Sistema para proporcionar ablación de tejido guiada por ordenador.

Un sistema (10) para proporcionar ablación guiada por ordenador de tejido de un paciente,

que comprende:

a. un dispositivo de imágenes (12) para recibir datos de imágenes (14) desde una región de tratamiento de un paciente (16), procesar dichos datos de imágenes y proporcionar datos de salida de imágenes (18) y señales de imágenes (22), dichos datos de salida de imágenes (18) que están disponibles para un operador (20);

b. un sistema informático quirúrgico de ablación (24), que comprende:

i) un módulo de orientación (26) para procesar dichas señales de imágenes (22) y proporcionar un plan de orientación de tratamiento (23) al operador (20); y

ii) un módulo de tratamiento (28) para adquirir y procesar datos de salida del dispositivo quirúrgico (30), para controlar óptimamente los parámetros de tratamiento (32) y proporcionar información de realimentación (34) al operador (20) en base a dicho plan de orientación de tratamiento (23);

c. un conjunto de dispositivos quirúrgicos (36), dicho conjunto de dispositivos quirúrgicos que proporciona dichos datos de salida del dispositivo quirúrgico (30), que comprende:

i) una pluralidad de sondas crioquirúrgicas (38) para proporcionar ablación de dicha región de tratamiento en base a dichos parámetros de tratamiento (32) y entrada de operador (40); y

ii) al menos un dispositivo de detección de temperatura (52) para adquirir datos de temperatura (42) desde dicha región de tratamiento y proporcionar un señal de salida del dispositivo de detección de temperatura, dicha señal de salida del dispositivo de detección de temperatura que es una parte de dichos datos de salida del dispositivo quirúrgico (30),

en donde dicho módulo de tratamiento (28) controla las etapas de:

a) adquirir temperaturas objetivo desde el operador (20);

b) visualizar dicha al menos una criosonda y dispositivo de detección de temperatura respecto a dicha región de tratamiento;

c) iniciar un ciclo de ablación (80) en base a una entrada de operador (40); y

d) finalizar dicho ciclo de ablación (80) en base a la entrada (40) de dicho operador;

y en donde dicho plan de orientación de tratamiento (23) se utiliza para colocar dicha pluralidad de sondas crioquirúrgicas (38) y dicho al menos un dispositivo de detección de temperatura (52) en dicha región de tratamiento, dicho sistema (10) que está caracterizado porque dicho ciclo de ablación (80) comprende las etapas de:

a) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda anterior y una segunda criosonda anterior (82);

b) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda lateral posterior y una segunda criosonda lateral posterior (84);

c) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda intermedia posterior y una segunda criosonda intermedia posterior (86);

d) operar dicha pluralidad de criosondas en base a dichos datos de temperatura desde dicho al menos un dispositivo de detección de temperatura (52); e,

e) informar a dicho operador si se han alcanzado todas las temperaturas objetivo; e,

f) iniciar un ciclo de deshielo para dicha pluralidad de criosondas en base a una entrada del operador.

Sistema para proporcionar ablación de tejido guiada por ordenador Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a cirugía del cáncer y más concretamente a un sistema guiado por ordenador para cirugía de ablación con realimentación mejorada.

Hay referencia en la técnica anterior al uso de sistemas de control por ordenador para proporcionar y/o mejorar técnicas crioquirúrgicas. Por ejemplo, la Patente de EE.UU. N2 4.672.963, emitida a I. Barken, describe un sistema automatizado e integrado que incluye un dispositivo de criocirugía, una sonda de imágenes y un sistema informático para uso en la realización de cirugía interna.

La Patente de EE.UU. 5.647.868, emitida a D.O. Chinn, describe otro sistema de control y monitorización integrado crioquirúrgico.

La Patente de EE.UU. 6.139.544, emitida a P.W. Mikus et al, describe un sistema para ayudar a los cirujanos en la realización de criocirugía de la próstata calculando las posiciones óptimas de las criosondas y proporcionando plantillas basadas en visualización para superposición sobre una visualización de imágenes por ultrasonidos, y visualizar imágenes por ultrasonidos de criosondas reales junto con imágenes de plantillas de manera que el cirujano pueda comparar la colocación sugerida y real de las criosondas, y ajustar la colocación en consecuencia.

El Sistema Quirúrgico CryoCare utilizado actualmente que es fabricado y comercializado actualmente por Endocare, Inc., Irvine, CA., utiliza criosondas para proporcionar temperaturas frías al tejido objetivo y sondas de temperatura (comercializadas bajo la marca registrada TempProbe®) para monitorizar las temperaturas en el tejido circundante. El Sistema Quirúrgico CryoCare actualmente requiere un cierto grado de habilidad para su operación dado que el facultativo requiere una comprensión de la correlación de la temperatura de las criosondas a fin de operarlas para proporcionar un tratamiento efectivo.

La Patente de EE.UU. N2 6.241.725 se refiere a la destrucción de volúmenes patológicos o estructuras objetivo tales como tumores cancerosos o volúmenes de tejido objetivo funcional anormales mediante destrucción térmica directa. En el caso de un tumor, la destrucción se implementa en una realización de la invención mediante inserción percutánea de una o más sondas de radiofrecuencia en el tumor y elevando la temperatura del volumen de tumor mediante conexión de estas sondas a un generador de radiofrecuencia fuera del cuerpo de manera que la isoterma de destrucción del tejido envuelva el tumor. La isoterma de ablación se puede predeterminar y graduar mediante la elección adecuada de la geometría del electrodo y la potencia de radiofrecuencia (rf) aplicada al electrodo con o sin monitorización de temperatura del proceso de ablación. La planificación previa de la inserción del electrodo de rf se puede hacer mediante imágenes del tumor mediante diversas modalidades de imágenes y seleccionando el tamaño adecuado de la punta del electrodo y la temperatura para destruir satisfactoriamente el volumen del tumor. El cálculo de la posición tridimensional correcta del electrodo se puede hacer como parte del método, y la planificación y control del proceso se puede hacer usando visualizaciones gráficas de los datos de imágenes y los parámetros de ablación de rf. Se incluyen en la invención geometrías de electrodos con longitudes de punta ajustables para optimizar los electrodos al tamaño predeterminado del tumor de la imagen.

La estación de trabajo informática sugerida en la US 6.241.725 solamente funciona como un sistema de visualización para monitorización en tiempo real del proceso de lesión durante la operación de ablación, y se puede concluir que la planificación previa de la US 6.241.725 tiene el propósito de procesar los datos de salida a la luz de una base de datos o modo conocido y mostrar el estado de la operación.

El documento WO 98/23214 describe un sistema para proporcionar ablación de tejido guiada por ordenador según el preámbulo de la reivindicación 1.

Según la presente invención, se proporciona un sistema para proporcionar ablación guiada por ordenador de tejido de un paciente como se expone en la reivindicación 1. Realizaciones adicionales de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.

Compendio de la invención

La presente invención es un sistema para proporcionar ablación guiada por ordenador de tejido de un paciente,

según la reivindicación 1.

La realimentación descrita en la reivindicación 1 proporciona una automatización mejorada y minimiza el potencial de error del operador que provoca un tratamiento ineficaz o sin éxito. Esta mejora al Sistema Quirúrgico CryoCare, tratado anteriormente, se comercializará por el presente beneficiario, Endocare, Inc., bajo la marca registrada AutoFreeze.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un esquema general del sistema de la presente invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva esquemática, parcialmente en sección transversal de los componentes del sistema para proporcionar ablación guiada por ordenador, de la presente invención.

La Figura 3 es una pantalla de visualización de muestra del sistema informático de la presente invención.

La Figura 4 es un diagrama de flujo del módulo de tratamiento de la presente invención.

La Figura 5 es una ilustración de la próstata que muestra la colocación de criosondas y sondas de temperatura.

La Figura 6 es un diagrama de flujo del ciclo general de ablación de la presente invención.

La Figura 7a es un diagrama de flujo del ciclo de congelación para la primera criosonda anterior y la segunda criosonda anterior.

La Figura 7b es un diagrama de flujo del ciclo de congelación para la primera criosonda lateral posterior y la segunda criosonda lateral posterior.

La Figura 8 es una vista frontal del conjunto de alineamiento que muestra las criosondas y sondas de temperatura que están colocadas en ubicaciones seleccionadas.

Descripción detallada de la invención

Con referencia ahora a los dibujos y los caracteres de referencia marcados en los mismos, la Figura 1 ilustra una realización preferida de sistemas para proporcionar ablación de tejido guiada por ordenador, de la presente invención, designada de manera general como 1. El sistema 1 incluye un dispositivo de imágenes 12, tal como ultrasonidos, MRI, CT, PET, SPECT, rayos X (incluyendo fluoroscopia) u otro dispositivo de imágenes adecuado. El dispositivo de imágenes 12 recibe los datos de imágenes 14 desde una región de tratamiento de un paciente 16. La región de tratamiento puede ser, por ejemplo, la región de la próstata, la región del pecho, la región del hígado, etc. El dispositivo de imágenes 12 proporciona datos de salida de imágenes 18 al facultativo u otro operador 2 y señales de imágenes 22 a un sistema informático quirúrgico de ablación, designado de manera general como 24.

El sistema informático quirúrgico de ablación 24 incluye un módulo de orientación 26 para procesar las señales de imágenes 22 y proporcionar un plan de orientación de tratamiento 23 al operador 2. El sistema informático 24 también incluye un módulo de tratamiento 28 para adquirir y procesar datos de salida del dispositivo quirúrgico 3, para controlar óptimamente los parámetros de tratamiento 32 y proporcionar información de realimentación 34 al operador 2 en base al plan de orientación de tratamiento 23.

Un conjunto de dispositivos quirúrgicos, designados de manera general como 36, incluye al menos un dispositivo de ablación 38 para proporcionar ablación de la región de tratamiento en base a los parámetros de tratamiento 32 y la entrada del operador 4. El conjunto 36 de dispositivos quirúrgicos también incluye al menos un dispositivo de detección de temperatura 52 para adquirir datos de temperatura 42 desde la región de tratamiento del paciente 16. El conjunto 36 de dispositivos quirúrgicos proporciona los datos de salida del dispositivo quirúrgico 3. Se proporciona una señal de salida del dispositivo de detección de temperatura que es una parte de los datos de salida del dispositivo quirúrgico 3.

En la presente invención los dispositivos de ablación 38 son sondas crioquirúrgicas, como se explicará en detalle más adelante. No obstante, se entiende que se pueden usar otros diversos tipos de dispositivos de ablación 38 para proporcionar la ablación necesaria. Los dispositivos de ablación 38 pueden comprender, por ejemplo, electrodos de radiofrecuencia, fibras láser, catéteres de microondas, ultrasonidos concentrados de alta intensidad, y otros dispositivos de ablación adecuados.

1. Un sistema (1) para proporcionar ablación guiada por ordenador de tejido de un paciente, que comprende:

a. un dispositivo de imágenes (12) para recibir datos de imágenes (14) desde una región de tratamiento de un paciente (16), procesar dichos datos de imágenes y proporcionar datos de salida de imágenes (18) y señales de imágenes (22), dichos datos de salida de imágenes (18) que están disponibles para un operador (2);

b. un sistema informático quirúrgico de ablación (24), que comprende:

i) un módulo de orientación (26) para procesar dichas señales de imágenes (22) y proporcionar un plan de orientación de tratamiento (23) al operador (2); y

ii) un módulo de tratamiento (28) para adquirir y procesar datos de salida del dispositivo quirúrgico (3), para controlar óptimamente los parámetros de tratamiento (32) y proporcionar información de realimentación (34) al operador (2) en base a dicho plan de orientación de tratamiento (23);

c. un conjunto de dispositivos quirúrgicos (36), dicho conjunto de dispositivos quirúrgicos que proporciona dichos datos de salida del dispositivo quirúrgico (3), que comprende:

i) una pluralidad de sondas crioquirúrgicas (38) para proporcionar ablación de dicha región de tratamiento en base a dichos parámetros de tratamiento (32) y entrada de operador (4); y

ii) al menos un dispositivo de detección de temperatura (52) para adquirir datos de temperatura (42) desde dicha región de tratamiento y proporcionar un señal de salida del dispositivo de detección de temperatura, dicha señal de salida del dispositivo de detección de temperatura que es una parte de dichos datos de salida del dispositivo quirúrgico (3),

en donde dicho módulo de tratamiento (28) controla las etapas de:

a) adquirir temperaturas objetivo desde el operador (2);

b) visualizar dicha al menos una criosonda y dispositivo de detección de temperatura respecto a dicha región de tratamiento;

c) iniciar un ciclo de ablación (8) en base a una entrada de operador (4); y

d) finalizar dicho ciclo de ablación (8) en base a la entrada (4) de dicho operador;

y en donde dicho plan de orientación de tratamiento (23) se utiliza para colocar dicha pluralidad de sondas crioquirúrgicas (38) y dicho al menos un dispositivo de detección de temperatura (52) en dicha región de tratamiento, dicho sistema (1) que está caracterizado porque dicho ciclo de ablación (8) comprende las etapas de:

a) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda anterior y una segunda criosonda anterior (82);

b) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda lateral posterior y una segunda criosonda lateral posterior (84);

c) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda intermedia posterior y una segunda criosonda intermedia posterior (86);

d) operar dicha pluralidad de criosondas en base a dichos datos de temperatura desde dicho al menos un dispositivo de detección de temperatura (52); e,

e) informar a dicho operador si se han alcanzado todas las temperaturas objetivo; e,

f) iniciar un ciclo de deshielo para dicha pluralidad de criosondas en base a una entrada del operador.

2. El sistema de la reivindicación 1, en donde dichos datos de salida de imágenes (18) comprenden datos de salida de imágenes visuales.

3. El sistema de la reivindicación 1, en donde dicha región de tratamiento comprende una región que contiene tejido canceroso.

4. El sistema de la reivindicación 1, en donde dicha región de tratamiento comprende una región que contiene tejido que tiene una estructura de células anormal.

5. El sistema de la reivindicación 1, en donde dicho plan de orientación de tratamiento comprende un plan que proporciona una colocación óptima para la pluralidad de criosondas (38), y dispositivos de detección de temperatura (52) relativa a la región de tratamiento.

6. El sistema de la reivindicación 1, en donde dicho conjunto de dispositivos quirúrgicos (36) además comprende:

un conjunto de alineación asociado con dicha pluralidad de criosondas (38) para colocar dicha pluralidad de criosondas (38) y dicho al menos un dispositivo de detección de temperatura (52) en dicha región de tratamiento en base a dicho plan de orientación de tratamiento.

7. El sistema de la reivindicación 6 en donde dicha etapa de iniciar un ciclo de congelación para dicha primera criosonda anterior y dicha criosonda anterior (92), comprende las etapas de:

a) encender dicha primera criosonda anterior y dicha segunda criosonda anterior (94);

b) determinar si se ha alcanzado una temperatura objetivo anterior (96);

c) operar dicha primera criosonda anterior y dicha segunda criosonda anterior a una tasa máxima si no se ha alcanzado una temperatura objetivo anterior (1);

d) operar dicha primera criosonda anterior y dicha segunda criosonda anterior a una tasa sustancialmente cero si se ha alcanzado una temperatura objetivo anterior (98); y

e) determinar si dicha temperatura objetivo anterior ha alcanzado sustancialmente O2 (12).

8. El sistema de la reivindicación 6 en donde dichas etapas de iniciar un ciclo de congelación para dicha primera criosonda lateral posterior y dicha segunda criosonda lateral posterior, y para dicha primera criosonda intermedia posterior y dicha segunda criosonda intermedia posterior (16), comprende las etapas de:

a) encender dicha primera criosonda lateral posterior y dicha segunda criosonda lateral posterior y operarlas a una tasa máxima (18);

b) determinar si se ha alcanzado una primera temperatura objetivo de haz neurovascular (11);

c) apagar dicha primera criosonda lateral posterior si se ha alcanzado dicha primera temperatura objetivo de haz neurovascular (112);

d) determinar si se ha alcanzado una segunda temperatura objetivo de haz neurovascular (114);

e) operar dicha segunda criosonda lateral posterior a una tasa sustancialmente cero si se ha alcanzado dicha segunda temperatura objetivo de haz neurovascular (116);

f) encender dicha primera criosonda intermedia posterior y dicha segunda criosonda intermedia posterior después de que las lecturas de temperatura neurovascular estén sustancialmente cercanas a sus temperaturas

objetivo (118);

g) operar dicha primera criosonda intermedia posterior y dicha segunda criosonda intermedia posterior a una tasa de potencia en un intervalo de alrededor del 15-35% (124);

h) ajustar dicha primera criosonda intermedia posterior y dicha segunda criosonda intermedia posterior a una tasa sustancialmente cero (12) si se ha alcanzado una temperatura objetivo de aponeurosis de Denon Vieller (122).

9. El sistema de la reivindicación 6 en donde dicho ciclo de ablación (8), comprende las etapas de:

a) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda anterior y una segunda criosonda anterior (82);

b) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda lateral posterior y una segunda criosonda lateral posterior (84);

c) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda intermedia posterior y una segunda criosonda intermedia posterior (86);

d) operar dicha pluralidad de criosondas en base a dichos datos de temperatura desde dicho al menos un dispositivo de detección de temperatura (88); y,

e) controlar automáticamente dichos ciclos de congelación para todas las criosondas citadas anteriormente en base a dichas temperaturas objetivo y dichos datos de temperatura; e,

f) iniciar un ciclo de deshielo para dicha pluralidad de criosondas en base a una entrada de usuario (9).

1. El sistema de la reivindicación 6 en donde dicho ciclo de ablación (8), comprende las etapas de:

a) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda anterior y una segunda criosonda anterior (82);

b) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda lateral posterior y una segunda criosonda lateral posterior (84);

c) iniciar un ciclo de congelación para una primera criosonda intermedia posterior y una segunda criosonda intermedia posterior (86);

d) operar dicha pluralidad de criosondas en base a dichos datos de temperatura desde dicho al menos un dispositivo de detección de temperatura (88); y,

e) controlar automáticamente dichos ciclos de congelación para todas las criosondas citadas anteriormente en base a dichas temperaturas objetivo y dichos datos de temperatura; e,

f) iniciar un ciclo de deshielo para dicha pluralidad de criosondas en base a dichos datos de temperatura (9).

11. El sistema de la reivindicación 1, en donde dicho módulo de tratamiento (28) controla automáticamente dicha pluralidad de criosondas en base a una señal de salida del dispositivo de detección de temperatura.

12. El sistema de la reivindicación 1 que además comprende:

un conjunto de dispositivos quirúrgicos (36), dicho conjunto de dispositivos quirúrgicos que proporcionan dichos datos de salida del dispositivo quirúrgico (3) y al menos un dispositivo de ablación/detección de temperatura integrado (52)

en donde dicho al menos un dispositivo de detección de temperatura (52) está unido integralmente a dicha pluralidad de criosondas (38) para adquirir datos de temperatura (42) de dicha región de tratamiento y proporcionar una señal de salida del dispositivo de detección de temperatura, dicha señal de salida del dispositivo de detección de temperatura que es una parte de dichos datos de salida del dispositivo quirúrgico

(3),

en donde dicho plan de orientación de tratamiento (23) se utiliza para colocar dicha criosonda (38)/dispositivo de detección de temperatura (52) en dicha región de tratamiento.

13. El sistema de la reivindicación 1, en donde dicho al menos un dispositivo de detección de temperatura (136) comprende una cánula (138) unida de manera segura a dicha criosonda (134) y un par termoeléctrico (14) que se puede colocar dentro de dicha cánula (138), dicho par termoeléctrico (14) que es extensible desde dicha cánula (138) en una distancia deseada.

14. El sistema de la reivindicación 1, en donde dicho al menos un dispositivo de detección de temperatura (136) comprende una cánula (138) unida de manera segura a dicha criosonda (134) y un par termoeléctrico (14) que se puede colocar dentro de dicha cánula (138), dicho par termoeléctrico (14) que es extensible desde una parte distal de dicha cánula (138) para sobresalir hacia el exterior de dicha cánula (138) en una distancia deseada para proporcionar perfiles de temperatura.