DE60019294T2

DE60019294T2 - Elektrochirurgische sonde zur tumorbehandlung mit radiofrequenz

Info

Publication number: DE60019294T2
Application number: DE60019294T
Authority: DE
Inventors: Francesco Garbagnati; Sandro Rossi
Original assignee: Invatec SpA
Current assignee: Invatec SpA
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2020-07-20
Also published as: HK1048746B; US6623481B1; BR0012617B1; BR0012617A; IL147663A; CN1361676A; HK1048746A1; AU6468000A; DE60019294D1; IL147663A0; AU768134B2; ITMI991608A0; EP1199998A1; WO2001005317A1; CN1275575C; ES2240137T3; JP3811065B2; CA2378064A1; MXPA02000797A; ITMI991608A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektro-chirurgische Sonde für die Tumorbehandlung mittels Energie im Radio-Frequenzbereich, und insbesondere eine Sonde, welche eine Mehrzahl von nadelförmigen Elektroden enthält, deren Spitzen an dem zu behandelnden Tumor expandiert bzw. ausgefahren bzw. vergrößert werden können, um ein möglichst großes Volumen des Krebsgewebes zu beeinflussen.
In der Medizin ist die Tumorbehandlung mittels Hyperthermie, welche durch Radio-Frequenzenergie oder andere Energieformen induziert wird, bereits bekannt. Elektro-chirurgische Sonden, welche nadelförmige Elektroden aufweisen, welche beim Eindringen in das Krebsgewebe dieses zum Nekrotisieren bringen, wurden bereits entwickelt. Die WO 96/29946 beschreibt elektro-chirurgische Sonden, welche eine Mehrzahl von unabhängigen nadelförmigen Elektroden aufweist, welche in das zu behandelnde Gewebe gedrückt werden, indem sie veranlaßt werden, aus der Spitze einer Metallkanüle, welche in den Körper des Patienten eingeführt ist, herauszutreten. Dies wird unter Verwendung von Elektroden erzielt, welche aus dünnen Metalleitungen mit einem bogenförmigen Ende mit einem Elastizitätsgedächtnis ausgestaltet sind, welches innerhalb der Kanüle in einem im Wesentlichen gestreckten Zustand gehalten wird und unter Selbstentspannung freigegeben wird, wenn die Elektroden aus der Kanüle herausgedrückt werden, um in das zu behandelnde Gewebe einzudringen. Ziel dieser Expansion ist die Beeinflussung eines möglichst großen Volumens eines zu behandeln Krebsgewebes. Die USP 5,913,855 und die WO 98/52480 beschreiben weitere elektro-chirurgische Sonden, welche ebenfalls als eine steife Kanüle ausgestaltet sind, welche eine oder eine Mehrzahl von filiformen Elektroden aufweist, welche bogenförmige Spitzen mit Elastizitätsgedächtnis aufweisen, welche innerhalb der Kanüle in einer gedehnten Position komprimiert sind, und welche sich selbst expandieren, wenn sie aus der in das zu behandelnde Gewebe eingeführten Kanüle herausgedrückt werden. Die filiformen Elektroden sind innerhalb der Kanüle um einen zentralen Kern derart angeordnet, daß, wenn ihre Spitzen aus der Spitze der Kanüle herausgedrückt werden, das Krebsgewebe in einem regulären Volumen beeinflußt wird, welches so sehr wie möglich einer Kugel gleicht. Die in der US-A-5,913,855 offenbarte Vorrichtung weist die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 auf.
Keine der gegenwärtig bekannten elektro-chirurgischen Sonden ist jedoch in der Lage, ein elektrisches Feld mit einer wirklich sphärischen Form zu erzeugen, es ist mit ihnen bestenfalls möglich, ein elektrisches Feld mit einer elliptoidalen Form zu erzielen, da – wie es aus den 4 und 5 der WO 98/52480 ersichtlich ist, nur ein kleiner Abschnitt des distalen Endes der Metallkanüle, welche an der Bildung des elektrischen Feldes beteiligt ist, von den bogenförmigen bzw. gebogenen Enden der filiformen Elektroden umgeben ist.
Ein weiterer Nachteile der bekannten elektro-chirurgischen Sonden ist der, daß ihre Verwendung das Risiko mit sich bringt, daß die gebogenen Enden der Elektroden durch das Durchdringen bzw. das Eindringen in das Krebsgewebe unter dem Impuls der geeigneten Steuerung, über das angepeilte Ziel hinausgehen und in vitale Strukturen, bspw. ein Blutgefäß, welches dem zu behandelnden Abschnitt benachbart liegt, eindringen.
Die vorliegende Erfindung ist in Anspruch 1 festgelegt. Sie betrifft eine elektro-chirurgische Sonde des Typs mit multiplen Nadeln, welche eine gebogene Spitze mit Formgedächtnis bzw. Elastizitätsgedächtnis aufweist. Weitere Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
Die erfindungsgemäße Sonde hilft dem ersten der oben genannten Nachteile der Sonden des Standes der Technik ab, da sie das wichtige Merkmal aufweist, daß die Elektroden, wenn sie sich außerhalb der Kanüle befinden, wie die Meridiane einer idealen Sphäre angeordnet sind, deren Durchmesser aus einem langen Segment des distalen Abschnitts der Kanüle ausgestaltet ist, welches nicht durch das Isoliermaterial beschichtet ist. Die Kanüle nimmt in ihrem distalen Abschnitt dementsprechend an der Bildung des aktiven Radio-Frequenzfeldes teil. Der bogenförmige Abschnitt einer jeden Elektrode bildet tatsächlich einen Winkel von 180°, dessen beiden Enden nahe den beiden Enden des nichtbeschichteten distalen Abschnitts der Kanüle angeordnet sind, wenn die nadelförmigen Elektroden aus der Kanüle hervorstehen, d. h. nahe den beiden Polen der idealen Sphäre, deren Durchmesser durch den Abschnitt der Kanüle gebildet wird.
Dem zweiten der oben genannten Nachteile der bekannten elektro-chirurgischen Sonden wird mittels der erfindungsgemäßen Sonde abgeholfen, da sie das Merkmal aufweist, daß die Expansion bzw. Aufweitung der bogenförmigen Spitzen der Elektroden durch die Traktion der Elektroden gesteuert wird, und nicht durch ein Vorstoßen wie bei den bekannten Sonden. Während bei den bekannten Sonden die Expansion der filiformen Elektroden durch eine Bewegung in dieselbe Richtung wie die Richtung des Eindringens der Elektroden in das Gewebe des Patienten gesteuert wird, wird mit anderen Worten in der erfindungsgemäßen Sonde die Expansion mittels Traktion gesteuert, d. h. mittels einer Bewegung in die entgegengesetzte Richtung bezogen auf jene des Eindringens der Elektroden in das Gewebe des Patienten. Als Ergebnis hat das freie Ende einer jeden filiformen Elektrode nach der Expansionsbewegung die Tendenz in Richtung zum distalen Ende der Metallkanüle zu konvergieren bzw. auseinanderzugehen, wodurch das Risiko vermieden wird, daß es in Richtung auf vitale Strukturen divergieren kann und diese durchdringt. Dies rührt daher, daß bei der erfindungsgemäßen Sonde in deren Ruheposition sowohl die filiformen Elektroden als auch die sie steuernde Stange dieselbe Richtung haben, wobei sie jedoch nach der Expansion in unterschiedliche Richtungen gedreht werden.
Neben dem Ausräumen der oben genannten Nachteile der Sonden des Standes der Technik bietet die erfindungsgemäße elektro-chirurgische Sonde einen weiteren wichtigen Vorteil, welcher darin besteht, daß während der Operation bzw. der Benutzung ein versehentliches Heraustreten der Elektroden aus der Sondenspitze während des Positioniervorgangs der Sonde selbst im Gewebe bzw. in das Gewebe hinein vermieden wird. Dies rührt daher, daß der Vorgang zum Veranlassen der Expansion der Elektroden durch ein Zurückziehen in einer Bewegung entgegen der Richtung des Positionierens stattfindet, und nicht in derselben Richtung wie im Stand der Technik.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen elektro-chirurgischen Sonde gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, daß es zwischen dem distalen Ende der Kanüle und ihrem Inhalt keinen freien Raum gibt. In der Tat kann der freie Raum, welcher bei den bekannten Sonden gegeben ist, unerwünschte Ausstanzungen (core boring) von gesundem Gewebe des Patienten während des Positionierens der Sonde verursachen. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Sonde erlaubt es auch, das distale Ende der Kanüle zu verschließen und es zu einer scharfen bzw. zulaufenden Spitze zu machen.
Diese und weitere Vorteile der erfindungsgemäßen elektro-chirurgischen Sonde werden Fachleuten aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer ihrer Ausführungsformen mit Bezug auf die angehängt Zeichnung offenkundig, in welcher gilt:
1 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittsansicht im Seitenaufriß der Kanüle der erfindungsgemäßen Sonde;
2 zeigt eine ähnliche Ansicht derselben Kanüle aus 1, jedoch sind die gebogenen Spitzen der Elektroden aus der Kanüle ausgefahren und in die Arbeitsposition gebracht; und
3 zeigt eine Ansicht im Maßstab einer vollständig elektro-chirurgischen Sonde, wobei die Elektroden in der Arbeitsstellung stehen.
Mit Bezug auf 1 ist eine elektro-chirurgische, erfindungsgemäße Sonde gezeigt, welche eine Metallkanüle 1 einer bekannten Art aufweist, welche innerhalb eines Kopfes 3 angeordnet ist, mit einem oberen Ende 4, welches vorzugsweise so spitz wie ein Flötenmundstück ist. Auch die Spitze der Kanüle 1 kann, wie das obere Ende 4 des Kopfes 3, wie ein Flötenmundstück angespitzt sein. Die Spitze des Kopfes 3 kann auf diese Weise in der Ruheposition mit der Spitze der Kanüle 1 ohne jeden freien Raum zwischen den beiden Spitzen übereinstimmen. Diese Gestaltungsmaßnahme verhindert das unerwünschte Phänomen der Kernbohrung bzw. Ausstanzung von gesundem Parenchymgewebe welches unter Verwendung der aus dem Stand der Technik bekannten Sonden auftritt, bei welchem ein freier Raum zwischen dem Kolbenkopf, welcher die Elektroden drückt, und der Spitze der Kanüle, welche diese enthält, notwendigerweise besteht. Es ist offenkundig, daß die Spitze des Kopfes 3 in der Ruheposition auch vom Ende 2 der Kanüle vorstehen kann, da dieses offen ist. Jedoch sind konstruktive Varianten mit einer geschlossenen und scharfen Spitze der Kanüle 2, oder mit einer offenen Kanüle 2 und einem spitzen Kopf 3 wie in 2 gezeigt, möglich. Weitere bzw. andere Ausführungsformen sind offenkundig möglich, um die Basis der Elektroden am distalen Ende ihrer Steuerungsstange derart in der gestreckten Position zu fixieren, daß sie mit der Achse Seite an Seite vorliegen.
Von der Basis 5 des Kopfes 3 zweigt sich eine Mehrzahl von filiformen Elektroden 6 ebenso wie eine Steuerungsstange 7 des Kopfes 3 nach unten ab. Dies ist das innovativste und vorteilhafteste Merkmal der erfindungsgemäßen elektro-chirurgischen Sonde gegenüber jenen des Standes der Technik, bei welcher die Elektroden in der gestreckten Stellung die Verlängerung der Elektroden-Steuerungsstange bilden und nicht an deren Seite liegen. Die filiformen Elektroden mit elastischem Formgedächtnis sind im Stand der Technik bereits bekannt und bedürfen daher keiner detaillierten Beschreibung.
Die filiformen Elektroden 6 sind an der Seite und parallel zur Stange 7 in einer gestreckten Stellung mit ihren nach unten gedrehten Spitzen angeordnet, welche sich nahe oder geringfügig oberhalb einer Mehrzahl von Löchern bzw. Öffnungen 8 befinden, welche entlang des Umfangs der Kanüle angeordnet sind. Die Anzahl der Löcher bzw. Öffnungen 8 entspricht der Anzahl der Elektroden 6 derart, daß jede Elektrode 6 ein relevantes bzw. entsprechendes Loch 8 zum Heraustreten der Kanüle 1 hat, wenn die Stange 7 des Kopfes 3 nach unten gezogen wird. Die Löcher 8 sind derart angeordnet, daß jede der Elektrodenspitzen durch das relevante bzw. entsprechende Loch 8 hindurch reichen kann, um aus der Kanüle 1 unter dem Schub des Kopfes 3 auszutreten, wenn dieser nach unten gezogen wird. Sobald die Stange 7 nach unten gezogen wird, treten Elektroden 6 aus Löchern 8 der Kanüle 1 aus, wobei sie allmählich ihre natürliche Bogenform mittels ihres Elastizitätsgedächtnisses zurückgewinnen, womit sie schließlich die in 2 gezeigte Gestalt annehmen.
In 2 ist gezeigt, daß sich jede Elektrode 6 nach dem Hindurchragen durch das entsprechende Loch 8 unter dem Schub des Kopfes 3, welcher mittels der Steuerungsstange 7 nach unten gezogen wird, nahezu vollständig durch die entsprechenden Löcher 8 hindurch bewegt hat, wodurch sie in das Krebsgewebe, welches es zu behandeln gilt, eindringt oder es umfaßt. Im Verlauf dieser Durchdringung expandieren sich die filiformen Elektroden 6 mittels des Elastizitätsgedächtnisses, mit welchem sie versehen sind, wobei sie sich biegen, bis sie die der Figur gezeigten Position bzw. Stellung annehmen. Wie zu sehen ist, hat jede Elektrode 6 eine Stellung eingenommen, welche in starkem Maße an jene eines Meridians einer idealen Kugel bzw. Sphäre erinnert. Diese Form ist wesentlich gleichmäßiger als jene, welche mittels der herkömmlichen elektro-chirurgischen Sonden erzielt werden kann. Diese Regelmäßigkeit hängt im Wesentlichen von der Tatsache ab, daß filiforme Elektroden 6 nicht nur in das krebsbefallene Gewebe gedrückt werden wie bei den bekannten elektro-chirurgischen Sonden, sonder daß sie auch von den unteren Enden der entsprechenden Löcher 8 geführt werden, welche entlang des Umfangs der Kanüle 1 auf geeignete Weise vorgesehen sind.
Die Löcher 8 können jede geeignete Form zum Begünstigen des Austretens der nadelförmigen Elektroden und zu deren Führung nach oben, sobald sie aus der Kanüle 1 heraustreten, haben. Die bevorzugte Form für Löcher 8 ist jene geringfügig in der Richtung der Länge der nadelförmigen Elektrode verlängerte, um ihr Heraustreten aus der Kanüle 1 zu begünstigen. Der untere Rand des Loches ist mit einem nach oben gewandten profilierten Querschnitt ausgestaltet, welcher eine nach oben gerichtete Führungsebene für die nadelförmige Elektrode bildet, welche bei ihrer Expansion hilft, bis sie die in der Figur gezeigt Position erreicht.
Die Anzahl der Löcher hängt offensichtlich von der Anzahl der filiformen Elektroden ab. Ihre Anzahl variiert entsprechend den Bedürfnissen und kann zwischen 2 und 20 variiert werden. In der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen sind es vier. Wenn die Anzahl der filiformen Elektroden sehr hoch ist, sind die Öffnungen bzw. Löcher 8 vorzugsweise nicht in Umfangsrichtung auf der Fläche der Kanüle 1 ausgerichtet, sondern gemäß einer helikoidalen Linie oder auf mehreren parallelen Umfängen angeordnet.
Die Kanüle 1 ist mit einer Isolierbeschichtung aus einem Kunststoffmaterial vorgesehen, deren oberer Rand geringfügig unter dem letzten der Löcher 8 positioniert ist. Der während der Arbeit bzw. des Betriebs freiliegende Abschnitt der Metallkanüle 1 bildet auf diese Weise den Durchmesser der idealen Kugel bzw. Sphäre, welche durch den Umschlag der nadelförmigen Elektroden gebildet bzw. geschaffen wird.
In 3 ist eine erfindungsgemäße elektro-chirurgische Sonde in der Arbeitsstellung gezeigt. In dieser Stellung sind die filiformen Elektroden bereits expandiert, und ihre Spitzen haben eine Position sehr nahe dem distalen Ende 2 der Kanüle 1 erreicht. Das Heraustreten von Elektroden 6 aus dem Inneren der Kanüle 2 wurde durch das Wegbewegen des Kopfes 3 vom distalen Ende 2 der Kanüle verursacht bzw. bewirkt. Dieses Wegbewegen wurde durch Ziehen der Steuerungsstange 7 mittels eines Knopfes 9 erzielt, welcher somit zunehmend vom Griff 10 entfernt wird, welcher innenseitig mit einem Raum versehen ist, welcher zum Aufnehmen eines Stiels 11 des Knopfes 9 geeignet ist.
In 3 ist ebenfalls die unabhängige seitliche Nadel 14 gezeigt, welche als eine Stütze für einen oder mehrere Thermistoren des auf die erfindungsgemäße Sonde anwendbaren telethermometrischen Systems dient. Die Nadel 14 tritt aus der Kanüle 1 durch ein geeignetes Loch bzw. eine geeignete Öffnung 15 aus, welche an der Kanüle vorgesehen ist, und wird mittels eines Cursors 12 gesteuert, welcher teilweise innerhalb des Knopfes 10 untergebracht ist. Zusätzlich zur seitlichen Nadel 14 kann die erfindungsgemäße Sonde mit einer oder mehreren gleichartigen Nadeln versehen sein. Jede der Nadeln 14, welche Thermistoren tragen, kann nach Belieben Radiofrequenzaktivität aufweisen, wodurch das Maß bzw. Ausmaß der Thermoläsion vergrößert wird.
Die erfindungsgemäße Sonde kann offensichtlich mit den nötigen Verbindungen zum Radiofrequenzgenerator vervollständigt bzw. ausgestattet sein, und mit all den anderen Befestigungen bzw. Anhängen, welche zu ihrem Betrieb, ihrer Wartung und Verwendung erforderlich sind, ebenso wie für die telethermometrische Überprüfung der thermalen Läsion während der Behandlung.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wurde ein Thermistor an jedem Ende des nicht isolierten Abschnitts der Kanüle 1 angebracht. Ein dritter Thermistor wurde vorteilhaft auch am isolierten Abschnitt der Kanüle 1, unmittelbar unter den Löchern 8 angebracht.
Die steife Kanüle 1 kann mittels einer flexiblen Röhre in einem Abschnitt, welcher zwischen der Linie der Löcher 8 und dem Griff 10 enthalten ist, ersetzt werden. Diese Ausführungsform ermöglicht es, die Sonde als einen Katheter zu verwenden.

Claims

Elektrochirurgische Sonde, welche eine Metallkanüle (1), welche mit einer elektroisolierenden Beschichtung ausgestattet ist, aufweist, wobei die Kanüle (1) eine Mehrzahl von filiformen Elektroden (6), welche ein Elastizitätsgedächtnis zum Annehmen einer Bogenform haben, wenn sie aus der Kanüle (1) herauskommen, in einer gestreckten Stellung beherbergt, wobei jede der Elektroden (6) ein freies Ende und ein Ende, welches am distalen Ende einer Steuerstange (7), welche verschiebbar innerhalb der Kanüle (1) angeordnet ist, befestigt ist, aufweist, wobei die Elektroden (6) in der gestreckten Stellung Seite an Seite parallel zur Steuerstange (7), angeordnet sind, wobei jedes der freien Enden entsprechend einer Umfangsöffnung (8) aus einer Mehrzahl von Umfangsöffnungen (8), welche entlang des Umfangs der Kanüle (1) angeordnet sind, angeordnet ist, wobei die Öffnungen (8) einen Durchmesser haben, welcher für das Hindurchführen der Elektroden (6) hierdurch geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Elektroden (6), wenn sie die Bogenform annehmen, entlang der Meridiane einer Kugel erstrecken, welche ihr Zentrum innerhalb der Kanüle (1) hat, wobei die Expansion der Elektroden (6) steuerbar ist durch ein Zurückziehen der Steuerstange (7) nach proximal.
Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende der Kanüle (1) ein Segment aufweist, welches nicht mit einer elek troisolierenden Beschichtung versehen ist, wobei das Segment unter den Öffnungen (8) endet.
Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (6) an einer Fläche (5) eines Kopfes (3) befestigt sind, welcher am distalen Ende der Steuerungsstange (7) befestigt ist.
Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (7) an dem Ende, welches jenem Ende gegenüberliegt, an welchem der Kopf (3) befestigt ist, mit einem Knopf (9) ausgestaltet ist, welcher angefaßt werden kann.
Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanüle (1) mit einem innenseitig hohlen Griff (10) zum Durchführen der Stange (7) und zum Aufnehmen eines Stiels (11) des Knopfs (9) versehen ist.
Elektrochirurgische Sonde nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei und zwanzig Öffnungen (8) vorgesehen sind.
Elektrochirurgische Sonde nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen oder mehrere Nadeln (14) aufweist, welche an ihrer Spitze einen Thermistor zum Steuern der Temperatur tragen.
Elektrochirurgische Sonde nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Nadeln (14) hochfrequenzaktiv gemacht werden kann.
Elektrochirurgische Sonde nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die steife Kanüle (1) zwischen der Linie der Öffnungen (8) und dem Griff (10) durch ein flexibles Röhrensegement ersetzt ist.