Устройство для местного теплового лечения ткани - RU2189205C2
Код документа: RU2189205C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к медицине, в частности к методам лечения биологических тканей, целью изобретения является создание устройства для теплового воздействия на биологические ткани в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.
Некоторые болезненные проявления, связанные с противоестественным ростом биологических тканей, успешно преодолеваются при помощи тепловой терапии. Такая ткань нагревается до тех пор, пока не отмирает. Некоторые типы рака и гиперплазии предстательной железы являются примерами таких болезненных проявлений. Во время лечения некоторые участки тканей подлежат тепловому воздействию, в то время как другие следует защитить от такого воздействия. Болезнь распространяется в тканях организма вокруг его полостей. Помимо примеров, приведенных выше, необходимо отметить следующие заболевания: рак пищевода, трахеи, мочеиспускательного канала и кишечника.
Такие же болезни могут поражать и животных, для которых могут применяться те же методы лечения. Кроме того, это относится к лечению домашних животных, например собак.
Для получения тепла могут использоваться различные устройства. Обычно применяются лазерные нагревательные приборы, нагревательные приборы на основе СВЧ и ВЧ нагрева. В заявке US-A-5257977 представлен пример лечебного катетера, снабженного приемником для жидкости. Это эластичный приемник, который по каналам, проходящим через катетер, сообщается с нагревательным прибором, находящимся за пределами тела пациента и катетера. Жидкость обогревается в нагревательном приборе и циркулирует по каналам и приемнику, который может расширяться для обеспечения лучшего контакта с тканями организма. Повышение температуры в приемнике также приводит к нагреву окружающих тканей. Лечение сопровождается температурным регулированием циркулирующей жидкости.
Так как каналы проходят через такие ткани, которые не подлежат температурному воздействию, они должны изолироваться. В соответствии с заявкой US-A-5257977 тепловая изоляция тканей выполнена в виде заполненных газом зазоров, окружающих эти каналы. Функция, выполняемая тепловой изоляцией, очень важна. Эта часть лечебного катетера требует особого внимания и больших материальных затрат. Другим недостатком устройства по заявке US-A-5257977 является трудность обеспечения необходимого температурного регулирования, что вызвано сравнительно большим расстоянием между нагревательным устройством и областью, которая подлежит тепловой обработке.
В соответствии с настоящим изобретением лечебный катетер снабжен растяжимым приемником жидкости, что отражено в пункте 1 формулы изобретения. Нагревательное устройство располагается рядом с приемником жидкости для обеспечения нагрева содержащейся в нем жидкости. Жидкость остается в приемнике на протяжении всего сеанса лечения. Таким образом, отпадает необходимость в наличии каналов, снабженных тепловой изоляцией, проходящих по катетеру.
В соответствии с одним вариантом настоящего изобретения измеряется температура как жидкости, так и тканей области теплового воздействия снаружи катетера, что обеспечивает более точное температурное регулирование.
В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения приемник жидкости снабжается механическим устройством для обеспечения его расширения в процессе тепловой обработки тканей.
Еще в одном варианте настоящего изобретения предусмотрен так называемый стент, который устанавливается поверх приемника жидкости во время ввода лечебного катетера в тело пациента. После окончания лечения этот стент остается на своем месте для обеспечения прохода через область лечения.
Ниже на примерах предпочтительных вариантов изобретения и с помощью чертежей настоящее изобретение будет описано более подробно.
На фиг. 1 изображен вид сбоку на устройство по настоящему изобретению с частичным разрезом.
На фиг.2 изображен вид сбоку на другой вариант устройства по настоящему изобретению с частичным разрезом.
На фиг. 3 изображен вид сбоку еще на один вариант устройства по настоящему изобретению с частичным разрезом.
На фиг. 4 изображен вид сбоку еще одного варианта устройства по настоящему изобретению с частичным разрезом.
На фиг.5 изображено сечение по линии V-V фиг.4.
На фиг.1 изображен вариант устройства по настоящему изобретению, в состав которого входит лечебный катетер 12. Участок катетера рядом с его первым концом снабжен приемником жидкости 11 с эластичными и расширяющимися стенками. По первому варианту настоящего изобретения приемник жидкости 11 выполняется совершенно закрытым и вмещает определенный объем жидкости 13 с соответствующими теплопередающими свойствами. Примерами такой жидкости могут служить силиконовое масло и вода. Баллон 11 изготавливается из эластичного силикона или другого эластичного материала, например латекса.
Лечебный катетер 12 (фиг.1) вводится в мочеиспускательный канал и проходит по нему таким образом, что верхушка лечебного катетера 12 входит в мочевой пузырь 21. Для фиксации лечебного катетера 12 во время сеанса лечения баллон 22, расположенный рядом с верхушкой лечебного катетера 12, как обычно вводится через канал, предусмотренный в лечебном катетере 12. В приведенном примере приемник жидкости 11 помещен в предстательную железу 23. Целью теплового воздействия является нагрев тканей предстательной железы в области прохождения мочеиспускательного канала для обеспечения отмирания тканей в определенном объеме предстательной железы со стороны нижней части шейки мочевого пузыря по направлению вверх.
В состав приемника жидкости 11 также входит нагревательное устройство 10. Это устройство имеет хороший тепловой контакт с жидкостью 13, которая нагревается от нагревательного устройства путем конвекции. Затем тепло передается через стенку приемника жидкости на окружающие его ткани. Нагревательное устройство 10 с помощью кабеля 15 подключается к источнику тока 14, который находится за пределами тела пациента. В свою очередь, источник тока 14 подключен к блоку контроля и индикации 17. Для того чтобы упростить определение местоположения приемника жидкости 11, в состав нагревательного устройства 10 может входить осветительный прибор, например, в виде лампы освещения. Она может в частности применяться в тех случаях, когда позиционирование лечебного катетера 12 осуществляется с помощью оптических устройств, например эндоскопа. В состав нагревательного устройства 10 также может входить специальный осветительный элемент, о чем будет сказано ниже при описании фиг.3.
В самом простом случае нагревательное устройство 10 состоит из реостатного провода, нагреваемого электричеством по кабелю 15. В другом варианте в состав нагревательного устройства 10 входит элемент, который осуществляет как нагрев, так и охлаждение, что-то вроде термоэлектрического элемента Пельтье. Большим преимуществом последнего варианта является то, что тепловое воздействие может быть быстро прекращено путем изменения направления движения электрического тока, подаваемого на термоэлектрический элемент Пельтье, что приводит к началу охлаждения. Поэтому жидкость 13 может охладиться до такой температуры, при которой приемник жидкости 11 может быть удален из тела пациента без оказания какого-либо вредного теплового воздействия на ткани организма или их поражения во время прохождения по телу пациента.
Важным фактором при тепловом воздействии такого рода является температура ткани. Конструкция, показанная на фиг.1, предусматривает установку в приемнике жидкости 11 первого температурного датчика 16. Температурный датчик 16 подключается к блоку контроля 17 для передачи результатов измерения температуры. Эти результаты используются во время процедуры теплового воздействия для регулирования параметров источника тока 14 и высвечиваются на мониторе дисплея блока индикации 17. На практике в состав температурного датчика 14 входит термистор. Существуют и другие типы температурных датчиков, например термопары и оптические передатчики. Существуют также виды теплового воздействия на ткани организма, при которых не требуется индикация температуры, регистрируемая температурным датчиком 16. В этом случае нет необходимости в таком датчике.
В приведенной конструкции устанавливается также второй температурный датчик 18. Однако этот датчик удален от области, на которую оказывается тепловое воздействие, и на некоторое расстояние внутрь лечебного катетера 12. В предпочтительном варианте изобретения второй температурный датчик 18 устанавливается внутри катетера 12. Могут применяться различные исполнения этого температурного датчика. Одним из преимуществ применения температурного датчика вне зоны температурного воздействия является возможность постоянного измерения температуры тканей организма, которые не должны подвергаться такому воздействию. Во многих случаях очень важно, чтобы повышение температуры в таких тканях было минимальным, что позволяет предотвратить их повреждение. Ниже при описании фиг.2 рассмотрено несколько типов температурных датчиков. В другом варианте изобретения, который здесь подробно не рассматривается, второй температурный датчик устанавливается за пределами катетера 12 между эластичными приемниками жидкости, выполненными в виде внутреннего и внешнего баллонов. При увеличении объема внутреннего баллона температурный датчик 18 перемещается в радиальном направлении от центра лечебного катетера 12, при этом этот датчик входит в контакт с тканями организма.
Приемник жидкости 11 перемещается в продольном направлении на 2-6 см в зависимости от размера обрабатываемой области. При использовании устройства для оказания воздействия на другие ткани, отличные от тканей предстательной железы, размеры устройства могут меняться. Жидкость 13, находящаяся в приемнике жидкости, нагревается нагревательным устройством 10 до такой температуры, при которой окружающие ткани нагреваются приблизительно до 60oС. При этой температуре время лечебного сеанса составляет около 1 часа. Время лечебного сеанса может подбираться в зависимости от размера зоны воздействия и выбранной температуры теплового воздействия. При увеличении температуры воздействия до 90-150oС время теплового воздействия может уменьшаться на несколько минут, например на 5 минут. При такой высокой температуре ткани твердеют и образуют корку. Эта корка может предотвратить или уменьшить проблемы, которые могут возникнуть, если предстательная железа распухнет в результате теплового воздействия.
По окончании теплового воздействия подача тока на нагревательное устройство 10 прекращается и приемник жидкости вновь приобретает нормальную температуру тела пациента. Как показано выше, при использовании комбинированного нагревательного и охлаждающего элемента снижение температуры в приемнике жидкости может происходить быстрее. По завершении лечебного сеанса первый температурный датчик 16 также выполняет важную функцию. Лечебный катетер не выводится из организма пациента до тех пор, пока температура приемника жидкости, который извлекается из тела пациента, не снизится до безопасной. Поэтому температура в приемнике жидкости 11 постоянно регистрируется, чтобы можно было удалить лечебный катетер как только эта температура достигнет безопасного уровня.
В случае температурного воздействия на предстательную железу или мочевой пузырь и при катетере 12, введенном в мочеиспускательный канал с его верхушкой, расположенной в мочевом пузыре 21, моча и другая жидкость отводятся через дренажный канал 30, предусмотренный в катетере 12. Дренажный канал 30 проходит по всему катетеру 12 и через отверстие 31 выводится в районе верхушки катетера 12. При некоторых видах лечения он может на некоторое время выходить из катетера по окончании сеанса лечения. Кроме того, в течение этого времени дренажный канал 30 дренирует мочевой пузырь.
По окончании теплового воздействия на предстательную железу ткани предстательной железы распухают, если лечебный катетер 12 удаляется сразу же после окончания сеанса лечения, что вызывает трудности для пациента с мочеиспусканием. Для предотвращения этих осложнений лечебный катетер может снабжаться так называемым стентом. Этот стент 20 схематически изображен на фиг. 2. Стент 20 выполнен в виде рукава, который оставляется в мочеиспускательном канале по окончании сеанса лечения, что обеспечивает проход для мочи по предстательной железе. В предпочтительном варианте изобретения стент вводится вместе с лечебным катетером во время введения его в тело пациента и затем оставляется там как на время лечения, так и после его завершения, когда и начинается его основное использование. Размеры лечебного катетера относительно внутренних размеров стента выбираются таким образом, чтобы при извлечении катетера стент не был вытолкнут наружу.
В предпочтительном варианте изобретения стент состоит из рассасывающегося биологического материала, который через некоторое время после его введения в тело пациента рассасывается. Поэтому нет необходимости в последующей обработке. Можно также изготавливать стент и из других материалов, например из металла, с последующим удалением, если необходимо, после восстановления тканей организма. В некоторых видах лечения этот стент вводится после завершения сеанса лечения и извлечения лечебного катетера. Для большинства случаев теплового воздействия на предстательную железу применяется стент, изготовленный из рассасывающегося материала, или извлекаемый 2-26 недель спустя после окончания лечения. Этот стент может иметь вид мягкой трубки, которая по окончании лечения фиксируется в мочеиспускательном канале предстательной железы и не дает распухшим тканям пережимать мочеиспускательный канал, обеспечивая проход мочи.
На чертеже показан вариант настоящего изобретения со стентом 20 в виде спиральной навивки из определенного материала. Стент 20 устанавливается внутри катетера 12 и при этой конфигурации вводится вместе с катетером. Стент 20 изготовлен из нити, материал которой рассасывается в тканях пациента. Эта нить навивается по спирали или винтовой линии. В предпочтительном варианте изобретения внутренний диаметр стента 20 немного больше внешнего диаметра катетера 12, и поэтому стент 20 может относительно свободно скользить по внутренней поверхности катетера. Внешний диаметр стента 20 больше внутреннего диаметра мочеиспускательного канала предстательной железы, так что стент 20 прикрепляется на определенном участке предстательной железы. Стент 20 может также изготавливаться в виде трубки, сетки или ткани. В общем, стент в условиях температуры окружающей среды дает усадку, но перед введением в тело пациента он может быть охлажден. При соприкосновении с теплой тканью организма он расширяется, что обеспечивает его фиксацию.
Во время лечебного сеанса стент 20 пассивен и не влияет на исход лечения. По окончании лечения баллон 22 опорожняется. Затем катетер 12 извлекается, а стент оставляется на своем месте, что обеспечивает проход мочи в условиях распухания предстательной железы после окончания лечения.
Осевое перемещение трубки или стента не должно превышать длины предстательной железы, что должно выполняться для обоих исполнений устройства, описанных выше, так, чтобы не мешать внутреннему сфинктеру, расположенному в непосредственной близости от задней части предстательной железы.
В случае проблем с проходом мочи по завершение сеанса лечения должны быть приняты три различные дополнительные меры. В соответствии с первым способом лечения лечебный катетер выводится полностью и в случае необходимости на его место устанавливается новый дренажный катетер. В соответствии со вторым способом лечения применяется стент. Наибольшее преимущество достигается тогда, когда стент продвигается вперед в процессе ввода лечебного катетера, но стент может быть введен и после. В соответствии с третьим способом лечения лечебный катетер оставляется на месте после лечебного сеанса. В этом случае лечебный катетер снабжается дренажным каналом и действует как обычный дренажный катетер.
В некоторых случаях предпочтительно, чтобы для фиксации стента 20 или трубки на последнем этапе лечебной процедуры применялся специальный инструмент. При использовании нерассасываемой трубки такая трубка удаляется вручную сразу же после того, как спадет опухоль тканей. В этом случае для ее захвата и удаления может применяться специальный инструмент.
На фиг. 2 показан другой пример устройства, в котором применяется улучшенный теплообмен между приемником жидкости и тканью, которая подлежит температурной обработке. В состав приемника жидкости 11 включен элемент 19, который увеличивает размеры приемника жидкости 11 в поперечном направлении катетера 12 при повышении температуры в приемнике жидкости 11. Таким образом, увеличивается площадь прилегания приемника жидкости 11 к тканям организма в зоне температурного воздействия, а также теплообмен. В предпочтительном варианте изобретения элемент 19 изготовлен из материала с большим коэффициентом температурного расширения. Могут применяться различные типы металлов, биметаллов с памятью формы. В приведенной конфигурации элемент 19 имеет непосредственный тепловой контакт с нагревательным устройством 10, что обеспечивает хорошее расширение при нагреве устройства 10.
Нагрев ткани происходит в процессе лечения и должен осуществляться в пределах определенных температурных интервалов таким образом, чтобы достичь наилучших результатов лечения. Для непосредственной регистрации роста температуры в обрабатываемой ткани на первый зонд 27 устанавливается третий температурный датчик 26. Зонд 27 проходит по каналу катетера 12 и устроен так, что может продвигаться через отверстие в катетере 12. В предпочтительном варианте изобретения в отверстии катетера имеется направляющая для зонда 27, которая выводит его из катетера в ткани организма под определенным углом к катетеру 12.
Либо зонд 27, либо температурный датчик 26 снабжается наконечником, который обеспечивает более свободное проникновение в ткани организма. В качестве температурного датчика 26 применяется либо резистивный температурный, либо полупроводниковый преобразователь. Кабель для таких преобразователей проходит по дополнительному каналу катетера 12. Если применяется оптический тип преобразователя, то используется волоконно-оптический носитель, проходящий по каналу катетера 12.
Продвижение температурного датчика 26 или его зонда 27 за пределы катетера контролируется средствами, расположенными вне катетера за пределами тела пациента. Предпочтительно, чтобы это выполнялось хорошо проверенным способом, так как ввод в ткани организма осуществляется вниз до необходимой глубины погружения. В самом простом случае через канал катетера 12 вводится жесткая проволока. На одном конце этой проволоки устанавливается температурный датчик 26, а на другом ее конце крепится рукоятка. Канал и проволока, проходящая по этому каналу, имеют такие размеры и такое сопротивление изгибу, что степень продвижения вперед легко определяется по относительному перемещению проволоки. Продвижение вперед путем маневрирования рукояткой и проволокой ограничено упором или другим стопорящим устройством для того, чтобы средства температурного зондирования 11 не прошли мимо зоны температурного зондирования.
Путем непрерывного температурного зондирования тканей, подлежащих тепловому воздействию, можно точно регулировать приток подаваемой энергии и, таким образом, исход лечения. Таким образом, значительно снижается риск нежелательного поражения тканей организма.
Для того чтобы еще больше снизить риск поражения тканей, предупредить поражение определенных тканей, на которые не должно оказываться тепловое воздействие, предусмотрен второй зонд 29 с четвертым температурным датчиком 28.
Этот второй зонд 29 проходит по катетеру 12 и выходит из него вперед на определенное расстояние от первого зонда 27. Это расстояние определяется размером зоны температурного воздействия и является достаточным для проникновения четвертого температурного датчика 28 вплотную к таким тканям или внутрь самих тканей, которые не должны повреждаться в процессе температурного воздействия. В другом варианте настоящего изобретения, которое не рассматривается здесь подробно, четвертый температурный датчик 28 расположен за пределами лечебного катетера 12 между внутренним и внешним баллонами. При увеличении объема внутреннего баллона температурный датчик 28 перемещается в радиальном направлении на периферию лечебного катетера 12, таким образом обеспечивая контакт этого датчика с требуемыми тканями.
В конструкции устройства, показанном на фиг.3, приемник жидкости 11 соединен через канал 25 с питающим контейнером 24, расположенным вне тела пациента. При правильной установке лечебного катетера 12 приемник жидкости 11 заполняется из питающего контейнера 24 и запирается баллоном 22. Заполнение происходит до тех пор, пока давление в приемнике жидкости 11 не достигнет необходимого уровня. Это давление способствует расширению приемника жидкости 11, которое обеспечивает необходимое давление на окружающие ткани. При расширении приемник жидкости 11 принимает форму раструба или воронки, с широкой частью примыкающей к шейки мочевого пузыря, как показано на фиг.3. По окончании сеанса лечения приемник жидкости 11 охлаждается до температуры тела, жидкость 13 удаляется в питающий контейнер 24, а баллон 22 опорожняется. После этого катетер может извлекаться. Конструкция устройства, показанная на фиг.3, хорошо подходит для применения стента 20. При удалении жидкости 13 из приемника жидкости 11 приемник жидкости сжимается. Стент, который установлен с внешней стороны приемника жидкости 11, после извлечения лечебного катетера 12 остается на месте в зоне обработки. Преимуществом этого варианта является то, что не надо подавать или удалять жидкость 13 в процессе сеанса теплового воздействия на ткани. Таким образом, снижается риск непреднамеренного нагрева тканей вдоль катетера 12. В предпочтительном варианте изобретения по центру катетера 12 расположен канал 25, что еще больше снижает риск теплового облучения окружающих тканей, на которые не должно оказываться воздействия. В некоторых случаях жидкость 13 может подаваться в процессе лечебного сеанса, что обеспечивает расширение приемника жидкости 11 и давление на уже обработанные ткани организма.
В варианте изобретения, показанном на фиг.3, предусмотрен клапан 32, который устанавливается на канал 25 рядом с приемником жидкости 11. В процессе лечебного сеанса клапан 32 помогает предотвратить обратный ток нагретой жидкости в канал 25. Кроме того, клапан 32 применяется для поддержания требуемого давления в приемнике жидкости 11.
Нагревательное устройство 10 снабжается специальным осветительным элементом 33, который упрощает определение местоположения и размещения устройства по настоящему изобретению. Свет от осветительного элемента 33 или самого нагревательного устройства 10 может быть видимым.
В примере по фиг.4 клапан 32 выполнен в виде однопутевого гидрораспределителя, который открывается для подачи жидкости в приемник жидкости 11 и через который может вводится дренажный катетер для опорожнения приемника жидкости 11. В предпочтительном варианте изобретения клапан 32 является мембранным клапаном (например, из резины) и устанавливается на конце катетера за пределами тела пациента. При заполнении или опорожнении приемника жидкости 11 через мембрану вводится игла или трубка. Могут применяться клапаны и других конструкций.
Для других видов лечения, например теплового воздействия на ткани организма в дополнение к другим вида терапии рака мочевого пузыря, приемник жидкости 11 состоит из так называемого силиконового баллона, т.е. изготовлен из эластичного материала. Катетер 12 продвигается по мочеиспускательному каналу до тех пор, пока весь приемник жидкости 11 не войдет в мочевой пузырь. В этом положении приемник жидкости 11 начинает расширяться, обеспечивая прилегание изнутри мочевого пузыря к большей его части или по всей его внутренней поверхности.
Дренаж может осуществляться в процессе всего сеанса лечения через дренажный канал 30.
Реферат
Изобретение относится к медицине, в частности к методам лечения биологических тканей. Устройство содержит катетер, вводимый в предстательную железу через мочеиспускательный канал и имеющий расширяемый приемник жидкости, применяемый для размещения в предстательной железе. В состав приемника жидкости входит нагревательное устройство для конвективного нагрева жидкости, находящейся в приемнике жидкости, подключенное к источнику тока, расположенному за пределами тела пациента. Имеется также первый температурный датчик для непрерывного измерения температуры жидкости и второй температурный датчик для измерения температуры за пределами зоны температурного воздействия, размещенный в катетере на некотором расстоянии от приемника жидкости. Изобретение позволяет повысить точность регулирования температуры и эффективность воздействия. 18 з.п. ф-лы, 5 ил.
