Aparato para el tratamiento de tejido con radiación de microondas y sistema y procedimiento de calibración de antena.

Aparato de calibración (100) para una antena (400) que está dispuesta para emitir radiación de microondas desde una zona de emisión de la misma,

presentando el aparato:



un dispositivo de carga adaptado para someter la zona de emisión de la antena a una impedancia que tiene un valor conocido para una frecuencia predeterminada de radiación de microondas,

un detector (500) dispuesto para medir la magnitud y la fase de la radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada que se emite desde la antena y se refleja desde el dispositivo de carga, y

una unidad de procesamiento (800) configurada para generar datos de calibración para la antena y utilizar los datos de calibración para convertir la magnitud y la fase medidas para que sean representativas de la carga desconocida,

si la antena se utiliza posteriormente para medir la magnitud y la fase de una radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada reflejada desde una carga desconocida en la zona de emisión de la antena,

caracterizado por el hecho de que

la disposición de carga incluye una cavidad de guía de ondas sustancialmente sin pérdidas (160) entre un primer extremo adaptado para recibir la zona de emisión (420) de la antena y un segundo extremo (125), y el aparato incluye un actuador (200) dispuesto para deslizar el segundo extremo respecto al primer extremo para variar una distancia entre el primer extremo y el segundo extremo, de modo que la disposición de carga es regulable para establecer una pluralidad de impedancias de un rango de impedancias.

Aparato para el tratamiento de tejido con radiación de microondas y sistema y procedimiento de calibración de antena

Campo técnico

La invención se refiere al tratamiento de tejido biológico utilizando radiación de microondas. En aspectos particulares, la invención se refiere a una antena quirúrgica para suministrar radiación de microondas al tejido, un sistema de tratamiento de tejidos para llevar a cabo ablación o medición de tejido utilizando radiación de microondas desde dicha antena, y un sistema y un procedimiento de calibración de una antena para utilizarse en dicho sistema.

Antecedentes de la invención Es conocido un sistema electroquirúrgico que está dispuesto para realizar la ablación controlable un tumor y/o información de medida sobre el tumor y tejido sano circundante. Dicho sistema puede utilizar dos canales: un primer canal para realizar la ablación de tejido controlado, y un segundo canal para llevar a cabo mediciones del estado de tejidos sensibles (dieléctrico) . Los principios generales relativos al funcionamiento de este sistema se describen en WO 2004/047659 y WO 2005/115235.

WO 00/47282 describe una antena de microondas para el tratamiento de hipertermia que puede calibrarse por referencia a varios materiales conocidos.

Descripción de la invención Esta descripción comprende tres aspectos principales. El primer aspecto se refiere a un sistema y un procedimiento para la calibración de antenas quirúrgicas en el punto de la radiación (la antena) , y, en particular para realizar una rutina de calibración automáticamente cuando se utilizan los sistemas de calibración en combinación con un sistema de electrocirugía, por ejemplo de tipo conocido. El segundo aspecto se refiere mejoras adicionales en el sistema de tratamiento conocido, cuyas mejoras ofrecen ventajas importantes en términos de una mejor sensibilidad de la medición y una reducción de los niveles de energía requeridos en el modo de medición debido a la utilización de un transmisor y un receptor (transceptor) de baja potencia independientes. El tercer aspecto se refiere a antenas quirúrgicas que pueden utilizarse con el sistema de calibración para permitir calibrar dichas antenas en el extremo distal (la antena) permitiendo de este modo utilizar dichas antenas para realizar mediciones del estado del tejido o utilizarse para la ablación de tejido donde es deseable llevar a cabo una correspondencia de la impedancia dinámica entre el extremo distal de la antena y la carga de tejido biológico.

Sistema y procedimiento de calibración De acuerdo con la invención se dispone un aparato de calibración para una antena que está dispuesto para emitir una radiación de microondas desde una zona de emisión de la misma, presentando el aparato: un dispositivo de carga adaptado para someter la zona de emisión de la antena a una impedancia que tiene un valor conocido para una frecuencia predeterminada de radiación de microondas, un detector dispuesto para medir la magnitud y la fase de la radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada que se emite desde la antena y se refleja desde el dispositivo de carga, y una unidad de procesamiento configurada para generar datos de calibración para la antena, en el que, si la antena se utiliza posteriormente para medir la magnitud y la fase de la radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada reflejada desde una carga desconocida en la zona de emisión de la antena, los datos de calibración pueden utilizarse para convertir la magnitud y la fase medidas para que sean representativas de la carga desconocida, y en el que la disposición de la carga incluye una cavidad de guía de ondas sustancialmente sin pérdidas entre un primer extremo adaptado para recibir la zona de emisión de la antena y un segundo extremo, y el aparato incluye un actuador dispuesto para deslizar el segundo extremo respecto al primer extremo para variar una distancia entre el primer extremo y el segundo extremo, en el que la cavidad es conectable eléctricamente a la antena y el segundo extremo es conectable eléctricamente a la cavidad. La conexión eléctrica entre la cavidad y la antena y/o entre la cavidad y el segundo extremo puede ser a través de una bobina de inducción para radiofrecuencia (RF) .

Preferiblemente, la pluralidad de impedancias incluye 0 Q (cortocircuito) y 0Q (circuito abierto) .

Preferiblemente, el dispositivo de carga está adaptado para permitir la generación de datos de calibración para dos o más frecuencias diferentes de radiación de microondas.

En otra expresión, la invención dispone una combinación de aparato de calibración tal como se ha definido anteriormente y una antena dispuesta para emitir radiación de microondas desde una zona de emisión de la misma, en el que por lo menos la zona de emisión de la antena y la disposición de carga están empaquetadas juntas en un entorno estéril.

Todavía en otra expresión, la invención dispone un procedimiento de calibración de una antena que está dispuesta para emitir radiación de microondas desde una zona de emisión de la misma, comprendiendo el procedimiento: someter la zona de emisión de la antena a una disposición de carga adaptada para presentar una impedancia que tiene un valor conocido para una frecuencia predeterminada de la radiación de microondas; emitir una radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada a través de la antena; medir la magnitud y la fase de la radiación de microondas emitida que se refleja desde el dispositivo de carga; generar datos de calibración para la antena desde la magnitud y la fase medidas; en el que si la antena se utiliza posteriormente para medir la magnitud y la fase de una radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada con una carga desconocida en la zona de emisión de la antena, los datos de calibración para las distintas impedancias son utilizables para convertir la magnitud y la fase medidas para que sean representativas de la carga desconocida, en el que la disposición de carga incluye una cavidad de guía de ondas sustancialmente sin pérdidas entre un primer extremo adaptado para recibir la zona de emisión de la antena y un segundo extremo, y el procedimiento incluye regular la disposición de carga deslizando el segundo extremo respecto al primer extremo para variar una distancia entre el primer extremo y el segundo extremo para establecer una pluralidad de impedancias diferentes desde una gama de impedancias complejas, en el que se generan unos datos de calibración para cada una de la pluralidad de impedancias.

La capacidad para llevar a cabo eficazmente la calibración de la antena en la zona de emisión de luz (por ejemplo el extremo distal) puede permitir una transferencia eficiente de energía de microondas al tejido biológico, en el que la impedancia presentada en el extremo distal de la antena quirúrgica varíe a medida que avance el proceso de tratamiento. Una vez que se ha calibrado la estructura de la antena, es posible entonces realizar un ajuste fino dinámico y preciso para permitir que el extremo distal de la estructura de la antena corresponda en impedancia adaptada con la impedancia variable del tejido biológico. La capacidad para llevar a cabo la adaptación de impedancia entre el extremo distal de la antena quirúrgica y el tejido biológico puede evitar la reflexión de la energía debido a un desajuste de impedancia, que puede producir un calentamiento excesivo de los conjuntos de antena y cables y un aumento del tiempo necesario para realizar la ablación de un volumen de tejido. En aplicaciones en las que la antena se utiliza en cirugía mínimamente invasiva este calentamiento puede producir un daño colateral a estructuras de tejido sano. Una ventaja adicional es que la dosis de energía suministrada al tejido biológico puede controlarse con mayor precisión de la que es posible utilizando un sistema en el cual no pueden compensarse reflexiones no cuantificables debido a desajustes de impedancia. Para la implementación de esta característica es preferible utilizar esta invención con un procedimiento para la realización de una adaptación de impedancia dinámica. En WO 2004/047659 se ha descrito un sistema para llevar a cabo dicha adaptación de impedancia utilizando un sintonizador de cavidad de guía de ondas de tres secciones, en el que las secciones se mueven de manera automática utilizando tres motores lineales y un sistema de control adecuado.

La capacidad para llevar a cabo eficazmente la calibración de la antena en el extremo distal también puede permitir utilizar la antena quirúrgica como una herramienta útil para la medición de información dieléctrica relativa a las propiedades del tejido biológico. Una calibración eficaz en el extremo distal de... [Seguir leyendo]

1. Aparato de calibración (100) para una antena (400) que está dispuesta para emitir radiación de microondas desde una zona de emisión de la misma, presentando el aparato:

un dispositivo de carga adaptado para someter la zona de emisión de la antena a una impedancia que tiene un valor conocido para una frecuencia predeterminada de radiación de microondas, un detector (500) dispuesto para medir la magnitud y la fase de la radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada que se emite desde la antena y se refleja desde el dispositivo de carga, y una unidad de procesamiento (800) configurada para generar datos de calibración para la antena y utilizar los datos de calibración para convertir la magnitud y la fase medidas para que sean representativas de la carga desconocida, si la antena se utiliza posteriormente para medir la magnitud y la fase de una radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada reflejada desde una carga desconocida en la zona de emisión de la antena, caracterizado por el hecho de que la disposición de carga incluye una cavidad de guía de ondas sustancialmente sin pérdidas (160) entre un primer extremo adaptado para recibir la zona de emisión (420) de la antena y un segundo extremo (125) , y el aparato incluye un actuador (200) dispuesto para deslizar el segundo extremo respecto al primer extremo para variar una distancia entre el primer extremo y el segundo extremo, de modo que la disposición de carga es regulable para establecer una pluralidad de impedancias de un rango de impedancias.

2. Aparato de calibración según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la cavidad (160) es conectable eléctricamente a la antena (400) y el segundo extremo está conectado eléctricamente a la cavidad (160) .

3. Aparato de calibración según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que incluye por lo menos una bobina de inducción de radiofrecuencia (RF) (110, 120) dispuesta para proporcionar una conexión eléctrica entre la cavidad y la antena y/o entre la cavidad y el segundo extremo.

4. Aparato de calibración según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el rango de impedancias complejas incluye 0 Ω (cortocircuito) y ∞ Ω (circuito abierto) .

5. Aparato de calibración según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la disposición de carga está adaptada para permitir la generación de datos de calibración para dos o más frecuencias diferentes de radiación de microondas.

6. Combinación de aparato de calibración según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y antena (400) dispuesta para emitir radiación de microondas desde una zona de emisión de la misma, caracterizado por el hecho de que por lo menos la zona de emisión de la antena y la disposición de carga están empaquetadas juntas en un entorno estéril.

7. Procedimiento de calibración de una antena (400) que está dispuesta para emitir radiación de microondas desde una zona de emisión (420) de la misma, incluyendo el procedimiento:

someter la zona de emisión (420) de la antena (400) a una disposición de carga adaptada para presentar una impedancia que tiene un valor conocido para una frecuencia predeterminada de la radiación de microondas; emitir radiación de microondas que tienen la frecuencia predeterminada a través de la antena (400) ; medir la magnitud y la fase de la radiación de microondas emitida que se refleja desde la disposición de carga; generar datos de calibración para la antena a partir de la magnitud y la fase medidas; de manera que, si la antena se utiliza posteriormente para medir la magnitud y la fase de radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada con una carga desconocida en la zona de emisión de la antena, los datos de calibración para las distintas impedancias pueden utilizarse para convertir la magnitud y la fase medidas para que sean representativas de la carga desconocida, caracterizado por el hecho de que la disposición de carga incluye una cavidad de guía de ondas sustancialmente sin pérdidas (160) entre un primer extremo adaptado para recibir la zona de emisión (420) de la antena y un segundo extremo (125) , y el procedimiento incluye:

ajustar la disposición de carga deslizando el segundo extremo (125) respecto al primer extremo para variar una distancia entre el primer extremo y el segundo extremo para establecer una pluralidad de impedancias diferentes de un rango de impedancias complejas, en el que los datos de calibración se generan para cada una de la pluralidad de impedancias.

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 patentes citados en la descripción

• WO 2004047659 A • WO 0047282

• WO 2005115235 A • WO 2005115275 A