DE19825999A1

DE19825999A1 - System for intracorporeal and intraluminal X-ray therapy

Info

Publication number: DE19825999A1
Application number: DE1998125999
Authority: DE
Inventors: Thomas Redel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-12-23

Abstract

External to the patient, the high voltage generator and controller form a treatment application unit. This includes an interface (12) for a detachable catheter line (3). Data relevant to patient and therapy are entered into the controller. Preferred Features: Data is input into a computer unit (6) connected to the application unit. The control unit feeds, positions and adjusts the catheter head (4) using a step motor and spooling system. A measurement unit is connected, to determine position and/or displacement of the catheter line. An opto-electronic measurement unit is integrated. A coolant reservoir (10) is included in the applicator unit, for the X-ray source. A safety system inactivates the high voltage, should coolant flow cease. A further safety system against high voltage breakdown is included. Shutdown occurs should the voltage or current profile deviate from a norm. A high voltage plug at the HV generator is shrouded, to prevent the danger of inadvertent manual contact. The controller assists planning of treatment, comparing e.g. vessel diameter and stenosis length with values stored in memory, to calculate dose and duration. This facility is integrated into the applicator unit, which is mobile.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur intrakorporalen, insbe sondere intraluminalen Röntgentherapie, die einen in das Körperinnere eines Patienten einführbaren Katheter umfaßt, der eine Röntgenstrahlenquelle mit miniaturisierter Röntgen röhre enthält, welcher an einer zu therapierenden Objekt stelle plazierbar ist, und die weiterhin einen über ein Zu leitungskabel mit der Röntgenstrahlenquelle verbindbaren Hochspannungsgenerator sowie eine Steuereinheit zur Ansteue rung des Hochspannungsgenerators und gegebenenfalls weiterer vorhandener Einrichtungen umfaßt.The invention relates to a system for intracorporeal, esp special intraluminal X-ray therapy that takes you into the Includes a catheter insertable inside a patient, which is an x-ray source with miniaturized x-rays contains tube, which on an object to be treated place is placeable, and which continues to have a Zu cable can be connected to the X-ray source High voltage generator and a control unit for control tion of the high-voltage generator and possibly other existing facilities.

Zur Therapie von Stenosen hat sich die perkutane translumi nale Koronarangioplastie (PTCA) durchgesetzt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch ein Restenosegrad von 30 bis 50%. Dieser kann zwar durch Einsatz von Stents auf etwa 28% redu ziert werden; angestrebt wird jedoch ein stenosefreier Zu stand, zumindest über einen längeren Zeitintervall.Percutaneous translumi has been used to treat stenoses Coronary angioplasty (PTCA). A disadvantage of However, this method is a degree of restenosis of 30 to 50%. This can be reduced to about 28% by using stents be adorned; However, a stenosis-free Zu is sought stood, at least over a longer time interval.

Um eine effektive Reduktion der Restenose zu erreichen, hat man bisher mit hochenergetischen radioaktiven Strahlungsquel len (Gamma- oder Betastrahlen) therapiert. Alternativ zu ei ner solchen Bestrahlung mit radioaktiven Präparaten ist eine Bestrahlung mit Röntgenstrahlen denkbar.In order to achieve an effective reduction in restenosis one has so far been using high-energy radioactive radiation sources len (gamma or beta rays) treated. Alternative to egg ner such radiation with radioactive preparations is one Irradiation with X-rays possible.

Die WO-97/07 740 beschreibt verschiedene Ausführungsformen ei ner miniaturisierten, in das Körperinnere eines Patienten einführbaren Röntgenstrahlenquelle, ohne dabei auf die auf tretenden Probleme näher einzugehen.WO-97/07 740 describes various embodiments miniaturized, inside a patient's body insertable x-ray source without focusing on the problems that arise.

Problematisch ist der Einsatz einer miniaturisierten Röntgen röhre insofern, als zur Therapie in der Regel eine Dosis appliziert werden muß, die in Nähe einer gewebeschädigenden Grenzdosis liegt. Die Dosis muß deshalb sowohl örtlich als auch zeitlich äußerst exakt appliziert und dokumentiert wer den. Aus den Gegebenheiten heraus kann die Röntgenröhre nur wenige Millimeter lang sein, um durch die engen, gebogenen Koronargefäße eine Stenoseregion zu erreichen. Bei Stenose längen von typischerweise 2 cm ist ein schnelles, präzises Abfahren der Stenoseregion notwendig, um eine homogene Dosis verteilung zu gewährleisten und eine Zerstörung von Gewebe zu vermeiden. Dies ist um so wichtiger, da bei der in der Regel radialen Röntgenemission keine homogene Intensitätsverteilung der Strahlung über die Länge der Röhre zu erwarten ist.The use of a miniaturized X-ray is problematic tube in that one dose is usually used for therapy must be applied in the vicinity of a tissue-damaging Limit dose is. The dose must therefore be local as well who is also applied and documented extremely precisely in terms of time the. The X-ray tube can only do so be a few millimeters long through the narrow, curved Coronary vessels to reach a stenosis region. With stenosis lengths of typically 2 cm is a quick, precise Driving down the stenosis region is necessary to get a homogeneous dose to ensure distribution and tissue destruction avoid. This is all the more important since, as a rule radial x-ray emission no homogeneous intensity distribution of radiation over the length of the tube is to be expected.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein in der Praxis gut handhabbares System anzugeben, welches dem Arzt die Möglichkeit eröffnet, die intrakorporale bzw. intralu minale Röntgentherapie mit ausreichender Sicherheit für Pati ent und Personal effektiv durchzuführen.The aim of the present invention is therefore to provide a Practice easy-to-use system to indicate to the doctor opens up the possibility of intracorporeal or intralu minimal X-ray therapy with sufficient security for pati ent and personnel to be carried out effectively.

Das erfindungsgemäße System enthält einen Applikator, der eine Reihe von Modulen beinhalten kann, z. B. zur Positionie rung des Katheters, zur Ansteuerung des Hochspannungsgenera tors sowie zur Zufuhr einer Kühlflüssigkeit zur Kühlung der Röntgenröhre, bzw. des Umfeldes der Röntgenröhre. Die Steuer einheit übernimmt Steuerungs- und Funktionskontrollaufgaben. Dazu gehören u. a. die exakte Positionierung und Verschiebung des Katheters beim Abfahren einer längeren Stenosestrecke bzw. die Repositionierung, falls die Therapie unter- oder abgebrochen werden muß. Die Steuereinheit übernimmt ferner die Aufgabe, den Hochspannungsgenerator so zu aktivieren, daß an jeder Position eine vorher in einem Planungstool festge legte Dosis appliziert wird. Die Steuereinheit übernimmt schließlich die Steuerung eines Moduls zur Kühlung der Strah lenquelle bzw. des benachbarten Umfeldes, falls eine solche Kühlung vorhanden ist. The system according to the invention contains an applicator which can include a number of modules, e.g. B. Positionie tion of the catheter to control the high-voltage generator tors and for the supply of a cooling liquid for cooling the X-ray tube, or the area surrounding the X-ray tube. The tax unit takes on control and function control tasks. These include a. the exact positioning and displacement the catheter when traveling a longer stenosis route or repositioning if the therapy is under or must be canceled. The control unit also takes over the task of activating the high voltage generator so that At each position, a previously defined in a planning tool put dose is applied. The control unit takes over finally the control of a module for cooling the beam lenquelle or the surrounding area, if such Cooling is available.

Die zeitlich und räumlich zu applizierende Dosis wird vor teilhafterweise von einem Planungstool übernommen, welches die Therapie aufgrund der erforderlichen Dosis und den pa tientenspezifischen Gegebenheiten, wie Gefäßdurchmesser und Stenoselänge plant. Vorzugsweise ist dieses Planungstool in einem im Applikator integrierten Rechner enthalten. Erfolgt die Planung in einem externen Rechner, z. B. in einem vom Ap plikator räumlich getrennt plazierbaren PC, ist im Applikator eine entsprechende Schnittstelle zwischen der Steuereinheit und dem externen Planungstool vorzusehen.The dose to be applied temporally and spatially is given partly taken over by a planning tool which the therapy based on the required dose and the pa customer-specific conditions, such as vessel diameter and Stenosis length plans. This planning tool is preferably in a computer integrated in the applicator. He follows planning in an external computer, e.g. B. in one of the Ap plicator spatially separated PC, is in the applicator a corresponding interface between the control unit and the external planning tool.

In der Steuereinheit werden die Positionswerte des Katheters bzw. der Strahlenquelle über entsprechende Meßsensoren und Vergleich mit Sollwerten erfaßt und kontrolliert. Bei motori scher Zustellung des Katheters wird mit Vorteil die von einem Stellmotor übertragene Schubkraft von der Steuereinheit überwacht.The position values of the catheter are stored in the control unit or the radiation source via appropriate measuring sensors and Comparison with target values recorded and checked. At motori shear delivery of the catheter is advantageously that of a Actuator transmitted thrust from the control unit supervised.

Die Positionierung des Katheters kann mit Hilfe einer automa tischen Vorschubeinheit erfolgen, an die die Katheterleitung direkt ober über ein Zwischenstück angekoppelt ist. Bei der Vorschubeinheit kann es sich vorteilhafterweise um einen Schrittmotor handeln, mit dem mit ausreichender Genauigkeit (0,5 bis 5 mm) die Katheterleitung und damit die Strahlen quelle in das Gefäß eingeführt und an der zu therapierenden Objektstelle plaziert werden kann. Für den Fall, daß peri phere Gefäße behandelt werden sollen, die eine vergleichs weise lange Verschiebung (bis zu 100 cm) erfordern, ist es zweckmäßig, im Applikator eine Einrichtung zur Aufbewahrung der Katheterleitung vorzusehen. Eine solche Einrichtung kann z. B. eine mit Rückstellmoment ausgestattete Kabeltrommel sein. Zur Positionserfassung und Kontrolle der genauen aktu ellen Katheterposition kann mit Vorteil im Applikator eine optoelektronische oder auch mechanische Meßeinrichtung vor handen sein. Diese kann beispielsweise durch auf die Kathe terleitung aufgebrachte Markierungen umfassen, welche mit ei ner Lichtquelle und einem entsprechenden Sensor (Lichtschranke) zusammenwirken. Damit läßt sich auch bei län geren Stenosen mit mehrfacher Röntgenröhrenpositionierung oder auch nach einer Repositionierung bei einer Therapieun terbrechung eine genaue Positionierung der Röhre erzielen.The positioning of the catheter can be done with the help of an automa table feed unit to which the catheter line is coupled directly above via an intermediate piece. In the Feed unit can advantageously be a Act stepper motor with sufficient accuracy (0.5 to 5 mm) the catheter line and thus the rays source introduced into the vessel and on the to be treated Object location can be placed. In the event that peri phere vessels are to be treated that a comparative wise long shift (up to 100 cm), it is Appropriately, a device for storage in the applicator the catheter line. Such a facility can e.g. B. a cable drum equipped with restoring torque be. For position detection and control of the exact current The catheter position can advantageously be in the applicator optoelectronic or mechanical measuring device be there. This can for example by on the Kathe Terleitung applied markings, which with egg ner light source and a corresponding sensor (Light barrier) interact. It can also be used for län stenoses with multiple x-ray tube positioning or also after repositioning during therapy break the tube.

Zur schnellen Unterbrechung der Therapie, beispielsweise im akuten Notfall, kann es vorteilhaft sein, am Applikator ein oder mehrere manuell zu bedienende Schaltmöglichkeiten vor zusehen. Neben einer Notstoptaste, mit der durch Abschalten der Strahlenquelle die Therapie sofort abgebrochen werden kann, kann zusätzlich noch eine Pausentaste vorhanden sein, mit der das Therapieprogramm für eine bestimmte Zeit unter brochen werden kann. Die aktuelle Position und die hier be reits applizierte Dosis wird in diesem Fall im Rechner ge speichert. Der Katheter mit der Röhre wird sodann ein defi niertes Stück von der Objektstelle zurückgezogen, um einen ungehinderten Blutfluß in dem zu therapierenden Gefäß zu er möglichen. Kann die Therapie fortgeführt werden, so kann dies durch Drücken einer weiteren Taste eingeleitet werden. Die Röhre wird an der vorherigen Stelle positioniert und die restliche Therapie entsprechend der im Rechner ermittelten Restdosis durchgeführt.For quick interruption of therapy, for example in the acute emergency, it may be beneficial to use the applicator or several manually operated switching options watch. In addition to an emergency stop button with which by switching off therapy is stopped immediately can, there may also be a pause button, with taking the therapy program for a certain time can be broken. The current position and the one here In this case, the dose already applied is stored on the computer saves. The catheter with the tube then becomes a defi nated piece withdrawn from the site to one unimpeded blood flow in the vessel to be treated possible. If the therapy can be continued, it can can be initiated by pressing another key. The The tube is positioned at the previous position and the remaining therapy according to the one determined in the computer Residual dose carried out.

Die erforderlichen Betriebsparameter, wie Spannung, Strom, Strahlung, sowie gegebenenfalls Therapie bzw. Resttherapie zeiten können vorteilhafterweise an einem Display entweder am Applikator oder an dem mit ihm verbundenen Rechner angezeigt werden.The required operating parameters, such as voltage, current, Radiation, and possibly therapy or residual therapy times can advantageously on a display either on Applicator or displayed on the computer connected to it become.

Der Applikator enthält ferner diverse Sicherheitseinrichtun gen, die sowohl die Sicherheit des Patienten als auch des Personals gewährleisten bzw. verbessern. Eine der Maßnahmen kann vorteilhafterweise darin bestehen, sicherzustellen, daß die Hochspannung nur dann eingeschaltet werden kann, wenn die Steckverbindung zum Katheter geschlossen ist. Zusätzlich kön nen weitere Sicherungen eingebaut sein, die das Personal im Betrieb schützen. Eine einfache, vorteilhafte Sicherheitsmaß nahme kann darin bestehen, im Bereich der Steckverbindung ein Schutzrohr vorzusehen, welches die Steckverbindung umgibt und damit sicherstellt, daß ein unbeabsichtigtes Berühren vermie den wird. Das Schutzrohr ist in der Länge so bemessen, daß sich die Steckverbindung über den gesamten Verstellweg einer Positionierung bzw. Repositionierung innerhalb des Rohres bewegen kann.The applicator also contains various safety devices conditions that protect both the safety of the patient and the patient Ensure or improve personnel. One of the measures can advantageously be to ensure that the high voltage can only be switched on if the Plug connection to the catheter is closed. In addition, additional fuses are installed, which the personnel in the Protect operations. A simple, beneficial security measure Assumption can be in the area of the connector To provide a protective tube that surrounds the connector and This ensures that accidental touching is avoided that will. The length of the protective tube is such that the plug connection over the entire adjustment range Positioning or repositioning within the pipe can move.

Weitere Sicherheitsmaßnahmen können darin bestehen, Span nungsüberschläge am Stecker, im Zuleitungskabel, an der Kon taktstelle zwischen Röhre und Katheter oder auch in der Röhre selbst durch an sich bekannte Meßfühler zu detektieren. Im Fehlerfall wird der Hochspannungsgenerator von der Steuer einheit sofort deaktiviert. Ähnliches gilt für weitere, am Katheter anzukoppelnde Komponenten, wie z. B. eine Pumpe zur Spülung bzw. Kühlung der Strahlenquelle bzw. der Röntgen röhre. Auch die Röntgenröhrentemperatur kann durch Detektion so beeinflußt werden, daß sie auf einem für den Patienten ausreichend niedrigem Niveau gehalten werden kann.Other security measures may include chip arcing on the plug, in the supply cable, on the con cycle between the tube and catheter or in the tube to be detected even by sensors known per se. in the In the event of a fault, the high voltage generator is removed from the control unit deactivated immediately. The same applies to others, on Components to be coupled to the catheter, e.g. B. a pump for Flushing or cooling the radiation source or the X-ray tube. The X-ray tube temperature can also be determined by detection so influenced that they are on one for the patient can be kept sufficiently low.

Das erfindungsgemäße System wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The system according to the invention is illustrated by the drawing explained. Show it:

Fig. 1 eine Gesamtübersicht von dem erfindungsgemäßen System in schematischer Darstellung, Fig. 1 is an overview of the inventive system in a schematic representation;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Katheters mit inte grierter Röntgenstrahlenquelle und zugehöriger Versorgung, Fig. 2 is a schematic representation of a catheter having inte grated X-ray source and associated supply,

Fig. 3 den Aufbau des Applikators und das Zusammenwirken der Teile in schematischer Darstellung, Fig. 3 shows the structure of the applicator and the interaction of the parts in a schematic representation;

Fig. 4 ein Funktions-Blockschaltbild vom Applikator. Fig. 4 is a functional block diagram of the applicator.

Die Fig. 1 zeigt eine Gesamtübersicht über das erfindungsge mäße System zur intraluminalen Röntgentherapie. Das System umfaßt entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausfüh rungsform ein vorzugsweise mobil ausgeführtes Traggerät 1 mit einem Gehäuse 2 zur Aufnahme eines später noch näher erläu terten Applikators, eine an das Applikatorgehäuse angeschlos sene Katheterleitung 3 mit einem am freien Ende befindlichen Katheter 4 mit integrierter Röntgenstrahlenquelle 5 und eine Recheneinheit 6, die hier als PC ausgeführt ist. Das Applika torgehäuse 2 wird von einem Stativ 7 mit verstellbarem Ausle gertragarm 8 getragen, in dem diverse, zum Applikator füh rende Versorgungsleitungen geführt sind, insbesondere eine Kommunikationsleitung 9 sowie eine von einem am Stativ 7 ge halterten Flüssigkeitsbehälter 10 ausgehende Flüssigkeitslei tung 11, über die dem Katheter Kühlflüssigkeit zur Kühlung der Röntgenstrahlenquelle zugeführt werden kann. Fig. 1 shows an overall view of the system according to the Invention for intraluminal X-ray therapy. The system comprises, in accordance with a particularly advantageous embodiment, a preferably mobile carrying device 1 with a housing 2 for receiving an applicator which will be explained in more detail later, a catheter line 3 connected to the applicator housing with a catheter 4 located at the free end with integrated X-ray source 5 and a computing unit 6 , which is designed here as a PC. The Applika gate housing 2 is supported by a stand 7 with adjustable interpretation gertragarm 8, are performed in the various, supplies leading to the applicator supply lines, in particular a communication line 9 and a stop Erten from the stand ge 7 liquid container 10 outgoing Flüssigkeitslei tung 11, via the coolant for cooling the X-ray source can be supplied to the catheter.

Das Applikatorgehäuse 2 enthält frontseitig eine Steckverbin dung 12 für den lösbaren Anschluß der Katheterleitung 3, ein Display 13 zur Anzeige diverser, für eine Therapie notwendi ger Eingabe- und/oder Status-Daten sowie einen Notschalter 14 zur raschen Unterbrechung einer Therapie bei Auftreten einer Gefahrensituation.The applicator housing 2 contains on the front a connec tion 12 for the detachable connection of the catheter line 3 , a display 13 for displaying various, for therapy necessary input and / or status data and an emergency switch 14 for rapid interruption of therapy in the event of a dangerous situation .

Die Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung den Auf bau des Katheters 4 mit integrierter Röntgenstrahlenquelle 5. Die Röntgenstrahlenquelle 5 beinhaltet eine Miniaturröntgen röhre 15, die eine Leistung von etwa 1 bis 5 Watt abgibt und von einem im Applikatorgehäuse 2 angeordneten Hochspannungs generator 16 mit Hochspannung im Bereich zwischen 0 und 30 kV versorgt wird. Der Aufbau der Röntgenröhre 15 ist an sich be kannt und beispielsweise in der WO-97/07 740 in verschiedenen Varianten beschrieben. An geeigneter Stelle der Röntgenstrah lenquelle 5, vorzugsweise an der Außenfläche der Strahlen quelle, ist ein Temperatursensor 17 angeordnet, der über eine Meßleitung 18 mit einer Steuereinheit 19 verbunden ist. Der Temperatursensor 17 erfasst die Temperatur an der Strah lenquelle bzw. im unmittelbaren Umfeld der Strahlenquelle und gibt ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit. Bei Er reichen einer kritischen Temperatur, die gegebenenfalls zu einer Gewebeschädigung führen könnte, erfolgt über am Ap plikator befindliche Indikatoren 24 eine optische und/oder akustische Anzeige, bzw. die Steuereinheit veranlasst das Abschalten des Hochspannungsgenerators 16 und damit der Röntgenröhre 15. Fig. 2 shows a schematic representation of the construction of the catheter 4 with integrated X-ray source 5 . The x-ray source 5 includes a miniature x-ray tube 15 , which outputs a power of about 1 to 5 watts and is supplied by a high voltage generator 16 arranged in the applicator housing 2 with high voltage in the range between 0 and 30 kV. The structure of the X-ray tube 15 is known per se and is described, for example, in WO-97/07 740 in various variants. At a suitable point of the X-ray source 5 , preferably on the outer surface of the radiation source, a temperature sensor 17 is arranged, which is connected via a measuring line 18 to a control unit 19 . The temperature sensor 17 detects the temperature at the radiation source or in the immediate vicinity of the radiation source and emits a corresponding signal to the control unit. If he reaches a critical temperature, which could possibly lead to tissue damage, there is an optical and / or acoustic display via indicators 24 on the ap plicator, or the control unit causes the high-voltage generator 16 and thus the X-ray tube 15 to be switched off .

Die Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung diejeni gen Elemente auf, die in der bevorzugten Ausführungsform zu einem Applikator zusammengefaßt sind. Der Applikator 20 um faßt demnach den bereits erwähnten Hochspannungsgenerator 16, die ebenfalls bereits erwähnte Steuereinheit 19, eine An triebseinheit 21 für die Katheterleitung 3, eine Pumpeinrich tung 22 zur Förderung der im Flüssigkeitsbehälter 10 bevorra teten Kühlflüssigkeit, eine Positioniereinrichtung 23, die dazu dient, den Katheter exakt an der zu therapierenden Ob jektstelle zu plazieren, sowie diverse Sicherheitseinrich tungen, die dazu dienen, die Sicherheit des Patienten und des Bedienpersonals zu erhöhen. Fig. 3 shows a schematic representation of those elements which are combined in the preferred embodiment to form an applicator. The applicator 20 accordingly comprises the already mentioned high-voltage generator 16 , the control unit 19 , also already mentioned, a drive unit 21 for the catheter line 3 , a Pumpeinrich device 22 for conveying the cooling liquid in the liquid container 10 , a positioning device 23 , which serves to to place the catheter exactly at the object to be treated, as well as various safety devices that serve to increase the safety of the patient and the operating personnel.

Eine der Sicherheitseinrichtungen besteht darin, daß die Teile 25 und 26 der Steckverbindung 12 in einem am Applika torgehäuse 2 fest angeordneten Schutzrohr 27 geführt sind, und zwar so, daß die Steckverbindung über den gesamten Ver stellweg vom Schutzrohr 27 umgeben ist. Die Steckverbindung 12 ist so stets gegen unbeabsichtigtes Berühren gesichert. Eine weitere Sicherheitsmaßnahme besteht in einer mechani schen Sicherung der Steckverbindung 12, beispielsweise durch eine Klammer 29, deren Haltefunktion zusätzlich elektronisch überprüft wird, wobei im Falle einer Trennung der Verbindung über eine Steuerleitung 28 an die Steuereinheit 19 ein Signal zur Abschaltung des Hochspannungsgenerators 16 gegeben wird. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß Hochspannung nur dann eingeschaltet werden kann, wenn die Steckverbindung zum Katheter sicher hergestellt ist. Dadurch, daß sich die Steckverbindung 12 während einer Positionierung stets in dem Schutzrohr 27 bewegt, ist auch das Personal während eines Betriebs vor eventuellen Spannungsüberschlägen an der Steck verbindung geschützt. Die Registrierung eines Überschlages an der Steckverbindung 12 oder in der Katheterleitung oder an der Kontaktstelle zwischen Katheter und Röntgenröhre oder auch in der Röhre selbst kann mittels an sich bekannter Meß fühler, z. B. mittels sog. Rogowski-Spulen, oder durch bekannte Strom-/Spannungsmessungen mittels Shunts, detektiert werden.One of the safety devices is that the parts 25 and 26 of the plug connection 12 are guided in a protective tube 27 arranged on the door housing 2 , so that the plug connection is surrounded by the protective tube 27 over the entire displacement path. The plug connection 12 is thus always secured against unintentional touching. Another security measure consists in mechanically securing the plug connection 12 , for example by means of a bracket 29 , the holding function of which is additionally checked electronically, with a signal for switching off the high-voltage generator 16 being given to the control unit 19 in the event of a disconnection via a control line 28 . This measure ensures that high voltage can only be switched on if the plug connection to the catheter is securely established. The fact that the connector 12 always moves during positioning in the protective tube 27 , the staff is protected during operation from possible flashovers on the connector. The registration of a rollover on the connector 12 or in the catheter line or at the contact point between the catheter and the X-ray tube or in the tube itself can be by means of measuring sensors known per se, for. B. by means of so-called Rogowski coils, or by known current / voltage measurements using shunts.

Um den Katheter an der zu therapierenden Objektstelle exakt plazieren zu können, ist eine Verstell- und Positionierein richtung vorgesehen, die einerseits aus der Antriebseinheit 21 und der Positioniereinrichtung 23 besteht. Die An triebseinheit 21 enthält einen Schrittmotor 30, der von der Steuereinheit 19 aktiviert wird und eine Antriebsrolle mit Aufwickeleinrichtung 31. Die Katheterleitung 3 enthält über eine bestimmte Wegstrecke, die dem Verstellweg des Katheters entspricht, eine Markierung 32, welche mit einem optischen Sensor 33 zusammenwirkt. Der optische Sensor kann z. B. eine (Reflex)Lichtschranke sein. Der optische Sensor 33 gibt an die Steuereinheit 19 ein entsprechendes Positionssignal.In order to be able to place the catheter exactly at the object site to be treated, an adjusting and positioning device is provided which, on the one hand, consists of the drive unit 21 and the positioning device 23 . At the drive unit 21 includes a stepper motor 30 , which is activated by the control unit 19 and a drive roller with winding device 31st The catheter line 3 contains a marking 32 over a certain distance, which corresponds to the adjustment path of the catheter, which interacts with an optical sensor 33 . The optical sensor can e.g. B. be a (reflex) light barrier. The optical sensor 33 sends a corresponding position signal to the control unit 19 .

Wie bereits angesprochen, enthält der Applikator 20 Mittel zur Kühlung der Röntgenstrahlenquelle bzw. des benachbarten Umfeldes der Strahlenquelle, um so eine unzulässig hohe Er wärmung des Therapiebereiches zu vermeiden. Die von der Steuereinheit 19 aktivierte Pumpeinrichtung 22 fördert aus dem Flüssigkeitsbehälter 10, der beispielsweise Kochsalzlö sung oder ein anderes geeignetes Kühlmittel enthalten kann, über eine Zuleitung 34 die Kühlflüssigkeit in die Katheter leitung 3. Die Zuführung des Kühlmittels kann, wie in Fig. 3 gezeigt, extern des Applikatorgehäuses erfolgen. Denkbar ist auch eine Zuführung innerhalb des Applikatorgehäuses im Be reich der Antriebsrolle 31, wo auch die Hochspannungsleitun gen und die Meßleitung 18 vom Temperatursensor 17 (Fig. 2) in die Katheterleitung eingeführt werden. As already mentioned, the applicator 20 contains means for cooling the X-ray source or the adjacent surroundings of the radiation source, so as to avoid an inadmissibly high heating of the therapy area. The pump device 22 activated by the control unit 19 conveys the coolant into the catheter line 3 from the liquid container 10 , which may contain, for example, saline solution or another suitable coolant, via a feed line 34 . As shown in FIG. 3, the coolant can be supplied externally to the applicator housing. A supply within the applicator housing in the area of the drive roller 31 is also conceivable, where the high-voltage lines and the measuring line 18 from the temperature sensor 17 ( FIG. 2) are introduced into the catheter line.

Durch die Zufuhr von Kühlflüssigkeit kann die Wärmeentwick lung im Bereich der Strahlenquelle auf einem für den Patien ten niedrigem Niveau gehalten werden. Zweckmäßig ist es auch hier, einen entsprechenden, den Kühlmittelfluß detektierenden Sensor 35 vorzusehen, der bei Ausfall oder verminderter Kühlmittelzufuhr über eine Steuerleitung 36 ein Abschalten des Hochspannungsgenerators bewirkt und so ein Ansteigen der Temperatur verhindert.By supplying coolant, the heat development in the area of the radiation source can be kept at a low level for the patient. It is also advantageous here to provide a corresponding coolant flow detecting sensor 35, the event of failure or reduced coolant supply effected via a control line 36 to shut down the high voltage generator and thus prevents an increase in temperature.

Anhand Fig. 4 wird ein weiterer wichtiger Punkt des erfin dungsgemäßen Systems erläutert. Der Applikator enthält ein Planungstool 37, das die für den speziellen Therapiefall notwendigen Therapiemaßnahmen, wie Dosis und Strahlungsdauer und gegebenenfalls Vorschubgeschwindigkeit des Katheters auf grund des vorhandenen Gefäßdurchmessers und der Länge der Stenose plant. Dieses Planungstool kann vorzugsweise im Ap plikator 20 integriert sein; denkbar und im Rahmen der Erfin dung liegt es auch, das Planungstool beispielsweise in einen externen Rechner, am Beispiel der Fig. 1, in den Rechner 6 zu integrieren. Das Planungstool 37 enthält ein Rechenpro gramm mit einer Reihe dort abgelegter patientenspezifischer Daten, die z. B. unterschiedliche Gefäßdurchmesser, unter schiedlich lange Stenosen und die dafür anzuwendende Strah lendosis und Strahlungsdauer beinhalten. Über Dateneingabe mittel 38 werden die aktuellen patientenspezifischen Daten in das Planungstool eingegeben.With reference to Fig. 4, a further important point of the OF INVENTION system will be explained to the invention. The applicator contains a planning tool 37 , which plans the therapeutic measures necessary for the special therapy case, such as dose and radiation duration and, if applicable, the advancement speed of the catheter on the basis of the existing vessel diameter and the length of the stenosis. This planning tool can preferably be integrated in the ap plicator 20 ; conceivable and within the scope of the inven tion it is also possible to integrate the planning tool, for example in an external computer, using the example of FIG. 1, in the computer 6 . The planning tool 37 contains a computer program with a number of patient-specific data stored there, which, for. B. different vessel diameters, under different long stenoses and the applicable radiation dose and radiation duration. The current patient-specific data are entered into the planning tool via data entry means 38 .

Eine vorteilhafte Variante kann darin bestehen, daß der pati entenindividuelle Stenosenverlauf vorher z. B. durch IVUS (Intra Vaskulärer Ultraschall) oder durch Röntgenaufnahmen rekonstruiert wird und die hieraus errechneten Daten in den Planungstool übernommen werden.An advantageous variant can be that the pati duck individual stenosis course previously z. B. by IVUS (Intra-vascular ultrasound) or by X-rays is reconstructed and the data calculated from it in the Planning tool.

Der vorhandene Rechner errechnet automatisch aus den im Spei cher abgelegten Daten die im speziellen Fall anzuwendende Dosis und Strahlungsdauer sowie gegebenenfalls die Vorschub geschwindigkeit für den Katheter. Diese Werte werden sodann der Steuereinheit 19 zugeführt, die dem Hochspannungsgene rator 16 die Strahlendosis und die Einschaltdauer vorgeben. Weiterhin gibt die Steuereinheit 19 an die Antriebs- und Po sitioniereinrichtung 23 entsprechende Steuersignale für einen automatischen Vorschub des Katheters während der Therapie.The existing computer automatically calculates the dose and radiation duration to be used in the special case, as well as the feed speed for the catheter from the data stored in the memory. These values are then fed to the control unit 19 , which specifies the radiation dose and the duty cycle to the high-voltage generator 16 . Furthermore, the control unit 19 gives the drive and positioning device 23 corresponding control signals for automatic advancement of the catheter during therapy.

Soll die Planung extern auf einem Rechner, beispielsweise auf den in Fig. 1 mit 6 bezeichneten Rechner, erfolgen, ist im Applikator eine entsprechende Schnittstelle zwischen der Steuereinheit und dem externen Planungstool vorzusehen. Die Dateneingabe erfolgt dann über die Tastatur des Rechners 6.If planning is to be carried out externally on a computer, for example on the computer denoted by 6 in FIG. 1, an appropriate interface between the control unit and the external planning tool must be provided in the applicator. The data is then entered via the keyboard of the computer 6 .

Wie bereits angesprochen, beinhaltet die Steuereinheit 19 Kontrollaufgaben, insbesondere über die Position der Röntgen röhre, und vergleicht die Position mit vorgebbaren Sollwer ten. Eine Kontrolle der von der Antriebseinheit 21 übertra genen Schubkraft auf die Katheterleitung sowie eine Kontrolle aller vorhandenen Sicherheitseinrichtungen ermöglicht es, die Strahlenquelle bei auftretenden Gefahren (Hochspannungsüberschläge, zu hohe Temperatur an der Strah lenquelle, mangelnde oder fehlende Kühlung, etc.) sofort ab schalten.As already mentioned, the control unit 19 contains control tasks, in particular via the position of the x-ray tube, and compares the position with predefinable setpoints. A control of the thrust force transmitted from the drive unit 21 onto the catheter line and a control of all existing safety devices enables the Immediately switch off the radiation source in the event of dangers (high-voltage flashovers, excessive temperature at the radiation source, insufficient or lack of cooling, etc.).

Die vorbeschriebene Vorschubeinheit positioniert den Katheter mit ausreichender Genauigkeit, wobei die Länge der Verschie bung je nach Anwendungsfall zwischen 0,5 cm und 100 cm liegen kann.The above-described feed unit positions the catheter with sufficient accuracy, the length of the diff depending on the application, between 0.5 cm and 100 cm can.

Am Display 13 werden unter anderem die Betriebsparameter, wie Spannung, Strom, Strahlungsintensität, angezeigt, darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, auch die im Planungstool er rechnete, noch verbleibende Therapiezeit anzuzeigen. Das ge samte, vom Planungstool ausgearbeitete Programm bzw. der Pro grammablauf kann in geeigneter Weise in einer Dokumentation 39 erfaßt werden. The operating parameters, such as voltage, current, radiation intensity, are shown on the display 13 , moreover, it may be advantageous to also display the remaining therapy time calculated in the planning tool. The entire program worked out by the planning tool or the program sequence can be recorded in a suitable manner in a documentation 39 .

Die manuellen Eingabemittel 40 können nicht nur die Notstop- Taste 14 umfassen, sondern eine Pausenschaltmöglichkeit bein halten, mit der die Therapie unterbrochen werden kann, wobei die aktuelle Position des Katheters und die bis dahin bereits applizierte Dosis gespeichert wird. Wenn mit der Therapie fortgefahren werden kann, wird ein weiteres Schaltelement (Continue-Taste) betätigt, mit dem dann die Repositionierung des Katheters und damit der Strahlenquelle an die vorherige Objektstelle eingeleitet wird. Danach kann die restliche The rapie durchgeführt werden. In der Steuereinrichtung kann da bei eine Möglichkeit vorgesehen werden, bei Unterbrechung der Therapie den Katheter eine definierte Wegstrecke zurückzu ziehen, um so einen ungehinderten Blutfluß in dem zu thera pierenden Gefäß zu ermöglichen.The manual input means 40 can include not only the emergency stop button 14 , but also include a pause switch option with which the therapy can be interrupted, the current position of the catheter and the dose already applied up to that point being stored. If the therapy can be continued, a further switching element (continue button) is actuated, with which the repositioning of the catheter and thus the radiation source to the previous object location is then initiated. The rest of the therapy can then be carried out. In the control device, a possibility can be provided for withdrawing the catheter a defined distance when the therapy is interrupted, so as to enable unimpeded blood flow in the vessel to be treated.

Weitere Sicherheitseinrichtungen können darin bestehen, daß die Vorschubkraft, mit der der Schrittmotor den Katheter an treibt, durch einen Kraftsensor gemessen wird und mit vorge gebenen Sollwerten oder auch durch Messen der Vorschubge schwindigkeit verglichen wird.Other safety devices can consist in that the feed force with which the stepper motor applies the catheter drives, is measured by a force sensor and with pre given setpoints or by measuring the feed rate speed is compared.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß das vorgeschlagene System nicht nur zur intraluminalen Röntgentherapie, sondern allgemein zur intrakorporalen Röntgentherapie, beispielsweise zur Therapie von Gelenkspalten oder dergleichen, erfolgreich eingesetzt werden kann.In conclusion, it should be noted that the proposed System not only for intraluminal X-ray therapy, but also generally for intracorporeal x-ray therapy, for example for the therapy of joint clefts or the like, successfully can be used.

Claims

1. System for intracorporeal, in particular intraluminal X-ray therapy, comprising a catheter ( 4 ) which can be inserted into the interior of a patient and which contains an X-ray source ( 5 ) with miniaturized X-ray tube ( 15 ) which can be placed at an object site to be treated, one via a catheter line ( 3 ) with the X-ray source ( 5 ) connectable high-voltage generator ( 16 ), and a control unit ( 19 ) for controlling the high-voltage generator and, if appropriate, other existing devices ( 21 , 22 , 23 ), characterized in that at least the high-voltage generator ( 16 ) and the control unit ( 19 ) are combined to form an applicator ( 20 ) that can be placed externally of a patient, that the applicator contains an interface ( 12 ) for a detachable connection of the catheter line ( 3 ), and that input means ( 36 ) are provided, with which patient-related and / or therapy-relevant data in the S expensive unit ( 19 ) can be entered.

2. System according to claim 1, characterized in that the input means ( 36 ) are assigned to the applicator ( 20 ).

3. System according to claim 1, characterized in that the input means ( 36 ) with a with the applicator ( 20 ) connected arithmetic unit ( 6 ) are assigned.

4. System in particular according to claim 1, characterized in that a controllable by the control unit ( 19 ) adjustable and positioning device ( 21-23 ) is provided for the positioning and the automatic advancement of the catheter ( 4 ).

5. System according to claim 4, characterized in that the adjusting and positioning device ( 21-23 ) comprises a motor, preferably by a stepping motor ( 30 ) driven winding device ( 31 ) for at least part of the catheter line ( 3 ).

6. System according to claim 4, characterized in that the adjusting and positioning device ( 21-23 ) with the control unit ( 19 ) connected measuring device ( 32 , 33 ) to with which the position and / or a relative movement of the catheter line ( 3 ) is detectable.

7. System according to claim 6, characterized in that an opto-electronic measuring device ( 32 , 33 ) is vorgese hen, which is arranged in a stationary in the applicator housing arranged protective tube ( 27 ) through which the catheter line ( 3 ) is passed.

8. System in particular according to claim 1, characterized in that a controllable by the control unit ( 19 ) operable cooling device ( 10 , 22 ) for cooling the X-ray source ( 5 ) is present.

9. System according to claim 8, characterized in that the cooling device ( 10 , 22 ) comprises an on the applicator ( 20 ) to orderly coolant supply ( 10 ).

10. System according to claim 9, characterized in that the cooling device ( 10 , 22 ) can be activated as a function of a flow and for this purpose a flow sensor ( 35 ) is present which switches a signal for switching off when the flow is not present or is not sufficiently available of the high voltage generator ( 16 ) provides.

11. System in particular according to claim 1, characterized in that between high voltage generator ( 16 ) and catheter ( 4 ) securing means against a voltage flashover are provided.

12. System according to claim 11, characterized in that in the power supply line of the Hochspannungsge generator ( 16 ) a sensor is arranged which detects the current or voltage profile, with a deviation from predetermined values a signal for switching off the high voltage generator ( 16 ) is given.

13. System in particular according to claim 1, characterized in that the interface, via which at least the lines from the high-voltage generator ( 16 ) to the X-ray source ( 4 ) are guided, is formed by a plug connection ( 12 ), and the plug connection by one the direct access-preventing protective part ( 27 ) is surrounded.

14. System according to claim 13, in particular in connection with claim 5, characterized in that the protective part ( 27 ) is tubular, and the tube length is dimensioned such that the plug connection ( 12 ) when adjusting the catheter to the maximum Adjustment path always moves within the tube.

15. System in particular according to claim 1, characterized in that the control unit ( 19 ) is connected to a planning tool ( 37 ) containing a computer program, from which a series of individually enterable, patient-specific data, such as vessel diameter or stenosis length, by comparison with stored target values, the radiation dose and radiation duration to be used must be calculated.

16. System according to claim 15, characterized in that the planning tool ( 37 ) in the applicator ( 20 ) is arranged inte grated.

17. System according to claim 1, characterized in that the applicator ( 20 ) is part of a mobile device.