JPH0751156B2 - Cavity measurement and irradiation equipment - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、励起光線用の散乱媒体が充填され、カテーテ
ルを介して励起光線が接続しならびに測定光線が遮断さ
れ、その際照射源および測定受光器がカテーテルに取付
けられている、空洞の測定−ならびに照射装置に関す
る。FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a scattering medium for excitation light, which is connected via a catheter to the excitation light and which blocks the measurement light, the irradiation source and the measurement light receiver being used. Is attached to a catheter and relates to the measurement of the cavity as well as the irradiation device.

従来の技術 この種の装置は西ドイツ国特許出願公開第3323365号明
細書から公知である。PRIOR ART A device of this kind is known from DE-A-3323365.

多房性に成長する腫瘍、たとえば膀胱癌の場合、巨視的
に確認できる腫瘍群のほかにしばしば膀胱の全内壁にわ
たつて分布した極めて小さい微視的腫瘍部分も存在す
る。後者はこれまで慣用の治療法〔たとえば“デア・ウ
ロローゲ（Der Urologe）”第Ｂ版、第21巻、第３号、1
982年６月）によると採知できないので、たとえば膀胱
癌の場合、最初の治療の後15ケ月内に病例の約50％にい
わゆる腫瘍の再発が出現する。In the case of multilocularly growing tumors, such as bladder cancer, in addition to the macroscopically visible group of tumors, there are often very small microscopic tumor areas distributed over the entire inner wall of the bladder. The latter is the conventional treatment method [eg "Der Urologe", B edition, Vol. 21, No. 3, 1].
For example, in the case of bladder cancer, so-called tumor recurrence appears in about 50% of the cases within 15 months after the first treatment.

これまで膀胱癌の場合に適用された治療法は、経尿道的
切除、膀胱の部分切除、電流またはレーザー光線による
腫瘍凝結（Nd−YAG、アルゴン レーザー）を包含す
る。膀胱中への局所的細胞静力学的投与は、表面に成長
する腫瘍の再発率を最高30％だけ減少することができ
た。実験段階にある局所的高熱もイオン化光線の使用も
本質的な改良をもたらさなかつた。Therapies applied to date for bladder cancer include transurethral resection, partial bladder resection, and current or laser beam tumor coagulation (Nd-YAG, Argon laser). Local cytostatic administration into the bladder was able to reduce the recurrence rate of superficial tumors by up to 30%. Neither local hyperthermia in the experimental stage nor the use of ionizing light provided any substantial improvement.

中腔性器官の内壁に散布して成長する腫瘍をヘマトポル
フイリン誘導体（HpD）、ヘマトポルフイリン、ポルフ
イリン、テトラサイクリン、アクリジンオレンジ等のよ
うな適当な化学物質の投与によつて、腫瘍選択的に感光
性にする、つまり光感作性にすることは公知である〔た
とえば“ジヤーナル・オブ・ウロロギー（J.of Urolog
y）”、第115巻、２月号、第150〜151頁参照〕。適当な
光（たとえばHpDの場合は赤色（レーザー）光）での照
射は、光感作性にした組織中で光化学反応を生起し、そ
れが最終的に腫瘍組織の破壊を惹起する。これとは異な
り、感光性にされていない正常組織は低エネルギーの光
照射によつて損傷されない。Tumors that selectively grow on the inner wall of the medial organ can be selectively photosensitized by the administration of appropriate chemicals such as hematoporphyrin derivative (HpD), hematoporphyrin, porphyrin, tetracycline, acridine orange, etc. It is known to render the substance sensitizing, that is to say photosensitizing [for example, "J. of Urolog".
y) ”, Vol. 115, February, pp. 150-151]. Irradiation with suitable light (eg red (laser) light in the case of HpD) is photochemical in photosensitized tissue. A reaction is initiated which eventually causes destruction of the tumor tissue, whereas normal non-photosensitized tissue is not damaged by low energy light irradiation.

工業、特に自動車工業においても、対象物中のほとんど
または極めて困難に目のとどかない空所を探し出し、観
察しおよび／または密封するために照射するという問題
がある。同じ問題は保存の分野でも、たとえば考古学的
または歴史学的に価値ある建造物または対象物中の空所
をさらに腐朽することから保護するかまたは固定の理由
から密封しなければならない場合に存在する。There is also the problem in the industry, especially in the automobile industry, of illuminating for locating, observing and / or sealing most or very difficult blind spots in objects. The same problem exists in the field of conservation, for example when a void in an archaeologically or historically valuable structure or object has to be protected from further decay or sealed for fixing reasons. To do.

多房性に成長する光感作性にした腫瘍の光力学的治療の
場合、同じ確認は他の工業的地用分野にも適用するが、
有効な結果を得るためには、空洞の均一な照射が無条件
に必要であることが判明した〔マリニツセン（J.P.A Ma
rynissen）およびスター（W.M.star）著、“ポリフイリ
ン局在化および腫瘍の治療（Porphyrin Localization
and Treatment of Tumors）”、第133頁〜第148頁、198
4年アラン社（Alan R.Liss,Inc.）〕。前記の公知装置
ではこの条件を満たすことができない。それというもの
カテーテル本体を空洞中へ再現可能かつ位置制御可能に
導入することはほとんどできないからである。In the case of photodynamic treatment of photosensitized tumors that grow multilocularly, the same confirmation applies to other fields of industrial use,
It was found that uniform irradiation of the cavity was unconditionally required for effective results [Marinitzen (JPA Ma
rynissen) and WMstar, “Porphyrin Localization and Treatment of Tumors (Porphyrin Localization
and Treatment of Tumors) ”, pp. 133-148, 198
4 years Alan (Alan R.Liss, Inc.)]. The above-mentioned known device cannot satisfy this condition. That is because it is almost impossible to reproducibly and positionally introduce the catheter body into the cavity.

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、前記の装置を、空洞中でのカテーテル
の確実な位置定めおよび固定ならびに照射の強弱の直接
測定が可能であるように構成することである。The problem to be solved by the invention is the object of the invention to configure the device described above such that a reliable positioning and fixing of the catheter in the cavity and a direct measurement of the intensity of the irradiation are possible.

問題点を解決するための手段 この問題は特許請求の範囲第１項の特徴部に記載された
特徴、即ち最初に記載した装置おいて、カテーテル本体
に少なくとも２つの、光学的に透明で、カテーテル本体
を取り巻く、互いに間隔を置いて配置されたバルーンが
固定されていて、該バルーンは散乱媒体で、空洞の周壁
部分に接触させうることによつて解決される。SUMMARY OF THE INVENTION This problem is characterized in the characterizing part of claim 1, i.e. in the device described at the beginning, at least two optically transparent catheters in the catheter body A solution is provided by a fixed, spaced-apart balloon surrounding the body, the balloon being capable of contacting the peripheral wall portion of the cavity with a scattering medium.

特許請求の範囲第２項記載以降は、本発明の有利な実施
態様を表わす。The following claims describe advantageous embodiments of the invention.

それゆえ、本発明によれば、散乱媒体と関連して、空
洞、殊に中腔性器官の確実かつ均一な照明およびこの照
明の監視が実施可能になる。マルチル−メンのカテーテ
ルにより、好ましくは光学的に透明な、場合によつては
散乱性材料からなる２つの固定バルーンに散乱媒体が充
填される。この場合、バルーンによつて占められていな
い空洞中の間隙は、カテーテル中の通路（場合によつて
は洗浄路）により、進退相容性の散乱媒体が充填されか
つ場合によつては照射中も洗浄される。照射のための光
伝送体は、別個の通路中へ組込み可能である。バルーン
の間の短いカテーテル部分は、中腔性器官の壁にこのカ
テーテル部分が付着するのを確実に避けるために、有利
にカテーテルの残余部分に比して剛性に形成されてい
る。中腔性器官周壁の照射技術的な臨界域が隣接する個
所に、等方性の検出器ないしはダイオードを配置すれ
ば、全照射中、正確な照射線量決定が可能になる。等方
性の検出器中で記録された強さの光は、フレキシブルな
光伝送体を通つて、カテーテル壁ないしは別個の案内略
中へ集積され、引き続き外部の測定装置に伝送される。Therefore, according to the invention, reliable and uniform illumination of cavities, in particular hollow organs, and monitoring of this illumination can be carried out in connection with the scattering medium. By means of a multi-lumen catheter, two fixed balloons, preferably made of optically transparent, possibly scattering material, are filled with the scattering medium. In this case, the gap in the cavity not occupied by the balloon is filled with the forward / backward compatible scattering medium by the passageway in the catheter (possibly the washing passageway) and possibly during irradiation. Is also washed. The light conduit for illumination can be incorporated into a separate passage. The short catheter section between the balloons is advantageously made rigid relative to the rest of the catheter in order to ensure that it does not stick to the wall of the hollow organ. If an isotropic detector or diode is arranged at a location adjacent to the irradiation technical critical region of the inner wall of the hollow cavity organ, accurate irradiation dose determination can be performed during the whole irradiation. The intensity of the light recorded in the isotropic detector is integrated through the flexible light transmitter into the catheter wall or into a separate guide and subsequently transmitted to an external measuring device.

本発明による測定および照射カテーテルは、初めて、な
かんずく光散乱媒体を使用する場合に、中腔性器官の中
心部に該器官の均一な照明のために確実に、注意深くか
つ正確に位置定めを可能にする。他の方法とは異なり、
中腔性器官中での光伝送体端部の位置の補助的外部制御
装置は断念しうる。異なる器官輪郭は、等方性の検出を
使用して照射パラメーターを選択すれば考慮することが
できる。管形中腔性器官は（可変の充填体積）バルーン
によつて密封すれば定義された区間を均一に照明するこ
とができる。The measuring and irradiating catheter according to the invention makes it possible, for the first time, to ensure reliable, careful and accurate positioning of the central part of the hollow organ for uniform illumination of the organ, especially when using a light-scattering medium. . Unlike other methods,
Auxiliary external controls of the position of the end of the light conduit in the hollow organ can be abandoned. Different organ contours can be taken into account if the irradiation parameters are selected using isotropic detection. Tubular hollow organs can be uniformly illuminated in a defined section if sealed with a (variable fill volume) balloon.

実施例 本発明は次に２つの実施例につき第１図〜第３図により
詳説する。Embodiments The present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 for two embodiments.

第１図および第２図（略示断面図）によれば、中腔性器
官（たとえば膀胱）中でのレーザー光伝送体１を確実に
位置定めしかつ固定して、その均一な照射が行なわれる
ように意図される。これは光感作腫瘍の内部光力学的治
療に必要である。光フアイバー端３の壁部接触およびそ
れと関連せる局部的高い輝度は無条件に避けねばならな
い。有利には視覚下に行われない照射の監視（腫瘍な治
療法、まぶしさ、（レーザー）光線からの目の保護）お
よび検知のために、カテーテル本体５およびバルーン1
0,11の選択された位置に取り付けられた等方性検出器４
が設けられる。According to FIGS. 1 and 2 (schematic cross-sectional views), the laser light transmitter 1 is reliably positioned and fixed in a hollow organ (eg bladder) so that its uniform irradiation is performed. Is intended to be. This is necessary for internal photodynamic treatment of photosensitized tumors. The wall contact of the light fiber end 3 and the locally high brightness associated therewith must be unconditionally avoided. The catheter body 5 and the balloon 1 for the monitoring and detection of radiation (tumor treatments, glare, eye protection from (laser) rays), which is preferably not performed visually.
Isotropic detector 4 mounted at 0,11 selected positions
Is provided.

カテーテル本体５は主として、フレキシブルの細長い管
からなり、その先端25にはレントゲン造影剤が備えられ
ていてもよい。管の中心にはレーザー光伝送体１が設置
されている。さらにこの中には、検出器４（たとえばダ
イオード）へないしは検出器から測定ヘツド７に達する
４つの測定導線６および双方のバルーン10,11に達する
２つの導管8,9が収納されている。カテーテル本体５中
でそれらの位置（とくに周壁中で直径の互いに相対する
位置）は、第２図により鎖線（Ａ）に表わされている。
カテーテル本体５中には、付加的に中腔器官２内の範囲
18に対する拡散媒体用入口管および出口管12,13が収納
されている。光フアイバー1,3は、カテーテル本体５の
周壁に対する二等分面14によつて固定され、その際等分
割面14は流入路および流出路12,13を互いに分離してい
る。The catheter body 5 mainly comprises a flexible elongated tube, and the tip 25 thereof may be provided with an X-ray contrast medium. A laser light transmitter 1 is installed at the center of the tube. Further contained therein are four measuring conductors 6 leading to or from a detector 4 (eg a diode) to a measuring head 7 and two conduits 8,9 leading to both balloons 10,11. Their position in the catheter body 5, in particular the position in the peripheral wall in which the diameters are opposite to each other, is represented by a chain line (A) according to FIG.
In the catheter body 5, an additional area within the hollow organ 2
The diffusion medium inlet and outlet tubes 12, 13 for 18 are housed. The optical fibers 1 and 3 are fixed by a bisecting surface 14 with respect to the peripheral wall of the catheter body 5, where the equally dividing surface 14 separates the inflow passages and the outflow passages 12 and 13 from each other.

バルーン10および11（第１図）は、同軸にカテーテル本
体５を取り巻いて固定されかつ入口孔15,16によつて散
乱媒体26を充填して、その外壁を中腔性器官２の内壁に
接触させることができる。バルーン膜はフレキシブルで
光学的に透明である。空の状態で、バルーンはカテーテ
ル本体５と一緒に中腔性器官２へ導入することができ
る。双方のバルーン10と11との間にあるカテーテル本体
５の部分17は、他の部分よりも曲げ剛性に構成されてい
るので、双方のバルーン10,11間の距離の変化ないしは
曲がりは起こりえない。Balloons 10 and 11 (FIG. 1) are coaxially fixed around the catheter body 5 and filled with scattering medium 26 by means of inlet holes 15 and 16 so that their outer walls come into contact with the inner wall of the hollow organ 2. be able to. The balloon membrane is flexible and optically transparent. In the empty state, the balloon can be introduced together with the catheter body 5 into the hollow organ 2. Since the portion 17 of the catheter body 5 between the two balloons 10 and 11 is configured to have a bending rigidity more than that of the other portions, the distance between the two balloons 10 and 11 cannot be changed or bent. .

バルーン10,11の間隙は、測定ないしは治療のため、い
ずれの場合にも散乱媒体26で充填され、しかも入口孔19
および出口孔20によりカテーテル本体５、好ましくは部
分17にある流入路12ないし流出路13に達する。カテーテ
ルヘツド23の充填噴出口21,22により充填可能なバルー
ン10,11は、中腔性器官２の内壁には、カテーテル本体
５ないしは光フアイバー先端３のセンタリング位置が可
能であるように接触する。検出器４は、バルーン10,11
ならびにカテーテル本体５自体にも配置されている。カ
テーテルヘツド23は、洗浄器（冷却器）24を備えてい
る。The gap between the balloons 10, 11 is in each case filled with a scattering medium 26 for the purpose of measurement or treatment, and the inlet hole 19
And the outlet hole 20 leads to the inlet 12 or outlet 13 in the catheter body 5, preferably in section 17. The balloons 10, 11 which can be filled by the filling jets 21, 22 of the catheter head 23 come into contact with the inner wall of the hollow organ 2 in such a way that the catheter body 5 or the optical fiber tip 3 can be centered. The detector 4 is a balloon 10,11.
It is also arranged on the catheter body 5 itself. The catheter head 23 is provided with a washer (cooler) 24.

第３図は、円筒形中腔性器官27の一部、ないしは食道、
腫、血管の一部の断面図である。光フアイバー１および
２つのバルーン10,11を有するカテーテル本体５は、散
乱媒体26を有する細長い部分域18を仕切る。カテーテル
本体５の硬質部分17は、殊に中腔性器官27自体が湾曲ま
たはねじれて構成されている場合、もう１つの中間バル
ーン（図示せず）により固定することができる。外側の
バルーン10,11は外部媒体に対して密封するためにも使
用することもできる。図示されていない検出器は、第１
図および第２図による実施例におけるように、カテーテ
ル本体５中に一体でまたは別個に押込むことができる。
検出器４としては、たとえばガラスフアイバーセンサー
または半導体素子が挙げられる。光フアイバー１の代り
に、カテーテル本体５中に、他の光照射源（半導体レー
ザー、白熱灯、発光ダイオード（LEDI）および／または
放射線源（たとえば壁調査用）が組込まれていてもよ
い。専ら区域18の照明の場合には、この構造は、不透明
なバルーン10,11および／またはバルーン中に不透明な
充填物を使用する際に適当である。原則として、バルー
ン10,11を異なる媒体で充填することも可能である。FIG. 3 shows a part of the cylindrical hollow organ 27, or the esophagus,
It is a sectional view of a part of a tumor and a blood vessel. The catheter body 5 with the optical fiber 1 and the two balloons 10, 11 delimits an elongated sub-region 18 with the scattering medium 26. The rigid portion 17 of the catheter body 5 can be secured by another intermediate balloon (not shown), especially if the hollow organ 27 itself is constructed in a curved or twisted configuration. The outer balloons 10, 11 can also be used to seal against external media. The detector not shown is the first
As in the embodiment according to FIGS. 2 and 2, it can be pushed into the catheter body 5 either integrally or separately.
Examples of the detector 4 include a glass fiber sensor or a semiconductor element. Instead of the optical fiber 1, other light irradiation sources (semiconductor laser, incandescent lamp, light emitting diode (LEDI) and / or radiation source (for wall surveying, for example) may be incorporated in the catheter body 5. Exclusively. In the case of illumination of the area 18, this construction is suitable when using an opaque balloon 10,11 and / or an opaque filling in the balloon, in principle filling the balloon 10,11 with a different medium. It is also possible to do so.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

添付図面は本発明の２実施例を示すもので、第１図は中
腔性器官中にレーザー光伝送体が正確に位置定めされ、
固定された状態における本発明による測定および照射装
置の略示断面図であり、第２図は第１図におけるＡ−Ａ
線による断面図であり、第３図は他の実施例によるカテ
ーテル本体が適用された円筒形中腔性器官の一部分の断
面図である。 １……レーザー光伝送体、２……中腔性器官、３……フ
アイバー端部、４……検出器、５……カテーテル本体、
６……測定導線、７……測定ヘツド、8,9……通路、10,
11……バルーン、12,13……通路、14……分割面、15,16
……入口、17……カテーテル本体の部分、18……間隙、
19……入口孔、20……出口孔、21,22……充填噴出口、2
3……カテーテルヘツド、24……洗浄器、25……先端、2
6……散乱媒体、27……円筒形中腔性器官The attached drawings show two embodiments of the present invention, in which FIG. 1 shows that a laser light transmitter is accurately positioned in a hollow organ,
FIG. 2 is a schematic sectional view of the measuring and irradiating device according to the present invention in a fixed state, FIG. 2 being AA in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along a line, and FIG. 3 is a sectional view of a portion of a cylindrical hollow organ to which a catheter body according to another embodiment is applied. 1 ... Laser light transmitter, 2 ... Hollow organ, 3 ... Fiber end, 4 ... Detector, 5 ... Catheter body,
6 ... Measurement lead wire, 7 ... Measurement head, 8,9 ... Passage, 10,
11 …… Balloon, 12,13 …… Aisle, 14 …… Division plane, 15,16
…… Inlet, 17 …… Catheter body, 18 …… Gap,
19 …… Inlet hole, 20 …… Outlet hole, 21,22 …… Filling jet, 2
3 ... Catheter head, 24 ... Washer, 25 ... Tip, 2
6 …… Scattering medium, 27 …… Cylindrical hollow organ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイーター・ヨヒヤム ドイツ連邦共和国ミユンヘン60・シユタイ ラー・シユトラーセ ７ (72)発明者 ハインツ・リユツシユ ドイツ連邦共和国ヴアイプリンゲン・ナハ テイヒアレンヴエーク ６ (72)発明者 クラウス・シユミツト ドイツ連邦共和国レムシヤルデン−グルン バツハ・バツハシユトラーセ 15 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Deeater Yohiyam 60, Miyunchen, Federal Republic of Germany 7 (72) Inventor Heinz Riyutsuyu (Republic of Germany) Vaipuringen Naha Teich Allenwejk 6 (72) Inventor Klaus Schmiditz, Federal Republic of Germany Remschearden-Grun Baczcha Baschachyutrase 15

Claims (5)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]【請求項１】励起光線用散乱媒体が充填されかつカテー
テルを介して励起光線が接続ならびに測定光線が遮断さ
れ、その際照射源および測定受光器がカテーテルに取付
けられている空洞の測定および照射装置において、カテ
ーテル本体（５）に少なくとも２個の、光学的に透明
で、カテーテル本体（５）を取り巻きかつ互いに間隔を
置いて配置されたバルーン（10,11）が固定されてい
て、該バルーンは、散乱媒体（26）で空洞（２）の周壁
の部分に接触するように充填可能であることを特徴とす
る空洞の測定および照射装置。1. A device for measuring and irradiating a cavity which is filled with a scattering medium for excitation light and which is connected via a catheter with the excitation light and with which the measuring light is interrupted, the irradiation source and the measuring light receiver being mounted on the catheter. At least two optically transparent balloons (10, 11) surrounding the catheter body (5) and spaced apart from each other are fixed to the catheter body (5), said balloons comprising: A device for measuring and irradiating a cavity, which can be filled with a scattering medium (26) so as to be in contact with a portion of a peripheral wall of the cavity (2).【請求項２】バルーン（10,11）はカテーテル本体
（５）中の通路（12,15ないしは13,16）によつて別個に
充填または排出可能である特許請求の範囲第１項記載の
装置。2. Device according to claim 1, characterized in that the balloons (10, 11) can be separately filled or evacuated by passages (12, 15 or 13, 16) in the catheter body (5). .【請求項３】空洞（２）中のバルーン（10,11）の間の
少なくとも１つまたは複数の間隙（18）が、タテーテル
本体（５）を通じて散乱媒体（26）により充填可能であ
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置。3. At least one or more gaps (18) between the balloons (10, 11) in the cavity (2) can be filled by a scattering medium (26) through the tartether body (5). The apparatus according to claim 1 or 2.【請求項４】バルーン（10,11）および／またはカテー
テル本体（５）の表面で、選択された測定位置に検出器
（４）が配置されている、特許請求の範囲第１項からら
第３項までのいずれか１項記載の装置。4. A detector according to claim 1, wherein a detector (4) is arranged at a selected measuring position on the surface of the balloon (10, 11) and / or the catheter body (5). The apparatus according to any one of items 3 to 3.【請求項５】バルーン（10,11）の間にあるカテーテル
本体（５）の部分（17）が、その他の部分よりも曲げ剛
性に構成されている特許請求の範囲第１項から第４項ま
でのいずれか１項記載の装置。5. The section (17) of the catheter body (5) between the balloons (10, 11) is configured to have bending rigidity more than the other sections. The apparatus according to claim 1.