Aparato para el tratamiento de tejido con radiación de microondas.

Aparato de medición y ablación de tejidos que presenta:

una fuente (513) de radiación de microondas;



una sonda para dirigir la radiación de microondas desde la fuente hacia el tejido, presentando la sonda una antena (400) adaptada para emitir la radiación de microondas desde una zona de emisión de la misma;

un primer canal para llevar la radiación de microondas entre la fuente y la sonda en un modo de ablación controlada;

un detector (500) para detectar la magnitud y la fase de la radiación de microondas reflejada desde el tejido;

en el que el primer canal es operable en un primer nivel de potencia e incluye un sintonizador (1200) dispuesto para coincidir dinámicamente la impedancia del aparato con la impedancia del tejido visto por la zona de emisión de la antena, y uno o más conectores de potencia (1400, 1500, 1600, 1700) 15 dispuestos para conectar la radiación de microondas reflejada al detector; y

caracterizado por:

un segundo canal para llevar radiación de microondas entre la fuente y la sonda en un modo de medición; y

un interruptor (3000) para seleccionar el primer o el segundo canal de acuerdo con el modo de funcionamiento requerido;

en el que el segundo canal es operable en un segundo nivel de potencia y está dispuesto para suministrar directamente la radiación de microondas reflejada al detector.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13157658.

Solicitante: MEDICAL DEVICE INNOVATIONS LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: Daresbury Innovation Centre Daresbury Science and Innovation Campus Halton, Cheshire WA4 4FS REINO UNIDO.

Inventor/es: HANCOCK, CHRISTOPHER, PAUL, BISHOP, JOHN, WHITE,Malcolm, BOOTON,MARTIN WYNFORD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61B18/18 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61B DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de material biológico G01N, p.ej. G01N 33/48). › A61B 18/00 Instrumentos, dispositivos o procedimientos quirúrgicos para transferir formas de energía no mecánica hacia o desde el cuerpo (cirugía ocular A61F 9/007; cirugía otorrina A61F 11/00). › aplicando radiación electromagnética, p. ej. microondas (radioterapia A61N 5/00).
  • A61N5/02 A61 […] › A61N ELECTROTERAPIA; MAGNETOTERAPIA; RADIOTERAPIA; TERAPIA POR ULTRASONIDOS (medida de corrientes bioeléctricas A61B; instrumentos quirúrgicos, dispositivos o métodos para transferir formas no mecánicas de energía hacia o desde el cuerpo A61B 18/00; aparatos de anestesia en general A61M; lámparas incandescentes H01K; radiadores de infrarrojos utilizados como calefactores H05B). › A61N 5/00 Radioterapia (dispositivos o aparatos aplicables a la vez a la terapia y al diagnóstico A61B 6/00; aplicación de material radiactivo al cuerpo A61M 36/00). › utilizando microondas (A61N 5/01 tiene prioridad).

PDF original: ES-2545120_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Aparato para el tratamiento de tejido con radiación de microondas.

Campo técnico 5

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. 10

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 15 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.

Descripción de la invención 20

La invención es tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

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 25 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 30 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

En su forma más general, el primer aspecto de la descripción puede disponer 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: una disposición de carga adaptada para someter la zona de emisión de la antena a una 40 pluralidad de impedancias, presentando cada impedancia 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 la disposición 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 45 predeterminada con 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.

Preferiblemente 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 en el que una 50 distancia entre el primer extremo y el segundo extremo es variable. Por ejemplo, el segundo extremo puede ser deslizante respecto al primer extremo, por ejemplo bajo la acción de un actuador lineal.

Preferiblemente, 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 55 extremo puede ser a través de una bobina de inducción para radiofrecuencia (RF) .

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

Preferiblemente, la disposición de carga está adaptada para permitir la generación de datos de calibración para dos 60 o más frecuencias diferentes de radiación de microondas.

En otra expresión, el primer aspecto de la invención puede disponer una combinación de un aparato de calibración de acuerdo con cualquier reivindicación anterior y una antena dispuesta para emitir radiación de microondas de 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 se empaquetan juntos en un entorno estéril.

Todavía en otra expresión, el primer aspecto de la descripción puede disponer 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 a una pluralidad de impedancias, teniendo cada impedancia un valor conocido para una frecuencia predeterminada de la radiación de microondas, para cada impedancia: emitir radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada a través la antena; medir la 10 magnitud y la fase de la radiación de microondas emitida que se refleja desde la disposición de carga; y generar datos de calibración para la antena a partir de la magnitud y la fase medida para cada una de la pluralidad de impedancias, de manera que, si la antena se utiliza posteriormente para medir la magnitud y fase de la radiación de microondas que tiene la frecuencia predeterminada con una carga desconocida en la zona de emisión de la antena, los datos de calibración pueden utilizarse para convertir la magnitud y la fase medida para ser representativa de la 15 carga desconocida.

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 20 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 25 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 30 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 la antena quirúrgica permite mover el plano de referencia de medición al lugar (o posición) exacto donde se va a realizar la medición, por ejemplo, en la periferia entre tejido sano y tejido canceroso, o dentro de la canceroso tejido. La capacidad para calibrar antenas 40 quirúrgicas de esta manera puede permitir conseguir la sensibilidad de medición óptima.

Por lo tanto, la presente invención puede utilizarse para permitir... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aparato de medición y ablación de tejidos que presenta:

una fuente (513) de radiación de microondas; 5

una sonda para dirigir la radiación de microondas desde la fuente hacia el tejido, presentando la sonda una antena (400) adaptada para emitir la radiación de microondas desde una zona de emisión de la misma;

un primer canal para llevar la radiación de microondas entre la fuente y la sonda en un modo de ablación controlada; 10

un detector (500) para detectar la magnitud y la fase de la radiación de microondas reflejada desde el tejido;

en el que el primer canal es operable en un primer nivel de potencia e incluye un sintonizador (1200) dispuesto para coincidir dinámicamente la impedancia del aparato con la impedancia del tejido visto por la zona de emisión de la antena, y uno o más conectores de potencia (1400, 1500, 1600, 1700) 15 dispuestos para conectar la radiación de microondas reflejada al detector; y caracterizado por:

un segundo canal para llevar radiación de microondas entre la fuente y la sonda en un modo de medición; y 20

un interruptor (3000) para seleccionar el primer o el segundo canal de acuerdo con el modo de funcionamiento requerido;

en el que el segundo canal es operable en un segundo nivel de potencia y está dispuesto para suministrar directamente la radiación de microondas reflejada al detector.

2. Aparato de medición y ablación de tejidos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el segundo canal incluye un circulador (555) conectado para permitir radiación hacia adelante desde la fuente recibida en un primer puerto para suministrarse a la sonda a través de un segundo puerto y para permitir que la radiación reflejada desde la sonda recibida en el segundo puerto sea suministrada al detector a través de un tercer puerto.

3. Aparato de medición y ablación de tejidos de acuerdo con la reivindicación 2, que incluye un circuito de cancelación de la portadora (550) conectado entre el primer puerto y el tercer puerto del circulador.

4. Aparato de medición y ablación de tejidos de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el circuito de cancelación de la portadora que comprende un primer conector (551) dispuesto para conectar la radiación 35 dirigida hacia adelante que puede recibirse en el primer puerto del circulador, un regulador de señal (552, 553) dispuesto para modificar la magnitud y/o fase de la radiación conectada y un segundo conector (554) dispuesto para conectar la radiación modificada en una señal desde el tercer puerto del circulador, de modo que la radiación modificada se dispone para cancelar la radiación desde la fuente que escapa del tercer puerto del circulador.

5. Aparato de medición y ablación de tejidos de acuerdo cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que incluye un receptor que tiene un mezclador (506) que presenta una primera entrada conectada para recibir la radiación de microondas reflejada, una segunda entrada conectada para recibir una señal de mezcla, y una salida conectada al detector, estando dispuesto el mezclador para enviar una señal al detector que tiene una frecuencia menor que la radiación de microondas reflejada recibida en la primera entrada. 45

6. Aparato de medición y ablación de tejidos de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que la señal de mezcla se deriva de la fuente de radiación de microondas.

7. Aparato de medición y ablación de tejidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado 50 por el hecho de que la fuente de radiación de microondas está bloqueada en fase a una frecuencia única.

8. Aparato de medición y ablación de tejidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que la amplitud de la potencia de microondas lanzada al tejido por radiación suministrada a lo largo del segundo canal es menor de 10 mW (10 dBm) . 55

9. Aparato de medición y ablación de tejidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que el primer nivel de potencia es de dos o más órdenes de magnitud mayor que el segundo nivel de potencia.


 

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