DE2946729A1

DE2946729A1 - Geraet zum zerstoeren von gewebeteilen

Info

Publication number: DE2946729A1
Application number: DE19792946729
Authority: DE
Inventors: Bjoern Nordenstroem; Jerker Olsson
Original assignee: TEKNISKA ROENTGENCENTRALEN AB
Current assignee: TEKNISKA ROENTGENCENTRALEN AB
Priority date: 1978-11-23
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1980-06-04
Also published as: JPS5573270A; FR2442046B1; GB2035805B; SE418248B; SE7812092L; FR2442046A1; JPS6258746B2; US4289135A; GB2035805A

Description

Anwaltsakte: P 505 Tekniska Röntgencentralen AB

Kennwort: "Tumor" Stockholm, Schweden

Gerät zum Zerstören von Gewebeteilen

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Zerstören eines ausgewählten Bereiches von Körpergewebe, beispielsweise eines Neoplasma wie eines Tumor. Ein solches Gerät hat wenigstens zwei Elektroden, die an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind und deren eine vollständig oder teilweise in das genannte Neoplasma eingeführt und an den einen Pol der Spannungsquelle angeschlossen wird, während die andere in elektrischen Kontakt mit dem Körpergewebe in einem gewissen Abstand von dem genannten Neoplasma gebracht wird.

Ein derartiges Gerät wurde seither dazu eingesetzt, das zu zerstörende Neoplasma stark aufzuheizen und/oder zu verbrennen, und zwar dadurch, daß eine hohe Eingangsleistung erzeugt wurde. In zahlreichen Fällen ist ein solches Heizverfahren vollständig ungeeignet und kann schwere Schaden nach sich ziehen.

Demgemäß liegt der Erfindung vor allem die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen, durch welches Neoplasmen ohne Erzeugung nennenswerter Wärmemengen zerstört werden können, und durch welche Neoplasmen wie Tumore mit der geringsten Beschädigungsgefahr für das umgebende, gesunde Gewebe behandelt v/erden können.

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Diese Aufgabe wird durch ein Gerät gelöst, das vor allem die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale hat. Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß Körpergewebe durch Ionisierung mit Hilfe der Elektrolyse zerstört werden kann. Die Wirkung beruht teilweise auf dem Spannungsniveau und teilweise auf der Ladungsmenge, ausgedrückt in Ampere-Sekunden, die durch das Gewebe zwischen den Elektroden h indurchs trömt.

Das Gerät ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß Meßmittel zum Messen und Anzeigen des zwischen den Elektroden fließenden Stromes vorgesehen sind, und daß Mittel vorgesehen sind, um die Stromzufuhr von der Gleichstromquelle zu den Elektroden dann abzuschalten, wenn der Strom einen bestimmten Wert bei einer bestimmten Spannung übersteigt; ferner sind gemäß der Erfindung Integrationsmittel vorgesehen, die die Zeit-Integration des zwischen den Elektroden fließenden Stromes bewirken und die elektrische Ladung , die auf das Neoplasma und das Körpergewebe aufgebracht wird, anzeigen.

Die Gleichstromquelle ist vorteilhafterweise derart gestaltet und angeordnet, daß sie einen vorbestimmten Höchststrom und eine vorbestimmte Höchstspannung zu liefern vermag.

Ferner sind Mittel zum Unterbrechen der Stromzufuhr zwischen den Elektroden für den Zeitpunkt vorgesehen, wenn der Integrationskreis anzeigt, daß eine gegebene Ladung erreicht wurde.

Die Mittel zum Unterbrechen der Stromzufuhr können einen Signalvergleichskreis (25) umfassen, der dazu dient, ein Signal des Integrationskreises (I²O aufzufangen, das die augenblickliche Ladung im Körpergewebe anzeigt, ferner ein Bezugssignalkreis (26), dessen Bezugssignal anzeigt, daß eine gewünschte Endladung im Körpergewebe erreicht wurde.

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Ferner ist es zweckmäßig, einen zeitkonstanten Kreis (l8) (Verzögerungskreis) vorzusehen; dieser regelt die Spannungsauelle derart, daß Strom und/oder Spannung zu den Elektroden einer wählbaren Zeitkonstant-Kurve folgen.

Weitere, wichtige Merkmale sind in den Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung enthalten.

Im folgenden werden zwei Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines ersten Gerätes gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Gerätes gemäß der Erfindung.

Aus Fig. 1 erkennt man ein Gerät 1 zum Erzeugen eines Stromes vorgegebener, bestimmter Maximalstärke. Das Gerät wird vom Netz oder aus Batterien gespeist, und zwar über Eingangsterminale 2 und 3. Die zum Behandeln ausgewählte Spannung, beispielsweise IC Volt, wird von Hand mittels eines Knopfes 4 eingestellt, der beispielsweise dazu dient, einen hier nic'nt dargestellten Spannungsregler innerhalb des Gerätes 1 zu betätigen. Mit einem weiteren Knopf 5 wird ein gewünschter Maximalwert des Stromes, beispielsweise 2OmA, eingestellt. An Ausgangsterminal 6 des Gerätes 1 ist ein Strommesskreis 7 angeschlossen, der in seiner einfachsten Form einen analogen oder digitalen Amperemeter aufweist. Dieser Strommesskreis 7 ist über einen Leiter 8 an eine Elektrode 9 angeschlossen. An den anderen Ausgangsterminal 10 des Gerätes 1 ist über einen Leiter 11 eine zweite Elektrode 12 angeschlossen. Ein der Stärke des zwischen den Elektroden 9 und 12 fließenden Stromes entsprechendes Signal wird von Kreis 7 gemessen und über einen Leiter I^ einem Integrationskreis l4 eingespeist. Dieser Integrationskreis lh ist derart aufgebaut, daß er den Strom

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über die Zeit integriert und somit einen Ladungswert bildet, in Amperesekunden oder Coulombs ausgedrückt. Der Integrationskreis l4 überträgt den Wert der kontinuierlich gemessenen Ladung einem analogen oder digitalen Indikator 15.

Die Elektrode 9, die einen dünnen Platindraht umfassen kann, wird innerhalb eines Neoplasma oder eines definierten Gewebebereiches l6 plaziert. Das Neoplasma kann aus einer Lungentumor bestehen. Die andere Elektrode 12 wird in das biologische Körpergewebe 17 eingeführt, welches das Neoplasma umgibt. Das Gewebe zwischen den beiden Elektroden enthält Flüssigkeit und ist deshalb elektrisch leitend. Zum Zerstören der im Neoplasma l6 enthaltenen Zellen wird das Gerät 1 an das Netz angeschlossen und die Spannung mittels des Knopfes 4 auf den gewünschten Wert eingestellt; sodann wird die Stärke des Stromes von 0 zunehmend auf den gewünschten maximalen Wert mittels des Knopfes 5 eingestellt. Den beiden Knöpfen sind normalerweise (hier nicht dargestellte) Skalen zugeordnet. Daß man den Strom langsam hochfahren sollte, hat den Grund, im Gewebe Krämpfe oder dergleichen hervorzurufen. Der Strom liegt zunächst weit unter dem eingestellten Maximalwert. Sind die Tumorzellen in höherem Maße Elektronen-negativ aufgeladen als die umgebenden Zellen, so wird die positive Elektrode vorzugsweise innerhalb der Tumorzellen angeordnet. Hierbei wird angenommen, daß das zu zerstörende Neoplasma elektronisch negativ ist, und daß Elektrode 9 die positive Elektrode ist. Die Elektro-negativen Zellmoleküle innerhalb des Tumors ΐβ werden in dem Feld ionisiert, das zwischen den Elektroden 9 und 12 erzeugt wird. Als Ergebnis der dem Gewebe während der Behändlungsdauer insgesamt zugeführten Ladung werden die Tumorzellen abgebaut, und zwar gleichzeitig mit dem Abfließen des Wassers in Richtung auf die negative Elektrode 12. Der zerstörte Gewebebereich rund um die Elektrode ist dann annähernd kugelig, wenn Elektrode 9 eine kurze Elektrode ist. Der Bereich nimmt eine zylindrische Gestalt dann an, wenn die Elektrode von längerer Gestalt ist. Bei Versuchen mit Lungengewebe wurde ein Gewebebereich mit

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einem Durchmesser von j50 mm - in Draufsicht auf die Längsachse der Elektrode 9 - beim Aufbringen einer Ladung von oOO Coulomb zerstört. Die Elektrode, die aus Platin bestand, hatte eine Stärke von 0,2 mm. Die Behandlung wurde 4 Stunden lang fortgesetzt; der Strom hatte eine maximale Stärke von 4o mA. Wie zuvor erwähnt, tritt auch eine Elektrolyse auf; hierbei wird an der positiven Elektrode Chlorgas gebildet, das ebenfalls zum Abbau der Tumorzellen beiträgt.

Die dem Gewebe zwischen den Elektroden zuzuführende, notwendige Ladung muß empirisch bestimmt werden. Sobald das Gerät 15 anzeigt, daß die gewünschte Ladung erreicht ist, wird die Spannung vermindert, so daß der Strom langsam auf Null fällt, oder der maximale Stromwert wird ebenfalls langsam zurückgenommen.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei diesem Gerät sind die Elemente, die auch bei dem Gerät gemäß Fig. 1 vorhanden sind, mit denselben Bezugszeichen versehen.

Das Spannungsgerät 1 wird in diesem Falle von einem sogenannten Sägezahngenerator l8 geregelt, der dazu dient, ein Regelsignal abzugeben und über einen Leiter 19 dem Gerät 1 zuzuführen. Dieses Regelsignal ist ein zeitkonstantes Signal, das die Spannung von Gerät 1 entsprechend einer vorgegebenen Zeitkonstante von Null auf den maximalen Wert bringt, der mttels des Knopfes eingestellt ist. Die Zeitkonstante des Sägezahngenerators l8 (ramp generator) wird miteis eines Knopfes 20 eingestellt. Auch der Generator ist mit einem Einschaltknopf 21 zum Einschalten des Regelsignales des Generators ausgerüstet. Ein Abschaltknopf dient dem Unterbrechen der Übertragung des genannten Regelsignales. Wird im Leiter 9 kein Regelsignal weitergegeben, so wird das Gerät 1 blockiert und kein Strom dem Körpergewebe zwischen den Elektroden 9 und 12 zugeführt. Der Strommesskreis 7 ist an einen Stromanzeigekreis 23 angeschlossen. Fällt der in Kreis 7 gemessene Strom während der Behandlung auf Null oder einen

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geringen Wert, der stark von der normalen Stromstärke abfällt, so erzeugt Kreis 23 ein Warnsignal, das einer Warnvorrichtung 24, beispielsweise einer akustischen Vorrichtung, eingespeist wird. Fällt der Strom während der Behandlung in ungewöhnlich starkem Maße ab, so deutet dies darauf hin, daß zufolge der Elektrolyse von Wasser im Bereioh der Elektrode Gas abgeschieden wurde; sodann muß die Behandlung so lange unterbrochen werden, bis die Gasblasen verschwunden sind. Der Zeitintegrationskreia 7 sendet sein Anzeigesignal dem Anzeigegerät 15 sowie einem Vergleichskreis 25. Kreis 25 erhält ein Bezugssignal von einem Bezugssignalemitter 26. Emitter 26 kann auf eine bestimmte Ladung, beispielsweise 200 Coulomb, mittels eines Knopfes 27 eingestellt werden. Auf diese Weise erhält Komperator 25 von dem Integrationskreis 14 ein Signal, das die dem Körpergewebe zwischen den Elektroden zu jedem Zeitpunkt zugeführte Ladung anzeigt, ferner ein Bezugssignal von Emitter 26, das die gewünschte, empirisch ermittelte Ladung angibt. Fallen die beiden Signale zusammen oder zeigt das Signal aus dem Integrationskreis an, daß die gewünschte Ladung fast erreicht ist, so gibt Komperator 25 ein Endsignal an den Ramp Generator l8, der sein an das Gerät abgegebenes Regelsignal derart ändert, daß Spannung und Strom langsam abfallen.

Weiter oben wurde ausgeführt, daß die Elektrode außerhalb des Neoplasma auch in das Körpergewebe eingeführt wird. In manchen Fällen, insbesondere wenn ein Tumor in der Brust einer Frau zerstört werden soll, so wird diese Elektrode gegen die Haut angelegt. In diesem Falle erhält die Elektrode vorzugsweise eine breite Auflagefläche, so daß die außerhalb des zu zerstörenden Neoplasma herrschende Stromdichte so gering wie möglich ist. In Bezug auf die Zerstörung des Neoplasma besteht ein beitragender Effekt darin, daß das Blut in den Blutgefäßen, die der Behandlungsstelle am nächsten liegen, koaguliert, so daß den Zellen kein Sauerstoff zugeführt wird.

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Das Feld, das in dem zu zerstörenden Neoplasma oder ausgewählten Gewebebereich aufgebaut wird, wird weiterhin in vorteilhafter Weise dazu ausgenutzt, Zellgifte zu konzentrieren, die den Prozess des Neoplasma-Abbaus in dem genannten Gewebebereich beschleunigen. Die Zellgifte haben oder erhalten eine entgegengesetzte Polarität als die Elektrode im Neoplasma.

16.11.1979
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Claims

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Anwaltsakte: P 505 Tekniska Röntgencentralen ;

Kennwort: "Tumor" Stockholm, Schweden

PATENTANSPRÜCHE

1./ Gerät zum Zerstören von Neoplasma (l6), z. B. eines Tumors, in einem biologischen Körpergewebe (17), mit wenigstens zwei Elektroden (9, 12), die an eine Gleichstromquelle (1) angeschlossen sind, und deren eine (9) dazu dient, völlig oder teilweise in das genannte Neoplasma eingeführt und an einen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen «u werden, während die andere Elektrode (12) dazu dient, in elektrisch leitenden Kontakt mit dem Körpergewebe (17) in einem Abstand von dem Neoplasma verbracht zu werden, ferner mit Meßeinrichtungen (7) zum Messen und Anzeigen des Stromes, der zwischen den Elektroden bei einem ausgewählten Spannungsniveau fließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsmittel (7* 15) derart gestaltet und angeordnet sind, daß sie den zwischen den Elektroden fließenden Strom über die Zeitdauer integrieren und die elektrische Ladung anzeigen, die dem Neoplasma und dem Körpergewebe zugeführt werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle (l) derart gestaltet und angeordnet ist, daß sie einen gegebenen Höchststrom und eine gegebene Höchstspannung liefert.

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3. Gerät naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (25, 27) vorgesehen sind, die die Stromzufuhr zu den Elektroden (9, 12) dann unterbrechen, wenn der Integrationskreis (l4) einen gegebenen Ladungswert anzeigt.

4. Gerät nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel zum Unterbrechen der Stromzufuhr einen Signalkomparator (25) umfassen, der dazu dient, ein Signal von dem Integrationskreis (l4) aufzunehmen, daß das genannte Signal die im Körpergewebe vorhandene, augenblickliche Ladung anzeigt, und daß ein Bezugssignal von einem Bezugssignalkreis (26) die gewünschte Endladung im Körpergewebe anzeigt.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitkonstantkreis (18) vorgesehen ist, der die Spannungsquelle (l) derart regelt, daß der zwischen den Elektroden fließende Strom und/oder die zwischen den Elektroden herrschende Spannung einer vorwählbaren Zeitkonstantkurve entspricht.

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