Una antena quirúrgica para ser insertada en un tejido (70), que comprende:

un cuerpo alargado con un conductor interno (30) a lo largo de su longitud, un conductor exterior (20) que envuelveel conductor interno (30) y está separado de éste por un material dieléctrico (50);

un conector (10) para conectar el conductor interno (30) y el conductor exterior (20) a una fuente de energía demicroondas para recibir energía de frecuencia de microondas de ésta, y

una punta de inserción en un extremo distal del cuerpo alargado, teniendo la punta de inserción una impedancia a lafrecuencia de microondas que es diferente de una impedancia en el extremo proximal de la antena,caracterizada por el hecho de que:

la punta de inserción comprende una pieza independiente de material dieléctrico (60) dispuesta tanto para actuarcomo un primer transformador de impedancia para adaptar el material dieléctrico (50) del cuerpo alargado con eltejido (70) a la frecuencia de microondas como para penetrar en el tejido (70), y

en la que el cuerpo alargado incluye un segundo transformador de impedancia (40) dispuesto para introducir unareactancia capacitiva o inductiva en la antena

Antena para ablación y medición de tejidos CAMPO DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a una antena quirúrgica para suministrar energía de microondas al tejido biológico. Por ejemplo, las antenas quirúrgicas se utilizan para realizar la ablación controlada y orientada de tumores cancerosos. Alternativamente o adicionalmente, dichas antenas pueden medir información relativa a la estructura del tejido biológico, por ejemplo con el fin de diferenciar entre tipos de tejidos, y/o para identificar los diversos tipos de tumores cancerosos, y/o para diferenciar entre los tejidos sanos y tejidos cancerosos, y/o para determinar la fase de crecimiento del tumor, y/o para proporcionar información para controlar instrumentación electrónica asociada para permitir que el extremo distal de la antena sea de impedancia adaptada (o emparejada) con la impedancia compleja del tejido biológico con el fin de permitir la máxima transferencia de energía entre una fuente de energía (o la punta distal de la antena) y el tejido biológico que está siendo tratado.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

WO 2004/047659 y WO 2005/115235 se refieren a aparatos para la generación de energía de microondas adecuada para permitir la ablación controlada de los tejidos cancerosos usando la adaptación dinámica (o equilibrio dinámico) de impedancias y para hacer mediciones del estado de los tejidos. En la práctica, para que funcione eficientemente un sistema de ablación controlada/medición del estado del tejido, es deseable realizar la adaptación dinámica de impedancia (o energía) con la carga cambiante del tejido durante el proceso de ablación y la medición de pequeños cambios en la impedancia compleja para permitir la caracterización de los diversos tipos de tejidos, estados del tejido y/o fases relacionadas con el crecimiento de tumores cancerosos que se quieren medir.

Las estructuras de antena convencionales pueden ser ineficientes cuando son utilizadas con dichos sistemas.

US 2003/0100894 describe una sonda invasiva que está dispuesta para suministrar al tejido energía de radiofrecuencia procedente de una antena colocada en un eje de la sonda invasiva.

WO 90/06079 describe un aparato de ablación cardíaca que tiene una antena solenoide conectada para recibir energía de radiofrecuencia a través de una red de acoplamiento.

WO 2006/084676 describe un dispositivo de ablación por microondas que comprende una antena coaxial insertable en una aguja hueca, teniendo la antena un transformador de impedancia de cuarto de onda dispuesto coaxialmente con ésta.

WO 00/64003 describe un alambre/hilo guía para su uso en procesos de diagnóstico por imágenes de resonancia magnética (MRI -Magnetic Resonance Imaging) , que puede actuar como una antena para recibir señales de diagnóstico por imágenes de resonancia magnética procedentes de un material de observación.

US 6.223.086 describe un catéter que tiene una antena en su extremo distal para emitir energía de microondas para tratar aterosclerosis. Puede usarse un miembro de transición para proporcionar la adaptación de impedancias entre un cable coaxial y la antena. La antena puede incluir un disco de sintonía para ajustar la frecuencia central de funcionamiento de la antena.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención puede proveer una antena que puede contribuir a la adaptación de impedancias de los sistemas electro-quirúrgicos descritos en WO 2004/047659 y WO 2005/115235, y que preferiblemente puede funcionar eficientemente en los modos de operación tanto de tratamiento como de medición. Sin embargo, la presente invención no necesita limitar su uso en tales sistemas. También podría ser utilizada en otros tratamientos electro-quirúrgicos y/o sistemas de medición.

En su forma más general, la presente invención propone una antena quirúrgica, para ser usada por ejemplo con un sistema o mecanismo de sintonía dinámica, en el que se selecciona la impedancia de la punta distal (de inserción) de la antena para permitir una mejor adaptación de impedancia con el conjugado complejo de la impedancia compleja del tejido del tratamiento. En otras palabras, la antena está diseñada para la adaptación de la impedancia con una impedancia representativa de un tumor en la frecuencia de interés, por ejemplo para reducir el efecto de ondas estacionarias generadas en la estructura de la línea de transmisión entre la fuente de energía y la antena debido a la energía reflejada que retrocede por la línea de transmisión cuando se utiliza la antena en, por ejemplo, un modo de ablación controlada cuando la punta está en contacto con un tumor. Con una adaptación más ajustada de la impedancia de la antena con el tejido objeto de la ablación o medición, se puede realizar la sintonía dinámica (si usada) de manera mucho más eficiente. Además, la adaptación de la impedancia de la punta distal puede orientar la distribución de energía en esta área, proporcionando así una mejor orientación de la energía que las antenas convencionales.

En esta memoria, microondas significa el intervalo de frecuencias de entre 500 MHz y 60 GHz, preferiblemente entre 5 GHz y 60 GHz, y más preferiblemente entre 14 GHz y 15 GHz, y aún más preferiblemente una frecuencia única de 14.5 GHz.

De acuerdo con la invención, se provee una antena quirúrgica para su inserción en el tejido, la cual comprende: un cuerpo alargado con un conductor interno a lo largo de su longitud, un conductor exterior que envuelve el conductor interno y que está separado de éste por un material dieléctrico; un conector para conectar el conductor interno y conductor exterior a una fuente de energía de microondas para recibir energía de frecuencia de microondas de dicha fuente, y una punta de inserción en un extremo distal del cuerpo alargado, teniendo la punta de inserción una impedancia a la frecuencia de microondas que es diferente de una impedancia en el extremo proximal de la antena, comprendiendo la punta de inserción una pieza independiente de material dieléctrico dispuesta tanto para actuar como un primer transformador de impedancia para adaptar el material dieléctrico del cuerpo alargado con el tejido a la frecuencia de microondas y para penetrar en el tejido, y en la que el cuerpo alargado incluye un segundo transformador de impedancia dispuesto para introducir una reactancia capacitiva o inductiva en la antena. En otras palabras, la antena comprende dos o más secciones longitudinales que tienen impedancias diferentes seleccionadas para mejorar la adaptación de impedancias por ejemplo entre la fuente de energía de microondas y el tejido objeto del tratamiento.

Preferiblemente, el conductor exterior es coaxial con el conductor interno. El conductor exterior es preferiblemente cilíndrico. La punta de inserción puede ser formada a partir del conductor interno, por ejemplo el conductor interno puede sobresalir por el extremo distal de la antena. Éste puede estar revestido en la zona sobresaliente para ajustar su impedancia. Preferiblemente, la punta de inserción es una pieza independiente de material dieléctrico (preferiblemente diferente del material dieléctrico que separa los conductores interno y externo, y más preferiblemente de cerámica) que está sujeta en el extremo distal de la antena. El material dieléctrico de la punta puede actuar como un primer transformador de impedancia para adaptar el material dieléctrico que separa los conductores interior y exterior con el tumor. Puede ser preferible incluir también un segundo transformador de impedancia. El segundo transformador puede ser un material dieléctrico adicional o un material metálico que puede ser utilizado como una línea auxiliar de sintonía fija (fixed tuning stub) para introducir una reactancia inductiva para su adaptación con la reactancia capacitiva o inductiva no deseada que pueda existir en la estructura. El conductor interno puede extenderse más allá del conductor exterior en el extremo distal, por ejemplo en la punta de inserción independiente.

La punta de inserción está preferiblemente conformada para ser insertable dentro de diversas regiones de la anatomía humana con una fuerza mínima; la disposición ha sido desarrollada para producir una mínima incomodidad al paciente durante la inserción y para causar un tiempo mínimo de cicatrización a corto plazo cuando es retirada al final del procedimiento de tratamiento/medición.

Preferiblemente, la antena está adaptada para el tratamiento de tumores de mama esféricos con diámetros de... [Seguir leyendo]

1. Una antena quirúrgica para ser insertada en un tejido (70) , que comprende:

un cuerpo alargado con un conductor interno (30) a lo largo de su longitud, un conductor exterior (20) que envuelve el conductor interno (30) y está separado de éste por un material dieléctrico (50) ;

un conector (10) para conectar el conductor interno (30) y el conductor exterior (20) a una fuente de energía de microondas para recibir energía de frecuencia de microondas de ésta, y una punta de inserción en un extremo distal del cuerpo alargado, teniendo la punta de inserción una impedancia a la frecuencia de microondas que es diferente de una impedancia en el extremo proximal de la antena, caracterizada por el hecho de que:

la punta de inserción comprende una pieza independiente de material dieléctrico (60) dispuesta tanto para actuar como un primer transformador de impedancia para adaptar el material dieléctrico (50) del cuerpo alargado con el tejido (70) a la frecuencia de microondas como para penetrar en el tejido (70) , y en la que el cuerpo alargado incluye un segundo transformador de impedancia (40) dispuesto para introducir una reactancia capacitiva o inductiva en la antena.

2. Una antena quirúrgica según la reivindicación 1, en la que la punta de inserción está hecha de un material que es independiente del material dieléctrico (50) del cuerpo alargado y tiene un valor de constante dieléctrica entre la del material dieléctrico (50) del cuerpo alargado y la del tejido (70) .

3. Una antena quirúrgica según la reivindicación 2, en la que el valor de constante dieléctrica de la punta de inserción aumenta hacia su extremo distal.

4. Una antena quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la pieza independiente de material dieléctrico (60) es una cerámica que presenta una baja pérdida en la frecuencia de microondas.

5. Una antena quirúrgica según la reivindicación 4, en la que la cerámica es alúmina o zirconia.

6. Una antena quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la que el conductor interno (30) se extiende en la punta de inserción más allá de la extensión axial del conductor exterior (20) , de este modo siendo la punta de inserción una antena omnidireccional.

7. Una antena quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el segundo transformador de impedancia (40) comprende uno cualquiera de los siguientes elementos

una línea auxiliar de sintonía fija dispuesta para introducir una reactancia inductiva o capacitiva, una porción estrechada del conductor exterior del cuerpo alargado recibida en una ranura formada en la punta de inserción, y un anillo de metal recibido en una ranura formada en la punta de inserción.

8. Una antena quirúrgica según la reivindicación 7, en la que el segundo transformador de impedancia (40) es una porción estrechada del conductor exterior (20) del cuerpo alargado recibida en una ranura formada en la punta de inserción, y la punta de inserción está firmemente sujeta por el cuerpo alargado en la porción estrechada.

9. Una antena quirúrgica según la reivindicación 7, en la que el segundo transformador de impedancia (40) comprende un anillo de metal recibido en una ranura formada en la punta de inserción, y el conductor exterior está unido al anillo de metal para sujetar bien la punta de inserción al cuerpo alargado.

10. Una antena quirúrgica según la reivindicación 9, en la que la superficie interior del conductor exterior (20) está soldada al anillo de metal.

11. Una antena quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el primer y/o segundo transformadores de impedancia son transformadores de impedancia de cuarto de onda.

12. Una antena quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene una porción distal insertable que incluye la punta de inserción con un diámetro de 2, 2 mm, siendo la porción de inserción adecuada para la inserción percutánea en el interior del cuerpo humano.

13. Una antena quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la punta de inserción tiene un recubrimiento biocompatible.

14. Una antena quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores contenida en un envase estéril como un elemento desechable.

15. Aparato de tratamiento de tejido para la provisión de energía de frecuencia de microondas al tejido biológico, incluyendo el aparato:

una fuente de energía de microondas;

una antena quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores conectada para recibir la energía de frecuencia de microondas procedente de la fuente e irradiar energía de microondas desde una punta inserción distal que está dispuesta para penetrar en el tejido biológico, y un filtro de sintonía dispuesto para adaptar dinámicamente una impedancia de la fuente a una impedancia de una 10 carga del tejido en la punta de inserción distal.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del 5 documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patente citados en la descripción

• WO 2004047659 A [0002] [0009] [0021] [0033] • WO 9006079 A [0005] [0055] • WO 2006084676 A [0006]

• WO 2005115235 A [0002] [0009] [0055] • WO 0064003 A [0007]

• US 20030100894 A [0004] • US 6223086 B [0008] 15

Literatura diferente de patente citada en la descripción

• An internet resource for the calculation of the • An Internet resource for the calculation of the Dielectric Dielectric Properties of Body Tissues in the Properties of Body Tissues in the frequency range 10Hz frequency range 10Hz -100GHz. IFAC-CNR, 1997 -100GHz. IFAC-CNR, 1997 [0049] [0028]