Un medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico que aplica ondas de radiofrecuencia y corriente alternada para dirigir energía a un tejido diana de un mamífero,

en que el medio de transmisión de energía acoplada a un campo eléctrico comprende múltiples electrodos positivos y negativos, en que el tejido diana es un tejido de superficie y en que los múltiples electrodos positivos y negativos están agrupados en una disposición de electrodos alternados positivos y negativos

Dispositivo de hipertermia para tratamiento y monitoreo selectivo de tejido de superficie.

La presente invención se refiere a un medio inventivo de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico para el tratamiento selectivo de tejido de superficie. El dispositivo mejorado selectivamente proporciona energía y calor a tejidos de superficie de mamíferos.

Antecedentes de la invención

Dispositivos de hipertermia se pueden usar para forzar la absorción de energía en el tejido para causar daños a estructuras no deseadas y/o aumentar la temperatura del área destinada encima de la temperatura corporal normal. Una aplicación de dispositivos de hipertermia es el tratamiento de cáncer. En el caso de tratamiento de cáncer las células tumorales son más sensitivas por ejemplo al estrés térmico y/o a campos electromagnéticos y tratamiento químico que las células normales del tejido circundante. Por esto es el objetivo de bombear la energía suficiente al tejido tumoral para dañar las células tumorales de manera irreversible, pero que puede ser tolerada de células normales del tejido.

Dispositivos corrientes de hipertermia de campo eléctrico no invasivos comprenden un solo electrodo activo y un contra-electrodo que están dispuestos en lados opuestos del tejido diana para ser calentado. Aunque la energía se proporciona también al tejido de superficie por el electrodo activo esta disposición está optimizada para proporcionar energía a un lugar de tejido diana interno, tal como a un tumor interno, y la suministración de energía al tejido de superficie es considerada un efecto colateral indeseable.

Para usar hipertermia de campo eléctrico para tratar enfermedades y condiciones de tejidos superficiales, tal como condiciones articulares y sinoviales, cáncer de piel y circulación sanguínea superficial se necesita un dispositivo de hipertermia que selectivamente proporciona a tejidos diana de superficie sin perjudicar tejido interno, como una suministración de energía cuando el tratamiento de tejido de superficie puede causar el efecto colateral indeseable de dañar tejidos internos no diana.

En lo sucesivo relatamos el desarrollo de un medio y un procedimiento inventivo de transmisión de energía capacitadamente acoplada a un campo eléctrico para la suministración selectiva de energía a un tejido de superficie, para calentar selectivamente un tejido de superficie y para monitorizar selectivamente las propiedades eléctricas de un tejido de superficie. Esto se alcanza proveyendo una disposición inventiva de múltiples electrodos positivos y negativos en el mismo plano en un medio de transmisión de energía capacitadamente acoplada a un campo eléctrico. El medio y el procedimiento inventivo de transmisión de energía capacitadamente acoplada a un campo eléctrico se pueden usar para tratar y monitorizar cada tipo de enfermedades y condiciones de tejido de superficie.

El estado de técnica no desvela un medio de transmisión de energía capacitadamente acoplada a un campo eléctrico que selectivamente proporciona energía y calor selectivamente a tejidos de superficie. En cambio los dispositivos de hipertermia del estado de técnica solamente calientan tejidos de superficie como un efecto colateral indeseable al calentar tejidos diana internos.

EP 0 251 746 desvela ejemplos típicos de dispositivos de hipertermia del estado de técnica para uso externo o interno en que un electrodo activo y un contra-electrodo están dispuestos en los lados opuestos de un tejido diana.

EP 6,330,479 desvela un aplicador de hipertermia tipo microonda en la forma de un conjunto de antena de microonda para el tratamiento de calor de radiación del tejido. Esta disposición de dipolo funciona como una antena de radiación, caracterizada por un vector Poynting (proporcional al producto vectorial de los campos eléctricos y magnéticos) y de que es efectivo con radiofrecuencias altas (más alto que 100 MHz).

Gelvich y Mazokhin (Contact flexible microstrip applicators (CFMA) in a range from microwave up to short waves IEEE Transactions on Biomedical Engineering Vol. 49 (9), pp. 1015 1023, 2002) desvelan un aplicador flexible de micro-tira para irradiar energía electromagnética en forma de una antena de dipolo para el tratamiento de tejido con calor de radiación. Este aplicador tiene a la vez antenas dipolo y condensador y no se puede usar con frecuencias más bajas que 27 MHz. El aplicador condensador se puede realizar solamente en forma de una tira porque el eje cilíndrico arqueado debe estar en paralelo con el vector del campo eléctrico.

EP 0 207 739 desvela un dispositivo que comprende aplicadores de microonda para irradiar energía electromagnética a regiones locales de tejido del cuerpo. Los aplicadores de microonda son para uso interno y se insertan en el tejido a ser tratado. Los aplicadores de microonda pueden comprender también un aparato termo-sensible distinto.

US 4,164,226 desvela un electrodo de tratamiento iontoforética y galvánicamente acoplado para el uso en contacto directo con la piel. El electrodo de tratamiento puede comprender electrodos positivos y negativos entremezclados. El electrodo de tratamiento es por uso en el tratamiento de problemas dermatológicos y cosméticos.

EP 0 970 719 desvela un dispositivo con estructuras alternadas positivas y negativas de un electrodo galvánicamente acoplado que tienen una capa electrolítica laminada en el electrodo en que los electrodos se usan en contacto directo con la piel. La estructura positiva del electrodo puede comprender múltiples electrodos positivos y la estructura negativa del electrodo puede comprender múltiples electrodos negativos. El dispositivo está destinado al uso en iontoforesis o en cuchillos de diatermia.

GB 2 281 863 desvela un dispositivo con múltiples electrodos galvánicamente acoplados que pueden tener polaridades diferentes y pueden proporcionar una corriente eléctrica de alta frecuencia. Los electrodos son por uso en contacto directo con la piel y en cuchillos de diatermia.

El documento WO 00/67837 desvela un procedimiento de suministración de principios activos aumentada por electro-perforación en que se usa corriente directa.

Aunque electrodos positivos y negativos entremezclados ya han sido usados anteriormente en estructuras de electrodos galvánicamente acoplados esta disposición no se ha aplicado con electrodos capacitadamente acoplados. El funcionamiento de electrodos capacitadamente acoplados requiere una intensidad de campo eléctrico alta para accionar la conexión galvánica y una conmutación discreta entre los polos positivos y negativos.

En contraste con electrodos galvánicamente acoplados los electrodos capacitadamente acoplados no tienen una conmutación discreta entre los polos positivos y negativos. En vez de esto circulan en forma de onda senoidal entre los polos positivos y negativos. Por esto no hay semejanza en el funcionamiento de electrodos capacitivos y galvánicos y no se sugiere que una disposición alternante de electrodos positivos y negativos iría a proveer una ventaja cualquiera en un dispositivo de transmisión de energía capacitadamente acoplada.

La corriente galvánica no corre a través de un aislador ideal así que el material entre los polos bloquea la corriente. Sin embargo, la corriente alternada aparentemente corre a través de un aislador ideal. El mecanismo es la separación de las cargas eléctricas: un semiperíodo carga un polo que actúa por campo solamente al otro polo atrayendo la carga opuesta mientras en el semiperíodo siguiente esto está invertido. El efecto se debe al campo que penetra a través del aislador ideal mientras el flujo iónico no lo hace. El campo afecta la corriente (llamada corriente escalada) a través del material. Se puede imaginar la corriente escalada como una hilera de dominó que cae, en que no dominó corre por la hilera, sino el efecto. En el acoplamiento capacitivo (potencial alternado) después de un período la corriente escalada alcanza un estado estable y la corriente corre continuadamente a través del aislador absoluto ideal.

En el caso de aisladores no ideales que no son buenos conductores como el tejido vivo el proceso está más complicado. La corriente galvánica penetra una pequeña distancia y adicionando iones extras en la superficie penetra en la piel de manera difusiva. En el caso de acoplamiento capacitivo corriente alternada de radio-frecuencias o frecuencias incluso más altas...

1. Un medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico que aplica ondas de radiofrecuencia y corriente alternada para dirigir energía a un tejido diana de un mamífero, en que el medio de transmisión de energía acoplada a un campo eléctrico comprende múltiples electrodos positivos y negativos,

en que el tejido diana es un tejido de superficie y

en que los múltiples electrodos positivos y negativos están agrupados en una disposición de electrodos alternados positivos y negativos.

2. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación 1, en que la disposición de electrodos alternados positivos y negativos es una disposición en forma de matriz.

3. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación 1, en que la disposición de electrodos alternados positivos y negativos es una disposición en forma de anillos concéntricos.

4. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación 1, en que el tejido de superficie es tejido de epidermis, dermis o subcutáneo.

5. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación 1, en que el tejido de superficie es tejido articular o cartilaginoso.

6. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de las reivindicaciones 2 o 3, en que el número de pares de electrodos está entre 2 y 32.

7. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de las reivindicaciones 2 o 3, en que el diámetro/la diagonal de los electrodos individuales está entre 2 mm y 10 mm.

8. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de las reivindicaciones 2 o 3, en que la profundidad de penetración está entre 1 mm y 10 mm.

9. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación 1, en que la disposición de electrodos alternados positivos y negativos está proveída en una placa de circuitos impresa.

10. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación 1, en que los múltiples electrodos positivos y negativos comprenden electrodos de tratamiento y electrodos de medida.

11. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación 1, en que cada uno de los múltiples electrodos positivos y negativos tiene una frecuencia independiente.

12. El medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación 1, en que los múltiples electrodos positivos y negativos están cubiertos por un bolo de transmisor.