[发明专利]用于加热生物组织内的磁的或可磁化的物质或固体的磁场施加装置

说明书

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于加热生物组织内的磁的或可磁化物质或固体的磁场施加装置。

癌症以公知的方式通过手术切除、化疗、放疗或者这些方法的组合被治疗。这些方法中的每一种方法都有某种局限性：尤其是在转移之后的发展阶段，当肿瘤位于接近重要的人体部位时，或者在扩散的肿瘤在不能确定的位置生长的情况下，肿瘤的手术切除是不可能的，或者只能提供极小的治愈机会。因此，手术干预一般和放疗以及化疗相结合。放疗只能在借助于图像产生处理精确地确定肿瘤的位置时才能进行，并且要极度避免涉及健康组织。在另一方面，化疗方法作用于整个人体。在这种情况下，骨髓毒性或治疗的特殊性构成限制因素。因此，在本领域的目前状态下的这些治疗方法不可避免地具有副作用，并且通常会破坏健康组织。

近些年来，高温方法作为另一种方法得到了重视，这种方法把肿瘤温度加热到41℃以上，使得和手术、放疗以及化疗相结合得以改善治疗结果，即能够局部控制肿瘤的生长并在某种程度上甚至可以存活。借助于人体的帮助在41-46℃的温度范围内，肿瘤组织发生被控制的相当慢的减少。这种方法被称为高温方法，在从47℃开始的较高的温度下将发生细胞结构的急剧破坏，这些破坏根据温度的不同可以以坏疽、凝结或碳化的方式出现，这种方法被称为热切除。现有技术中的高温系统仅适合于上述的高温方法，或只适合于热切除。

高温方法具有的一般普遍的问题是不能被精确地定位，因而按照现有技术，通常对人体的目标部位几乎全部进行加热。在某种生理条件下(例如缺氧，低pH)，在肿瘤中癌细胞对高温敏感，但这仅仅适用于少数的情况。和正常组织相比，高温本身对肿瘤细胞没有任何更多的作用。因此，限制对于由医学指示的部位(并且这不必限制于肿瘤)的加热是尤其重要的，而按照现有技术，这是不能实现的。

按照现有技术，使用一种由电场控制的系统，该系统从天线或者从其它天线形的物体或者从天线阵列发射通常在兆赫兹范围内的电磁波，用于局部地加温。为此，或者是单独的电场施加装置的电场被用于所谓的间隙升温，或者是天线阵列的干扰被用于深部加温。对于所有这些电场控制的系统，通常的困难在于，借助于昂贵的电场控制只能浪费功率，并且其中的加热取决于可施加的目标组织的导电率，按照不同的组织性质，其导电率是非常不同的，因而即使利用均匀的辐射，也形成不均匀的电场加热。尤其在具有非常不同的导电率的人体部位的过渡点，由于上述原因而吸收过量的功率，或发生所谓的“热点”，这些可能引起病人的疼痛和烧伤。因而，通常由病人控制减少总的发射功率，从而使得在目标部位不能达到能够破坏肿瘤组织所需的温度(41-42℃)，因而使治疗失败。此外，由于偶极阵列的干扰，只有产生的最大的第二电场才能深入人体的内部部位。由于物理的原因，最大的功率消耗总是发生在人体表面，即在最大的半径处。除此之外，通过肿瘤和正常组织的血流量在高温下经常改变，因为所述电场的相当低的控制能力，利用电场控制的系统不能从外部补偿这种改变。

按照现有技术的另一种方法是超声波，其最好用于热切除，和间隙微波施加装置。由于频率的原因，后者具有低的穿透深度，因此只能以间隙天线的形式使用。此外，使用红外线对整个人体进行加热，以及使用体外的系统加热人体流体。

此外，已知一种用于治疗前列腺癌的高温方法(美国专利5197940)，其中“热种”被植入肿瘤的部位，所述热种由磁的特别是铁磁的或可磁化的材料制成，或者含有这种材料。这些热种一般几个厘米长，直径在毫米的范围内。显然，需要以高的费用通过手术植入这种热种。这种热种要在病人体外产生的交变磁场中进行处理，以便以高温的形式由公知的磁滞效应在热种中产生热量。

这些热种按照“热源”原理被加热，即，当热种被加热时，热种周围的温度按指数下降，因而在临床应用中，热种之间的距离可以不大于1厘米。在距离较大或者距离不均匀的情况下，则可能发生热欠剂量，这也能使治疗失败。尤其是较大的肿瘤，需要非常窄地植入热种，因而这种方法手术费用高，并且使病人压力大。除去小的距离之外，热种的方位还必须和交变磁场平行，以便使功率消耗最佳。在所谓的自调节的热种中，居里温度阻止过热，这是因为当达到居里温度时，铁氧体进入不可磁化状态，因而不再消耗功率。

其中使用振荡电路的磁场线圈作为磁场施加装置，用于产生交变磁场，被植入热种的病人身体的部位可以位于所述振荡电路的轴线上。实际上，使用空心线圈，在治疗期间，在空心线圈的中央区域中病人坐在不可磁化的支撑板上。