Sistema de ablación basado en radiofrecuencia que comprende un transformador dieléctrico.

Un dispositivo para transmitir energía de radiofrecuencia para la ablación de tejido biológico,

que comprende:

un elemento (44) exterior tubular alargado, conductor de la electricidad, que tiene una luz axial;

un elemento (42) interior alargado, conductor de la electricidad, situado en una relación espaciada con respecto al elemento (44) exterior dentro de la luz del citado elemento (44) exterior para definir una guía de ondas (42, 44) para transmisión de energía RF en el rango de frecuencias de las microondas y mayores;

una antena (35) situada en el extremo distal del dispositivo acoplada eléctricamente a al menos el elemento (42) interior y adaptada para recibir y radiar la energía RF para la ablación de tejidos biológicos, teniendo la antena (35) una superficie exterior; y

al menos una primera capa (74) exterior y una segunda capa (75) exterior de medios dieléctricos diferentes situadas alrededor del elemento (44) exterior y que se extienden a lo largo de al menos una parte de la longitud del citado elemento (44) exterior,

donde la primera capa (74) exterior tiene una porción final distal que se proyecta más allá de un extremo distal de la segunda capa (75) exterior, donde la segunda capa (75) exterior está situada alrededor de la primera capa (74) exterior, y donde el extremo distal del elemento (44) exterior está escalonado desde los extremos distales de ambas capas (74, 75) exteriores, para formar un transformador dieléctrico longitudinal con capas dieléctricas longitudinalmente escalonadas, con el fin de proporcionar transición gradual desde la citada guía de ondas (42, 44) hasta la citada antena (35) para reducir la reflexión RF en el punto de ablación del dispositivo.

Sistema de ablación basado en radiofrecuencia que comprende un transformador dieléctrico Antecedentes

1. Campo de la Invención

La presente invención se refiere a un sistema basado en radiofrecuencia (RF) para realizar ablación de tejido y oclusiones, en particular en el interior de luces llenas de líquido de animales, tales como el corazón, el hígado, las arterias y los vasos de un ser humano, con un campo eléctrico producido alrededor de una antena RF, y se refiere en particular a la reducción de las pérdidas de señal reflejada en un sistema de este tipo.

2. Técnica Relacionada

Los sistemas de ablación terapéutica de tejido aplican energía a un punto de ablación de tejido biológico mediante diferentes medios de intercambio de energía, como por ejemplo conducción de calor e irradiación. Estos sistemas pueden emplear diferentes modos de energía, tales como radiofrecuencia, ultrasonidos, láser, criogenia y similares. Dentro del rango de las radiofrecuencias (RF) , algunos sistemas de ablación por microondas se usan para destruir o extirpar tejidos biológicos. En una aplicación, se usa un sistema de ablación por microondas para extirpar tejidos cardiacos que provocan latidos irregulares o arritmia, evitando que sea necesaria una cirugía a corazón abierto más arriesgada e invasiva. En una aplicación de este tipo, un elemento de ablación, tal como una antena RF, se incorpora como parte de un catéter o sonda. El catéter se hace pasar a través de la vena para acceder a la aurícula. En el interior de la aurícula, se coloca la antena RF en la posición deseada donde se aplica la ablación.

Los sistemas de ablación por microondas también se pueden usar en el tratamiento de otras zonas biológicas tales como arterias, órganos y vasos del cuerpo. Como ejemplo, se usa un sistema de ablación por microondas para extirpar tumores en los pulmones, en el hígado, en el riñón o en otras zonas del cuerpo.

Estas aplicaciones quirúrgicas y terapéuticas requieren un sistema eficiente para la transmisión de energía de radiofrecuencia al elemento de ablación para el suministro de energía al punto de tejido objetivo. La Publicación de Solicitud de Patente U.S. Nº 20080015570 de Ormsby et al. describe un sistema de ablación de tejido que comprende un cable coaxial conductor de la electricidad hueco que tiene un primer elemento tubular conductor de la electricidad alargado interior con una porción final distal, teniendo el primer elemento tubular una luz hueca, que se extiende axialmente, un segundo elemento conductor de la electricidad alargado situado en una relación substancialmente coaxial por encima de al menos una porción del primer elemento tubular conductor de la electricidad por encima de substancialmente la longitud del cable, un medio dieléctrico situado entre los elementos tubulares conductores de la electricidad primero y segundo, y un elemento de ablación o antena de radiofrecuencia que suministra energía de radiofrecuencia incluidas microondas a tejido corporal situado en la porción final distal del cable. La antena de radiofrecuencia está adaptada para recibir e irradiar energía de radiofrecuencia en el rango de las microondas a una frecuencia típicamente mayor de 300 Megaherzios (MHz) en el espectro electromagnético para extirpar tejido biológico a lo largo de una trayectoria de ablación biológica.

Los sistemas típicos de ablación de tejido por microondas tienen una fuente de energía RF que proporciona energía RF a la antena a lo largo del cable coaxial o guía de ondas. La mayoría de los sistemas de ablación de tejido de la actualidad están diseñados para proporcionar una impedancia determinada, la cual puede ser del orden de 50 ohmios. Sin embargo, la impedancia en el lado del catéter del sistema tiende a variar, por ejemplo debido a características del cable coaxial y a variaciones en las propiedades electromagnéticas del tejido sometido a tratamiento. Se sabe que las constantes dieléctricas de diferentes tipos de tejido, por ejemplo del tejido del corazón y del tejido del hígado, son diferentes. Asimismo, las propiedades dieléctricas del tejido cambian según va siendo tratado dicho tejido. Esto impide que un circuito de suministro RF electromagnético fijo consiga rendimiento máximo en el suministro de la mayor cantidad de energía RF al tejido que está siendo sometido a tratamiento. En la Patente U.S. Nº 6.190.382 de Ormsby, se usa un transformador de microcintas situado entre la fuente de energía RF y la línea o catéter de transmisión para adaptar con mayor precisión el sistema de 50 ohmios a la impedancia de la antena de ablación.

En la Patente U.S. Nº 7.070.595 de Ormsby et al., se describen un sistema y un método de ablación de tejido en los cuales la frecuencia de salida de los pulsos de energía RF suministrados al catéter se ajusta para conseguir que coincida substancialmente con la impedancia de carga de la antena RF y la del tejido biológico. En este sistema, un acoplador bidireccional muestrea los pulsos enviados suministrados a la línea de transmisión de microondas o cable coaxial y los pulsos reflejados que son reflejados por el tejido de ablación objetivo, y utiliza las muestras de señal como realimentación para un controlador que modifica la frecuencia para reducir la señal reflejada, con el fin de que se aplique más energía al tejido que está siendo sometido a ablación. La Patente U.S. Nº 5.957.969 de Warner et al. describe un sistema y un método de catéter de ablación por microondas con ajuste mecánico, el cual tiene un dispositivo de ajuste situado en la fuente de energía, en la línea de transmisión, o en la antena que cambia la configuración de la antena, mueve material con respecto a la antena, o modifica la guía de ondas.

La patente EP 2008604 describe un aplicador de microondas de banda ancha, la Patente US 5275597 describe un catéter transluminal percutáneo y un transmisor para el mismo, la Patente US 6706040 describe una sonda terapéutica invasiva, la Patente US 2007/233057 describe un dispositivo de tratamiento médico por radiofrecuencia, y la Patente US 2007/066972 describe un aparato de catéter de ablación con uno o más electrodos.

Resumen La presente invención proporciona un dispositivo para transmitir energía de radiofrecuencia para la ablación de tejido biológico como se define en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se describen realizaciones adicionales de la invención.

La presente invención proporciona un sistema basado en radiofrecuencia mejorado para realizar ablación de tejidos biológicos de un vaso del cuerpo, incluida la aurícula de un paciente, en el cual se incrementa el acoplamiento en frecuencia RF en la interfaz antena-tejido mediante una modificación apropiada del diseño de la antena, mediante el uso de un transformador o gradiente dieléctrico entre la zona activa de la antena y la interfaz con el tejido, proporcionando una zona de transición entre el cable coaxial y la punta de la antena, o por utilización de ambas técnicas.

En una realización, un dispositivo para transmitir energía de radiofrecuencia para la ablación de tejido biológico comprende un elemento tubular conductor de la electricidad alargado exterior que tiene una luz axial; un elemento conductor de la electricidad alargado interior situado en una relación substancialmente espaciada en el interior de la luz del elemento tubular exterior y que se extiende más allá del extremo distal del elemento tubular exterior para definir una guía de ondas configurada para la transmisión de energía de radiofrecuencia en el rango de frecuencias de las microondas y mayores; y una antena adaptada para recibir y radiar la energía de radiofrecuencia para la ablación de tejidos biológicos que está acoplada eléctricamente al elemento interior y que está espaciada distalmente del extremo distal del elemento tubular exterior para dejar un hueco de aire. En una realización, el elemento conductor de la electricidad interior es un elemento tubular que se extiende de forma coaxial por el interior de la luz del elemento tubular exterior.

Este sistema crea un espacio o zona de transición entre el brazo emisor de la antena y el brazo de retorno o elemento tubular exterior del dispositivo, que proporciona una discontinuidad intencionada. Esto reduce la dependencia del sistema de los parámetros del tejido, al proporcionar un circuito de accionamiento de extremo único.

En otra realización, en la porción final distal del dispositivo se proporciona un transformador dieléctrico de capas múltiples o apilamiento dieléctrico. El transformador dieléctrico puede comprender al menos dos capas dieléctricas de materiales diferentes colocadas formando un apilamiento... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo para transmitir energía de radiofrecuencia para la ablación de tejido biológico, que comprende:

un elemento (44) exterior tubular alargado, conductor de la electricidad, que tiene una luz axial;

un elemento (42) interior alargado, conductor de la electricidad, situado en una relación espaciada con respecto al elemento (44) exterior dentro de la luz del citado elemento (44) exterior para definir una guía de ondas (42, 44) para transmisión de energía RF en el rango de frecuencias de las microondas y mayores;

una antena (35) situada en el extremo distal del dispositivo acoplada eléctricamente a al menos el elemento (42) interior y adaptada para recibir y radiar la energía RF para la ablación de tejidos biológicos, teniendo la antena (35) una superficie exterior; y al menos una primera capa (74) exterior y una segunda capa (75) exterior de medios dieléctricos diferentes situadas alrededor del elemento (44) exterior y que se extienden a lo largo de al menos una parte de la longitud del citado elemento (44) exterior, donde la primera capa (74) exterior tiene una porción final distal que se proyecta más allá de un extremo distal de la segunda capa (75) exterior, donde la segunda capa (75) exterior está situada alrededor de la primera capa (74) exterior, y donde el extremo distal del elemento (44) exterior está escalonado desde los extremos distales de ambas capas (74, 75) exteriores, para formar un transformador dieléctrico longitudinal con capas dieléctricas longitudinalmente escalonadas, con el fin de proporcionar transición gradual desde la citada guía de ondas (42, 44) hasta la citada antena (35) para reducir la reflexión RF en el punto de ablación del dispositivo.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el cual el elemento (42) interior tiene una porción final distal que se extiende más allá del extremo distal del elemento (44) exterior.

3. El dispositivo de la reivindicación 2, que comprende además un medio (45) dieléctrico situado entre el elemento

(42) interior y el elemento (44) exterior, donde el medio dieléctrico se extiende más allá del extremo distal del elemento tubular hasta la antena (35) .

4. El dispositivo de la reivindicación 3, en el cual el medio (45) dieléctrico tiene un rebaje interno en su extremo distal que aloja a al menos una porción de la antena (35) .

5. El dispositivo de la reivindicación 3, en el cual la porción final distal del elemento (42) interior se proyecta hacia el interior de la antena (35) .

6. El dispositivo de la reivindicación 1, en el cual la antena (35) es un monopolo.

7. El dispositivo de la reivindicación 6, que comprende además al menos una capa dieléctrica que cubre la superficie exterior de la antena (35) .

8. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende además un apilamiento de al menos primera y segunda capas de medios dieléctricos diferentes situadas alrededor de la antena (35) para proporcionar un gradiente dieléctrico entre la antena y tejido circundante con el fin de minimizar la reflexión de la señal RF procedente del tejido.

9. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual las capas tienen un espesor aproximadamente igual a un cuarto de la longitud de onda de la energía RF, la primera capa tiene una constante dieléctrica menor que la de la porción final distal del dispositivo y la segunda capa tiene una constante dieléctrica mayor que la de la primera capa.

10. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende además un hueco (50) de aire en el camino que va desde el elemento (44) tubular exterior hasta la antena (35) .

11. El dispositivo de la reivindicación 10, en el cual el elemento (44) tubular exterior tiene un extremo distal que está espaciado distalmente de la antena (35) para definir el hueco (50) de aire.

12. El dispositivo de la reivindicación 10, en el cual el elemento (44) tubular exterior tiene una porción final distal que se extiende hasta la antena (35) , teniendo la porción final distal un espacio anular a lo largo de su longitud que forma el hueco (50) de aire.

13. El dispositivo de la reivindicación 10, en el cual la primera capa (74) exterior de material dieléctrico se extiende por encima de al menos una porción final distal del elemento (44) tubular exterior y del hueco (50) de aire hasta la antena (35) .

14. El dispositivo de la reivindicación 13, en el cual la primera capa (74) dieléctrica exterior se extiende hasta una punta distal del dispositivo.

15. El dispositivo de la reivindicación 1, en el cual el elemento (42) interior conductor de la electricidad comprende un elemento tubular que está situado en una relación coaxial en el interior de la luz del elemento (44) tubular exterior.