ES2224656T3 - Aplicador de microondas. - Google Patents
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Abstract
Un aplicador de microondas para la aplicación de radiación electromagnética a frecuencias de microondas, que comprende una guía de ondas (2) con una pared exterior (7) de la guía de ondas que encierra un material dieléctrico (3), el cual se extiende más allá de un extremo de salida de la pared de la guía de ondas, para radiar la energía de microondas, y una entrada coaxial (5) que comprende un conductor interno (6) y un manguito conductor externo (7) que rodea el mencionado conductor interno (6) para la introducción de una señal de microondas de una frecuencia predeterminada en un extremo de entrada de la guía de ondas (2), caracterizado porque el conductor interno (6) se extiende desde el manguito conductor exterior (17) longitudinalmente dentro de la pared (7) de la guía de ondas dentro del material dieléctrico (3) y que termina en un extremo libre del mismo, dentro del material dieléctrico (3), y un conductor lateral (8) conectado, y que se extiende lateralmente, al conductor interno (6)en un punto dentro del material dieléctrico (3) separado a una distancia predeterminada del mencionado extremo libre, de forma que el flujo de corriente en el mencionado conductor interno (6) y el conductor lateral (8) lancen microondas en un modo fundamental dentro del material dieléctrico (3) que se propaguen hasta el extremo de salida de la guía de ondas (2).
Description
Aplicador de microondas.
Esta invención está relacionada con un aplicador
de microondas para el tratamiento del cuerpo por medios de la
energía electromagnética de microondas. El cuerpo está compuesto
preferiblemente de tejido biológico y, preferiblemente, el aplicador
es para ser utilizado en el tratamiento de la menorragia.
La menorragia es un estado común en las mujeres
con una edad de más de 40 años y se manifiesta en sí como un
sangrado excesivo del endometrio que constituye la pared interna del
útero.
La forma más común de tratamiento es llevar a
cabo una histerectomía en la que se extrae el útero completo.
En nuestra solicitud anterior publicada con el
número WO95/04385, expusimos una sonda para aplicar radiación
electromagnética a frecuencias de microondas que estaba compuesta
por una guía de ondas rellenada de un dieléctrico con una parte
expuesta en la punta conformando una antena. No obstante, en varias
realizaciones, las microondas fueron lanzadas en una guía de ondas
rellenada con aire y posteriormente se hacían pasar las microondas
al interior de una segunda guía de ondas que contenían el material
dieléctrico. Entre las guías de onda, una guía de ondas más pequeña
proporcionaba una transición. La guía de ondas rellenada con
dieléctrico era de tamaño más pequeño que la guía de ondas rellenada
con aire, porque a una frecuencia dada, la longitud de onda en el
dieléctrico es más corta. Por tanto, el diámetro del aplicador en
términos de la longitud de onda permanece constante a través de la
transición.
No obstante, aunque dicho aplicador es
perfectamente satisfactorio, el ancho de banda del aplicador está
comprometido por la resonancia encontrada con una longitud larga de
la guía de ondas rellenada con dieléctrico. Esto significa que
cualquier cambio en la frecuencia generada por la fuente de
microondas podría generar una diferencia significativa en la
eficiencia del aplicador.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un aplicador de microondas para la aplicación de
radiación electromagnética a frecuencias de microondas, que
comprende una guía de ondas con una pared exterior de la guía de
ondas que encierra un material dieléctrico, el cual se extiende más
allá de un extremo de salida de la pared de la guía de ondas, para
radiar la energía de microondas, y una entrada coaxial que comprende
un conductor interno y un manguito conductor externo que rodea el
mencionado conductor interno para la introducción de una señal de
microondas de una frecuencia predeterminada en un extremo de entrada
de la guía de ondas, caracterizado porque el conductor interno se
extiende desde el manguito conductor exterior longitudinalmente
dentro de la pared de la guía de ondas dentro del material
dieléctrico y que termina en un extremo libre del mismo, dentro del
material dieléctrico, y un conductor lateral conectado, y que se
extiende lateralmente, al conductor interno en un punto dentro del
material dieléctrico separado a una distancia predeterminada del
mencionado extremo libre, de forma que el flujo de corriente en el
mencionado conductor interno y el conductor lateral lancen
microondas en un modo fundamental dentro del material dieléctrico
que se propaguen hasta el extremo de salida de la guía de onda.
Preferiblemente, el aplicador incluye un sensor
de temperatura, el cual está conectado directamente a la entrada
coaxial para minimizar el cableado.
En la forma adecuada, cuando el aplicador se
tiene que utilizar para el tratamiento médico tal como en la
ablación endometrial, es importante que el aplicador sea estéril en
cada uso. En consecuencia, preferiblemente el aplicador está
revestido con un revestimiento transparente a las microondas, que
permite que el aplicador se limpie de una forma convencional.
Aunque el aplicador de microondas de la presente
invención puede ser utilizado para cualquier aplicación deseada, se
prefiere que se utilice para la ablación endometrial. Esto requiere
el aplicar la energía de microondas en el aplicador a una frecuencia
que será substancialmente absorbida por el endometrio, monitorizando
la temperatura operativa para asegurar que el tejido del endometrio
se coagule uniformemente a través de la cavidad uterina, manteniendo
así la aplicación de la energía de microondas durante un periodo de
tiempo suficiente para destruir las células del endometrio.
El uso de la energía de microondas para calentar
el endometrio tiene dos ventajas principales. Primeramente, la
radiación electromagnética a las frecuencias de microondas es
absorbida fuertemente por el tejido, y en torno a las frecuencias
de 8-12 GHz toda la energía de las microondas es
absorbida en una capa de tejido en torno a 5 mm de grosor, y siendo
imposible para el calentamiento por microondas que se extienda más
allá de esta zona. Esto es ideal para el tratamiento del endometrio,
el cual tiene aproximadamente un grosor de 5 mm. En segundo lugar,
debido a esta fuerte absorción, la cantidad de energía necesaria
para alcanzar la temperatura deseada es relativamente pequeña.
Adicionalmente, el aplicador mejorado de la
presente invención tiene las siguientes ventajas principales con
respecto al aplicador previamente expuesto en nuestra solicitud
anterior antes mencionada:
- (i)
- la guía de ondas es más corta porque, mediante la formación de un híbrido entre una entrada coaxial y una guía de ondas rellenada con dieléctrico, la distancia entre la transición y la punta de radiación es mucho más corta. Esto a su vez reduce la cantidad de material dieléctrico necesario, lo cual mejora el ancho de banda y la eficiencia del aplicador; y
- (ii)
- es posible hacer que sea flexible el aplicador.
Se describirá a continuación la invención a modo
de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un alzado lateral esquemático de
un aplicador de microondas preferido de acuerdo con la invención;
y
la figura 2 es una vista en planta esquemática de
la guía de onda de la figura 1 que muestra los campos
electromagnéticos.
En la figura 1, el aplicador de microondas (1)
tiene una guía de ondas de sección circular (2) rellenada con un
material dieléctrico (3). La guía de ondas (2) termina cerca del
extremo del aplicador (1) y una parte (4) del dieléctrico se
extiende para formar una punta de antera de radiación para la
energía de microondas. Dicho extremo de la guía de ondas remoto de
la punta (4), está conectado a un cable coaxial (5), el cual
alimenta eléctricamente a la guía de ondas. El conductor interno (6)
del cable (5) se extiende axialmente dentro del dieléctrico (3) a lo
largo del eje de la guía de ondas (2), de forma que directamente
exciten las microondas en la guía de ondas (2. El conductor externo
(7) del cable (5) está conectado a la pared del conductor exterior
(7) de la guía de ondas. El conductor (6) termina dentro de la guía
de ondas, y el conductor lateral (8) se extiende radialmente desde
el conductor (6) a través de la pared exterior (7), y sirve para
hacer que las microondas sean lanzadas dentro del material
dieléctrico (3) con los campos magnéticos (14) y los campos
eléctricos (15) orientados tal como se muestran en la figura 2.
El cable coaxial (5) puede estar rellenado con
aire, pero tal como se muestra en la figura 1, está rellenado con un
dieléctrico (16), pero termina cerca del dieléctrico (3) de la guía
de ondas (2), de forma que deje un espacio libre de aire (18) que
acomode la expansión axial del dieléctrico (16) cuando el aplicador
se caliente con el uso, bien durante el tratamiento o en la
esterilización.
La dimensión axial L_{1} del espacio de aire
(18), y las dimensiones axiales L_{2} y L_{3} del conductor 6
dentro de la guía de ondas (2) en ambos lados del conductor (8), se
seleccionan para sintonizar la reactancia del buche formado por el
conductor (8), y reducir por tanto las reflexiones en sentido hacia
atrás, y realzar el lanzamiento hacia delante de las microondas en
la guía de ondas.
El conductor (8) está aislado mediante un
aislamiento (9) conforme pasa a través de la pared de la guía de
ondas exterior (7).
En la figura 1 se muestra también un termopar
(10) en el lado exterior de la punta de radiación (4) para detectar
la temperatura operativa. Adicionalmente, con el fin de evitar un
cableado adicional, el termopar (10) está conectado directamente
mediante una conexión (19) al conductor externo (17) del cable
coaxial (5) en (11), y mediante una conexión (20) fuera de la pared
(7) al conductor central (6) del cable (5) a través del conductor
lateral (8) y una conexión (12) en su extremo exterior. En
consecuencia, la señal del termopar pasa fuera sobre el mismo cable
coaxial (5) llevando la energía de las microondas hacia la punta de
radiación (4). Se utiliza un circuito convencional (no mostrado)
para detectar y extraer la señal de corriente continua (CC) del
cable coaxial.
Aunque no se muestra, el aplicador (1) está
provisto con un revestimiento protector transparente a las
microondas de PTFE o bien de otro material adecuado. El termopar de
detección de temperatura (10) está provisto entre el revestimiento y
el material dieléctrico que también está aislado del material
dieléctrico.
El uso preferido del aplicador de la presente
invención es el expuesto en nuestra solicitud publicada antes
mencionada número WO95/04385, en donde el aplicador se suministra
con una entrada de frecuencias de microondas en el especto de
microondas, preferiblemente en el margen de 8-12
GHz, a partir de una fuente y un amplificador de frecuencias de
microondas.
Claims (12)
1. Un aplicador de microondas para la aplicación
de radiación electromagnética a frecuencias de microondas, que
comprende una guía de ondas (2) con una pared exterior (7) de la
guía de ondas que encierra un material dieléctrico (3), el cual se
extiende más allá de un extremo de salida de la pared de la guía de
ondas, para radiar la energía de microondas, y una entrada coaxial
(5) que comprende un conductor interno (6) y un manguito conductor
externo (7) que rodea el mencionado conductor interno (6) para la
introducción de una señal de microondas de una frecuencia
predeterminada en un extremo de entrada de la guía de ondas (2),
caracterizado porque el conductor interno (6) se extiende
desde el manguito conductor exterior (17) longitudinalmente dentro
de la pared (7) de la guía de ondas dentro del material dieléctrico
(3) y que termina en un extremo libre del mismo, dentro del material
dieléctrico (3), y un conductor lateral (8) conectado, y que se
extiende lateralmente, al conductor interno (6) en un punto dentro
del material dieléctrico (3) separado a una distancia predeterminada
del mencionado extremo libre, de forma que el flujo de corriente en
el mencionado conductor interno (6) y el conductor lateral (8)
lancen microondas en un modo fundamental dentro del material
dieléctrico (3) que se propaguen hasta el extremo de salida de la
guía de ondas (2).
2. Un aplicador de microondas según la
reivindicación 1, en el que el conductor interno (6) se extiende
axialmente en forma central dentro de la guía de ondas (2).
3. Un aplicador de microondas según la
reivindicación 1 ó 2, en el que un conductor lateral (8) se
extiende en toda la longitud de la pared de la guía de ondas
(7).
4. Un aplicador de microondas según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, en el que el conductor lateral (8) está
situado en una zona central a lo largo de la longitud del conductor
interno (3) dentro de la guía de ondas (2).
5. Un aplicador de microondas según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, en el cual el conductor lateral (8) se
extiende a través de una abertura en la pared de la guía de ondas
(7) y estando aislado eléctricamente (9) de la pared de la guía de
ondas (7).
6. Un aplicador de microondas según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el cual la entrada coaxial (5)
es un cable rellenado de dieléctrico en el cual el dieléctrico (16)
termina cerca de la guía de ondas (2) para dejar un espacio de aire
(18).
7. Un aplicador de microondas según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que se encuentra montado un
sensor (10) en el aplicador, y estando conectada la salida de la
señal del sensor a la entrada coaxial (5).
8. Un aplicador de microondas según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, el cual está adaptado para un uso
médico.
9. Un aplicador de microondas según la
reivindicación 8, el cual está adaptado para su uso como dispositivo
de ablación.
10. Un aplicador de microondas según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que la guía de ondas (2)
es una guía de ondas de sección circular.
11. Un aplicador de microondas según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que la entrada coaxial (5)
es substancialmente del mismo diámetro exterior que la pared de la
guía de ondas (2).
12. Un aplicador de microondas según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, en el que el conductor lateral
(8) está conectado al conductor central (6) en una posición tal que
se realce la transferencia de la energía de microondas hacia la guía
de ondas (2).
Applications Claiming Priority (2)
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