Estructura de antena quirúrgica.

Una espátula quirúrgica que comprende:

una línea de transmisión plana (10) para transportar energía de microondas formada desde una lámina de unprimer material dieléctrico (12) que tiene primera y segunda capas conductoras (14,

16) en superficies opuestasde la misma, teniendo la lámina de primer material dieléctrico

una dimensión de anchura sustancialmente uniforme de 5 mm o menos;

una dimensión de grosor sustancialmente uniforme de 2 mm o menos; y

una dimensión de longitud sustancialmente uniforme mayor que la dimensión de anchura;

un cable coaxial (20) que tiene un diámetro externo de 3 mm o menos para suministrar energía de microondas ala línea de transmisión plana, comprendiendo el cable coaxial un conductor interno (22, 30), un conductorexterno (24, 28) coaxial con el conductor interno y un segundo material dieléctrico (26) que separa losconductores externo e interno, estando la línea de transmisión plana conectada longitudinalmente al cablecoaxial en una interfaz de conexión (32); y

un manguito protector (40) montado sobre la interfaz de conexión,

en donde

un extremo de la lámina de primer material dieléctrico colinda con el extremo del cable coaxial en la interfazde conexión,

los conductores interno y externo se extienden más allá del segundo dieléctrico en la interfaz de conexiónpara solaparse a superficies opuestas de la línea de transmisión y entran en contacto eléctrico con laprimera capa conductora y la segunda capa conductora respectivamente,

la primera capa conductora está separada del extremo de la línea de transmisión que colinda con el cablecoaxial para aislar eléctricamente el conductor externo de la primera capa conductora, y

la anchura de la primera y segunda capas conductoras se selecciona para crear una correspondencia deimpedancia entre la línea de transmisión y el cable coaxial.

Estructura de antena quirúrgica

Campo de la invención La invención se refiere a estructuras de antena quirúrgica que usan radiación de microondas para tratar tejido biológico. Por ejemplo, la invención puede aplicarse a antenas dimensionadas para ser adecuadas para inserción a través del canal para instrumentos de un endoscopio quirúrgico convencional.

Antecedentes de la invención

A ciertas frecuencias, la energía de microondas puede producir ablación controlada de tejido biológico. Por ejemplo, la energía de microondas que tiene una frecuencia entre 14 y 15 GHz tiene una profundidad de penetración en tejido biológico relativamente limitada, lo que es beneficioso para el control de la ablación.

Los documentos WO 2004/047659 y WO 2005/115235 desvelan aparatos y métodos tanto para extirpar de forma controlable tejido biológico como para medir información sobre el tipo y/o estado del tejido usando radiación de microondas. Estos documentos desvelan los beneficios de realizar correspondencia de impedancia dinámica entre la fuente de energía y el tejido.

El documento WO 2008/044000 desvela un bisturí radiante adecuado para su uso con el aparato de ablación mencionado anteriormente. Comprendiendo el bisturí una antena dispuesta para emitir un campo de radiación de microondas sustancialmente uniforme a lo largo del filo cortante (es decir, la hoja) del bisturí. La radiación de microondas emitida es capaz de cauterizar tejido biológico durante el corte, lo que facilita la cirugía invasiva realizada en órganos altamente vascularizados tales como el hígado.

Sumario de la invención En términos muy generales, la presente invención propone una configuración particular para una espátula quirúrgica que le permita irradiar energía de microondas desde uno o más de sus bordes (lados y/o extremos) o caras (superior y/o inferior) . En particular, la configuración está dispuesta para garantizar una transferencia de energía eficaz al interior del tejido biológico cuando está en contacto con ese tejido y aislamiento de energía eficaz cuando está en el aire (es decir impidiendo la irradiación de energía en el espacio libre) o en estructuras tisulares que no son de interés, es decir estructuras tisulares sanas.

Una espátula es un tipo de herramienta quirúrgica diferente del bisturí desvelado en el documento WO 2008/044000. Una espátula se caracteriza normalmente por una pala plana que se extiende lejos de un mango. En la invención, el borde frontal de la pala (es decir el borde en un lado opuesto al mango) es redondeado (es decir romo) para facilitar

la inserción segura de la espátula en el cuerpo, por ejemplo a través de un orificio adecuado. El borde del lado radiante puede usarse para extirpar tejido y/o ayudar al corte y el sellado simultáneo de tejido cuando la espátula ha alcanzado su destino.

En el presente documento, la energía de microondas puede tener una frecuencia entre 500 MHz y 100 GHz. Por

ejemplo, la espátula puede emitir radiación de microondas en una cualquiera o más de las siguientes bandas de frecuencia: de 900 MHz a 1, 5 GHz, de 2, 2 GHz a 2, 45 GHz, de 5, 725 GHz a 5, 875 GHz, de 14 GHz a 15 GHz y de 24 GHz a 24, 25 GHz. Frecuencias puntuales de 2, 45 GHz, 5, 8 GHz o 14, 5 GHz pueden ser preferibles.

Por lo tanto, de acuerdo con la invención, puede proporcionarse una espátula quirúrgica que comprende: una línea 50 de transmisión plana para transportar energía de microondas formada desde una lámina de un primer material dieléctrico que tiene primera y segunda capas conductoras en superficies opuestas del mismo, teniendo la lámina de primer material dieléctrico una dimensión de anchura sustancialmente uniforme de 5 mm o menos; una dimensión de grosor sustancialmente uniforme de 2 mm o menos; y una dimensión de longitud sustancialmente uniforme mayor que la dimensión de anchura; un cable coaxial que tiene un diámetro externo de 3 mm o menos para suministrar

energía de microondas a la línea de transmisión plana, comprendiendo el cable coaxial un conductor interno, un conductor externo coaxial con el conductor interno y un segundo material dieléctrico que separa los conductores externo e interno, estando línea de transmisión plana conectada longitudinalmente al cable coaxial en una interfaz de conexión; y un manguito protector montado sobre la interfaz de conexión, en la que un extremo de la lámina de primer material dieléctrico colinda con el extremo del cable coaxial en la interfaz de conexión, los conductores 60 interno y externo se extienden más allá del segundo dieléctrico en la interfaz de conexión para solapar superficies opuestas de la línea de transmisión y contactar eléctricamente con la primera capa conductora y la segunda capa conductora respectivamente, La primera capa conductora está separada del extremo de la línea de transmisión que colinda con el cable coaxial para aislar eléctricamente al conductor externo de la primera capa conductora, y la anchura de las primera y segunda capas conductoras se selecciona para crear una correspondencia de impedancia 65 entre la línea de transmisión y el cable coaxial.

La configuración de espátula descrita en el presente documento puede proporcionar pérdida por inserción deseable entre la línea de alimentación coaxial y la sección radiante del extremo, mientras que también proporciona propiedades de pérdida por retorno deseables para los bordes de la espátula cuando están en contacto con el aire y con tejido biológico respectivamente. En más detalle, la pérdida por inserción a lo largo de la estructura puede ser

menor de 0, 2 dB a la frecuencia de interés, y la pérdida por retorno menor de (más negativa que) -3 dB, preferentemente menor de -10 dB. Estas propiedades también pueden indicar una unión con buena correspondencia entre el cable coaxial y la línea de transmisión de la estructura de la espátula, con lo que la potencia de microondas es lanzada eficazmente al interior de la espátula. Análogamente, cuando los bordes de la espátula están expuestos al aire o a tejido biológico que no es de interés, la pérdida por retorno puede ser sustancialmente cero (es decir muy poca potencia irradiada al espacio libre o a tejido no deseable) , mientras que, cuando están en contacto con tejido biológico deseable, la pérdida por retorno puede ser menor de (más negativo que) -3dB, preferentemente menor de 10 dB (es decir la mayoría de la potencia en la espátula es transferida al tejido) . El extremo distal y ambos bordes laterales de la espátula pueden mostrar este efecto, es decir la energía de microondas puede ser irradiada al interior del tejido desde cada uno del extremo distal y los bordes laterales.

La dimensión de grosor sustancialmente uniforme de la lámina de primer material dieléctrico puede ser de 1 mm o menos, preferentemente menos de 0, 7 mm, por ejemplo 0, 61 mm. El grosor del material dieléctrico influye en la impedancia de la línea de transmisión y su longitud eléctrica.

La absorción de potencia desde el extremo de la espátula con una línea de grosor reducido es opuesta al centro del material dieléctrico, mientras que con una línea más gruesa la potencia se concentra cerca de las capas conductoras. Puede preferirse la primera configuración.

Un grosor de material reducido puede permitir la reducción de la anchura de las primera y segunda capas conductoras para alcanzar una impedancia dada. Esto puede permitir una reducción global en la anchura del dispositivo. Por ejemplo, la dimensión de anchura sustancialmente uniforme de la lámina de primer material dieléctrico puede ser de 3 mm o menos. Esta dimensión de anchura puede permitir que la línea de transmisión encaje hacia abajo en el canal para instrumentos de un endoscopio, por ejemplo para su uso en cirugía mínimamente invasiva. Las espátulas que tienen anchuras mayores de 3 mm pueden seguir usándose en cirugía endoscópica transluminal a través de orificios naturales (NOTES) , con lo que el instrumento se introduce a través de un orificio natural dentro del cuerpo.

El uso de material dieléctrico de grosor reducido y capas conductoras de anchura reducida puede permitir que la energía de microondas penetre más profundamente en el tejido biológico.

La línea de transmisión plana puede estar intercalada entre los conductores interno y externo del cable coaxial. Los conductores interno y externo pueden estar dispuestos para adaptarse al contorno superficial de sus capas conductoras respectivas. Por ejemplo, la parte sobresaliente del conductor interno y/o externo puede estar recortada para crear una superficie de contacto que se adapta a la capa conductora respectiva. Como alternativa, si... [Seguir leyendo]

1. Una espátula quirúrgica que comprende:

una línea de transmisión plana (10) para transportar energía de microondas formada desde una lámina de un primer material dieléctrico (12) que tiene primera y segunda capas conductoras (14, 16) en superficies opuestas de la misma, teniendo la lámina de primer material dieléctrico

una dimensión de anchura sustancialmente uniforme de 5 mm o menos; 10 una dimensión de grosor sustancialmente uniforme de 2 mm o menos; y una dimensión de longitud sustancialmente uniforme mayor que la dimensión de anchura;

un cable coaxial (20) que tiene un diámetro externo de 3 mm o menos para suministrar energía de microondas a la línea de transmisión plana, comprendiendo el cable coaxial un conductor interno (22, 30) , un conductor

externo (24, 28) coaxial con el conductor interno y un segundo material dieléctrico (26) que separa los conductores externo e interno, estando la línea de transmisión plana conectada longitudinalmente al cable coaxial en una interfaz de conexión (32) ; y un manguito protector (40) montado sobre la interfaz de conexión, en donde un extremo de la lámina de primer material dieléctrico colinda con el extremo del cable coaxial en la interfaz de conexión, los conductores interno y externo se extienden más allá del segundo dieléctrico en la interfaz de conexión para solaparse a superficies opuestas de la línea de transmisión y entran en contacto eléctrico con la primera capa conductora y la segunda capa conductora respectivamente, la primera capa conductora está separada del extremo de la línea de transmisión que colinda con el cable coaxial para aislar eléctricamente el conductor externo de la primera capa conductora, y la anchura de la primera y segunda capas conductoras se selecciona para crear una correspondencia de impedancia entre la línea de transmisión y el cable coaxial.

2. Una espátula quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la dimensión de grosor sustancialmente uniforme de la lámina de primer material dieléctrico es de 1 mm o menos, preferentemente menos de 0, 7 mm.

3. Una espátula quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que la dimensión de anchura 35 sustancialmente uniforme de la lámina de primer material dieléctrico es de 3 mm o menos.

4. Una espátula quirúrgica de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que el conductor interno tiene una superficie de contacto que se adapta a la primera capa conductora en la región de contacto entre ambas, y/o el conductor externo tiene una superficie de contacto que se adapta a la segunda capa conductora en la región de contacto entre ambas.

5. Una espátula quirúrgica de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que el manguito está unido al cable coaxial y/o a la línea de transmisión.

6. Una espátula quirúrgica de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que el manguito tiene un diámetro externo dimensionado para permitir un ajuste deslizante en un canal para instrumentos de un endoscopio.

7. Una espátula quirúrgica de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que la primera o segunda capa conductora incluye un borde coincidente con un extremo de la línea de transmisión opuesto al extremo que colinda 50 con el cable coaxial.

8. Una espátula quirúrgica de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que la primera capa conductora tiene un borde separado en al menos 0, 5 mm del extremo de la lámina de primer material dieléctrico que colinda con el cable coaxial.

9. Una espátula quirúrgica de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que la dimensión de longitud de la línea de transmisión es ¼ o ¾ de la longitud de onda de la energía de microondas.

10. Una espátula quirúrgica de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que la frecuencia de la energía de 60 microondas es 2, 45, 5, 8 ó 14, 5 GHz.

11. Una espátula quirúrgica de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en la que una parte de la superficie del extremo del cable coaxial no en contacto con la lámina de primer material dieléctrico en las interfaces de conexión se estrecha hacia fuera a medida que se aleja de la interfaz de conexión.

12. Un instrumento quirúrgico que comprende: una espátula quirúrgica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11; un endoscopio; y un generador de microondas conectado para suministrar energía de microondas a la espátula a través del cable coaxial, que está dispuesto para discurrir a través de un canal para instrumentos del endoscopio.

13. Un instrumento quirúrgico de acuerdo con la reivindicación 12, que incluye una fuente de energía de radiofrecuencia (RF) conectada para suministrar energía de RF a la espátula para formar una parte de corte de RF entre las primera y segunda capas conductoras.

14. Un instrumento quirúrgico de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende un combinador de señales conectado entre el cable coaxial y el generador de microondas y una fuente de energía de RF, estando el combinador de señales dispuesto para:

permitir que tanto energía de microondas como energía de RF sean transmitidas a la espátula quirúrgica, impedir que la energía de microondas entre en la fuente de energía de RF, e impedir que la energía de RF entre en el generador de microondas.

15. Un instrumento quirúrgico de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el generador de microondas y la fuente 20 de energía de RF están combinados en un único componente.