directly in the region of the piezoelectric element, so that in the known device damage to healthy cells can not be ruled out.
  • the surgical instrument according to US 2002/0003385 A1 thus essentially acts in accordance with an ultrasound scalpel, with which tissue in the immediate region of action of the vibration-generating component, in particular the piezoelectric element, is destroyed. Therefore, an exact positioning of the instrument is required.
  • the generated ultrasonic vibrations act equally on healthy as well as on malignant or treated tissue.
  • the invention is based on the idea to provide a medical device for the treatment of tumor tissue comprising a body-insertable surgical instrument with a biocompatible housing in which a Vibration element is arranged, which can be actuated to generate an ultrasonic vibration, in particular with a frequency generator is coupled, wherein the vibration element is associated with a transmission region which at least partially comprises a wall of the housing, which is arranged in use facing the tumor tissue to be treated, and adjusted the transmission range is to transfer in use the ultrasonic vibration in the tumor tissue to be treated, wherein the transmission area cooperates with at least one tempering device.
  • tumor cells or tumor tissue in general have a changed vibration behavior compared to healthy cells.
  • Tumor tissue and healthy tissue differ in particular in the respective resonance frequency. It has also been recognized that the difference in resonance frequencies can be significantly increased by the influence of heat. Therefore, it is proposed in the medical device according to the invention to combine the ultrasonic treatment with a heat treatment.
  • the tumor tissue to be treated is directly applied with an ultrasonic vibration.
  • a low-frequency ultrasonic vibration is used.
  • the ultrasonic frequency range of the low-frequency oscillation used can be, for example, 0.5 kHz-500 kHz, in particular 1 kHz-300 kHz, in particular 20 kHz-60 kHz.
  • the device according to the invention is operated with relatively low ultrasound intensities, wherein a mechanical destruction of the tumor tissue and in particular the initiation of natural destruction processes, for example apoptosis, are in the foreground.
  • the medical device according to the invention further comprises a transmission region, via which the ultrasound vibration is introduced to the tissue to be treated during use.
  • the transmission region refers to the region which is in use, ie when positioning the surgical device Instrument within the body, is arranged on the tissue to be treated or touches the tissue to be treated.
  • the transfer area constitutes a part of the surgical instrument which is arranged between the tissue to be treated and the oscillation element.
  • the tempering device which cooperates with the transfer region, ensures that the tissue to be treated or the tissue area which comprises the tumor tissue to be treated is heated.
  • the heating takes place deliberately in the region of the tissue to be treated, ie essentially in the region in which the ultrasonic vibration also acts.
  • the heating can be effected by direct contact with the heating device and / or by introducing certain amounts of a heated treatment medium or generally a tempered liquid into the tissue to be treated. In this way, the selectivity of the destruction effects achieved in the tumor tissue by the ultrasonic vibration is increased. Damage to the healthy tissue is avoided by the ultrasonic oscillation which is selectively matched to the resonance frequency of the tumor cells.
  • the tempering device has the function of creating a temperature gradient between the tumor tissue and the healthy tissue, which can be enhanced by cooling the healthy tissue. For example, by the targeted heating in the tissue area, which includes the tissue to be treated, ie the effective range, a temperature of at most 42 0 C, in particular at most 41 0 C, in particular at most 40 0 C set.
  • the tempering is arranged in the transmission area.
  • the combination of the transmission range with the tempering device ensures that the heat energy generated by the tempering device acts essentially in the same tissue area as the ultrasonic vibrations transmitted over the transmission range. The efficiency of the treatment is thus increased.
  • the tempering device may comprise at least one electric heating coil.
  • Electric heating coils have the advantage that the heat transfer into the tissue to be treated is easy and easy to control. Furthermore, electrical Schuspiralen a relatively small size and are suitable for installation in small surgical, especially microsurgical, instruments.
  • the tempering device may comprise at least one tubular conduit in which a tempering fluid is guided.
  • a tempering fluid or a temperature-controlled liquid has the advantage that the tissue to be treated can not only be heated, but if necessary can also be cooled.
  • the tempering fluid it is possible with the tempering fluid to keep the temperature in the tissue area to be treated substantially constant. In this way, temperature fluctuations in the treatment area can be compensated, which can be caused by the ultrasonic treatment.
  • the tubular conduit may form a closed fluid circuit. This ensures that the tempering fluid does not interact with the tissue to be treated or generally the body. Furthermore, in the case of the closed fluid circuit, a relatively small amount of the tempering fluid is required.
  • the tubular conduit may have at least one opening, so that the tempering fluid or treatment medium can be introduced into the tumor tissue to be treated.
  • the tempering fluid or treatment medium can be introduced into the tumor tissue to be treated.
  • For a particularly targeted temperature of the tumor tissue to be treated is possible.
  • the direct contact of the tempering fluid or treatment medium with the tumor tissue to be treated enables a particularly efficient transfer of heat.
  • tempering fluids or treatment media are, for example, medicinal water, isotonic saline solution (NaCl 0.9%) or glucose solution, without being limited to these media.
  • the use of such a biocompatible tempering fluid or treatment medium has the further advantage that the liquid content in the tumor cells is increased by the supply of the tempering fluid to the tumor tissue to be treated, whereby the selectivity in the ultrasound treatment is further increased. Due to the increased liquid content, in particular water content, therefore, in addition to or as an alternative to the temperature difference between tumor cells and healthy tissue, the selective treatment of the tumor tissue is improved and damage to the healthy tissue is avoided.
  • the vibration element comprises at least one piezoelectric element.
  • the piezoelectric element allows a compact design and good controllability of the therapeutically effective ultrasonic vibration.
  • the vibration element in particular the annular piezoelectric element, is arranged coaxially to a longitudinal axis of the surgical element.
  • the surgical instrument in particular the housing, can comprise at least one upper shell and at least one lower shell, which can be connected or connected to one another in an articulated or fixed manner.
  • the two- or multi-part design allows for simplified handling of the surgical instrument.
  • a surgical instrument for example, for the treatment of Tumor cells are used in blood vessels, the instrument can be positioned by the two- or multi-part structure simply surrounding the blood vessel.
  • the parts or partial shells can be loosely positioned relative to each other or connectable to each other.
  • the tubular surgical instrument it is possible to treat tumor cells on organs or, in general, on treatment sites which are tubular or cylindrical in shape.
  • the treatment is therefore not limited to blood vessels, but includes, for example, the esophagus, the bronchi or intestinal sections.
  • the tempering device can be arranged in the outer wall of the surgical instrument. Thus, a heating of the tissue area is achieved, which is acted upon by the ultrasonic vibration. The selectivity between healthy cells and tumor cells is thereby increased.
  • the sonotrode has a Sonotrodenfuß in which the vibration element is arranged and a sonotrode tip, in which the transmission region is arranged.
  • the arrangement of the vibration element in the Sonotrodenfuß is advantageous because the Sonotrodenfuß is preferably arranged outside the body during the treatment. This avoids that the vibrating element, which is subjected to an electrical voltage, leads to injuries within the body in case of malfunction. Rather, it is achieved by the kathhenoidale form of the sonotrode that the ultrasonic vibrations generated in Sonotrodenfuß are conducted into the sonotrode tip. The ultrasonic vibrations propagating in the axial direction of the sonotrode are thereby amplified, ie the amplitude of the ultrasonic vibration is increased.
  • the amplification factor depends on the shape and length of the sonotrode.
  • the ultrasonic vibration generated in the sonotrode is thus guided to the tip of the sonotrode within the sonotrode and exits the surgical instrument in the area of the sonotrode tip.
  • the treatment thus takes place in the tissue area which is arranged substantially directly on the sonotrode tip.
  • the tempering device is preferably arranged in the sonotrode tip.
  • the sonotrode may comprise a temperature and / or Beschieun Trentssensor disposed in the sonotrode tip.
  • the temperature and / or acceleration sensor are connected to a controller, which is further coupled to the tempering device and the vibration element or the frequency generator, so that the treatment parameters with respect to the ultrasonic frequency, the ultrasound intensity, the pulse duration and the tissue temperature in dependence of the measured values of the temperature - And / or acceleration sensor are controllable.
  • the temperature sensor measures the tissue temperature in the treatment area, so that the temperature generated in the treatment area controllable, especially in conjunction with an automatic control is adjustable.
  • FIG. 4 shows a cross section through a surgical instrument according to a further preferred embodiment
  • FIG. 6a, 6b a detail view of the surgical instrument according to FIG. 5.
  • the housing 11 comprises two half-shells, which are each channel-shaped, ie have a semicircular cross-section.
  • the two half-shells are hinged together. Other compounds, in particular loose or solid compounds are possible.
  • the hinged connection includes a hinge 14 that extends in the axial direction along the surgical instrument 10.
  • the hinge 14 can also be arranged at an axial end of the half-shells or the surgical instrument 10 in an alternative embodiment.
  • a clamping device 15 is also provided for connecting the two half-shells.
  • the tensioning device 15 may comprise, for example, a screw or snap connection. Other types of connection, which allow a distortion of the two housing shells together, are conceivable.
  • the housing ü preferably forms a sleeve which has a material which blocks or at least reduces a propagation of ultrasonic waves.
  • the vibrating element 12 comprises two semi-annular segments which in use are assembled so as to form a complete ring.
  • the vibration elements preferably comprise piezo elements.
  • the connecting surfaces of the two vibration elements 12 are preferably arranged at an angle with respect to the axis of rotation of the instrument, in particular perpendicular to the connecting surfaces of the housing 11.
  • temperature control channels 16 are provided which form a tempering device and extend substantially in the axial direction of the surgical instrument 10.
  • the tempering device or the tempering channels 16 can also be arranged in an inner wall IIb or generally in a transfer area 13. Through the tempering channels 16, a tempering fluid, in particular a tempered liquid, be performed.
  • the transmission region 13 is arranged on a radially inwardly facing side of the vibration elements 12, the transmission region 13 is arranged.
  • the transfer area 13 forms part of the housing 11, i. the transfer region 13 comprises a wall of the housing 11, which in use faces the tissue to be treated.
  • the transfer region 13 comprises a biocompatible material that allows transmission of the ultrasonic vibrations from the vibratory elements 12 into the tissue to be treated.
  • the surgical instrument 10 comprises a housing 11 with an outer wall IIa and an inner wall IIb. Between the outer wall IIa and the inner wall IIb, a vibration element 12 is arranged.
  • the housing 11 and the vibration element 12 are each tubular or have a circular cross-section.
  • the outer wall iia biases the transmission region 13, so that the ultrasonic vibrations generated by the vibration element 12 can propagate radially outward.
  • the outer wall IIa further comprises a tempering or tempering 16, in which heating spirals are arranged.
  • a tempering fluid in particular a heated fluid, can be passed through the temperature control channels 16.
  • the inner wall IIb additionally comprises tempering channels 16.
  • the tempering device allows tempering, i. heating and / or cooling the tissue to be treated.
  • the housing 11 completely surrounds the vibration element 12, ie the outer wall IIa is connected at the axial ends of the surgical instrument 10 by a side wall 11c.
  • the side wall 11c may be associated with both the outer wall IIa, and the inner wall IIb, ie either have the same material as the outer wall IIa or the inner wall IIb. Other materials are also possible.
  • the side wall 11c may allow propagation of the ultrasonic vibrations or limit the propagation of the ultrasonic vibrations. It is possible that the side wall 11c, as shown in Fig. 2b, is formed hemispherical. The hemispherical termination reduces the risk of injury when using the surgical instrument. Other, in particular the risk of injury minimizing forms of the side wall iic are possible.
  • the acceleration sensor 18 allows a measurement of the ultrasonic amplitudes that act on the tissue to be treated.
  • the acceleration sensor 18 is formed like a film and connected to the outer wall IIa of the housing 11, in particular glued.
  • the acceleration sensor 18 can also be arranged within the outer wall IIa.
  • the surgical instrument 10 has a temperature sensor
  • the temperature sensor 19 which measures the temperature in the tissue to be treated.
  • the temperature sensor 19 is also preferably connected to the outer wall IIa. It is possible that a plurality of acceleration sensors 18 and temperature sensors 19 are provided.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the surgical instrument 10, the structure essentially corresponding to the surgical instrument 10 according to FIG. 2 a.
  • the surgical instrument 10 according to FIG. 3 comprises a plurality of vibration elements 12, which are of annular design.
  • the housing 11 is substantially flexible, so that the ring-shaped vibration elements 12, which are arranged spaced apart in the axial direction, can be arranged at an angle to each other, so that the surgical instrument 10 assumes a curved shape.
  • the surgical instrument 10 has Thus, increased flexibility and is suitable for positioning in body cavities, which have a curvature.
  • the spaced-apart arrangement of a plurality of vibration elements 12 between them allows radial openings, which allow the supply of a tempering fluid or a specifically heated treatment medium, optionally with one or more active ingredients over the entire length of the device.
  • the tensioning device 15, in particular the dowel 15 a allows a firm connection of the two hemispherical housing shells, in particular with the vibration elements 12, so that an effective or efficient transmission of the ultrasonic vibrations of the vibration elements 12 via the housing 11, in particular the transmission area 13, by the Housing 11 is formed, is achieved in the tissue to be treated.
  • the housing 11 preferably comprises half shells made of titanium or stainless steel.
  • the device according to FIGS. 2 a, 2 b, 3 and 4 are preferably used for treating tumor tissue in body cavities, in particular in the intestine. there the ultrasonic propagation takes place in the radial direction to the outside. It is also possible that by suitable choice of material of the inner wall IIb or outer wall IIa in the cylindrical surgical instruments 10 according to Figures 2a, 2b and 3, the sound propagation takes place radially inwards, so that the cylindrical device can also be used for the treatment of blood metastases.
  • the surgical instrument can be used as an interponate in a vessel, for example a blood vessel 40. This can be done, for example, by separating the blood vessel 40 to be treated and sewn the surgical instrument 10 between the open vessel ends by conventional vascular surgical technique.
  • the direction of the ultrasonic propagation can be influenced by the fact that at least one wall of the housing 11 is relatively rigid and another wall is flexible.
  • the cylindrical embodiments according to FIGS. 2 a, 2 b and 3 can furthermore have radially outwardly directed openings (not shown) or bushings, so that the active substances from the active substance line 17 can be introduced radially outwards into the tissue to be treated.
  • the radially outwardly directed openings can also be connected to the tubular conduits or tempering channels 16 so that the tempering fluid or the heated treatment medium can be introduced into the tissue to be treated.
  • the tempering fluid may comprise active ingredients.
  • An appropriate treatment method includes, for example, the following steps without limiting the invention thereto:
  • the surgical instrument 10 coupled to a colonoscope or generally to a suitable delivery device is inserted into the intestine or other cavity. Once the surgical instrument 10 is positioned at the treatment site, the colonoscope or endoscope is released and removed.
  • the connection between the colonoscope and the surgical instrument 10 may comprise, for example, a screw connection or clamping connection, ie in general a positive or frictional connection. A magnetic coupling is also possible. Other types of connections are not excluded.
  • the power supply of the surgical instrument 10 via cables 57 which are guided out of the body to the outside. Since only the surgical instrument 10 remains within the body, the therapy can be performed patient-friendly and continuously. Preferably, the therapy is carried out at regular time intervals, so that the number of endoscopic interventions is reduced by the coupling of the surgical instrument 10 with a colonoscope or general endoscope, since the surgical instrument 10 remains between the treatment intervals in the body.
  • the surgical instrument 10 for the treatment of other hollow vessels of the body, for example the esophagus, the urethra, the stomach, the pancreas or blood vessels, wherein the coupling with corresponding supply devices, such as endoscopes or catheters, is to be used accordingly.
  • the sonotrode 50 has a sonotrode tip 51, a sonotrode neck 52 and a sonotrode 53.
  • the sonotrode 50 in particular the sonotrode tip 51 and the sonotrode neck 52, is of rotationally symmetrical design, in particular cathenoidal or paraboloid-like. Other geometric shapes are possible, for example, the sonotrode neck 52 may have an oval cross section instead of a circular cross section.
  • the sonotrode tip 51 may also be concave-shaped, ie comprise a curvature curved in the direction of the sonotrode base 53, so that the ultrasonic vibrations can be focused.
  • the sonotrode 53 includes a counterweight 54 and a stereotactic triaxial control (not shown).
  • Sonotrodenfuß 53 also vibration elements 12, in particular piezores are arranged.
  • the size of the piezor rings is essentially dependent on the ultrasonic frequency to be generated.
  • the vibrating element 12 is electrically coupled to an amplifier 21 which is connected to the frequency generator 21 and amplifies the ultrasonic signal generated therein.
  • the medical device further comprises a computer 22, an amplitude controller 23 and a temperature controller 24.
  • the temperature controller 24 is connected to the tempering device or the temperature control channels 16, in particular electrical heating coils (not shown) in the sonotrode tip 51.
  • the sonotrode tip 51, in particular an acceleration sensor 18 arranged therein, is connected to the amplitude control 23.
  • the amplitude controller 23 is further connected to the frequency generator 20 and the computer 22. With the amplitude control 23, the ultrasonic amplitudes acting in the region of the sonotrode tip 51 are measured and evaluated by the computer 22. Based on the measured values, the ultrasonic frequency generated in the frequency generator 20 is controlled.
  • the sonotrode tip 51 is constructed in several parts, in particular in two parts.
  • the sonotrode tip 51 comprises an end piece 51 a, which delimits the axial, free end of the sonotrode 50.
  • Tempering channels 16, in particular heating spirals, are arranged in the end piece 51a.
  • the heating coils and the temperature control channels 16 together form the tempering device.
  • the sonotrode 50 has a supply channel 55 which extends from the end piece 51a of the sonotrode tip 51 to the sonotrode 53, in particular to the vibration element 12.
  • a cable 57 is arranged, which forms the electrical connection between the heating coil 16 and the temperature control 24.
  • the cable 57 may also be provided a heating line when the temperature control or the Temperierkanäle
  • the supply channel 55 may further comprise an active substance line 17, which has a connection possibility or a feed in the area of the sonotrode base 53, so that via the active substance line
  • a tempering fluid or a specifically heated treatment medium optionally with active ingredients, in particular sonosensitizers or microbubbles, can be introduced into the tissue to be treated.
  • active ingredients in particular sonosensitizers or microbubbles
  • the sonotrode tip 51 in particular the end piece 51a, has openings which are connected to the active substance line 17.
  • the sonotrode 50 is used for example for the treatment of tumor cells in the brain.
  • the narrow, cathenoidal shape of the sonotrode 50 allows a relatively simple and low-risk treatment of brain tumors or metastases.
  • the sonotrode is not limited to treatment in the brain, but is also suitable for the treatment of tumor cells in other body organs, in particular in the pancreas, the breast, the ureter or the coronary vessels.
  • sonosensitizers or microbubbles are introduced into the tissue.
  • the Sonosensitizer can be selected tumor specific.

Abstract

The invention relates to a medical device for treating tumor tissue, comprising a surgical instrument (16) that can be inserted into a body and has a housing (11) in which an oscillating element (12) is arranged, which can be actuated so as to generate an ultrasound oscillation, and in particular can be coupled to a frequency generator (20). A transmission region (13) is associated with the oscillating element (11), said region comprising at least in some areas a wall (11a, 11b, 11c) of the housing (11) that faces the tumor tissue to be treated during use. The transmission region (13) is designed such that during use the ultrasound oscillations are transmitted into the tumor tissue to be treated. The invention is characterized in that the transmission region (13) interacts with at least one temperature control device.

Description

Medizinische Vorrichtung zur Behandlung von Tumorgewebe Medical device for the treatment of tumor tissue
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung zur Behandlung von Tumorgewebe gemäß dem Patentanspruch 1. Eine derartige medizinische Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 2002/0003385 Al bekannt.The invention relates to a medical device for the treatment of tumor tissue according to claim 1. Such a medical device is known for example from US 2002/0003385 Al.
Die eingangs genannte US 2002/0003385 Ai offenbart eine medizinische Vorrichtung zur selektiven Zerstörung und Entfernung von Gewebe mit ultrahochfrequentem Ultraschall. Die bekannte Vorrichtung umfasst ein in den Körper einführbares chirurgisches Instrument mit einem rohrförmigen Gehäuse, wobei das chirurgische Instrument die Spitze eines Katheters bilden kann. Im Bereich des freien Endes des chirurgischen Instruments bzw. des Gehäuses ist ein Piezoelement zur Erzeugung der Ultraschallschwingungen angeordnet. Das Piezoelement ist am freien Ende des Gehäuses mit einem elastischen Material abgedeckt. Die bekannte Vorrichtung umfasst ferner einen extrakorporal angeordneten Frequenzgenerator, der durch Kabel mit dem Piezoelement verbunden ist und die Schwingungssignale zur Erzeugung der Ultraschallschwingung an das Piezoelement elektrisch überträgt.The aforementioned US 2002/0003385 Ai discloses a medical device for the selective destruction and removal of tissue with ultra-high-frequency ultrasound. The known device comprises a surgical instrument insertable into the body with a tubular housing, wherein the surgical instrument can form the tip of a catheter. In the region of the free end of the surgical instrument or the housing, a piezoelectric element for generating the ultrasonic vibrations is arranged. The piezo element is covered at the free end of the housing with an elastic material. The known device further comprises an extracorporeally arranged frequency generator, which is connected by cables to the piezoelectric element and electrically transmits the vibration signals for generating the ultrasonic vibration to the piezoelectric element.
Die bekannte Vorrichtung wird zum Entfernen bzw. Zerstören von unerwünschtem Körpergewebe, beispielsweise Fettzellen, Prostatagewebe oder Krebszellen eingesetzt. Dazu wird die Spitze des chirurgischen Instruments mit dem Schwingungselement an das zu behandelnde Gewebe gebracht, so dass das flexible Material am freien Ende des Instruments bündig am zu entfernenden Gewebe anliegt. Im Gebrauch der bekannten Vorrichtung wird mit dem Frequenzgenerator und dem Piezoelement an der Spitze des Katheters eine hochfrequente Ultraschallschwingung erzeugt. Die hochfrequenten Schwingungen, d.h. Schwingungen mit wenigstens 50 MHz, vorzugsweise 90 - 100 MHz, werden auf das direkt an der Katheterspitze anliegende Gewebe übertragen. Die hohen Ultraschallfrequenzen bewirken ein Schwingen der an der Katheterspitze anliegenden Zellmembranen, so dass diese reißen, wodurch die unmittelbar im Bereich der Katheterspitze angeordneten Zellen zerstört werden. Die Eindringtiefe der hochfrequenten Ultraschallschwingungen beträgt aufgrund der kurzen Wellenlänge weniger als einen Millimeter. Um ausreichend hohe Schwingungsamplituden in den Zellmembranen zu erreichen, so dass die Zellmembranen aufplatzen, ist bei der bekannten Vorrichtung vorgesehen, eine Ultraschallintensität von wenigstens 100 mW/cm2 bereitzustellen.The known device is used for removing or destroying unwanted body tissue, for example fat cells, prostate tissue or cancer cells. For this purpose, the tip of the surgical instrument is brought with the vibration element to the tissue to be treated, so that the flexible material at the free end of the instrument is flush with the tissue to be removed. In use of the known device, a high-frequency ultrasonic vibration is generated with the frequency generator and the piezoelectric element at the tip of the catheter. The high-frequency vibrations, ie oscillations of at least 50 MHz, preferably 90-100 MHz, are transmitted to the tissue directly adjacent to the catheter tip. The high ultrasonic frequencies cause a swing of the The catheter tip adjacent cell membranes so that they break, causing the cells arranged directly in the region of the catheter tip are destroyed. The penetration depth of the high-frequency ultrasonic vibrations is less than one millimeter due to the short wavelength. In order to achieve sufficiently high oscillation amplitudes in the cell membranes so that the cell membranes burst open, it is provided in the known device to provide an ultrasound intensity of at least 100 mW / cm 2 .
Die hohen Frequenzen in Kombination mit den relativ hohen Ultraschallintensitäten bzw. -leistungen bewirken eine Übertragung der Schwingungen über das unmittelbar im Bereich des Piezoelements angeordnete Gewebeareal hinaus, so dass bei der bekannten Vorrichtung eine Schädigung von gesunden Zellen nicht ausgeschlossen werden kann. Insbesondere besteht bei der bekannten Vorrichtung das Risiko, dass gesundes, umliegendes Gewebe aufgrund der hohen Ultraschallfrequenzen durch Erhitzung thermisch geschädigt wird. Das chirurgische Instrument gemäß der US 2002/0003385 Al wirkt also im Wesentlichen entsprechend einem Ultraschallskalpell, womit Gewebe im unmittelbaren Wirkungsbereich des Schwingungserzeugenden Bauteils, insbesondere des Piezoelements, zerstört wird. Daher ist eine exakte Positionierung des Instruments erforderlich. Bei einer Abweichung von der Position des zu behandelnden Gewebes besteht die Gefahr, gesundes Gewebe zu schädigen, da die erzeugten Ultraschallschwingungen gleichermaßen auf gesundes wie auf malignes bzw. zu behandelndes Gewebe wirken.The high frequencies in combination with the relatively high ultrasound intensities or powers cause transmission of the vibrations beyond the tissue area arranged directly in the region of the piezoelectric element, so that in the known device damage to healthy cells can not be ruled out. In particular, there is the risk in the known device that healthy, surrounding tissue is thermally damaged due to the high ultrasonic frequencies due to heating. The surgical instrument according to US 2002/0003385 A1 thus essentially acts in accordance with an ultrasound scalpel, with which tissue in the immediate region of action of the vibration-generating component, in particular the piezoelectric element, is destroyed. Therefore, an exact positioning of the instrument is required. In the event of a deviation from the position of the tissue to be treated, there is a risk of damaging healthy tissue, since the generated ultrasonic vibrations act equally on healthy as well as on malignant or treated tissue.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine medizinische Vorrichtung zur Behandlung von Tumorgewebe anzugeben, die eine sichere und einfache Handhabung ermöglicht und mit der eine Schädigung von gesundem Gewebe vermieden wird.The invention is therefore based on the object to provide a medical device for the treatment of tumor tissue, which allows safe and easy handling and with the damage to healthy tissue is avoided.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention the object is achieved by the subject matter of patent claim 1.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine medizinische Vorrichtung zur Behandlung von Tumorgewebe umfassend ein in einen Körper einführbares chirurgisches Instrument mit einem biokompatiblen Gehäuse anzugeben, in dem ein Schwingungselement angeordnet ist, das zur Erzeugung einer Ultraschallschwingung betätigbar, insbesondere mit einem Frequenzgenerator koppelbar ist, wobei dem Schwingungselement ein Übertragungsbereich zugeordnet ist, der zumindest teilweise eine Wandung des Gehäuses umfasst, die im Gebrauch den zu behandelnden Tumorgewebe zugewandt angeordnet ist, und der Übertragungsbereich angepasst ist, im Gebrauch die Ultraschallschwingung in das zu behandelnde Tumorgewebe zu übertragen, wobei der Übertragungsbereich mit wenigstens einer Temperiereinrichtung zusammenwirkt.The invention is based on the idea to provide a medical device for the treatment of tumor tissue comprising a body-insertable surgical instrument with a biocompatible housing in which a Vibration element is arranged, which can be actuated to generate an ultrasonic vibration, in particular with a frequency generator is coupled, wherein the vibration element is associated with a transmission region which at least partially comprises a wall of the housing, which is arranged in use facing the tumor tissue to be treated, and adjusted the transmission range is to transfer in use the ultrasonic vibration in the tumor tissue to be treated, wherein the transmission area cooperates with at least one tempering device.
Es hat sich gezeigt, dass Tumorzellen bzw. allgemein Tumorgewebe gegenüber gesunden Zellen ein verändertes Schwingungsverhalten aufweisen. Tumorgewebe und gesundes Gewebe unterscheidet sich insbesondere in der jeweiligen Resonanzfrequenz. Es wurde ferner erkannt, dass der Unterschied der Resonanzfrequenzen durch den Einfluss von Wärme signifikant erhöht werden kann. Daher wird bei der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung vorgeschlagen, die Ultraschallbehandlung mit einer Wärmebehandlung zu kombinieren.It has been shown that tumor cells or tumor tissue in general have a changed vibration behavior compared to healthy cells. Tumor tissue and healthy tissue differ in particular in the respective resonance frequency. It has also been recognized that the difference in resonance frequencies can be significantly increased by the influence of heat. Therefore, it is proposed in the medical device according to the invention to combine the ultrasonic treatment with a heat treatment.
Durch das chirurgische Instrument mit dem Schwingungselement wird das zu behandelnde Tumorgewebe direkt mit einer Ultraschallschwingung beaufschlagt. Vorzugsweise kommt eine niederfrequente Ultraschallschwingung zum Einsatz. Der Ultraschallfrequenzbereich der eingesetzten niederfrequenten Schwingung kann beispielsweise 0,5 KHz - 500 KHz, insbesondere 1 KHz - 300 KHz, insbesondere 20 KHz - 60 KHz, betragen.By the surgical instrument with the vibration element, the tumor tissue to be treated is directly applied with an ultrasonic vibration. Preferably, a low-frequency ultrasonic vibration is used. The ultrasonic frequency range of the low-frequency oscillation used can be, for example, 0.5 kHz-500 kHz, in particular 1 kHz-300 kHz, in particular 20 kHz-60 kHz.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird mit relativ niedrigen Ultraschallintensitäten betrieben, wobei eine mechanische Zerstörung des Tumorgewebes sowie insbesondere die Einleitung natürlicher Zerstörungsprozesse, beispielsweise Apoptose, im Vordergrund stehen.The device according to the invention is operated with relatively low ultrasound intensities, wherein a mechanical destruction of the tumor tissue and in particular the initiation of natural destruction processes, for example apoptosis, are in the foreground.
Die erfindungsgemäße medizinische Vorrichtung weist ferner einen Übertragungsbereich auf, über den im Gebrauch die Ultraschallschwingung an das zu behandelnde Gewebe eingeleitet wird. Der Übertragungsbereich bezeichnet im Rahmen der Erfindung den Bereich, der im Gebrauch, d.h. bei Positionierung des chirurgischen Instruments innerhalb des Körpers, am zu behandelnden Gewebe angeordnet ist bzw. das zu behandelnde Gewebe berührt. Insbesondere stellt der Übertragungsbereich einen Teil des chirurgischen Instruments dar, der zwischen dem zu behandelnden Gewebe und dem Schwingungselement angeordnet ist.The medical device according to the invention further comprises a transmission region, via which the ultrasound vibration is introduced to the tissue to be treated during use. In the context of the invention, the transmission region refers to the region which is in use, ie when positioning the surgical device Instrument within the body, is arranged on the tissue to be treated or touches the tissue to be treated. In particular, the transfer area constitutes a part of the surgical instrument which is arranged between the tissue to be treated and the oscillation element.
Durch die Temperiereinrichtung, die mit dem Übertragungsbereich zusammenwirkt, wird erreicht, dass das zu behandelnde Gewebe bzw. das Gewebeareal, das das zu behandelnde Tumorgewebe umfasst, erwärmt wird. Die Erwärmung erfolgt gezielt im Bereich des zu behandelnden Gewebes, d.h. im Wesentlichen in dem Bereich, in dem auch die Ultraschallschwingung wirkt. Die Erwärmung kann durch unmittelbaren Kontakt mit der Heizeinrichtung und/oder durch das Einleiten bestimmter Mengen eines erwärmten Behandlungsmediums bzw. allgemein einer temperierten Flüssigkeit in das zu behandelnde Gewebe bewirkt werden. Auf diese Weise wird die Selektivität der durch die Ultraschallschwingung erreichten Zerstörungseffekte im Tumorgewebe erhöht. Eine Schädigung des gesunden Gewebes wird durch die selektiv auf die Resonanzfrequenz der Tumorzellen abgestimmte Ultraschallschwingung vermieden. Die Temperiereinrichtung hat die Funktion, ein Temperaturgefälle zwischen dem Tumorgewebe und dem gesunden Gewebe zu erzeugen, das durch eine Kühlung des gesunden Gewebes verstärkt werden kann. Beispielsweise wird durch die gezielte Erwärmung in dem Gewebeareal, das das zu behandelnde Gewebe umfasst, d.h. dem Wirkbereich, eine Temperatur von höchstens 42 0C, insbesondere höchstens 41 0C, insbesondere höchstens 40 0C, eingestellt.The tempering device, which cooperates with the transfer region, ensures that the tissue to be treated or the tissue area which comprises the tumor tissue to be treated is heated. The heating takes place deliberately in the region of the tissue to be treated, ie essentially in the region in which the ultrasonic vibration also acts. The heating can be effected by direct contact with the heating device and / or by introducing certain amounts of a heated treatment medium or generally a tempered liquid into the tissue to be treated. In this way, the selectivity of the destruction effects achieved in the tumor tissue by the ultrasonic vibration is increased. Damage to the healthy tissue is avoided by the ultrasonic oscillation which is selectively matched to the resonance frequency of the tumor cells. The tempering device has the function of creating a temperature gradient between the tumor tissue and the healthy tissue, which can be enhanced by cooling the healthy tissue. For example, by the targeted heating in the tissue area, which includes the tissue to be treated, ie the effective range, a temperature of at most 42 0 C, in particular at most 41 0 C, in particular at most 40 0 C set.
Vorzugsweise ist die Temperiereinrichtung im Übertragungsbereich angeordnet. Durch die Kombination des Übertragungsbereichs mit der Temperiereinrichtung wird erreicht, dass die von der Temperiereinrichtung erzeugte Wärmeenergie im Wesentlichen in dem selben Gewebeareal wirkt wie die über den Übertragungsbereich übertragenen Ultraschallschwingungen. Die Effizienz der Behandlung wird somit gesteigert.Preferably, the tempering is arranged in the transmission area. The combination of the transmission range with the tempering device ensures that the heat energy generated by the tempering device acts essentially in the same tissue area as the ultrasonic vibrations transmitted over the transmission range. The efficiency of the treatment is thus increased.
Die Temperiereinrichtung kann wenigstens eine elektrische Heizspirale umfassen. Elektrische Heizspiralen haben den Vorteil, dass die Wärmeübertragung in das zu behandelnde Gewebe einfach und gut steuerbar ist. Ferner weisen elektrische Heizspiralen eine relativ geringe Baugröße auf und eignen sich zum Einbau in kleine chirurgische, insbesondere mikrochirurgische, Instrumente.The tempering device may comprise at least one electric heating coil. Electric heating coils have the advantage that the heat transfer into the tissue to be treated is easy and easy to control. Furthermore, electrical Heizspiralen a relatively small size and are suitable for installation in small surgical, especially microsurgical, instruments.
Alternativ oder zusätzlich kann die Temperiereinrichtung wenigstens eine rohrförmige Leitung umfassen, in der ein Temperierfluid geführt ist. Die Verwendung eines Temperierfluids bzw. einer temperierten Flüssigkeit hat den Vorteil, dass das zu behandelnde Gewebe nicht nur erwärmt, sondern bedarfsweise auch gekühlt werden kann. Insbesondere ist es mit dem Temperierfluid möglich, die Temperatur im zu behandelnden Gewebeareal im Wesentlichen konstant zu halten. Auf diese Weise werden Temperaturschwankungen im Behandlungsgebiet kompensiert, die durch die Ultraschallbehandlung hervorgerufen werden können.Alternatively or additionally, the tempering device may comprise at least one tubular conduit in which a tempering fluid is guided. The use of a tempering fluid or a temperature-controlled liquid has the advantage that the tissue to be treated can not only be heated, but if necessary can also be cooled. In particular, it is possible with the tempering fluid to keep the temperature in the tissue area to be treated substantially constant. In this way, temperature fluctuations in the treatment area can be compensated, which can be caused by the ultrasonic treatment.
Die rohrförmige Leitung kann einen geschlossenen Fluidkreislauf bilden. Damit wird gewährleistet, dass das Temperierfluid nicht mit dem zu behandelnden Gewebe bzw. allgemein dem Körper wechselwirkt. Bei dem geschlossenen Fluidkreislauf ist ferner eine relativ geringe Menge des Temperierfluids erforderlich.The tubular conduit may form a closed fluid circuit. This ensures that the tempering fluid does not interact with the tissue to be treated or generally the body. Furthermore, in the case of the closed fluid circuit, a relatively small amount of the tempering fluid is required.
Alternativ kann die rohrförmige Leitung wenigstens eine Öffnung aufweisen, so dass das Temperierfluid bzw. Behandlungsmedium in das zu behandelnde Tumorgewebe einleitbar ist. Damit ist eine besonders gezielte Temperierung des zu behandelnden Tumorgewebes möglich. Durch den direkten Kontakt des Temperierfluids bzw. Behandlungsmediums mit dem zu behandelnden Tumorgewebe wird eine besonders effiziente Wärmeübertragung ermöglicht. UltraschallinduzierteAlternatively, the tubular conduit may have at least one opening, so that the tempering fluid or treatment medium can be introduced into the tumor tissue to be treated. For a particularly targeted temperature of the tumor tissue to be treated is possible. The direct contact of the tempering fluid or treatment medium with the tumor tissue to be treated enables a particularly efficient transfer of heat. ultrasound induced
Temperaturschwankungen, beispielsweise Kavitationseffekte, werden auf diese Weise besonders wirksam gepuffert bzw. kompensiert, da das Temperierfluid bzw. das Behandlungsmedium die durch die Ultraschallbehandlung erzeugte zusätzliche Wärmeenergie, beispielsweise die Kavitationswärme, vom Behandlungsort abführt. Geeignete Temperierfluide bzw. Behandlungsmedien sind beispielsweise medizinisches Wasser, isotonische Kochsalzlösung (NaCI 0,9%) oder Glukoselösung, ohne auf diese Medien beschränkt zu sein. Die Verwendung eines derartigen, biokompatiblen Temperierfluids bzw. Behandlungsmediums hat den weiteren Vorteil, dass durch die Zufuhr des Temperierfluids zum zu behandelnden Tumorgewebe der Flüssigkeitsgehalt in den Tumorzellen erhöht wird, wodurch die Selektivität bei der Ultraschallbehandlung weiter gesteigert wird. Durch den erhöhten Flüssigkeitsgehalt, insbesondere Wassergehalt, wird also zusätzlich oder alternativ zur Temperaturdifferenz zwischen Tumorzellen und gesundem Gewebe die selektive Behandlung des Tumorgewebes verbessert und eine Schädigung des gesunden Gewebes vermieden.Temperature fluctuations, such as cavitation effects, are particularly effectively buffered or compensated in this way, since the tempering fluid or the treatment medium dissipates the heat generated by the ultrasonic treatment additional heat energy, for example, the Kavitationswärme from the treatment. Suitable tempering fluids or treatment media are, for example, medicinal water, isotonic saline solution (NaCl 0.9%) or glucose solution, without being limited to these media. The use of such a biocompatible tempering fluid or treatment medium has the further advantage that the liquid content in the tumor cells is increased by the supply of the tempering fluid to the tumor tissue to be treated, whereby the selectivity in the ultrasound treatment is further increased. Due to the increased liquid content, in particular water content, therefore, in addition to or as an alternative to the temperature difference between tumor cells and healthy tissue, the selective treatment of the tumor tissue is improved and damage to the healthy tissue is avoided.
Es ist möglich, dass die Heizeinrichtung sowohl eine elektrische Heizspirale, als auch eine rohrförmige Leitung zur Führung eines Temperierfluids aufweist. Die Kombination einer elektrischen Heizspirale mit einer rohrförmigen Leitung, insbesondere einer rohrförmigen Leitung, die eine Öffnung zur Einleitung des Temperierfluids in das Tumorgewebe aufweist, ermöglicht einerseits, das zu behandelnde Tumorgewebe zu Beginn der Behandlung mit Hilfe der Heizspirale zu erwärmen. Andererseits wird durch das Temperierfluid im weiteren Verlauf der Behandlung ermöglicht, dass während der Behandlung eine im Wesentlichen konstante Temperatur im Behandlungsareal gehalten wird.It is possible that the heating device has both an electric heating coil, as well as a tubular conduit for guiding a tempering fluid. The combination of an electric heating coil with a tubular conduit, in particular a tubular conduit having an opening for introducing the tempering fluid into the tumor tissue, on the one hand enables the tumor tissue to be treated to be heated at the beginning of the treatment by means of the heating coil. On the other hand, it is made possible by the tempering fluid in the further course of the treatment that during treatment a substantially constant temperature is maintained in the treatment area.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung umfasst das Schwingungselement wenigstens ein Piezoelement. Das Piezoelement erlaubt eine kompakte Bauweise und eine gute Steuerbarkeit der therapeutisch wirksamen Ultraschallschwingung.In a preferred embodiment of the medical device according to the invention, the vibration element comprises at least one piezoelectric element. The piezoelectric element allows a compact design and good controllability of the therapeutically effective ultrasonic vibration.
Das Piezoelement kann ringförmig oder halbringförmig ausgebildet sein. Neben der kompakten Bauweise wird mit dem ringförmigen bzw. halbringförmigen Piezoelement erreicht, dass sich die erzeugte Ultraschallschwingung gezielt unter einem bestimmten Raumwinkel ausbreitet.The piezoelectric element may be annular or semi-annular. In addition to the compact design is achieved with the annular or semi-annular piezoelectric element, that the generated ultrasonic vibration propagates selectively under a certain solid angle.
Vorzugsweise ist das Schwingungselement, insbesondere das ringförmige Piezoelement, koaxial zu einer Längsachse des chirurgischen Elements angeordnet.Preferably, the vibration element, in particular the annular piezoelectric element, is arranged coaxially to a longitudinal axis of the surgical element.
Das chirurgische Instrument, insbesondere das Gehäuse, kann wenigstens eine Oberschale und wenigstens eine Unterschale umfassen, die gelenkig oder fest miteinander verbindbar oder verbunden sind. Der zwei- oder mehrteilige Aufbau ermöglicht eine vereinfachte Handhabung des chirurgischen Instruments. Ein derartiges chirurgisches Instrument kann beispielsweise zur Behandlung von Tumorzellen in Blutgefäßen eingesetzt werden, wobei das Instrument durch den zwei- oder mehrteiligen Aufbau einfach das Blutgefäß umschließend positioniert werden kann. Die Teile bzw. Teilschalen können lose zueinander positioniert werden oder miteinander verbindbar sein.The surgical instrument, in particular the housing, can comprise at least one upper shell and at least one lower shell, which can be connected or connected to one another in an articulated or fixed manner. The two- or multi-part design allows for simplified handling of the surgical instrument. Such a surgical instrument, for example, for the treatment of Tumor cells are used in blood vessels, the instrument can be positioned by the two- or multi-part structure simply surrounding the blood vessel. The parts or partial shells can be loosely positioned relative to each other or connectable to each other.
Die Oberschale und die Unterschale können durch eine Spanneinrichtung gegeneinander spannbar sein. Auf diese Weise wird ein besonders guter Kontakt zwischen der Oberschale und der Unterschale hergestellt, so dass sich die von dem innerhalb der Oberschale und/oder der Unterschale angeordneten Schwingungselement erzeugte Ultraschallschwingung im Wesentlichen verlustfrei über die Oberschale und die Unterschale ausbreiten kann.The upper shell and the lower shell can be tensioned against each other by a clamping device. In this way, a particularly good contact between the upper shell and the lower shell is produced, so that the ultrasonic vibration generated by the vibration element disposed within the upper shell and / or the lower shell can propagate substantially lossless over the upper shell and the lower shell.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das chirurgische Instrument, insbesondere das Gehäuse, manschettenartig oder rohrförmig ausgebildet, wobei der Übertragungsbereich angeordnet ist derart, dass im Gebrauch die Ultraschallschwingung radial nach innen übertragbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, gezielt Tumorgewebe bzw. Tumorzellen in Körperregionen zu behandeln, die von dem chirurgischen Instrument ringförmig umschlossen werden können. Beispielsweise ist mit dem manschettenartigen chirurgischen Instrument, insbesondere in Verbindung mit einer gelenkigen Verbindung der Oberschale mit der Unterschale bzw. allgemein dem zwei- oder mehrteiligen Aufbau des chirurgischen Instruments, eine Behandlung von Tumorzellen bzw. Metastasen möglich, die in Blutgefäßen auftreten. Dazu kann das chirurgische Instrument das Blutgefäß umschließen, wobei die Ultraschallschwingung radial nach innen in das Blutgefäß bzw. die Blutbahn übertragen wird. Generell ist mit dem rohrförmigen chirurgischen Instrument eine Behandlung von Tumorzellen an Organen bzw. allgemein an Behandlungsorten möglich, die schlauchartig bzw. zylinderförmig ausgebildet sind. Die Behandlung ist also nicht auf Blutgefäße beschränkt, sondern umfasst beispielsweise auch die Speiseröhre, die Bronchien oder Darmabschnitte.In a preferred embodiment, the surgical instrument, in particular the housing, is cuff-shaped or tubular, wherein the transmission region is arranged such that, in use, the ultrasonic vibration is transferable radially inwardly. In this way, it is possible to specifically treat tumor tissue or tumor cells in body regions that can be enclosed in a ring shape by the surgical instrument. For example, with the sleeve-like surgical instrument, in particular in conjunction with an articulated connection of the upper shell to the lower shell or generally the two- or multi-part structure of the surgical instrument, a treatment of tumor cells or metastases occur that occur in blood vessels. For this purpose, the surgical instrument can enclose the blood vessel, wherein the ultrasound oscillation is transmitted radially inward into the blood vessel or the bloodstream. In general, with the tubular surgical instrument, it is possible to treat tumor cells on organs or, in general, on treatment sites which are tubular or cylindrical in shape. The treatment is therefore not limited to blood vessels, but includes, for example, the esophagus, the bronchi or intestinal sections.
Vorzugsweise ist die Temperiereinrichtung in einer Wandung des chirurgischen Instruments angeordnet. Bevorzugt ist eine Anordnung der Temperiereinrichtung derart, dass die Abgabe der erforderlichen Wärmemengen in radialer Richtung erfolgt. Für eine radial nach innen gerichtete Wärmeabgabe ist die Temperiereinrichtung vorzugsweise in einer radial inneren Wandung angeordnet. Für eine radial nach außen gerichtete Wärmeabgabe ist eine Anordnung der Temperiereinrichtung in einer radial äußeren Wandung vorteilhaft. Auf diese Weise kann bei der Behandlung von schlauchartigen Körperarealen gezielt Wärme in die zu behandelnden Gewebeareale eingebracht werden.Preferably, the tempering device is arranged in a wall of the surgical instrument. An arrangement of the tempering device is preferably such that the delivery of the required amounts of heat takes place in the radial direction. For a radially inward heat dissipation, the tempering device is preferably arranged in a radially inner wall. For a radially outwardly directed heat output, an arrangement of the tempering device in a radially outer wall is advantageous. In this way, in the treatment of tubular body areas targeted heat can be introduced into the tissue areas to be treated.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das chirurgische Instrument kugelförmig ausgebildet, wobei der Übertragungsbereich eine Außenwandung des kugelförmigen, chirurgischen Instruments umfasst. Das chirurgische Instrument kann auch zylinderförmig ausgebildet sein und wenigstens einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Abschluss aufweisen. Die beschriebenen Formen ermöglichen eine effiziente Behandlung von Tumorgewebe in Körperhohlräumen, wobei erreicht wird, dass das chirurgische Instrument einfach und mit geringem Verletzungsrisiko in den Körperhohlraum eingebracht werden kann. Der Übertragungsbereich umfasst die Außenwandung des chirurgischen Instruments, so dass sich die erzeugte Ultraschallschwingung im Wesentlichen in alle Raumrichtungen oder zumindest über einen großen Raumwinkel ausbreitet. Auf diese Weise wird eine gleichzeitige Behandlung eines relativ großen Gewebeareals ermöglicht, so dass die Behandlungszeit reduziert ist.In a further preferred embodiment, the surgical instrument is spherical, wherein the transmission region comprises an outer wall of the spherical surgical instrument. The surgical instrument may also be cylindrical and have at least one substantially semicircular termination. The described forms enable efficient treatment of tumor tissue in body cavities, thereby achieving that the surgical instrument can be easily and with minimal risk of injury introduced into the body cavity. The transmission region comprises the outer wall of the surgical instrument, so that the generated ultrasonic vibration propagates substantially in all spatial directions or at least over a large solid angle. In this way, a simultaneous treatment of a relatively large tissue area is made possible, so that the treatment time is reduced.
Die Temperiereinrichtung kann in der Außenwandung des chirurgischen Instruments angeordnet sein. Damit wird eine Erwärmung des Gewebeareals erreicht, das mit der Ultraschallschwingung beaufschlagt wird. Die Selektivität zwischen gesunden Zellen und Tumorzellen wird dadurch erhöht.The tempering device can be arranged in the outer wall of the surgical instrument. Thus, a heating of the tissue area is achieved, which is acted upon by the ultrasonic vibration. The selectivity between healthy cells and tumor cells is thereby increased.
Die Spanneinrichtung zum Spannen der Oberschale gegen die Unterschale bzw. allgemein der zu verbindenden Teile des chirurgischen Instruments kann eine Schraubverbindung, insbesondere eine Passschraubverbindung, umfassen. Für die Schraubverbindung können beispielsweise Klemmschrauben verwendet werden.The tensioning device for tensioning the upper shell against the lower shell or generally the parts of the surgical instrument to be connected may comprise a screw connection, in particular a fitting screw connection. For example, clamping screws can be used for the screw connection.
Vorzugsweise ist das Schwingungselement, insbesondere das schwingungserzeugende Piezoelement, koaxial zur Schraubverbindung angeordnet und umschließt die Schraubverbindung ringförmig. Das Schwingungselement bzw. Piezoelement ist also zwischen der Oberschale und der Unterschale angeordnet und vorteilhaft durch die Schraubverbindung mit der Oberschale und der Unterschale verspannt, so dass die erzeugte Ultraschallschwingung im Wesentlichen verlustfrei in die Oberschale und die Unterschale übertragen wird.Preferably, the vibration element, in particular the vibration-generating piezoelectric element, is arranged coaxially to the screw connection and surrounds the Screw connection annular. The vibration element or piezoelectric element is thus arranged between the upper shell and the lower shell and advantageously braced by the screw connection with the upper shell and the lower shell, so that the generated ultrasonic vibration is transmitted substantially lossless in the upper shell and the lower shell.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung umfasst das chirurgische Instrument eine Sonotrode oder Hohlsonotrode. Die Sonotrode kann im Wesentlichen eine kathenoidale Form aufweisen. Die kathenoidale Form ermöglicht eine verbesserte Übertragung der Ultraschallschwingung in das zu behandelnde Gewebe. Mit der relativ schmalen, kathenoidalen Form wird außerdem erreicht, dass das chirurgische Instrument zur Behandlung einen relativ kleinen Einfuhrkanal in den Körper benötigt. Daher eignet sich die Sonotrode für minimalinvasive chirurgische Zugänge.In a further preferred embodiment of the medical device according to the invention, the surgical instrument comprises a sonotrode or hollow sonotrode. The sonotrode may have a substantially cathenoidal shape. The catenary shape allows for improved transmission of the ultrasonic vibration into the tissue to be treated. With the relatively narrow, cathenoidal shape is also achieved that the surgical instrument for treatment requires a relatively small import channel into the body. Therefore, the sonotrode is suitable for minimally invasive surgical approaches.
Vorzugsweise weist die Sonotrode einen Sonotrodenfuß auf, in dem das Schwingungselement angeordnet ist und eine Sonotrodenspitze, in der der Übertragungsbereich angeordnet ist. Die Anordnung des Schwingungselements in dem Sonotrodenfuß ist vorteilhaft, da der Sonotrodenfuß bei der Behandlung vorzugsweise außerhalb des Körpers angeordnet ist. Damit wird vermieden, dass das Schwingungselement, das mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird, bei einer Fehlfunktion zu Verletzungen innerhalb des Körpers führt. Vielmehr wird durch die kathenoidale Form der Sonotrode erreicht, dass die im Sonotrodenfuß erzeugten Ultraschallschwingungen in die Sonotrodenspitze geleitet werden. Die sich in axialer Richtung der Sonotrode ausbreitenden Ultraschallschwingungen werden dabei verstärkt, d.h. die Amplitude der Ultraschallschwingung wird erhöht. Der Verstärkungsfaktor ist von der Form und der Länge der Sonotrode abhängig. In der Sonotrodenspitze ist der Übertragungsbereich angeordnet. Die im Sonotrodenfuß erzeugte Ultraschallschwingung wird also bis zur Sonotrodenspitze innerhalb der Sonotrode geführt und tritt im Bereich der Sonotrodenspitze aus dem chirurgischen Instrument aus. Die Behandlung erfolgt demnach in dem Gewebeareal, das im Wesentlichen direkt an der Sonotrodenspitze angeordnet ist. Vorzugsweise ist in der Sonotrodenspitze die Temperiereinrichtung angeordnet. Damit wird die erfindungsgemäße Temperaturerhöhung im Behandlungsbereich, d.h. in dem Bereich, in dem auch die Ultraschallschwingung wirkt, erreicht.Preferably, the sonotrode has a Sonotrodenfuß in which the vibration element is arranged and a sonotrode tip, in which the transmission region is arranged. The arrangement of the vibration element in the Sonotrodenfuß is advantageous because the Sonotrodenfuß is preferably arranged outside the body during the treatment. This avoids that the vibrating element, which is subjected to an electrical voltage, leads to injuries within the body in case of malfunction. Rather, it is achieved by the kathhenoidale form of the sonotrode that the ultrasonic vibrations generated in Sonotrodenfuß are conducted into the sonotrode tip. The ultrasonic vibrations propagating in the axial direction of the sonotrode are thereby amplified, ie the amplitude of the ultrasonic vibration is increased. The amplification factor depends on the shape and length of the sonotrode. In the sonotrode tip of the transmission area is arranged. The ultrasonic vibration generated in the sonotrode is thus guided to the tip of the sonotrode within the sonotrode and exits the surgical instrument in the area of the sonotrode tip. The treatment thus takes place in the tissue area which is arranged substantially directly on the sonotrode tip. The tempering device is preferably arranged in the sonotrode tip. Thus, the temperature increase according to the invention in the treatment area, ie in the area in which the ultrasonic vibration acts reached.
Die Sonotrodenspitze kann paraboloidförmig, halbkugelförmig oder konvexförmig ausgebildet sein derart, dass die Ultraschallschwingung fokussierbar ist. Die über die Sonotrode verstärkte Ultraschallschwingung kann auf diese Weise gezielt in einzelnen Gewebearealen eingesetzt werden, so dass besonders kleine Bereiche mit Tumorgewebe therapierbar sind. Die Fokussierbarkeit ermöglicht eine besonders gezielte Behandlung von Tumorzellen.The sonotrode tip may be paraboloidal, hemispherical, or convex such that the ultrasonic vibration is focusable. The ultrasound vibration amplified via the sonotrode can thus be used selectively in individual tissue areas, so that particularly small areas can be treated with tumor tissue. The focusability allows a particularly targeted treatment of tumor cells.
Ferner kann die Sonotrode einen Temperatur- und/oder Beschieunigungssensor umfassen, der in der Sonotrodenspitze angeordnet ist. Vorzugsweise sind der Temperatur- und/oder Beschleunigungssensor mit einer Steuerung verbunden, die ferner mit der Temperiereinrichtung und dem Schwingungselement oder dem Frequenzgenerator gekoppelt ist, so dass die Behandlungsparameter hinsichtlich der Ultraschallfrequenz, der Ultraschallintensität, der Pulsdauer und der Gewebetemperatur in Abhängigkeit der Messwerte des Temperatur- und/oder Beschleunigungssensors steuerbar sind. Dabei misst der Temperatursensor die Gewebetemperatur im Behandlungsareal, so dass die im Behandlungsareal erzeugte Temperatur kontrollierbar, insbesondere in Verbindung mit einer automatischen Steuerung einstellbar ist. Die Messwerte des Beschleunigungssensors dienen zur Kontrolle der tatsächlich im Bereich der Sonotrodenspitze erzeugten Ultraschallamplituden und der entlang der Sonotrode bewirkten Amplitudenverstärkung sowie zur Einstellung des Frequenzgenerators, so dass die Amplituden der auf das Gewebe wirkenden Ultraschallschwingung an die medizinische Anwendung angepasst werden können. Die Anpassung kann im Zusammenhang mit einer Steuerung automatisch erfolgen.Furthermore, the sonotrode may comprise a temperature and / or Beschieunigungssensor disposed in the sonotrode tip. Preferably, the temperature and / or acceleration sensor are connected to a controller, which is further coupled to the tempering device and the vibration element or the frequency generator, so that the treatment parameters with respect to the ultrasonic frequency, the ultrasound intensity, the pulse duration and the tissue temperature in dependence of the measured values of the temperature - And / or acceleration sensor are controllable. In this case, the temperature sensor measures the tissue temperature in the treatment area, so that the temperature generated in the treatment area controllable, especially in conjunction with an automatic control is adjustable. The measured values of the acceleration sensor serve to control the ultrasonic amplitudes actually generated in the region of the sonotrode tip and the amplitude amplification effected along the sonotrode and to set the frequency generator, so that the amplitudes of the ultrasonic vibration acting on the tissue can be adapted to the medical application. The adaptation can take place automatically in connection with a control.
Die Sonotrodenspitze kann eine Zufuhröffnung für das Temperierfluid, insbesondere ein gezielt erwärmtes Behandlungsmedium, und/oder für Wirkstoffe, insbesondere Sonosensitizer oder Microbubbles aufweisen. Durch die Zufuhröffnung in der Sonotrodenspitze ist es möglich, die Wirkstoffe direkt und gleichzeitig mit der Behandlung in das zu behandelnde Gewebe einzubringen. Die Zufuhröffnung kann mit der Temperiereinrichtung, insbesondere einer Leitung für das Temperierfluid verbunden sein. Die Zufuhröffnung kann auch einer separaten Zuleitung für ein Temperierfluid oder Wirkstoffe, beispielsweise einem getrennten Versorgungskanal, zugeordnet sein.The sonotrode tip can have a supply opening for the tempering fluid, in particular a specifically heated treatment medium, and / or for active ingredients, in particular sonosensitizers or microbubbles. Through the supply opening in the sonotrode tip, it is possible, the active ingredients directly and simultaneously with the To bring treatment in the tissue to be treated. The supply opening may be connected to the tempering device, in particular a line for the tempering fluid. The feed opening can also be assigned to a separate feed line for a tempering fluid or active substances, for example a separate supply channel.
Vorzugsweise ist die Zufuhröffnung durch eine Wirkstoffleitung mit einer im Sonotrodenfuß angeordneten Zufuhreinrichtung verbunden. Eine derartige Zufuhreinrichtung kann ein handelsüblicher Luer-Konnektor sein. Dadurch können die Wirkstoffe wie bei anderen medizinisch üblichen Verfahren mit Hilfe einer Spritze einfach in das zu behandelnde Gewebe eingebracht werden.Preferably, the feed opening is connected by an active ingredient line with a arranged in Sonotrodenfuß supply device. Such a feeder may be a commercially available luer connector. As a result, the active substances, as in other medically customary methods, can easily be introduced into the tissue to be treated with the aid of a syringe.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigenThe invention is explained in more detail below on the basis of embodiments with reference to the accompanying schematic drawings. Show in it
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines chirurgischen Instruments gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung;1 is a perspective view of a surgical instrument according to a preferred embodiment of the medical device according to the invention;
Fig. 2a, 2b, 3 jeweils einen Längsschnitt durch ein chirurgisches Instrument gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel;2a, 2b, 3 each show a longitudinal section through a surgical instrument according to a further preferred embodiment;
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein chirurgisches Instrument gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel;4 shows a cross section through a surgical instrument according to a further preferred embodiment;
Fig. 5 eine erfindungsgemäße medizinische Vorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem Längsschnitt durch das chirurgische Instrument; und5 shows a medical device according to the invention according to a preferred embodiment with a longitudinal section through the surgical instrument; and
Fig. 6a, 6b eine Detailansicht des chirurgischen Instruments gemäß Fig. 5.6a, 6b a detail view of the surgical instrument according to FIG. 5.
Fig. 1 zeigt ein chirurgisches Instrument 10 einer medizinischen Vorrichtung zur Behandlung von Tumorgewebe, mit einem rohrförmigen Gehäuse 11. Das Gehäuse 11 umfasst zwei Halbschalen, die jeweils rinnenförmig ausgebildet sind, d.h. einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. Die beiden Halbschalen sind gelenkig miteinander verbunden. Andere Verbindungen, insbesondere lose oder feste Verbindungen sind möglich. Die gelenkige Verbindung umfasst ein Gelenkband bzw. Scharnier 14, das sich in axialer Richtung entlang des chirurgischen Instruments 10 erstreckt. Das Scharnier 14 kann bei einem alternativen Ausführungsbeispiel auch an einem axialen Ende der Halbschalen bzw. des chirurgischen Instruments 10 angeordnet sein. Gegenüber dem Gelenk 14 ist zur Verbindung der beiden Halbschalen ferner eine Spanneinrichtung 15 vorgesehen. Die Spanneinrichtung 15 kann beispielsweise eine Schraubverbindung oder Schnappverbindung umfassen. Andere Verbindungsarten, die ein Verspannen der beiden Gehäuseschalen miteinander ermöglichen, sind denkbar. Das Gehäuse ü bildet vorzugsweise eine Manschette, die ein Material aufweist, das eine Ausbreitung von Ultraschallwellen blockiert bzw. wenigstens reduziert.1 shows a surgical instrument 10 of a medical device for treating tumor tissue, with a tubular housing 11. The housing 11 comprises two half-shells, which are each channel-shaped, ie have a semicircular cross-section. The two half-shells are hinged together. Other compounds, in particular loose or solid compounds are possible. The hinged connection includes a hinge 14 that extends in the axial direction along the surgical instrument 10. The hinge 14 can also be arranged at an axial end of the half-shells or the surgical instrument 10 in an alternative embodiment. Opposite the joint 14, a clamping device 15 is also provided for connecting the two half-shells. The tensioning device 15 may comprise, for example, a screw or snap connection. Other types of connection, which allow a distortion of the two housing shells together, are conceivable. The housing ü preferably forms a sleeve which has a material which blocks or at least reduces a propagation of ultrasonic waves.
Innerhalb des zylinderförmigen Gehäuses ist wenigstens ein Schwingungselement 12 angeordnet. Das Schwingungselement 12 umfasst zwei halbringförmige Segmente, die im Gebrauch zusammengesetzt sind, so dass sie einen vollständigen Ring bilden. Die Schwingungselemente umfassen vorzugsweise Piezoelemente. Die Verbindungsflächen der beiden Schwingungselemente 12 sind vorzugsweise in einem Winkel bezüglich der Rotationsachse des Instruments, insbesondere senkrecht, zu den Verbindungsflächen des Gehäuses 11 angeordnet. Ferner sind Temperierkanäle 16 vorgesehen, die eine Temperiereinrichtung bilden und sich im Wesentlichen in axialer Richtung des chirurgischen Instruments 10 erstrecken. Die Temperiereinrichtung bzw. die Temperierkanäle 16 können auch in einer Innenwandung IIb bzw. allgemein in einem Übertragungsbereich 13 angeordnet sein. Durch die Temperierkanäle 16 kann ein Temperierfluid, insbesondere eine temperierte Flüssigkeit, geführt sein. Alternativ oder zusätzlich zu den Temperierkanälen 16 kann ferner wenigstens eine Heizspirale vorgesehen sein, die durch eine angelegte Stromspannung eine Heizfunktion wahrnimmt. Die Temperiereinrichtung kann auch Heizmatten bzw. eine elektrische Heizschicht, beispielsweise eine elektrische Widerstandsheizung, umfassen. Die Heizschicht ist vorzugsweise auf einer radial äußeren oder radial inneren Zylindermantelfläche des hohlzylinderförmigen Gehäuses angeordnet, so dass eine Wärmeabgabe radial in Richtung des zu behandelnden Tumorgewebes erfolgt. Andere Heizvarianten sind nicht ausgeschlossen.Within the cylindrical housing at least one vibration element 12 is arranged. The vibrating element 12 comprises two semi-annular segments which in use are assembled so as to form a complete ring. The vibration elements preferably comprise piezo elements. The connecting surfaces of the two vibration elements 12 are preferably arranged at an angle with respect to the axis of rotation of the instrument, in particular perpendicular to the connecting surfaces of the housing 11. Furthermore, temperature control channels 16 are provided which form a tempering device and extend substantially in the axial direction of the surgical instrument 10. The tempering device or the tempering channels 16 can also be arranged in an inner wall IIb or generally in a transfer area 13. Through the tempering channels 16, a tempering fluid, in particular a tempered liquid, be performed. As an alternative or in addition to the temperature control channels 16, at least one heating coil can furthermore be provided, which performs a heating function by means of an applied voltage. The tempering device may also comprise heating mats or an electrical heating layer, for example an electrical resistance heater. The heating layer is preferably arranged on a radially outer or radially inner cylinder jacket surface of the hollow cylindrical housing, so that a Heat is released radially in the direction of the tumor tissue to be treated. Other heating variants are not excluded.
Auf einer radial nach innen gewandten Seite der Schwingungselemente 12 ist der Übertragungsbereich 13 angeordnet. Der Übertragungsbereich 13 bildet einen Teil des Gehäuses 11, d.h. der Übertragungsbereich 13 umfasst eine Wandung des Gehäuses 11, die im Gebrauch dem zu behandelnden Gewebe zugewandt ist. Der Übertragungsbereich 13 umfasst ein biokompatibles Material, das eine Übertragung der Ultraschallschwingungen von den Schwingungselementen 12 in das zu behandelnde Gewebe erlaubt.On a radially inwardly facing side of the vibration elements 12, the transmission region 13 is arranged. The transfer area 13 forms part of the housing 11, i. the transfer region 13 comprises a wall of the housing 11, which in use faces the tissue to be treated. The transfer region 13 comprises a biocompatible material that allows transmission of the ultrasonic vibrations from the vibratory elements 12 into the tissue to be treated.
Die medizinische Vorrichtung bzw. das chirurgische Instrument lü gemäß Fig. 1 kommt vorzugsweise zur Behandlung von Tumorgewebe in rohrförmigen bzw. schlauchartigen Körpergefäßen, insbesondere in einem Blutgefäß 40, zum Einsatz. Dazu wird das chirurgische Instrument 10 im Rahmen eines operativen Eingriffs im Körper platziert. Bei der Behandlung von Tumorzellen, insbesondere Blutmetastasen, in Blutgefäßen 40 wird durch die gelenkige Verbindung der beiden Gehäuseschalen ermöglicht, dass die Vorrichtung ohne eine Beschädigung des Blutgefäßes 40 positioniert werden kann. Das Blutgefäß 40 wird von dem chirurgischen Instrument 10 umschlossen. Dazu ist das chirurgische Instrument 10 vorzugsweise derart dimensioniert, dass das Blutgefäß 40 bzw. die Gefäßwand an einer Innenwandung IIb des Gehäuses 11, insbesondere am Übertragungsbereich 13 anliegt. Zur Behandlung der Blutmetastasen werden die Schwingungselemente 12 in Schwingung versetzt, so dass eine Ultraschallschwingung erzeugt wird, die auf die Blutmetastasen bzw. Tumorzellen wirkt und zu einer Zerstörung bzw. zur Einleitung eines apoptotischen Prozesses in den Tumorzellen führt. Die Ultraschallausbreitung bzw. Richtung der Ultraschallausbreitung wird durch die Materialeigenschaften des Gehäuses 11 beeinflusst. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind die äußeren Halbschalen des Gehäuses 11 aus einem Material hergestellt, das eine Ausbreitung der Ultraschallschwingungen verhindert bzw. begrenzt. Der Übertragungsbereich 13 ist hingegen derart angepasst, dass die Ultraschallschwingungen von den Schwingungselementen 12 in das zu behandelnde Gewebe, insbesondere das Blutgefäß 40, übergeleitet werden. Dazu kann die Innenwandung IIb des Gehäuses 11, die den Übertragungsbereich 13 bildet, beispielsweise Titan umfassen. Eine Außenwandung IIa des Gehäuses 11 weist vorzugsweise ein biokompatibles Material auf.The medical device or the surgical instrument 1 according to FIG. 1 is preferably used for the treatment of tumor tissue in tubular or tubular body vessels, in particular in a blood vessel 40. For this purpose, the surgical instrument 10 is placed in the body during a surgical procedure. In the treatment of tumor cells, in particular blood metastases, in blood vessels 40, the articulated connection of the two housing shells allows the device to be positioned without damaging the blood vessel 40. The blood vessel 40 is enclosed by the surgical instrument 10. For this purpose, the surgical instrument 10 is preferably dimensioned such that the blood vessel 40 or the vessel wall rests against an inner wall IIb of the housing 11, in particular on the transfer region 13. For the treatment of the blood metastases, the vibration elements 12 are vibrated, so that an ultrasonic vibration is generated which acts on the blood metastases or tumor cells and leads to destruction or initiation of an apoptotic process in the tumor cells. The ultrasonic propagation or direction of the ultrasonic propagation is influenced by the material properties of the housing 11. In the embodiment of FIG. 1, the outer half shells of the housing 11 are made of a material which prevents or limits a propagation of the ultrasonic vibrations. By contrast, the transmission region 13 is adapted such that the ultrasonic vibrations are transmitted from the vibration elements 12 into the tissue to be treated, in particular the blood vessel 40. For this purpose, the inner wall IIb of the housing 11, the Transmission area 13 forms, for example, titanium include. An outer wall IIa of the housing 11 preferably comprises a biocompatible material.
Es ist möglich, dass die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mehr als zwei Schwingungselemente 12 bzw. mehr als zwei Segmente der Schwingungselemente 12 umfasst. Ebenso ist es möglich, dass das Gehäuse 10 mehr als zwei Gehäuseschalen aufweist.It is possible that the device according to FIG. 1 comprises more than two vibration elements 12 or more than two segments of the vibration elements 12. It is also possible that the housing 10 has more than two housing shells.
Das chirurgische Instrument 10 gemäß Fig. 2a umfasst ein Gehäuse 11 mit einer Außenwandung IIa und einer Innenwandung IIb. Zwischen der Außenwandung IIa und der Innenwandung IIb ist ein Schwingungselement 12 angeordnet. Das Gehäuse 11 sowie das Schwingungselement 12 sind jeweils rohrförmig ausgebildet bzw. weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Außenwandung iia biidet den Übertragungsbereich 13, so dass sich die durch das Schwingungselement 12 erzeugten Ultraschallschwingungen radial nach außen ausbreiten können. Die Außenwandung IIa umfasst ferner eine Temperiereinrichtung bzw. Temperierkanäle 16, in denen Heizspiralen angeordnet sind. Alternativ kann durch die Temperierkanäle 16 ein Temperierfluid, insbesondere eine erwärmte Flüssigkeit, geleitet werden. Es ist auch möglich, dass die Innenwandung IIb zusätzlich Temperierkanäle 16 umfasst. Die Temperiereinrichtung ermöglicht ein temperieren, d.h. ein Erwärmen und/oder Kühlen des zu behandelnden Gewebes.The surgical instrument 10 according to FIG. 2a comprises a housing 11 with an outer wall IIa and an inner wall IIb. Between the outer wall IIa and the inner wall IIb, a vibration element 12 is arranged. The housing 11 and the vibration element 12 are each tubular or have a circular cross-section. The outer wall iia biases the transmission region 13, so that the ultrasonic vibrations generated by the vibration element 12 can propagate radially outward. The outer wall IIa further comprises a tempering or tempering 16, in which heating spirals are arranged. Alternatively, a tempering fluid, in particular a heated fluid, can be passed through the temperature control channels 16. It is also possible that the inner wall IIb additionally comprises tempering channels 16. The tempering device allows tempering, i. heating and / or cooling the tissue to be treated.
Der durch das zylinderförmige chirurgische Instrument 10 gebildete Hohlraum bildet eine Wirkstoffleitung 17. Die Wirkstoffleitung 17 ist mit einer Zufuhreinrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Die Zufuhreinrichtung umfasst vorzugsweise einen Konnektor zum Anschluss einer Spritze, der im Gebrauch außerhalb des Körpers angeordnet ist. Auf diese Weise kann in zu behandelndem Gewebe bzw. in das Behandlungsgebiet ein Temperierfluid bzw. ein gezielt erwärmtes Behandlungsmedium, gegebenenfalls mit einem Wirkstoff eingeleitet werden. Derartige Wirkstoffe können beispielsweise Sonosensitizer oder Microbubbles sein. Dadurch kann die Selektivität zwischen den Tumorzellen und gesunden Zellen erhöht werden. Die Effizienz der Behandlung wird durch die Zugabe von Sonosensitizem und/oder Microbubbles gesteigert. Das Gehäuse 11 umschließt das Schwingungselement 12 vollständig, d.h. die Außenwandung IIa ist an den axialen Enden des chirurgischen Instruments 10 durch eine Seitenwandung 11c verbunden. Die Seitenwandung 11c kann sowohl der Außenwandung IIa, als auch der Innenwandung IIb zugeordnet sein, d.h. entweder dasselbe Material aufweisen, wie die Außenwandung IIa oder die Innenwandung IIb. Andere Materialien sind ebenfalls möglich. Je nach medizinischem Einsatzzweck kann also die Seitenwandung 11c eine Ausbreitung der Ultraschallschwingungen erlauben oder die Ausbreitung der Ultraschallschwingungen begrenzen. Es ist möglich, dass die Seitenwandung 11c, wie in Fig. 2b dargestellt, halbkugelförmig ausgebildet ist. Der halbkugelförmige Abschluss reduziert die Verletzungsgefahr beim Einsatz des chirurgischen Instruments. Andere, insbesondere die Verletzungsgefahr minimierende Formen der Seitenwandung iic sind mögiich.The cavity formed by the cylindrical surgical instrument 10 forms a drug line 17. The drug line 17 is connected to a supply device (not shown). The delivery device preferably comprises a connector for connecting a syringe, which in use is located outside the body. In this way, a tempering fluid or a specifically heated treatment medium, optionally with an active substance, can be introduced into the tissue to be treated or into the treatment area. Such agents may be, for example, sonosensitizers or microbubbles. Thereby, the selectivity between the tumor cells and healthy cells can be increased. The efficiency of the treatment is increased by the addition of sonosensitizers and / or microbubbles. The housing 11 completely surrounds the vibration element 12, ie the outer wall IIa is connected at the axial ends of the surgical instrument 10 by a side wall 11c. The side wall 11c may be associated with both the outer wall IIa, and the inner wall IIb, ie either have the same material as the outer wall IIa or the inner wall IIb. Other materials are also possible. Depending on the medical purpose, therefore, the side wall 11c may allow propagation of the ultrasonic vibrations or limit the propagation of the ultrasonic vibrations. It is possible that the side wall 11c, as shown in Fig. 2b, is formed hemispherical. The hemispherical termination reduces the risk of injury when using the surgical instrument. Other, in particular the risk of injury minimizing forms of the side wall iic are possible.
Das chirurgische Instrument 10 weist ferner einen Beschleunigungssensor 18 auf, der vorzugsweise im Übertragungsbereich 13 angeordnet ist. Der BeschleunigungssensorThe surgical instrument 10 also has an acceleration sensor 18, which is preferably arranged in the transmission region 13. The acceleration sensor
18 ermöglicht eine Messung der Ultraschallamplituden, die auf das zu behandelnde Gewebe wirken. Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor 18 folienartig ausgebildet und mit der Außenwandung IIa des Gehäuses 11 verbunden, insbesondere verklebt. Der Beschleunigungssensor 18 kann auch innerhalb der Außenwandung IIa angeordnet sein. Ferner weist das chirurgische Instrument 10 einen Temperatursensor18 allows a measurement of the ultrasonic amplitudes that act on the tissue to be treated. Preferably, the acceleration sensor 18 is formed like a film and connected to the outer wall IIa of the housing 11, in particular glued. The acceleration sensor 18 can also be arranged within the outer wall IIa. Furthermore, the surgical instrument 10 has a temperature sensor
19 auf, der die Temperatur in dem zu behandelnden Gewebe misst. Der Temperatursensor 19 ist ebenfalls vorzugsweise mit der Außenwandung IIa verbunden. Es ist möglich, dass mehrere Beschleunigungssensoren 18 und Temperatursensoren 19 vorgesehen sind.19, which measures the temperature in the tissue to be treated. The temperature sensor 19 is also preferably connected to the outer wall IIa. It is possible that a plurality of acceleration sensors 18 and temperature sensors 19 are provided.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des chirurgischen Instruments 10, wobei der Aufbau im Wesentlichen dem chirurgischen Instrument 10 gemäß Fig. 2a entspricht. Der Unterschied besteht darin, dass das chirurgische Instrument 10 gemäß Fig. 3 mehrere Schwingungselemente 12 umfasst, die ringförmig ausgebildet sind. Das Gehäuse 11 ist im Wesentlichen flexibel, so dass die ringförmig ausgebildeten Schwingungselemente 12, die in axialer Richtung voneinander beabstandet angeordnet sind, winklig zueinander angeordnet werden können, so dass das chirurgische Instrument 10 eine gekrümmte Form einnimmt. Das chirurgische Instrument 10 weist somit eine erhöhte Flexibilität auf und eignet sich zur Positionierung in Körperhohlräumen, die eine Krümmung aufweisen. Darüber hinaus erlaubt die zueinander beabstandete Anordnung mehrerer Schwingungselemente 12 zwischen diesen gelegene radiale Öffnungen, die die Zufuhr eines Temperierfluids bzw. eines gezielt erwärmten Behandlungsmediums, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Wirkstoffen über die gesamte Länge der Vorrichtung ermöglichen.FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the surgical instrument 10, the structure essentially corresponding to the surgical instrument 10 according to FIG. 2 a. The difference is that the surgical instrument 10 according to FIG. 3 comprises a plurality of vibration elements 12, which are of annular design. The housing 11 is substantially flexible, so that the ring-shaped vibration elements 12, which are arranged spaced apart in the axial direction, can be arranged at an angle to each other, so that the surgical instrument 10 assumes a curved shape. The surgical instrument 10 has Thus, increased flexibility and is suitable for positioning in body cavities, which have a curvature. In addition, the spaced-apart arrangement of a plurality of vibration elements 12 between them allows radial openings, which allow the supply of a tempering fluid or a specifically heated treatment medium, optionally with one or more active ingredients over the entire length of the device.
Es ist auch möglich, dass das chirurgische Instrument 10, wie in Fig. 4 gezeigt, kugelförmig ausgebildet ist. Dabei weist das Gehäuse 11 zwei Halbkugeln auf, die mit einer Spanneinrichtung 15, insbesondere einer Passschraube 15a, miteinander verbunden sind. Die Passschraube 15a ist im Wesentlichen im Zentrum des kugelförmigen chirurgischen Instruments 10 angeordnet. Die Passschraube i5a ist von zwei Schwingungselementen 12 umschlossen, die ringförmig ausgebildet sind. Eine andere Anzahl von Schwingungselementen 12 ist möglich. Das Gehäuse 11 umfasst eine Temperiereinrichtung bzw. Temperierkanäle 16, die in den Halbschalen angeordnet sind. Die Temperierkanäle 16 können in einer Halbschale oder beiden Halbschalen angeordnet sein. Das chirurgische Instrument gemäß Fig. 4 umfasst vier Temperierkanäle 16. Eine andere Anzahl von Temperierkanälen 16 ist möglich. Die Temperierkanäle 16 können ein Temperierfluid umfassen. Die Temperiereinrichtung kann auch wenigstens eine Heizspirale aufweisen. Eine Kombination der Heizspirale mit dem Temperierkanal 16 oder auch andere Mittel oder Einrichtungen zur Wärmeübertragung oder -erzeugung sind möglich.It is also possible that the surgical instrument 10, as shown in Fig. 4, is spherical. In this case, the housing 11 on two hemispheres, which are connected to a clamping device 15, in particular a dowel screw 15 a, with each other. The dowel screw 15 a is disposed substantially at the center of the spherical surgical instrument 10. The dowel screw i5a is surrounded by two vibration elements 12, which are annular. Another number of vibration elements 12 is possible. The housing 11 comprises a tempering or tempering 16, which are arranged in the half-shells. The tempering channels 16 can be arranged in a half shell or both half shells. The surgical instrument according to FIG. 4 comprises four tempering channels 16. A different number of tempering channels 16 is possible. The temperature control channels 16 may comprise a tempering fluid. The tempering device may also have at least one heating coil. A combination of the heating coil with the tempering 16 or other means or devices for heat transfer or generation are possible.
Die Spanneinrichtung 15, insbesondere die Passschraube 15a ermöglicht eine feste Verbindung der beiden halbkugelförmigen Gehäuseschalen, insbesondere mit den Schwingungselementen 12, so dass eine effektive bzw. effiziente Übertragung der Ultraschallschwingungen von den Schwingungselementen 12 über das Gehäuse 11, insbesondere den Übertragungsbereich 13, der durch das Gehäuse 11 gebildet ist, in das zu behandelnde Gewebe erreicht wird. Das Gehäuse 11 umfasst vorzugsweise Halbschalen aus Titan oder Edelstahl.The tensioning device 15, in particular the dowel 15 a allows a firm connection of the two hemispherical housing shells, in particular with the vibration elements 12, so that an effective or efficient transmission of the ultrasonic vibrations of the vibration elements 12 via the housing 11, in particular the transmission area 13, by the Housing 11 is formed, is achieved in the tissue to be treated. The housing 11 preferably comprises half shells made of titanium or stainless steel.
Die Vorrichtung gemäß den Figuren 2a, 2b, 3 und 4 werden bevorzugt zur Behandlung von Tumorgewebe in Körperhohlräumen, insbesondere im Darm, eingesetzt. Dabei erfolgt die Ultraschallausbreitung in radialer Richtung nach außen. Es ist auch möglich, dass durch geeignete Materialwahl der Innenwandung IIb bzw. Außenwandung IIa bei den zylinderförmigen chirurgischen Instrumenten 10 gemäß Figuren 2a, 2b und 3 die Schallausbreitung radial nach innen erfolgt, so dass die zylinderförmige Vorrichtung auch zur Behandlung von Blutmetastasen einsetzbar ist. Dabei kann das chirurgische Instrument als Interponat in ein Gefäß, beispielsweise ein Blutgefäß 40, eingesetzt werden. Das kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das zu behandelnde Blutgefäß 40 getrennt und das chirurgische Instrument 10 zwischen die offenen Gefäßenden mittels üblicher gefäßchirurgischer Technik eingenäht wird.The device according to FIGS. 2 a, 2 b, 3 and 4 are preferably used for treating tumor tissue in body cavities, in particular in the intestine. there the ultrasonic propagation takes place in the radial direction to the outside. It is also possible that by suitable choice of material of the inner wall IIb or outer wall IIa in the cylindrical surgical instruments 10 according to Figures 2a, 2b and 3, the sound propagation takes place radially inwards, so that the cylindrical device can also be used for the treatment of blood metastases. In this case, the surgical instrument can be used as an interponate in a vessel, for example a blood vessel 40. This can be done, for example, by separating the blood vessel 40 to be treated and sewn the surgical instrument 10 between the open vessel ends by conventional vascular surgical technique.
Grundsätzlich kann die Richtung der Ultraschallausbreitung dadurch beeinflusst werden, dass wenigstens eine Wandung des Gehäuses 11 relativ starr und eine weitere Wandung flexibel ausgebildet ist.In principle, the direction of the ultrasonic propagation can be influenced by the fact that at least one wall of the housing 11 is relatively rigid and another wall is flexible.
Der Übertragungsbereich 13 umfasst vorzugsweise ein Material mit einer hohen Schallausbreitungsgeschwindigkeit, beispielsweise Titan oder Edelstahl.The transfer region 13 preferably comprises a material with a high sound propagation speed, for example titanium or stainless steel.
Die zylinderförmigen Ausführungsformen gemäß den Figuren 2a, 2b und 3 können ferner radial nach außen gerichtete Öffnungen (nicht dargestellt) bzw. Durchführungen aufweisen, so dass die Wirkstoffe aus der Wirkstoffleitung 17 radial nach außen in das zu behandelnden Gewebe eingeleitet werden können. Die radial nach außen gerichteten Öffnungen können auch mit den rohrförmigen Leitungen bzw. Temperierkanälen 16 verbunden sein, so dass das Temperierfluid bzw. das erwärmte Behandlungsmedium in das zu behandelnde Gewebe eingeleitet werden kann. Das Temperierfluid kann Wirkstoffe umfassen.The cylindrical embodiments according to FIGS. 2 a, 2 b and 3 can furthermore have radially outwardly directed openings (not shown) or bushings, so that the active substances from the active substance line 17 can be introduced radially outwards into the tissue to be treated. The radially outwardly directed openings can also be connected to the tubular conduits or tempering channels 16 so that the tempering fluid or the heated treatment medium can be introduced into the tissue to be treated. The tempering fluid may comprise active ingredients.
Das chirurgische Instrument 10 zur Behandlung von Tumorgewebe im Darm kann mit einem Koloskop bzw. allgemein Endoskop koppelbar sein, so dass das chirurgische Instrument 10 einfach an den Behandlungsort gebracht werden kann.The surgical instrument 10 for the treatment of tumor tissue in the intestine can be coupled to a colonoscope or general endoscope, so that the surgical instrument 10 can be easily brought to the treatment site.
Ein entsprechendes Behandlungsverfahren umfasst beispielsweise die folgenden Schritte, ohne die Erfindung darauf einzuschränken: Das mit einem Koloskop oder allgemein mit einer geeigneten Zufuhreinrichtung gekoppelte chirurgische Instrument 10 wird in den Darm oder anderen Hohlraum eingeführt. Sobald das chirurgische Instrument 10 am Behandlungsort positioniert ist, wird das Koloskop bzw. Endoskop gelöst und entfernt. Die Verbindung zwischen dem Koloskop und dem chirurgischen Instrument 10 kann beispielsweise eine Schraubverbindung oder Klemmverbindung, d.h. allgemein eine formschlüssige oder reibschlüssige Verbindung umfassen. Eine magnetische Kopplung ist ebenfalls möglich. Andere Verbindungsarten sind nicht ausgeschlossen. Die Stromversorgung des chirurgischen Instruments 10 erfolgt über Kabel 57, die aus dem Körper nach außen geführt werden. Da nur das chirurgische Instrument 10 innerhalb des Körpers verbleibt, kann die Therapie patientenschonend und kontinuierlich durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgt die Therapie in regelmäßigen Zeitintervallen, so dass durch die Koppelbarkeit des chirurgischen Instruments 10 mit einem Koloskop bzw. allgemein Endoskop die Anzahl der endoskopischen Eingriffe reduziert wird, da das chirurgische Instrument 10 zwischen den Behandlungsintervallen im Körper verbleibt.An appropriate treatment method includes, for example, the following steps without limiting the invention thereto: The surgical instrument 10 coupled to a colonoscope or generally to a suitable delivery device is inserted into the intestine or other cavity. Once the surgical instrument 10 is positioned at the treatment site, the colonoscope or endoscope is released and removed. The connection between the colonoscope and the surgical instrument 10 may comprise, for example, a screw connection or clamping connection, ie in general a positive or frictional connection. A magnetic coupling is also possible. Other types of connections are not excluded. The power supply of the surgical instrument 10 via cables 57, which are guided out of the body to the outside. Since only the surgical instrument 10 remains within the body, the therapy can be performed patient-friendly and continuously. Preferably, the therapy is carried out at regular time intervals, so that the number of endoscopic interventions is reduced by the coupling of the surgical instrument 10 with a colonoscope or general endoscope, since the surgical instrument 10 remains between the treatment intervals in the body.
Es ist ferner denkbar, das chirurgische Instrument 10 zur Behandlung anderer Hohlgefäße des Körpers, beispielsweise der Speiseröhre, der Harnröhre, des Magens, der Bauchspeicheldrüse oder von Blutgefäßen, einzusetzen, wobei die Kopplung mit entsprechenden Zufuhreinrichtungen, wie Endoskope oder Katheter, entsprechend anzuwenden ist.It is also conceivable to use the surgical instrument 10 for the treatment of other hollow vessels of the body, for example the esophagus, the urethra, the stomach, the pancreas or blood vessels, wherein the coupling with corresponding supply devices, such as endoscopes or catheters, is to be used accordingly.
Um die Ultraschallschwingungen bei der Behandlung in das Gewebe einzukoppeln, ist es im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, zwischen der Darmwand und dem chirurgischen Instrument 10 eine Flüssigkeits-, insbesondere Wasserschicht, bereitzustellen. Vorteilhafterweise wird dazu der Darm zumindest im Bereich des Behandlungsortes mit Wasser bzw. dem Behandlungsmedium, insbesondere dem Temperierfluid, gespült. Das Wasser weist vorzugsweise Körpertemperatur, d.h. 37 - 380C, auf. Durch die Temperiereinrichtung 30 wird in dem zu behandelnden Gewebe lokal, d.h. im Wirkbereich der Ultraschallschwingung, eine Temperatur von 40 - 42°C erzeugt. Bei diesen Temperaturen wird die Selektivität zwischen Tumorzellen und gesunden Zellen erhöht, ohne dass eine Beschädigung des gesunden Gewebes erfolgt. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung zeigt Fig. 5. Darin ist ein chirurgisches Instrument 10 gezeigt, das eine Sonotrode 50 umfasst. Die Sonotrode 50 weist eine Sonotrodenspitze 51, einen Sonotrodenhals 52 und einen Sonotrodenfuß 53 auf. Die Sonotrode 50, insbesondere die Sonotrodenspitze 51 und der Sonotrodenhals 52, ist rotationssymmetrisch ausgebildet, insbesondere kathenoidal bzw. paraboloidartig geformt. Andere geometrische Formen sind möglich, beispielsweise kann der Sonotrodenhals 52 anstelle eines kreisförmigen Querschnitts einen ovalen Querschnitt aufweisen. Die Sonotrodenspitze 51 kann auch konkav geformt sein, d.h. eine in Richtung des Sonotrodenfußes 53 gekrümmte Wölbung umfassen, so dass die Ultraschallschwingungen fokussierbar sind. Der Sonotrodenfuß 53 umfasst ein Gegengewicht 54 sowie eine stereotaktische Dreiachssteuerung (nicht dargesteiit). Im Sonotrodenfuß 53 sind ferner Schwingungselemente 12, insbesondere Piezoringe, angeordnet. Die Größe der Piezoringe ist im Wesentlichen von der zu erzeugenden Ultraschallfrequenz abhängig. Das Schwingungselement 12 ist elektrisch mit einem Verstärker 21 gekoppelt, der mit dem Frequenzgenerator 21 verbunden ist und das darin erzeugte Ultraschallsignal verstärkt. Die medizinische Vorrichtung umfasst ferner einen Rechner 22, eine Amplitudensteuerung 23 und eine Temperatursteuerung 24. Die Temperatursteuerung 24 ist mit der Temperiereinrichtung bzw. den Temperierkanälen 16, insbesondere elektrischen Heizspiralen (nicht dargestellt), in der Sonotrodenspitze 51 verbunden. Die Sonotrodenspitze 51, insbesondere ein darin angeordneter Beschleunigungssensor 18, ist mit der Amplitudensteuerung 23 verbunden. Die Amplitudensteuerung 23 ist ferner mit dem Frequenzgenerator 20 und dem Rechner 22 verbunden. Mit der Amplitudensteuerung 23 werden die im Bereich der Sonotrodenspitze 51 wirkenden Ultraschallamplituden gemessen und durch den Rechner 22 ausgewertet. Auf Grundlage der Messwerte wird die Ultraschallfrequenz, die im Frequenzgenerator 20 erzeugt wird, gesteuert.In order to couple the ultrasonic vibrations in the treatment in the tissue, it is provided in the context of the method, between the intestinal wall and the surgical instrument 10, a liquid, in particular water layer to provide. Advantageously, the intestine is rinsed with water or the treatment medium, in particular the tempering fluid, at least in the area of the treatment site. The water preferably has body temperature, ie 37-38 0 C on. The tempering device 30 generates a temperature of 40-42 ° C. locally in the tissue to be treated, ie in the effective range of the ultrasonic oscillation. At these temperatures, the selectivity between tumor cells and healthy cells is increased without damaging the healthy tissue. FIG. 5 shows a further preferred embodiment of the medical device according to the invention. The sonotrode 50 has a sonotrode tip 51, a sonotrode neck 52 and a sonotrode 53. The sonotrode 50, in particular the sonotrode tip 51 and the sonotrode neck 52, is of rotationally symmetrical design, in particular cathenoidal or paraboloid-like. Other geometric shapes are possible, for example, the sonotrode neck 52 may have an oval cross section instead of a circular cross section. The sonotrode tip 51 may also be concave-shaped, ie comprise a curvature curved in the direction of the sonotrode base 53, so that the ultrasonic vibrations can be focused. The sonotrode 53 includes a counterweight 54 and a stereotactic triaxial control (not shown). In Sonotrodenfuß 53 also vibration elements 12, in particular piezores are arranged. The size of the piezor rings is essentially dependent on the ultrasonic frequency to be generated. The vibrating element 12 is electrically coupled to an amplifier 21 which is connected to the frequency generator 21 and amplifies the ultrasonic signal generated therein. The medical device further comprises a computer 22, an amplitude controller 23 and a temperature controller 24. The temperature controller 24 is connected to the tempering device or the temperature control channels 16, in particular electrical heating coils (not shown) in the sonotrode tip 51. The sonotrode tip 51, in particular an acceleration sensor 18 arranged therein, is connected to the amplitude control 23. The amplitude controller 23 is further connected to the frequency generator 20 and the computer 22. With the amplitude control 23, the ultrasonic amplitudes acting in the region of the sonotrode tip 51 are measured and evaluated by the computer 22. Based on the measured values, the ultrasonic frequency generated in the frequency generator 20 is controlled.
Durch die geometrische Form der Sonotrode 50 werden die Ultraschallschwingungen, insbesondere die Amplituden, die von Schwingungselement 12 erzeugt werden, bei Ausbreitung in Richtung der Sonotrodenspitze 51 verstärkt. Die verstärkten Ultraschallschwingungen werden von der Sonotrodenspitze 51 bzw. über den durch die Sonotrodenspitze 51 gebildeten Übertragungsbereich 13 übertragen. Durch die Verstärkung der Ultraschallschwingungen wird eine besonders effiziente Behandlung gewährleistet.Due to the geometric shape of the sonotrode 50, the ultrasonic vibrations, in particular the amplitudes generated by the vibration element 12, are amplified when propagated in the direction of the sonotrode tip 51. The amplified ultrasonic vibrations are transmitted from the sonotrode tip 51 or via the transmission region 13 formed by the sonotrode tip 51. By the Reinforcement of the ultrasonic vibrations ensures a particularly efficient treatment.
Wie in den Fig. 6a, 6b im Detail zu erkennen ist, ist die Sonotrodenspitze 51 mehrteilig, insbesondere zweiteilig, aufgebaut. Insbesondere umfasst die Sonotrodenspitze 51 ein Endstück 51a, das das axiale, freie Ende der Sonotrode 50 begrenzt. Im Endstück 51a sind Temperierkanäle 16, insbesondere Heizspiralen, angeordnet. Die Heizspiralen und die Temperierkanäle 16 bilden gemeinsam die Temperiereinrichtung. Zur Verbindung der Temperiereinrichtung bzw. der Heizspiralen mit der Temperatursteuerung 24 weist die Sonotrode 50 einen Versorgungskanal 55 auf, der sich vom Endstück 51a der Sonotrodenspitze 51 bis zum Sonotrodenfuß 53, insbesondere bis zum Schwingungselement 12 erstreckt. In dem Versorgungskanai 55 ist ein Kabel 57 angeordnet, das die elektrische Verbindung zwischen den Heizspiralen 16 und der Temperatursteuerung 24 bildet. Anstelle des Kabels 57 kann auch eine Heizleitung vorgesehen sein, wenn die Temperiereinrichtung bzw. die TemperierkanäleAs can be seen in detail in FIGS. 6a, 6b, the sonotrode tip 51 is constructed in several parts, in particular in two parts. In particular, the sonotrode tip 51 comprises an end piece 51 a, which delimits the axial, free end of the sonotrode 50. Tempering channels 16, in particular heating spirals, are arranged in the end piece 51a. The heating coils and the temperature control channels 16 together form the tempering device. To connect the tempering or the heating coils with the temperature control 24, the sonotrode 50 has a supply channel 55 which extends from the end piece 51a of the sonotrode tip 51 to the sonotrode 53, in particular to the vibration element 12. In the supply channel 55, a cable 57 is arranged, which forms the electrical connection between the heating coil 16 and the temperature control 24. Instead of the cable 57 may also be provided a heating line when the temperature control or the Temperierkanäle
16 ein flüssiges Temperierfluid umfassen. Der Versorgungskanal 55 kann ferner eine Wirkstoffleitung 17 umfassen, die im Bereich des Sonotrodenfußes 53 eine Anschlussmöglichkeit bzw. eine Zuführung aufweist, so dass über die Wirkstoffleitung16 comprise a liquid tempering fluid. The supply channel 55 may further comprise an active substance line 17, which has a connection possibility or a feed in the area of the sonotrode base 53, so that via the active substance line
17 ein Temperierfluid bzw. ein gezielt erwärmtes Behandlungsmedium, gegebenenfalls mit Wirkstoffen, insbesondere Sonosensitizern oder Microbubbles, in das zu behandelnde Gewebe eingebracht werden können. Dazu weist die Sonotrodenspitze 51, insbesondere das Endstück 51a, Öffnungen auf, die mit der Wirkstoffleitung 17 verbunden sind.17, a tempering fluid or a specifically heated treatment medium, optionally with active ingredients, in particular sonosensitizers or microbubbles, can be introduced into the tissue to be treated. For this purpose, the sonotrode tip 51, in particular the end piece 51a, has openings which are connected to the active substance line 17.
Die Sonotrodenspitze 51 kann, wie in Fig. 6a, 6b gezeigt, ein Zwischenstück 51b umfassen, das zwischen dem Sonotrodenhals 52 und der Sonotrodenspitze 51 angeordnet ist. Das Zwischenstück 51b ist vorzugsweise mit dem Endstück 51a und dem Sonotrodenhals 52 verschraubt oder verklebt. Andere Verbindungsarten sind möglich. Ferner weist das Zwischenstück 51b eine Aussparung 56 auf, in der ein Beschleunigungssensor 18 angeordnet ist. Eine andere Anordnung des Beschleunigungssensors 18 in der Sonotrodenspitze 51 ist möglich. Beispielsweise kann der Beschleunigungssensor 18 eine Sensorfolie umfassen, die auf die Sonotrodenspitze 51 aufgeklebt ist. Das Zwischenstück 51b ist vorzugsweise derart zwischen das Endstück 51a und den Sonotrodenhals 52 geklemmt bzw. mit dem Endstück 51a und den Sonotrodenhals 52 verspannt, dass eine effiziente Ausbreitung der Ultraschallschwingungen in Richtung des Endstücks 51a ermöglicht ist. Der Sonotrodenhals 52, das Zwischenstück 51b und dass Endstück 51a können unterschiedliche Materialien aufweisen. Bevorzugt sind Materialien bzw. Werkstoffe, die eine hohe Schallausbreitungsgeschwindigkeit und Bioverträglichkeit aufweisen, beispielsweise Titan oder Edelstahl.The sonotrode tip 51 can, as shown in FIGS. 6a, 6b, comprise an intermediate piece 51b, which is arranged between the sonotrode neck 52 and the sonotrode tip 51. The intermediate piece 51b is preferably screwed or glued to the end piece 51a and the sonotrode neck 52. Other connection types are possible. Furthermore, the intermediate piece 51b has a recess 56 in which an acceleration sensor 18 is arranged. Another arrangement of the acceleration sensor 18 in the sonotrode tip 51 is possible. For example, the acceleration sensor 18 may comprise a sensor film which is glued to the sonotrode tip 51. The intermediate piece 51b is preferably such clamped between the end piece 51a and the sonotrode neck 52 and clamped with the end piece 51a and the sonotrode neck 52, that an efficient propagation of the ultrasonic vibrations in the direction of the end piece 51a is made possible. The sonotrode neck 52, the intermediate piece 51b and the end piece 51a may have different materials. Preference is given to materials or materials which have a high sound propagation speed and biocompatibility, for example titanium or stainless steel.
Die Sonotrode 50 wird beispielsweise zur Behandlung von Tumorzellen im Gehirn eingesetzt. Durch die schmale, kathenoidale Form der Sonotrode 50 ist eine relativ einfache und mit geringen Risiken behaftete Behandlung von Gehirntumoren oder Metastasen möglich. Die Sonotrode ist nicht auf die Behandlung im Gehirn eingeschränkt, sondern eignet sich auch zur Behandlung von Tumorzellen in anderen Körperorganen, insbesondere in der Bauchspeicheldrüse, der Brust, dem Harnleiter oder den Koronargefäßen. Zur Abgrenzung des Ultraschallschwingungsfelds, d.h. um den Gewebebereich, in dem die Ultraschallwellen besonders effizient wirksam sind, einzugrenzen, werden vorzugsweise Sonosensitizer oder Microbubbles in das Gewebe eingebracht. Die Sonosensitizer können tumorspezifisch gewählt werden. The sonotrode 50 is used for example for the treatment of tumor cells in the brain. The narrow, cathenoidal shape of the sonotrode 50 allows a relatively simple and low-risk treatment of brain tumors or metastases. The sonotrode is not limited to treatment in the brain, but is also suitable for the treatment of tumor cells in other body organs, in particular in the pancreas, the breast, the ureter or the coronary vessels. To delineate the ultrasound vibration field, ie in order to limit the tissue area in which the ultrasound waves are particularly efficiently effective, preferably sonosensitizers or microbubbles are introduced into the tissue. The Sonosensitizer can be selected tumor specific.
BezuqszeichenlisteLIST OF REFERENCES
10 chirurgisches Instrument10 surgical instrument
11 Gehäuse11 housing
IIa AußenwandungIIa outer wall
IIb InnenwandungIIb inner wall
11c Seitenwandung11c side wall
12 Schwingungselement12 vibration element
13 Übertragungsbereich13 transmission range
14 Scharnier14 hinge
15 Klemmvorrichtung15 clamping device
15a Passschraube15a dowel screw
16 Temperierkanal16 tempering channel
17 Wirkstoffleitung17 active ingredient line
18 Beschleunigungssensor18 acceleration sensor
19 Temperatursensor19 temperature sensor
20 Frequenzgenerator20 frequency generator
21 Verstärker21 amplifiers
22 Rechner22 computers
23 Amplitudensteuerung23 amplitude control
24 Temperatursteuerung24 temperature control
40 Blutgefäß40 blood vessel
50 Sonotrode50 sonotrode
51 Sonotrodenspitze51 sonotrode tip
51a Endstück51a tail
51b Zwischenstück51b intermediate piece
52 Sonotrodenhals52 sonotrode neck
53 Sonotrodenfuß53 Sonotrodenfoot
54 Gegengewicht54 counterweight
55 Versorgungskanal55 supply channel
56 Aussparung56 recess
57 Kabel 57 cables

Claims

Medizinische Vorrichtung zur Behandlung von TumorgewebeAnsprüche Medical device for the treatment of tumor tissue claims
1. Medizinische Vorrichtung zur Behandlung von Tumorgewebe umfassend ein in einen Körper einführbares chirurgisches Instrument (16) mit einem Gehäuse (11), in dem ein Schwingungselement (12) angeordnet ist, das zur Erzeugung einer Ultraschallschwingung betätigbar, insbesondere mit einem Frequenzgenerator (20) koppelbar ist, wobei dem Schwingungselement (11) ein Übertragungsbereich (13) zugeordnet ist, der zumindest teilweise eine Wandung (IIa, IIb, Hc) des Gehäuses (11) umfasst, die im Gebrauch dem zu behandelnden Tumorgewebe zugewandt angeordnet ist, und der Übertragungsbereich (13) angepasst ist, im Gebrauch die Ultraschallschwingung in das zu behandelnde Tumorgewebe zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsbereich (13) mit wenigstens einer Temperiereinrichtung zusammenwirkt.A medical device for the treatment of tumor tissue comprising a surgical instrument (16) insertable into a body having a housing (11) in which a vibration element (12) is arranged which is operable to generate an ultrasonic vibration, in particular a frequency generator (20). can be coupled, wherein the vibration element (11) is associated with a transmission region (13) which at least partially comprises a wall (IIa, IIb, Hc) of the housing (11), which is arranged in use facing the tumor tissue to be treated, and the transmission area (13) is adapted, in use, to transmit the ultrasonic vibration into the tumor tissue to be treated, characterized in that the transmission region (13) cooperates with at least one tempering device.
2. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die2. Medical device according to claim 1, characterized in that the
Temperiereinrichtung im Übertragungsbereich (13) angeordnet ist.Tempering device in the transmission area (13) is arranged.
3. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung wenigstens eine elektrische Heizspirale umfasst.3. Medical device according to claim 1 or 2, characterized in that the tempering device comprises at least one electric heating coil.
4. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die4. Medical device according to claim 1 to 3, characterized in that the
Temperiereinrichtung wenigstens eine rohrförmige Leitung umfasst, in der ein Temperierfluid geführt ist.Tempering device comprises at least one tubular conduit in which a tempering fluid is guided.
5. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Leitung einen geschlossenen Fluidkreislauf bildet. 5. A medical device according to claim 4, characterized in that the tubular conduit forms a closed fluid circuit.
6. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Leitung wenigstens eine Öffnung aufweist derart, dass das Temperierfluid in das zu behandelnde Tumorgewebe einleitbar ist.6. A medical device according to claim 4, characterized in that the tubular conduit has at least one opening such that the tempering fluid can be introduced into the tumor tissue to be treated.
7. Medizinische Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungselement (12) wenigstens ein Piezoelement umfasst.7. Medical device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the vibration element (12) comprises at least one piezoelectric element.
δ. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dasδ. Medical device according to claim 7, characterized in that the
Piezoelement ringförmig oder halbringförmig ausgebildet ist.Piezoelectric element is annular or semi-annular.
9. Medizinische Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungseiement (12), insbesondere das ringförmige Piezoelement, koaxial zu einer Längsachse des chirurgischen Instruments (10) angeordnet sind.9. Medical device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the Schwingungseiement (12), in particular the annular piezoelectric element, are arranged coaxially to a longitudinal axis of the surgical instrument (10).
10. Medizinische Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das chirurgische Instrument (10), insbesondere das Gehäuse (11), wenigstens eine Oberschale und wenigstens eine Unterschale umfasst, die gelenkig oder fest miteinander verbindbar oder verbunden sind.10. Medical device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the surgical instrument (10), in particular the housing (11), at least one upper shell and at least one lower shell comprises, which are articulated or firmly connected or connected to each other.
11. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die11. Medical device according to claim 10, characterized in that the
Oberschale und die Unterschale durch eine Spanneinrichtung (15) gegeneinander spannbar sind.Upper shell and the lower shell by a clamping device (15) are mutually clamped.
12. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das chirurgische Instrument (10), insbesondere das Gehäuse (11), manschettenartig und/oder rohrförmig ausgebildet ist, wobei der Übertragungsbereich (13) angeordnet ist derart, dass im Gebrauch die Ultraschallschwingung radial nach innen übertragbar ist.12. A medical device according to claim 10 or 11, characterized in that the surgical instrument (10), in particular the housing (11), is cuff-shaped and / or tubular, wherein the transmission region (13) is arranged such that in use Ultrasonic vibration is transferable radially inwardly.
13. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das die13. A medical device according to claim 12, characterized in that the
Temperiereinrichtung in einer Wandung (IIb) des chirurgischen Instruments (10) angeordnet ist. Tempering device in a wall (IIb) of the surgical instrument (10) is arranged.
14. Medizinische Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das chirurgische Instrument (10) kugelförmig ausgebildet ist, wobei der Übertragungsbereich (13) eine Außenwandung (IIa) des kugelförmigen, chirurgischen Instruments (10) umfasst.14. Medical device according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the surgical instrument (10) is spherical, wherein the transmission region (13) comprises an outer wall (IIa) of the spherical, surgical instrument (10).
15. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die15. A medical device according to claim 14, characterized in that the
Temperiereinrichtung in der Außenwandung (IIa) des kugelförmigen, chirurgischen Instruments angeordnet ist.Tempering device in the outer wall (IIa) of the spherical, surgical instrument is arranged.
16. Medizinische Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (15) eine Schraubverbindung, insbesondere eine Passschraubverbindung, umfasst.16. Medical device according to at least one of claims 11 to 15, characterized in that the clamping device (15) comprises a screw connection, in particular a Passschraubverbindung.
17. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das17. Medical device according to claim 16, characterized in that the
Schwingungselement (12) koaxial zur Schraubverbindung angeordnet ist und die Schraubverbindung ringförmig umschließt.Vibration element (12) is arranged coaxially to the screw and surrounds the screw annular.
18. Medizinische Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das chirurgische Instrument (10) eine Sonotrode (50) oder Hohlsonotrode umfasst.18. Medical device according to at least one of claims 1 to 17, characterized in that the surgical instrument (10) comprises a sonotrode (50) or hollow sonotrode.
19. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (50) im Wesentlichen eine kathenoidale Form aufweist.19. A medical device according to claim 18, characterized in that the sonotrode (50) has a substantially kathenoidale shape.
20. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (50) einen Sonotrodenfuß (53) aufweist, in dem das Schwingungselement20. Medical device according to claim 18 or 19, characterized in that the sonotrode (50) has a Sonotrodenfuß (53), in which the vibration element
(12) angeordnet ist, und eine Sonotrodenspitze (51), in der der Übertragungsbereich(12), and a sonotrode tip (51) in which the transmission region
(13) angeordnet ist.(13) is arranged.
21. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die21. A medical device according to claim 20, characterized in that the
Temperiereinrichtung in der Sonotrodenspitze (51) angeordnet ist. Tempering device in the sonotrode tip (51) is arranged.
22. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrodenspitze (51) paraboloidförmig, halbkugelförmig oder konvexförmig ausgebildet ist derart, dass die Ultraschallschwingung fokussierbar ist.22. Medical device according to claim 20 or 21, characterized in that the sonotrode tip (51) is paraboloidal, hemispherical or convex in shape such that the ultrasonic vibration can be focused.
23. Medizinische Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (50) einen Temperatursensor (19) und/oder Beschleunigungssensor (18) umfasst, der in der Sonotrodenspitze (51) angeordnet ist.23. Medical device according to at least one of claims 20 to 22, characterized in that the sonotrode (50) comprises a temperature sensor (19) and / or acceleration sensor (18) which is arranged in the sonotrode tip (51).
24. Medizinische Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrodenspitze (51) eine Zufuhröffnung für Wirkstoffe, insbesondere Sonosensitizer oder Microbubbles, aufweist.24. Medical device according to at least one of claims 20 to 23, characterized in that the sonotrode tip (51) has a supply opening for active substances, in particular sonosensitizers or microbubbles.
25. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die25. Medical device according to claim 24, characterized in that the
Zufuhröffnung durch eine Wirkstoffleitung (17) mit einer im Sonotrodenfuß (53) angeordneten Zufuhreinrichtung verbunden ist. Supply opening is connected by an active ingredient line (17) with a feed device arranged in the sonotrode base (53).
PCT/EP2009/007798 2008-10-31 2009-10-30 Medical device for treating tumor tissue WO2010049176A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008054083A DE102008054083A1 (en) 2008-10-31 2008-10-31 Medical device for the treatment of tumor tissue
DE102008054083.8 2008-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010049176A1 true WO2010049176A1 (en) 2010-05-06

Family

ID=41531837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/007798 WO2010049176A1 (en) 2008-10-31 2009-10-30 Medical device for treating tumor tissue

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008054083A1 (en)
WO (1) WO2010049176A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016111727A1 (en) 2015-06-25 2016-12-29 Irmengard Theuer Device for treating cells by means of mechanical impulses and method for controlling the device
WO2017137134A1 (en) 2016-02-09 2017-08-17 Irmengard Theuer Device for the treatment of malignant diseases by using tumor-destructive mechanical pulses (tmi)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11076880B2 (en) * 2012-06-11 2021-08-03 Covidien Lp Temperature estimation and tissue detection of an ultrasonic dissector from frequency response monitoring
US9066681B2 (en) * 2012-06-26 2015-06-30 Covidien Lp Methods and systems for enhancing ultrasonic visibility of energy-delivery devices within tissue

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0209468A1 (en) * 1985-07-19 1987-01-21 SATELEC Société à Responsabilité Limitée Ultrasonic apparatus for removing biological tissues
US5735811A (en) * 1995-11-30 1998-04-07 Pharmasonics, Inc. Apparatus and methods for ultrasonically enhanced fluid delivery
US20050240170A1 (en) * 1999-10-25 2005-10-27 Therus Corporation Insertable ultrasound probes, systems, and methods for thermal therapy
US20070265560A1 (en) * 2006-04-24 2007-11-15 Ekos Corporation Ultrasound Therapy System
US20080039746A1 (en) * 2006-05-25 2008-02-14 Medtronic, Inc. Methods of using high intensity focused ultrasound to form an ablated tissue area containing a plurality of lesions

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3828769A (en) * 1973-02-28 1974-08-13 H Mettler Method and apparatus for ultrasonic treatment of lower tissues simultaneous with heating of subcutaneous, outer muscle and lower tissues
GB9204021D0 (en) * 1992-02-25 1992-04-08 Young Michael J R Method and apparatus for ultrasonic therapeutic treatment of humans and animals
US5690608A (en) * 1992-04-08 1997-11-25 Asec Co., Ltd. Ultrasonic apparatus for health and beauty
US5362309A (en) * 1992-09-14 1994-11-08 Coraje, Inc. Apparatus and method for enhanced intravascular phonophoresis including dissolution of intravascular blockage and concomitant inhibition of restenosis
US5725494A (en) * 1995-11-30 1998-03-10 Pharmasonics, Inc. Apparatus and methods for ultrasonically enhanced intraluminal therapy
US5947901A (en) * 1997-09-09 1999-09-07 Redano; Richard T. Method for hemodynamic stimulation and monitoring
WO2000030554A1 (en) 1998-11-20 2000-06-02 Jones Joie P Methods for selectively dissolving and removing materials using ultra-high frequency ultrasound
JP2003514609A (en) * 1999-11-25 2003-04-22 アー. エリッヒ テウヤー Apparatus for selective treatment of malignant diseases by vibration induction
WO2002094375A1 (en) * 2001-03-29 2002-11-28 Sobet Ag Hand-held device for pain relief
US7842032B2 (en) * 2005-10-13 2010-11-30 Bacoustics, Llc Apparatus and methods for the selective removal of tissue

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0209468A1 (en) * 1985-07-19 1987-01-21 SATELEC Société à Responsabilité Limitée Ultrasonic apparatus for removing biological tissues
US5735811A (en) * 1995-11-30 1998-04-07 Pharmasonics, Inc. Apparatus and methods for ultrasonically enhanced fluid delivery
US20050240170A1 (en) * 1999-10-25 2005-10-27 Therus Corporation Insertable ultrasound probes, systems, and methods for thermal therapy
US20070265560A1 (en) * 2006-04-24 2007-11-15 Ekos Corporation Ultrasound Therapy System
US20080039746A1 (en) * 2006-05-25 2008-02-14 Medtronic, Inc. Methods of using high intensity focused ultrasound to form an ablated tissue area containing a plurality of lesions

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016111727A1 (en) 2015-06-25 2016-12-29 Irmengard Theuer Device for treating cells by means of mechanical impulses and method for controlling the device
WO2017137134A1 (en) 2016-02-09 2017-08-17 Irmengard Theuer Device for the treatment of malignant diseases by using tumor-destructive mechanical pulses (tmi)
US11752365B2 (en) 2016-02-09 2023-09-12 Irmengard Theuer Device for treating malignant diseases with the help of tumor-destructive mechanical pulses (TMI)

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008054083A1 (en) 2010-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60314314T2 (en) Medical device for temporary attachment to a body organ
DE3720424C2 (en)
DE69826550T2 (en) Device for non-invasive treatment of biological tissue
DE69834228T2 (en) SURGICAL ULTRASONIC UNIT
US20030069569A1 (en) Ultrasound device for treatment of intervertebral disc tissue
DE60221693T2 (en) FAT SUCTION DEVICES AND SURROUNDING EXTRACTION SYSTEMS
US8075556B2 (en) High frequency epidural neuromodulation catheter for effectuating RF treatment in spinal canal and method of using same
WO2005037086A2 (en) Apparatus and method for an ultrasonic medical device to treat deep vein thrombosis
US20060020231A1 (en) Ultrasonic system for treatment of proctologic diseases and ultrasonic instrument for these purposes and ultrasonic proctologic set
DE112008003539T5 (en) Apparatus and method for ultrasonic treatment
EP2012699B1 (en) Device for treatment of human or animal tissue by means of a magnetically movable instrument
WO2010049176A1 (en) Medical device for treating tumor tissue
US20060036191A1 (en) Ultrasonic system for treatment of otolaryngologic diseases and ultrasonic instrument for these purposes and ultrasonic otolaryngologic set.
Martin et al. Focused ultrasound surgery of the brain
CN109414243B (en) External ultrasound generating treatment device for spinal and spinal nerve treatment, apparatus comprising the device and method of implementing the device
US11771925B2 (en) Implantable ultrasound generating treating device for spinal cord and/or spinal nerve treatment, apparatus comprising such device and method
EP3562551A1 (en) Device for the treatment of malignant diseases by using tumor-destructive mechanical pulses (tmi)
DE102015106749A1 (en) Multifunctional ultrasonic cutting device for attachment to a device for a minimally invasive procedure
EP2341957A1 (en) Apparatus for the destruction of tumor cells or pathogens in the blood stream
Ballard et al. Dual-mode ultrasound arrays for image-guided targeting of atheromatous plaques
DE19602686A1 (en) Focussed acoustic wave generation equipment for dental surgery
DE102016124090B4 (en) Invasive medical instrument
Machado et al. Low intensity focused ultrasound modulation of neural circuits activity
Howard et al. ANALYSES
Shivam et al. BRAIN SURGEY WITH SOUND WAVES

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09751796

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: FESTSTELLUNG EINES RECHTSVERLUSTS NACH REGEL 112(1) EPUE (EPA FORM 1205A VOM 31/08/2011)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09751796

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1