Aparato de ablación electroquirúrgico para extirpar tejido biológico.

Aparato (100) para tratar tejido biológico con energía de microondas,

comprendiendo el aparato:

una antena (116); y

un generador de microondas (108, 110, 112) dispuesto para generar y suministrar energía de microondas a laantena (116), desde donde puede ser irradiada para extirpar de forma controlada tejido biológico;

caracterizado por que:

la antena (116) y el generador de microondas (108, 110, 112) están integrados en una única unidad demano (102), y

la unidad de mano (102) contiene uno o más elementos de detección (120, 122) dispuestos para detectarpotencia directa y reflejada entre el generador de microondas (108, 110, 112) y la antena (116),

Aparato de ablación electroquirúrgico para extirpar tejido biológico

Campo de la invención La presente divulgación se refiere a un aparato para y métodos de uso de radiación de microondas en el tratamiento de tejido biológico.

Antecedentes de la invención La energía de microondas que tiene una frecuencia entre 14 GHz y 15 GHz puede producir ablación controlada de tejido biológico. A estas frecuencias, la profundidad de penetración de la radiación es limitada, lo que puede ser beneficioso.

Los documentos WO 2004/047659 y WO 2005/115235 desvelan un aparato para y métodos de ablación de tejido y medición de información sobre el tipo y/o el estado del tejido usando radiación de microondas. Estos documentos desvelan los beneficios de realizar adaptación de impedancia dinámica entre la fuente de energía y el tejido.

Estos documentos abordan la desventaja de usar sistemas de tratamiento de RF y microondas de baja frecuencia, donde el mecanismo de transporte de energía dominante es conducción térmica y la profundidad de penetración (definida en el presente documento como siendo la distancia que la energía se ha propagado cuando la fuente de energía se ha reducido al 37 % del valor máximo) es tal que una gran masa de tejido se calienta antes de que la temperatura del tejido diana pueda elevarse al valor requerido.

Sumario de la invención La presente invención se determina en las reivindicaciones adjuntas.

Las realizaciones, aspectos o ejemplos de la presente divulgación que no están dentro del alcance de las reivindicaciones se proporcionan para fines ilustrativos solamente y no forman parte de la presente invención.

La presente invención deseablemente amplia los sistemas desvelados en los documentos WO 2004/047659 y WO 2005/115235. Expresada en general, la invención proporciona un dispositivo portátil para suministrar energía producida a frecuencias de microondas para producir ablación controlada con profundidades de penetración deseables mediante radiación, para permitir el tratamiento eficaz de afecciones relacionadas con pequeñas estructuras tisulares, por ejemplo, microvarices, verrugas, acrocordones y lunares. El dispositivo puede ser adecuado para su uso en situaciones donde es difícil acceder al sitio de tratamiento o en condiciones de tratamiento incómodas (inadecuadas) . Por ejemplo, posibles aplicaciones incluyen tratamiento de víctimas de accidente de coche, tratamiento de heridas en el campo de batalla, sellado para prevenir la excesiva pérdida de sangre durante cirugía general y uso por cirujanos veterinarios para prevenir la excesiva pérdida de sangre a animales.

La capacidad de detener la hemorragia de heridas usando un sistema que no requiera una alimentación de tensión por red puede ser particularmente atractiva para paramédicos o cirujanos militares que operan en el campo donde la 45 pérdida de sangre debida a heridas de guerra o lesión por accidente es potencialmente letal. Un sistema que combine portabilidad junto con la capacidad de generar energía de microondas de alta frecuencia es particularmente ventajoso, dado que la energía de microondas de alta frecuencia calentará instantáneamente el tejido a una temperatura, con lo que tendrá lugar una cauterización o coagulación o ablación eficaz. El uso de energía de microondas de alta frecuencia permite que la energía sea suministrada mediante radiación no ionizante en lugar de mediante conducción térmica y, de este modo, el efecto es virtualmente instantáneo.

Otra ventaja de la naturaleza portátil de la invención puede ser evitar los largos conjuntos de cable de microondas que conectan un generador de microondas a una antena de tratamiento desvelados en los documentos WO 2004/047659 y WO 2005/115235. Evitando esto, la invención puede permitir que se tomen mediciones cerca del

tejido que está siendo tratado, eliminando de este modo efectos indeseables de variación de fase y magnitud con flexión del cable. Además, una parte de la potencia generada por la fuente de microondas que es transferida al interior del tejido usando el dispositivo de mano puede optimizarse, dado que no se pierde en el cable de transmisión. Por ejemplo, si el cable de suministro tiene una pérdida de inserción de 3 dB entonces solamente la mitad de la potencia generada en la fuente llega a la carga del tejido.

Por consiguiente, un primer aspecto de la invención puede proporcionar un aparato para tratar tejido biológico con energía de microondas, incluyendo el aparato una unidad de mano que tiene un generador de microondas y una antena, en el que el generador de microondas está dispuesto para suministrar energía de microondas a la antena desde donde es irradiada para extirpar de forma controlable tejido biológico. La unidad de mano puede tener una 65 geometría similar a un bolígrafo. El tamaño similar a un bolígrafo permite que la unidad sea fácilmente manipulada por un usuario, mientras conserva las ventajas de tener al generador de microondas situado cerca de la antena. En este caso, el usuario puede ser cualquiera de los siguientes individuos: asesor médico o cirujano, facultativo generalista, asesor, paramédico, médico militar o cirujano veterinario.

El aparato puede comprende dos unidades. La primera unidad puede ser la unidad de mano mencionada anteriormente. La unidad de mano puede estar diseñada para una aplicación específica, por ejemplo tratamiento de microvarices de baja potencia o estiramiento de ligamentos, o gestión del dolor con alta potencia (ablación de plexos nerviosos) o tratamiento de heridas. La segunda unidad puede ser una unidad de control que incluye una fuente de alimentación (por ejemplo una fuente de alimentación de CC tal como una unidad de batería o una fuente de alimentación de modo conmutado) , sistemas electrónicos de control (por ejemplo circuito secuenciador de encendido/apagado del transistor, y un sistema de apagado para apagar la fuente de microondas cuando se producen altos niveles de potencia reflejada) , y una interfaz de usuario (por ejemplo visualizadores de estado que incluyen visualizador en forma de barras, microconmutadores, LED, etc.) . Las dos unidades pueden estar conectadas entre sí usando un conjunto de cable de baja frecuencia que comprende cables de alimentación de CC para llevan potencia a la unidad de mano (por ejemplo suministro de drenaje, suministro de puerta-fuente, etc.) , y

líneas de señalización de control de baja frecuencia para llevar señales de control entre la unidad de mano y la unidad de control (por ejemplo señales para detectores de potencia directa y reflejada, control de la ganancia del amplificador, control del nivel de potencia, etc.) .

La invención surge, en parte, de la constatación de que pequeños componentes de ingeniería de microondas están disponibles a las frecuencias que son útiles para tratamiento médico. Además, nuevas tecnologías de dispositivos emergentes, por ejemplo nitruro de galio (GaN) , permiten realizar en la práctica mayores eficacias de alimentación de microondas con respecto a alimentación de CC. Esta invención desvela cómo pueden disponerse dichos componentes para crear dispositivos electroquirúrgicos adecuados.

Preferentemente, el generador de microondas comprende una fuente de frecuencia de microondas, un amplificador (por ejemplo un amplificador de circuito integrado monolítico de microondas (MMIC) ) , un circulador, y una carga de potencia provisional. El control del generador de microondas se consigue usando elementos de detección, que están dispuestos para detectar los niveles de potencia directa y reflejada. Los resultados de detección son alimentados como señales de control a la unidad de control, que está dispuesta para controlar el generador de microondas. Los elementos de detección están provistos preferentemente en la unidad de mano, pero pueden estar en la unidad de control. Los elementos de detección pueden comprender uno o más acopladores de línea “microstrip” (o sondas de campo E conectadas dentro del circulador de microondas para recoger una pequeña parte de la potencia directa y reflejada) y detectores de diodo adecuados, por ejemplo, diodos de túnel, diodos Schottky de polarización nula, diodos Schottky de canal de perno, o diodos Schottky polarizados. Como alternativa, los elementos de detección pueden comprenden uno o más acopladores de guía de ondas. Una ventaja del uso de un acoplador de guía de ondas es que la pérdida de potencia a través de la estructura (la pérdida de inserción) es normalmente inferior a aquella posible usando un acoplador de línea “microstrip”. Los ejemplos de acopladores de guía de ondas adecuados incluyen: el acoplador en bucle 'H', el acoplador Riblet-Saad,... [Seguir leyendo]

1. Aparato (100) para tratar tejido biológico con energía de microondas, comprendiendo el aparato:

una antena (116) ; y un generador de microondas (108, 110, 112) dispuesto para generar y suministrar energía de microondas a la antena (116) , desde donde puede ser irradiada para extirpar de forma controlada tejido biológico; caracterizado por que:

la antena (116) y el generador de microondas (108, 110, 112) están integrados en una única unidad de mano (102) , y la unidad de mano (102) contiene uno o más elementos de detección (120, 122) dispuestos para detectar potencia directa y reflejada entre el generador de microondas (108, 110, 112) y la antena (116) ,

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la unidad de mano (102) comprende una carcasa alargada, del tamaño de un bolígrafo.

3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que incluye una unidad de control (104) conectada a la unidad de mano (102) , comprendiendo la unidad de control (104) una fuente de alimentación (124)

para el aparato y un circuito de control (126) dispuesto para enviar y recibir señales de control a/desde el generador de microondas.

4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la unidad de control (104) incluye una interfaz de usuario (128) dispuesta para permitir a un usuario accionar el aparato. 25

5. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el generador de microondas incluye:

una fuente de frecuencia de microondas (108) , y un amplificador (110, 112) dispuesto para amplificar una salida desde la fuente de frecuencia (108) para suministrar potencia directa a la antena (116) ; y en el que el elemento o los elementos de detección (120, 122) están en comunicación con la unidad de control (104) , de modo que el generador de microondas se controla basá la potencia directa y reflejada detectada por el elemento o los elementos de detección.

6. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el generador de microondas incluye un conmutador de modulación (130) y un controlador del nivel de potencia (132) para pulsar la potencia de microondas emitida por el generador de microondas y controlar la magnitud de la potencia de salida, respectivamente.

7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el controlador del nivel de potencia (132) está dispuesto para atenuar la salida de potencia de microondas y/o para controlar una ganancia de amplificación en el generador de microondas.

8. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el generador de microondas es accionable en un modo de alta potencia adecuado para ablación y un modo de baja potencia adecuado para medición del 45 tipo/estado del tejido.

9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la unidad de control (104) incluye un circuito de temporización dispuesto para causar funcionamiento secuencial de componentes en el generador de microondas.

10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el generador de microondas incluye:

una fuente de frecuencia de microondas (108) , y un amplificador (110, 112) dispuesto para amplificar una salida de la fuente de frecuencia para suministrar potencia directa a la antena;

y en el que el circuito de temporización está dispuesto para apagar la fuente de frecuencia antes de apagar una alimentación de drenaje al amplificador para prevenir la posibilidad de que la fuente de frecuencia encienda el amplificador.

11. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la antena (116) es un elemento coaxial

alargado (208) que tiene una punta dieléctrica distal (210) , estando la punta dieléctrica (210) adaptada para funcionar como un extremo radiante y para crear un estado adaptado entre el elemento coaxial y el tejido a tratar.

12. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior que incluye un filtro de sintonización (144) en la unidad

de mano (102) , estando el filtro de sintonización (144) dispuesto para adaptar de forma dinámica la impedancia del 65 aparato con el tejido a tratar.

13. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que una fuente de luz visible está unida a la unidad de mano (102) y dispuesta para iluminar una zona de tratamiento que es de forma similar al campo de microondas producido por la antena radiante (116) .

14. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad de mano (102) incluye un sistema de flujo de aire forzado para refrigerar el generador de microondas.

15. Aparato de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la unidad de mano (244) comprende un recinto alargado (266) que tiene agujeros de toma de aire (272) formados en su interior, y el sistema de flujo de aire forzado incluye un motor (268) dispuesto para accionar un ventilador (270) , con lo que aire del entorno circundante es arrastrado al interior del recinto (266) para refrigerar el generador de microondas.