ES2242764T3

ES2242764T3 - Sonda medica con un numero reducido de hilos sensores de la temperatura.

Info

Publication number: ES2242764T3
Application number: ES01965015T
Authority: ES
Inventors: Robert R. Burnside; Russell B. Thompson; David Dueiri; Dennis M. O'brien
Original assignee: Boston Scientific Ltd Barbados
Current assignee: Boston Scientific Ltd Barbados
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: EP1299044A1; DE60111231D1; JP5160716B2; DE60111231T2; ATE296581T1; AU2001285769A1; CA2413129A1; WO2002000129A9; US6979329B2; US6511478B1; JP2004500957A; US20030120271A1; WO2002000129A1; EP1299044B1

Abstract

Sonda médica comprendiendo: - un elemento alargado provisto de un extremo próximo; - una pluralidad de sensores digitales de la temperatura que son transportados por el extremo distante del elemento alargado en el que cada uno del uno o más de los sensores de la temperatura está configurado para emitir datos digitales de salida representativos de una temperatura medida; y - un bus eléctrico común transportado por el elemento alargado y que define dos o más trayectorias eléctricas, cada una de las cuales está acoplada a la pluralidad de sensores digitales de la temperatura.

Description

Sonda médica con un número reducido de hilos sensores de la temperatura.

Ámbito de la invención

La presente invención se refiere a sondas médicas y más particularmente a catéteres y sondas quirúrgicas que poseen la funcionalidad de detectar la temperatura.

Antecedentes

Actualmente, las sondas médicas, como por ejemplo catéteres y sondas quirúrgicas, se utilizan para tratar anomalías del corazón, tales como fibrilación arterial y otras arritmias cardiacas. En un procedimiento típico, una sonda médica utiliza uno o más elementos de ablación y uno o más sensores de la temperatura correspondientes a fin de realizar la ablación terapéutica del tejido dentro del corazón de una manera controlada. Los sensores de la temperatura actualmente utilizados en las sondas médicas, tales como termistores o termopares, requieren todos circuitos separados de acondicionamiento de la señal analógica para cada sensor, aunque los circuitos de conversión de analógico a digital (A/D) pueden estar multiplexados.

Los termistores responden a cambios en la temperatura con un cambio muy definido bien en la resistencia. Los circuitos de acondicionamiento analógico, los cuales se utilizan como interfaz de los termistores con el convertidor A/D, miden la resistencia de los termistores y, por lo tanto, la temperatura del tejido adyacente, midiendo separadamente la tensión a través de cada termistor en respuesta a una corriente constante. Por comparación, los termopares contienen una unión de metales diferentes que generan una tensión pequeña proporcional a la temperatura, debido al efecto Peltier. Un circuito de acondicionamiento analógico está conectado a cada termopar para amplificar de ese modo la tensión de salida y reducir cualquier ruido asociado con dicha tensión.

Además, para soportar tales sondas de sensores múltiples, la tecnología actual requiere que un gran número de hilos esté contenido en el interior del pequeño y limitado espacio del cuerpo de la sonda, haciendo de ese modo la fabricación de tales sondas médicas incrementalmente difícil. Esta limitación es incluso más pronunciada en los catéteres, los diámetros de los cuales se deben hacer mínimos para permitir que los catéteres sean introducidos dentro del corazón a través de la vasculatura de un paciente. El creciente número de hilos en los conectadores y el cableado también hace más cara y difícil la fabricación de cables accesorios utilizados para dar soporte a las sondas médicas de múltiples sensores. Además, la fiabilidad de los conectadores se reduce debido al gran número de conexiones requeridas para implantar hilos separados para cada sensor de la temperatura.

Sin tener en cuenta el tipo de sensor utilizado, los circuitos de acondicionamiento analógico se deben duplicar con los diseños actualmente disponibles para cada sensor. Por ejemplo, la figura 29 ilustra un sistema de la técnica anterior, el cual incluye un generador de energía 66 que está acoplado a una sonda médica 50 a través de un cable 55. Una interfaz del generador normal 62 se utiliza para formar la interfaz del extremo próximo del cable 55 al circuito dentro del generador 66, y una interfaz de sonda normal 62 se utiliza para formar la interfaz del extremo distante el cable 55 al circuito en el interior de la sonda médica 50. El generador de potencia 66 incluye una fuente de energía 51 (en este caso un oscilador de radiofrecuencia), el cual proporciona energía de radiofrecuencia a los electrodos de la energía de ablación 53 colocados en el extremo distante de la sonda médica 50. El generador de energía 66 adicionalmente incluye un control de la temperatura 54 (en este caso, un microprocesador) el cual se comunica con sensores analógicos de la temperatura 52 colocados en el extremo distante de la sonda médica 50 a través de conjuntos paralelos de convertidores de analógico a digital 56 y acondicionadores de señal 60. Como se ilustra, un convertidor de analógico a digital 56 y acondicionadores de señal 60 separados se requieren para cada sensor de la temperatura 52.

La figura 30 ilustra otro sistema de la técnica anterior, el cual incluye un generador de energía 68 que está acoplado a la sonda médica 50 a través del cable 55. El generador de energía 68 difiere del generador de energía 66 representado en la figura 29 porque el generador de energía 68 utiliza un único convertidor de analógico a digital con capacidad de multiplexión 58 para procesar las señales de cada sensor 52.

Los circuitos adicionales requeridos para cada sensor 52 generalmente implican circuitos integrados caros de bajo ruido. Típicamente también se requiere la calibración de cada entrada que consume tiempo durante la fabricación. Como resultado, la cantidad de duplicación de circuitos aumenta con el número de sensores que deben ser leídos, haciendo de ese modo caros e impracticables los sistemas con más de unos pocos sensores de la temperatura. Además, los generadores de la energía de ablación que soportan estas sondas médicas están necesariamente diseñados de una manera no óptima. Para una sonda médica de múltiples sensores, los generadores de la energía de ablación se deben diseñar para acomodar el número esperado de sensores proporcionando entradas analógicas separadas para cada sensor, como se ilustra en las figuras 29 y 30. Por lo tanto, cuando se diseñan generadores de energía de este tipo, debe existir una compensación entre los costes excesivos de proporcionar entradas extras de sensores para acomodar requisitos futuros y el riesgo de una obsolescencia prematura de un generador de energía que proporcione muy pocas entradas.

Además, los sensores están típicamente colocados desde entre diez hasta cincuenta pies de distancia de los generadores de la energía de ablación, estando conectados a través de un hilo de galga fina en la propia sonda médica y a través de uno o más cables con conexiones intermedias. Las tensiones analógicas que representan la temperatura típicamente son bastante pequeñas, particularmente con los termopares, en donde la gama dinámica en el área de interés es generalmente sólo del orden de cientos de microvoltios. Estas tensiones analógicas son sensibles al ruido eléctrico inducido por la energía de ablación y las fuentes de interferencia electromagnética en el entorno, algunas de las cuales pueden ser de una gama de amplitud suficientemente alta o de frecuencia suficientemente baja como no hacer práctico el filtrado.

Por consiguiente, existe la necesidad de proporcionar un sistema de sonda médica que contenga un número reducido de trayectorias eléctricas, o hilos de sensores de la temperatura, así como un sistema de sonda médica que emita señales de salida de los sensores de la temperatura que exhiban poco o nada de ruido.

El documento WO-96 000 36 describe un sistema para controlar la ablación del tejido utilizando sensores de la temperatura.

Resumen de la invención

Las presentes invenciones se dirigen a sistemas de sondas médicas, sondas médicas, generadores de la energía de ablación y subconjuntos de sensores de la temperatura que están configurados para reducir el número de hilos utilizados para conducir la salida de datos desde una multitud de sensores de la temperatura. Las presentes invenciones también se dirigen a sondas médicas que utilizan uno o más sensores digitales de la temperatura, resultando en un circuito de detección de la temperatura que es menos sensible al ruido ambiente.

De acuerdo con un primer aspecto de las presentes invenciones, una sonda médica comprende un elemento alargado provisto de un extremo próximo y de un extremo distante. La sonda médica puede ser cualquier sonda (por ejemplo, un catéter o una sonda quirúrgica) que se puede colocar en el interior del cuerpo de un paciente. La sonda médica adicionalmente incluye una pluralidad de sensores de la temperatura que son transportados por el extremo distante del elemento alargado. Cada uno de los sensores de la temperatura puede ser digital, en cuyo caso puede estar convenientemente incorporado en un circuito integrado que esté configurado para emitir datos digitales de salida representativos de una temperatura medida. Alternativamente, cada uno de los sensores de la temperatura puede ser analógico, en cuyo caso puede estar incorporado en un termistor, termopar, detector de la temperatura por resistencia (RTD Resistance Temperature Detector) o bien otro dispositivo analógico, que esté configurado para emitir datos analógicos de salida representativos de una temperatura
medida.

La sonda médica adicionalmente incluye un bus eléctrico común transportado por el elemento alargado. El bus eléctrico común define dos o más trayectorias eléctricas, cada una de las cuales está acoplada a la pluralidad de sensores de la temperatura. A título de ejemplo no limitativo, las dos o más trayectorias eléctricas pueden comprender tres trayectorias eléctricas representadas por las respectivas líneas de datos, tierra y potencia. Alternativamente, la energía se puede obtener de forma parasitaria a partir de la línea de datos, en cuyo caso sólo se necesitan dos trayectorias eléctricas. El bus eléctrico común puede estar realizado como cualquier circuito adecuado, por ejemplo un hilo bifilar, un hilo trifilar, un circuito flexible, o un híbrido circuito/hilo flexible. Cada trayectoria eléctrica puede estar formada por un único hilo o traza al cual están conectados los sensores de la temperatura o, alternativamente, puede estar formada por diversos hilos o trazas conectados entre los sensores de la temperatura a modo de cadena en margarita. En la realización preferida, la sonda médica incluye un mango montado en el extremo próximo del elemento alargado. El mango incluye una interfaz para conectar las dos o más trayectorias eléctricas a un cable que proporciona una conexión entre la sonda médica y una consola, como por ejemplo un generador de energía de ablación.

Utilizando un bus eléctrico común, los datos de los sensores de la temperatura de todos los sensores de la temperatura se pueden conducir dentro de la sonda médica utilizando un número mínimo de trayectorias eléctricas. El bus eléctrico común se puede extender a través del elemento alargado, conectándolo directamente a los sensores de la temperatura, en cuyo caso se puede reducir el número de trayectorias eléctricas que se extienden a través de la sonda médica, así como el cable de conexión. Alternativamente, el bus eléctrico común puede estar colocado en el extremo próximo de la sonda médica e indirectamente acoplado a los sensores de la temperatura a través de un segundo bus eléctrico, en cuyo caso se puede reducir el número de trayectorias eléctricas que se extienden a través del cable de conexión.

En la realización preferida, la sonda médica es una sonda de ablación que incluye uno o más electrodos transportados por el extremo distante del elemento alargado. En este caso, los sensores de la temperatura se pueden colocar adyacentes a los electrodos para proporcionar mediciones de la temperatura del tejido durante el proceso de ablación. A título de ejemplo no limitativo, el uno o más electrodos pueden estar incorporados en un electrodo segmentado, un electrodo de balón eléctricamente conductor, un electrodo de balón microporoso, o un conjunto de electrodos divididos activados por balón. Si están segmentados, los electrodos pueden ser, por ejemplo, electrodos de anillo conductor rígido, electrodos helicoidales en espiral, electrodos de cinta y electrodos impresos. El uno o más electrodos pueden comprender también un electrodo terminal. En una sonda de ablación, los sensores de la temperatura están preferiblemente dispuestos entre los correspondientes electrodos y el elemento alargado en contacto con los electrodos. Alternativamente, el perfil de la sonda médica se puede reducir adicionalmente montando los sensores de la temperatura en orificios biselados formados dentro de los correspondientes electrodos y dispuestos con los mismos de manera nivelada.

De acuerdo con un segundo aspecto de las presentes invenciones, un subconjunto de sensores de la temperatura comprende una pluralidad de sensores de la temperatura y un bus eléctrico común provisto de dos o más hilos, cada uno de los cuales está acoplado a la pluralidad de sensores de la temperatura. En la realización preferida, los dos o más hilos están pelados con láser para exponer los puntos de fijación para la pluralidad de sensores de la temperatura. El subconjunto de sensores de la temperatura puede estar realizado como cualquier circuito adecuado, por ejemplo, hilo bifilar, hilo trifilar, circuito flexible, o híbrido de circuito/hilo flexible. Cada uno de los sensores de la temperatura puede ser digital, en cuyo caso puede estar convenientemente realizado como un circuito integrado que está configurado para emitir datos digitales de salida representativos de la temperatura medida. Alternativamente, cada uno de los sensores de la temperatura puede ser analógico y estar asociado con circuitos de multiplexión, en cuyo caso puede estar incorporado en un termistor, termopar, detector de la temperatura por resistencia (RTD) o bien otro dispositivo analógico, que esté configurado para emitir datos analógicos de salida representativos de la temperatura medida. El subconjunto de sensores de la temperatura puede ser utilizado en cualquier conjunto o sistema que requiera una multitud de sensores de la temperatura adyacentes. Un conjunto de este tipo puede incluir, pero no está limitado a ellas, sondas médicas.

De acuerdo con un tercer aspecto de las presentes invenciones, una sonda médica comprende un elemento alargado y uno o más subconjuntos de sensores de la temperatura transportados por el elemento alargado. Cada uno del uno o más subconjuntos de sensores de la temperatura comprende una pluralidad de sensores de la temperatura y un bus eléctrico común conectado a la pluralidad de sensores de la temperatura. Los subconjuntos de sensores de la temperatura pueden estar configurados de forma diversa en el elemento alargado. A título de ejemplo no limitativo, un único subconjunto de sensores de la temperatura se puede extender a lo largo de un lado del elemento alargado. En otra realización, dos subconjuntos de sensores de la temperatura se pueden extender a lo largo de lados opuestos del elemento alargado. En todavía otra realización, un único conjunto de temperatura se puede extender a lo largo del elemento alargado a modo de espiral. En todavía otra realización, un conjunto de temperatura puede tener la forma de un conjunto de anillo de temperatura que se extiende circunferencialmente alrededor del elemento alargado. Para hacer mínimo el perfil de la sonda médica, el uno o más subconjuntos de sensores de la temperatura puede estar situado en uno o más chaflanes formados en el elemento alargado. En la realización preferida, la sonda médica es una sonda médica de ablación que comprende uno o más electrodos, en cuyo caso los sensores de la temperatura están colocados adyacentes al uno o más electrodos.

En la realización preferida, el elemento alargado comprende un tubo alargado con un lumen interior, en cuyo caso cada bus de datos se puede extender dentro del lumen interior a través de orificios realizados a través del tubo alargado. Tales orificios pueden ser utilizados para encaminar simplemente cada bus de datos desde el exterior del tubo, a través del lumen interior y de vuelta al extremo próximo de la sonda médica. Estos orificios también pueden ser utilizados para conectar sensores de la temperatura en lados opuestos del elemento alargado. Por ejemplo, sensores de la temperatura alternados de uno de los subconjuntos de sensores de la temperatura se pueden montar en lados opuestos del tubo, con el bus de datos atravesando el lumen interior a través de los orificios formados en el tubo en lados opuestos del mismo. Los orificios también se pueden utilizar para proporcionar holgura en cada bus de datos, permitiendo de ese modo que la sonda médica flexe sin causar daño a los subconjuntos de sensores de la temperatura. Por ejemplo, la pluralidad de sensores de la temperatura pueden estar montados en una superficie exterior del tubo y el bus de datos puede formar un bucle dentro del lumen interior a través de pares de orificios formados a través del tubo entre los sensores de la temperatura.

De acuerdo con un cuarto aspecto de las presentes invenciones, una sonda médica comprende un elemento alargado provisto de un extremo distante que transporta una pluralidad de sensores digitales de la temperatura. Cada uno de los sensores digitales de la temperatura está configurado para emitir una señal digital de salida representativa de una temperatura medida. De esta manera, la capacidad del sensor de la temperatura de la sonda médica es menos sensible al ruido ambiental. Los sensores digitales de la temperatura pueden estar convenientemente incorporados en circuitos integrados. La sonda médica incluye adicionalmente un bus eléctrico común que se extiende a través del elemento alargado y que define dos o más trayectorias eléctricas, cada una de las cuales está acoplada a la pluralidad de los sensores digitales de la temperatura. Las dos o más trayectorias eléctricas pueden definir una línea de datos y una línea de tierra. La línea de datos opcionalmente se puede utilizar para los sensores digitales de la temperatura de una manera parasitaria como línea de potencia. En la realización preferida, cada uno de los sensores de la pluralidad de sensores digitales de la temperatura presenta una dirección digital única, permitiendo de ese modo que los datos de la temperatura sean obtenidos individualmente a partir de cada sensor digital de la temperatura individual sobre el bus eléctrico común. En la realización preferida, la sonda médica es una sonda médica de ablación que comprende uno o más electrodos, en cuyo caso la pluralidad de sensores digitales de la temperatura están colocados adyacentes al uno o más electrodos para facilitar el proceso de ablación del tejido.

De acuerdo con un quinto aspecto de las presentes invenciones, una sonda médica comprende un elemento alargado provisto de un extremo distante que transporta un sensor digital de la temperatura. El sensor digital de la temperatura puede estar convenientemente incorporado en un circuito integrado. La sonda médica adicionalmente incluye un bus eléctrico que se extiende a través del elemento alargado y está acoplado al sensor digital de la temperatura. En la realización preferida, el bus eléctrico comprende una línea de datos y una línea de tierra. El sensor digital de la temperatura puede utilizar ventajosamente la línea de datos como línea de potencia de manera parasitaria. La sonda médica puede ser una sonda médica de ablación que comprende un electrodo, en cuyo caso el sensor digital de la temperatura está colocado adyacente al electrodo.

De acuerdo con un sexto aspecto de las presentes invenciones, un sistema de ablación de detección de la temperatura comprende una sonda médica, un cable y un generador de la energía de ablación. El tipo de generador de la energía de ablación que se puede implantar con el sistema incluye, por ejemplo, un generador de energía de ablación de radiofrecuencia, un generador de energía de ablación de microondas, un generador de energía de ablación ultrasónica y un generador de energía de crioablación. La sonda médica comprende un elemento alargado provisto de un extremo próximo y un extremo distante. La sonda médica adicionalmente comprende por lo menos un electrodo y una pluralidad de sensores de la temperatura (es decir, pastillas de sensores digitales) los cuales son transportados por el extremo distante del elemento alargado. La sonda médica adicionalmente comprende cables de ablación que se extienden a través del elemento alargado y se acoplan a por lo menos un electrodo. La sonda médica adicionalmente incluye un bus eléctrico común transportado por el elemento alargado. El bus eléctrico común define dos o más trayectorias eléctricas, cada una de las cuales está acoplada a la pluralidad de sensores de la temperatura. El bus eléctrico común se puede extender a través del elemento alargado y estar conectado directamente a los sensores de la temperatura, o alternativamente, se puede colocar con el interior del extremo próximo del elemento alargados, en cuyo caso un bus eléctrico intermedio puede conectar al bus eléctrico común indirectamente a los sensores de la temperatura.

El generador de la energía de ablación está acoplado a la sonda médica a través del cable. A este respecto, el generador de la energía de ablación está configurado para recibir datos de la temperatura desde la pluralidad de sensores de la temperatura y está configurado para transmitir energía controladamente al por lo menos un electrodo sobre la base de los datos de la temperatura recibidos. En la realización preferida, la sonda médica comprende un mango transportado por el extremo próximo del elemento alargado. El mango transporta una interfaz para conectar el cable a los cables de ablación y al bus eléctrico común.

De acuerdo con un séptimo aspecto de las presentes invenciones, se proporciona un generador de la energía de ablación para suministrar la energía de ablación a una sonda médica. El generador de la energía de ablación comprende una fuente de energía y un circuito de control de la temperatura. La fuente de energía es capaz de suministrar la energía de ablación a elementos de ablación colocados en la sonda médica y pueden adoptar la forma de, por ejemplo, una fuente de energía de radiofrecuencia, una fuente de energía de crioablación, o una fuente de energía de ultrasonidos. Los circuitos de control de la temperatura están diseñados para comunicar con sensores digitales de la temperatura colocados en la sonda y pueden comprender, por ejemplo, un microprocesador.

El generador de energía preferiblemente incluye una interfaz que permite que el generador se acople con un cable y por consiguiente con la sonda. La interfaz capacita al generador de energía y específicamente al circuito de control de la temperatura del generador de energía, para que reciba datos digitales desde la interfaz. En una realización, el generador de energía está configurado para comunicarse con una sonda médica que tiene una pluralidad de sensores digitales de la temperatura. En esta realización, el generador de energía incluye una interfaz configurada para recibir en serie datos digitales desde la pluralidad de sensores digitales, en cuyo caso el circuito de control de la temperatura está diseñado para recibir los datos digitales de la interfaz.

De acuerdo con un octavo aspecto de las presentes invenciones, se proporciona un generador de la energía de ablación diseñado para utilizarlo con una sonda médica provista de por lo menos un elemento de ablación y una pluralidad de sensores de la temperatura colocados en un bus de datos común. Los sensores de la temperatura pueden ser tanto sensores digitales como analógicos. El generador de la energía está configurado para suministrar la energía de ablación al elemento de ablación. El generador de energía adicionalmente incluye circuitos de control de la temperatura que comunican con sensores de la temperatura colocados en el bus de datos común.

Este y otros aspectos de la presente invención se describen aquí con mayor detalle.

La invención está definida en el conjunto anexo de reivindicaciones.

Descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra una realización de un sistema a base de un catéter construido de acuerdo con las presentes invenciones;

La figura 2 ilustra un sistema a base de una sonda quirúrgica construido de acuerdo con las presentes invenciones;

La figura 3 es un diagrama esquemático de una realización preferida de un circuito eléctrico implantado en un sistema de sonda médica, en la que sensores digitales de la temperatura están conectados a un generador de energía a través de trayectorias eléctricas comunes colocadas en la sonda médica y en el cable de conexión;

La figura 4 es un diagrama esquemático de una realización preferida de un circuito eléctrico implantado en un sistema de sonda médica, en la que sensores digitales de la temperatura están conectados a un generador de energía a través de trayectorias eléctricas comunes colocadas sólo en el cable de conexión;

La figura 5a es una vista desde arriba de una realización de un subconjunto de sensores de la temperatura construido de acuerdo con las presentes invenciones;

La figura 5b es una vista lateral del subconjunto de sensores de la temperatura de la figura 5a;

La figura 5c es una vista desde arriba del subconjunto de sensores de la temperatura de la figura 5a, particularmente mostrando las zonas expuestas sobre las cuales se montan los sensores de la temperatura;

La figura 6a es una vista desde abajo de una pastilla de sensores digitales de la temperatura utilizada en el subconjunto de sensores de la temperatura representado en la figura 5a;

La figura 6b es una vista lateral de la pastilla de sensores digitales de la temperatura de la figura 6a;

La figura 7 es una realización de un subconjunto de sensores de la temperatura híbrido flexible/circuito construido de acuerdo con la presente invención;

La figura 8 es una vista en perspectiva de una primera realización preferida de un cuerpo de la sonda que incorpora el subconjunto de sensores de la temperatura de la figura 5a;

La figura 9 es una vista en sección longitudinal del cuerpo de la sonda de la figura 8 tomada a lo largo de la línea 9-9;

La figura 10 es una vista en perspectiva de una segunda realización preferida de un cuerpo de la sonda que incorpora el subconjunto de sensores de la temperatura de la figura 5a;

La figura 11 es una vista en sección longitudinal del cuerpo de la sonda de la figura 10 tomada a lo largo de la línea 11-11;

La figura 12 es una vista en perspectiva de una tercera realización preferida del cuerpo de la sonda que incorpora dos subconjuntos de sensores de la temperatura de la figura 5a;

La figura 13 es una vista en sección longitudinal del cuerpo de la sonda de la figura 12 tomada a lo largo de la línea 13-13;

La figura 14 es una vista en perspectiva de una cuarta realización preferida de un cuerpo de la sonda que incorpora dos de los subconjuntos de sensores de la temperatura de la figura 5a;

La figura 15 es una vista en sección longitudinal del cuerpo de la sonda de la figura 14 tomada a lo largo de la línea 15 de-15;

La figura 16 es una vista en perspectiva de una quinta realización preferida de un cuerpo de la sonda que incorpora el subconjunto de sensores de la temperatura de la figura 5a;

La figura 17 es una vista en perspectiva de una sexta realización preferida de un cuerpo de la sonda que incorpora el subconjunto de sensores de la temperatura de la figura 5a;

La figura 18 es una vista lateral parcialmente cortada del cuerpo de la sonda de la figura 17;

La figura 19 es una vista en sección transversal de un conjunto de electrodo terminal empleado en el cuerpo de la sonda de la figura 17 tomada a lo largo de la línea 19-19;

La figura 20 es una vista en perspectiva de una séptima realización preferida de un cuerpo de la sonda que incorpora el subconjunto de sensores de la temperatura de la figura 5a;

La figura 21 es una vista en sección transversal de un conjunto de electrodo terminal empleado en el cuerpo de la sonda de la figura 20 tomada a lo largo de la línea 21-21;

La figura 22 es una vista en perspectiva de una octava realización preferida de un cuerpo de la sonda que incorpora el subconjunto de sensores de la temperatura de la figura 5a;

La figura 23 es una vista en sección transversal del cuerpo de la sonda de la figura 22 tomada a lo largo de la línea 23-23;

La figura 24 es un diagrama esquemático de una realización preferida de un circuito eléctrico implantado en un sistema de sonda médica, en la que sensores analógicos o digitales de la temperatura están conectados a un generador de energía a través de trayectorias eléctricas comunes colocadas en la sonda médica y en el cable de conexión;

La figura 25 es una forma de onda ejemplar de la salida de los datos de la temperatura desde la versión analógica de circuito eléctrico de la figura 24;

La figura 26 es un diagrama esquemático de una realización preferida alternativa de un circuito eléctrico implantado en un sistema de sonda médica, en la que los sensores de la temperatura están conectados a un generador de energía a través de trayectorias eléctricas comunes colocadas en la sonda médica y en el cable de conexión;

La figura 27 es una forma de onda ejemplar de la salida de los datos de la temperatura desde el circuito eléctrico de la figura 26;

La figura 28 es un diagrama esquemático de una realización preferida alternativa de un circuito eléctrico implantado en un sistema de sonda médica, en la que los sensores de la temperatura están conectados a un generador de energía a través de trayectorias eléctricas comunes colocadas en la sonda médica y en el cable de conexión;

La figura 29 es un diagrama esquemático de un generador de energía y un sistema de sonda médica de la técnica anterior; y

La figura 30 es un diagrama esquemático de otro generador de energía y un sistema de sonda médica de la técnica anterior.

Descripción detallada

En una realización preferida, el sistema de la presente invención es aplicable a sondas médicas, tales como catéteres y sondas quirúrgicas, que confían en la retroalimentación de la temperatura para regular la terapia de la ablación. Con este propósito, sensores de la temperatura están colocados en el extremo distante de un cuerpo de la sonda que comunican las mediciones de la temperatura del tejido objetivo a un generador de la energía de la ablación. Tal comunicación de las mediciones de la temperatura está preferiblemente llevada a cabo digitalmente para sacar provecho de los beneficios descritos aquí, tales como la resistencia al ruido y la simplicidad de fabricación, pero alternativamente se puede llevar a cabo a través de medios analógicos. Múltiples sensores de la temperatura están preferiblemente conectados juntos en paralelo en el extremo distante de la sonda para reducir el número de hilos entre los sensores de la temperatura y el generador de energía. Alternativamente, los múltiples sensores de la temperatura están conectados juntos en paralelo en una interfaz colocada en el mango de la sonda para reducir el número de hilos entre el mango de la sonda y el generador de energía. Los electrodos están transportados en el extremo distante del cuerpo de la sonda y están en contacto funcional con los sensores, a fin de controlar la energía de ablación desde el generador de energía para formar lesiones en el tejido objetivo.

Estructura general del sistema

Con referencia a la figura 1, se ilustra un sistema basado en catéteres 100' construido de acuerdo con una realización preferida de las presentes invenciones. El sistema 100' incluye un catéter 102' y un generador de energía 104, los cuales están conectados juntos a través de un cable 106. El catéter 102' comprende un mango 108 y un cuerpo del catéter alargado 110'. El cuerpo del catéter 110' tiene un extremo próximo, el cual se conecta al mango 108 de una manera adecuada y un extremo distante, el cual transporta una pluralidad de electrodos segmentados 112 (en este caso, tres) los cuales están diseñados para suministrar la energía de ablación al tejido objetivo. Como se va a describir con mayor detalle más adelante, el número y el tipo de electrodos transportados por el cuerpo del catéter 110' puede variar. El extremo distante del cuerpo del catéter 110' adicionalmente transporta una pluralidad de los correspondientes sensores de la temperatura 114 (en este caso, seis), los cuales funcionan conjuntamente con los electrodos 112 para proporcionar mediciones de la temperatura del tejido del cuerpo al generador de energía 104 durante el proceso de ablación. Preferiblemente, para asegurar la precisión en la medición, los sensores 114 están configurados de tal manera que están tan cerca cómo es posible del tejido que se está calentando, como se describirá adicionalmente en detalle más adelante.

Aunque los electrodos 112 están representados como electrodos segmentados, las presentes invenciones no están limitadas de ese modo. Por ejemplo, se puede emplear con las presentes invenciones un electrodo terminal único, el cual será descrito adicionalmente en detalle más adelante. También se pueden emplear con las presentes invenciones otros electrodos, como por ejemplo electrodos de balón eléctricamente conductor, electrodos de balón microporosos y estructuras de electrodos divididos activados por balón. Realizaciones preferidas de los electrodos de balón eléctricamente conductor y de los correspondientes procedimientos de fabricación se describen en la patente americana US Nº 5,891,136 de McGee y otros, presentada el 12 de abril de 1996. Realizaciones preferidas de los electrodos de balón microporoso y de los correspondientes procedimientos de fabricación se describen en la patente americana US Nº 5,840,076 de Swanson y otros, presentada el 12 de abril de 1996. Realizaciones preferidas de estructuras de electrodos divididos activados por balón se describen en la solicitud de patente americana en trámite Nº de serie 09/032,226 de Whayne y otros, presentada el 27 de febrero de 1998.

En la realización ilustrada en la figura 1, un hilo de tracción 116 y un manipulador de hilo de tracción 118 están provistos permitiendo que el operario del catéter 102' flexione el cuerpo del catéter 110' a fin de colocar óptimamente el cuerpo del catéter 110' dentro de la calidad del cuerpo. Los extremos del hilo de tracción 116 están respectivamente unidos a la punta distante del cuerpo del catéter 110' y al mango 108. Alternativamente, el catéter 102' puede estar provisto de un mecanismo de dirección, como por ejemplo el descrito en la patente americana US Nº 5,254,088 de Lundquist y otros. El cuerpo del catéter 110' preferiblemente está fabricado de un material polimérico extruido eléctricamente no conductor como por ejemplo polietileno o poliuretano, permitiendo que el cuerpo del catéter 110' sea flexionado a fin de que adopte diversas formas curvilíneas. Preferiblemente, un elemento de soporte (no representado) está situado en el interior del cuerpo del catéter 110' para proporcionar una rigidez adicional, permitiendo de ese modo que el cuerpo del catéter 110' sea flexionado controladamente para conformarlo al tejido objetivo de la ablación.

El cable 106 permite que el catéter 102' interactúe con el generador de energía 104 a través de clavijas (no representadas) y se extiende desde el extremo próximo del mango 108 del catéter 102'. En esta realización, el cable 106 conecta eléctricamente con cables de ablación próximos 102 y un bus de datos común próximo 121 colocados en el interior del mango 108. En la realización preferida, los cables 120 y el bus 121 colocados en el interior del mango 108 están formados a partir de extremos distantes de hilos en el interior del cable o 106, pero pueden estar alternativamente separados del cable, en cuyo caso los extremos próximos de los hilos del cable podrán ser conectados adecuadamente a los cables 120 y al bus 121. El cuerpo del catéter 110' adicionalmente comprende cables de ablación distantes 122, los cuales se extienden a lo largo de la longitud del cuerpo del catéter 110', conectando de forma distante con los electrodos y de forma próxima con los cables de ablación próximos 122 a través de una interfaz de la sonda 126. El catéter también comprende un bus de datos común distante 124, el cual también se extiende a lo largo de la longitud del cuerpo del catéter 110', conectando de forma distante con los sensores de la temperatura 112 y de forma próxima con el bus de datos común próximo 121 a través de la interfaz 126. La interfaz 126 puede estar incorporada en cualquier dispositivo adecuado que permita una conexión entre hilos, por ejemplo, una tarjeta de circuito impreso o un conectador. La disposición de los cables 120, 122 y de los buses 121, 124 se describirá adicionalmente en detalle más adelante.

El generador de la energía de ablación 104 es preferiblemente un generador de radiofrecuencia (RF). Sin embargo, se puede utilizar cualquier generador de energía de ablación adecuado 104, incluyendo, por ejemplo, un generador de microondas, un generador de ultrasonidos, un generador de crioablación y un láser o bien otro tipo de generador óptico. En una realización, el generador de energía de ablación 104 suministra energía de radiofrecuencia al catéter 102' de forma controlada. Con este propósito, el generador de energía 104 comprende un microprocesador 146 (representado en las figuras 3 y 4), el cual controla la cantidad de energía de ablación suministrada por una fuente de energía 148 (también representada en las figuras 3 y 4) a los electrodos 112 y una interfaz del generador 151 para facilitar la entrada de los datos de detección de la temperatura desde los sensores de la temperatura 114 dentro del microprocesador 146. El microprocesador 148, la fuente de energía 148 y la interfaz del generador 151 se describirán adicionalmente en detalle más adelante. El cable 106 proporciona una conexión entre la interfaz de la sonda 126 de la sonda 102 y la interfaz del generador 151 del generador de energía 104.

Un doctor o bien otro operario puede accionar el generador de energía 104 para suministrar de forma controlada energía de ablación al tejido objetivo. Específicamente, el generador de energía 104 comprende parámetros del punto de ajuste, los cuales se pueden ajustar cuando el generador de energía 104 está en modo de reposo. Los parámetros del punto de ajuste incluyen, entre otros, la magnitud de la energía de ablación suministrada al tejido, la temperatura deseada del tejido y la duración del suministro de energía de ablación.

Con este propósito, la energía de ablación suministrada por el generador de energía 104 se establece utilizando una entrada de control de energía 128. La energía de ablación real suministrada por el generador de energía 104 es informada mediante un medidor de energía 130. Durante el suministro de la energía de ablación, el generador de energía 104 ajusta la salida de energía para mantener la temperatura medida real en el punto de ajuste de la temperatura. La temperatura deseada a la cual se expone el tejido en el que se realiza la ablación se establece utilizando una entrada de control de la temperatura 132. La temperatura real a la cual se expone el tejido en el que se realiza la ablación, la cual se obtiene a partir de los sensores de la temperatura 114, es informada por un termómetro 134. En la realización preferida, los sensores 114 están diseñados para convertir automáticamente los datos de la temperatura en un formato de la temperatura apropiado para la transmisión de los datos al generador de energía 104. Alternativamente, el microprocesador convierte los datos de la temperatura recibidos desde los sensores 114 en una medición de la temperatura apropiada, tal como por ejemplo Celsius o Fahrenheit. La energía suministrada a los sensores 114 preferiblemente resulta en un nivel de corriente relativamente bajo, por ejemplo por debajo de los 10 \muA a fin de evitar suministrar corriente que resulte ser peligrosa para el paciente.

Cuando el generador de energía 104 se utiliza con un catéter 102', la duración deseada de la energía de ablación se puede controlar. La duración deseada de la energía de ablación aplicada se establece utilizando un temporizador 136. Un contador 138 sigue el tiempo que pasa desde el suministro inicial de energía de ablación al tejido y cuenta desde cero hasta la duración del punto de ajuste. Cuando se detecta una pérdida de contacto con el tejido, el contador 138 se para. El contacto entre los electrodos 112 colocados en el cuerpo del catéter 110' se mide con un medidor de impedancia 140. El generador de energía 104 incluye un botón de control de la energía de ablación 142, el cual coloca el generador de energía 104 en modo de suministro cuando se presiona en una orientación de "conexión" de energía. Cuando está en el modo de suministro, el generador de energía 104 suministra energía de ablación al tejido en contacto con los electrodos 112 hasta que la cuenta visualizada por el contador 138 alcanza la duración del punto de ajuste o hasta que el botón de control de la energía 142 es presionado a la orientación de "desconexión" de energía.

En la realización ilustrada, el sistema 110' funciona en modo monopolar. Para funcionar adecuadamente en este modo, el sistema 100' incluye un electrodo de parches para la piel que sirve como un segundo electrodo indiferente 144 separado del catéter 102' y sus electrodos 112. En uso, el electrodo indiferente 144 está fijado a la espalda del paciente o bien a otra zona exterior de la piel. Cuando funciona en el modo monopolar, la energía de ablación es emitida entre uno de los electrodos 112 y el electrodo indiferente 144. Alternativamente, el sistema 100' es accionado en modo bipolar, en cuyo caso la energía de ablación se emite entre dos de los electrodos 112, eliminando de ese modo la necesidad de un electrodo indiferente 144 separado del catéter 102'.

Detalles adicionales sobre la utilización y la estructura de un generador de energía de radiofrecuencia se describen en la patente americana US Nº 5,383,874 de Jackson y otros, presentada el 13 de noviembre de 1992.

Con referencia a la figura 2, se describe un sistema basado en una sonda quirúrgica 100'' de acuerdo con las presentes invenciones. El sistema de sonda quirúrgica 100'' es similar al sistema basado en un catéter 100' descrito antes hasta el punto en el que los componentes de ambos sistemas son similares se han asignado números de referencia idénticos. El sistema 100'' difiere del sistema 100' en que incluye una sonda quirúrgica 102'' en lugar de un catéter 102'. La sonda quirúrgica 102'' incluye un cuerpo de la sonda quirúrgica 110'' y un mango 109. El cuerpo de la sonda quirúrgica 110'' incluye un árbol relativamente corto y relativamente rígido 111 sobre cual está adecuadamente montado el mango 109 y una sección distante 113. El árbol 111 puede tener desde aproximadamente 4 pulgadas hasta 18 pulgadas de longitud y preferiblemente aproximadamente de 6 a 8 pulgadas. La sección distante 113 puede tener desde aproximadamente 1 hasta 10 pulgadas de longitud y preferiblemente aproximadamente de 4 a 6 pulgadas. El sistema de sonda quirúrgica 110'' es particularmente útil porque se puede insertar fácilmente dentro del paciente durante una intervención a corazón abierto o a través de un puerto de introducción como por ejemplo un trocar. Información adicional relativa a sondas quirúrgicas se puede encontrar en la solicitud de patente americana número de serie 09/072,872, presentada el 5 de mayo de 1998.

La interacción entre la sonda quirúrgica 102'' y el generador de la energía de ablación 104 es similar a aquella descrita antes entre el catéter 102' y el generador de energía de ablación 104 con la excepción de que la duración de la energía de ablación no se puede establecer cuando se utiliza la sonda quirúrgica 102''. Por lo tanto, con la finalidad de ser breves, no se repetirá una operación de este tipo. De aquí en adelante, todas las referencias se harán a un sistema de sonda médica 100, el cual abarca ambos, el sistema de catéter 100' y el sistema de sonda quirúrgica 100'', así como cualquier otro tipo de sistemas basados en sondas médicas. Por ejemplo, todas las referencias adicionales a la sonda médica 102 abarcan ambos, el catéter 102' y la sonda quirúrgica 102''. De forma similar, todas las referencias adicionales al cuerpo de la sonda 110 abarcan ambos, el cuerpo del catéter 110' y el cuerpo de la sonda quirúrgica 110''.

Buses de datos comunes

Volviendo a la figura 3, se representa una ilustración esquemática del sistema eléctrico en el sistema de sonda médica 100. En esta realización del sistema eléctrico, un microprocesador 146 está representado acoplado a la pluralidad de sensores de la temperatura 114 a través del bus de datos común próximo 121, la interfaz de la sonda 126 y el bus de datos común distante 124, permitiendo de ese modo que el microprocesador 146 reciba los datos de la temperatura desde los sensores de la temperatura 114.

Como se describirá adicionalmente en detalle más adelante, los sensores de la temperatura 114 son preferiblemente sensores digitales de la temperatura, cada uno de los cuales está incorporado en un circuito integrado. Como resultado, el microprocesador 146 puede recibir los datos digitales de la temperatura a través de la interfaz del generador 151 sin la necesidad de implantar circuitos de interfaz de analógico a digital dentro del generador de energía 104.

La utilización de sensores digitales de la temperatura proporciona también un comportamiento mejorado al ruido. Los sensores digitales de la temperatura pueden proporcionar una inmunidad mayor al ruido eléctrico comparado con los sensores analógicos de la temperatura. Con los sensores analógicos, incluso pequeñas tensiones inducidas pueden dar como resultado una variabilidad en la temperatura medida. Los termopares son particularmente sensibles al ruido eléctrico, debido a su reducida salida al nivel de micro voltios. El filtrado de la señal analógica es posible, pero añade gastos y complejidad al circuito de medición y nunca se puede eliminar completamente el ruido. Los sensores digitales, por otra parte, pueden estar completamente libres de error ya que el ruido es de una amplitud inferior al umbral lógico que distingue la lógica "0" de la lógica "1" (por encima de los 2 V, en el caso de la lógica TTL). Incluso cuando el ruido transitorio excede del umbral lógico, existen técnicas digitales normales para la comunicación en serie (como por ejemplo códigos de paridad o de redundancia cíclica) que se pueden utilizar para detectar y corregir (o repetir) lecturas deformadas de la temperatura.

La fuente de energía 148, como por ejemplo un oscilador, se representa acoplado a la pluralidad de electrodos 112 a través de los cables de ablación próximos 120, la interfaz del generador 151, la interfaz de la sonda 126 y los cables de ablación distantes 122, permitiendo de ese modo que la fuente de energía 148 suministre energía de ablación a los electrodos 112. El microprocesador 146 controla la salida de la energía de ablación de la fuente de energía 148 sobre la base de los datos de la temperatura obtenidos a partir de los sensores de temperatura 114.

Como en el modo típico, los cables de ablación distantes 122 incluyen un hilo 154 para cada electrodo 112 (en este, caso tres pares). El bus de datos común distante 124, sin embargo, define tres trayectorias eléctricas, cada una de las cuales está conectada a todos los tres sensores de la temperatura 114. Específicamente, el bus de datos común distante 124 incluye tres hilos 158, los cuales conectan los sensores de la temperatura 114 en paralelo. En la realización preferida, cada uno de los tres hilos 158 es un hilo único al cual están conectados los sensores de la temperatura 114 (en este caso seis). Alternativamente, cada uno de los tres hilos 158 está encadenado en forma de margarita, es decir, cada uno incluye una pluralidad de hilos conectados en serie a través de los circuitos internos de los sensores de la temperatura 114. De este modo, el bus de datos común distante 124 define tres trayectorias eléctricas separadas, las cuales incluyen una línea de datos, una línea de tierra y una línea de potencia.

Opcionalmente, como se describirá adicionalmente con mayor detalle más adelante, los sensores de la temperatura 114 están configurados para utilizar de forma parasitaria la línea de datos como línea de potencia, en cuyo caso una de las trayectorias eléctricas se puede eliminar del bus de datos común distante 124. Esto tiene la ventaja añadida de evitar la necesidad de que circule energía de corriente continua a través de la sonda, lo cual de otro modo pondría en peligro al paciente durante la ablación del tejido del corazón. Por lo tanto, se puede ver que el número de trayectorias eléctricas contenidas en el bus de datos común 124, comparado con las implantaciones de la técnica anterior, se han reducido a dos o tres, reduciendo de ese modo el número de hilos contenidos en el interior de la sonda médica 102. De acuerdo con ello, el perfil del cuerpo del catéter 110 se hace mínimo y se facilita la colocación de los múltiples sensores de la temperatura 114 en el extremo distante de la sonda médica 102, puesto que el número reducido de hilos ocupa correspondientemente un área reducida en el interior del lumen del cuerpo de la sonda 14. Adicionalmente, el bus de datos común próximo 121 define dos o tres trayectorias eléctricas (datos, tierra y potencia) representadas por hilos 156, las cuales están conectadas respectivamente a los hilos 158 del bus de datos común distante 124 a través de la interfaz de la sonda 126. Como resultado, el número de hilos contenidos en el cable 106 también se reduce.

Volviendo ahora a la figura 4, se ilustra un sistema eléctrico alternativo del sistema de sonda médica 100. Este sistema eléctrico es similar al descrito con respecto a la figura 3, con la excepción de que los sensores 114 están conectados a la interfaz 126 a través de un bus de datos distante 160 que incluye trayectorias eléctricas separadas para cada sensor de la temperatura 114. Específicamente, el bus de datos distante 160 incluye tres tríos de hilos 162, los cuales conectan los sensores de la temperatura 114 independientemente unos de otros. De esta manera, el bus de datos distante 160 no es común, como con el bus de datos común distante 124 descrito antes, pero es bastante discreto. El bus de datos común próximo 121, sin embargo, todavía incluye sólo tres trayectorias eléctricas para todos los sensores de la temperatura 114 y, específicamente, los dos o tres hilos 156, los cuales conectan con los hilos 162 a través de la interfaz de la sonda 126. Esto es, la línea de datos, la línea de tierra y la línea de potencia (si está presente) del bus de datos común próximo 121 conectan con las tres líneas de datos, las tres líneas de tierra y las tres líneas de potencia (si están presentes) del bus de datos distante 160. Por lo tanto, en comparación con la realización ilustrada en la figura 3, sólo el cable 106 de esta realización incluye un número reducido de hilos.

Control del sensor de la temperatura

Como se ve en la figura 3 y la figura 4, y se ha descrito anteriormente, el generador de energía 104 incluye un circuito de control de la temperatura el cual preferiblemente está implantado mediante el microprocesador 146. El circuito de control de la temperatura es capaz de procesar directamente las señales digitales de entrada y de salida desde y hacia los sensores 114 a través de la interfaz del generador 151. Por lo tanto, se elimina la necesidad de convertidores analógico-digitales separados o de acondicionadores de la señal separados. Una característica clave de la función para controlar la temperatura del generador de energía 104 es que el diseño básico del circuito de control de la temperatura que es necesario para enviar y recibir salidas y entradas digitales directas a través de la interfaz del generador 151 se mantiene igual sin tener en cuenta el número de sensores de la temperatura 114 colocados en la sonda 102 que están en comunicación con el generador de energía 104. Esto también permite que el mismo generador de energía básico 104 controle las diversas sondas que incluyen diferentes números de sensores sin necesidad de un cambio en el diseño del circuito de control de la temperatura del generador 104. Para conseguir esta función, el microprocesador 146, en la realización ilustrada en la figura 3 y en la figura 4, automáticamente interroga selectivamente la sonda 102 a fin de determinar el número de sensores 114 colocados en la sonda 102. Para una descripción detallada de las operaciones de interfaz eléctrica y de programas de los sensores 114, véase el documento de Dallas Semiconductor, Book of iButtons, capítulos 4 y 5 el cual se incorpora completamente aquí como referencia.

Sensores digitales de la temperatura

Como se ha descrito brevemente antes, cada sensor de la temperatura 114 preferiblemente comprende una pastilla de sensores digitales de la temperatura 114' (representada en las figuras 6a y 6b), la cual es capaz de detectar los datos detectados de la temperatura y emitir la salida los datos de la temperatura en formato digital. Una ventaja de utilizar pastillas de sensores digitales de la temperatura 114' es que la transmisión de datos digitales está relativamente libre de error comparada con la transmisión de datos analógicos. Por lo tanto, la utilización de pastillas de sensores digitales de la temperatura 114' reducirá la posibilidad de errores que de otro modo se desarrollarían si se utilizaran sensores analógicos.

Las pastillas de sensores de la temperatura de la variedad preferida se pueden obtener a partir de Dallas Semiconductors (Dallas, Texas). A diferencia de los circuitos integrados tradicionales pensados para montarlos en tarjetas de circuitos impresos, los cuales son demasiado grandes para utilizarlas en catéteres o sondas, las pastillas 114' utilizadas con la presente invención, como por ejemplo las disponibles a partir de Dallas Semiconductors, están disponibles en paquetes a escala de pastilla y son sólo ligeramente mayores que una pastilla de silicio.

Las pastillas 114' están diseñadas para comunicarse con el microprocesador 146 del generador de energía 104 a través de la utilización de bits únicos de entrada/salida del microprocesador 146. A este respecto, cada pastilla de sensores 114' tiene una única dirección digital asociada con ella, permitiendo que el microprocesador 146 lea separada e individualmente los datos de la temperatura de las pastillas configuradas en paralelo 114'. Este esquema de comunicación utiliza una línea común de lectura/escritura, es decir, cada pastilla de sensores 114' comunica individualmente los datos digitales al microprocesador 146 utilizando individualmente la línea de datos durante los "canales de lectura" asignados por el microprocesador 146.

Para detectar y medir la temperatura, las pastillas de sensores digitales de la temperatura 114' cuentan la salida variable de la temperatura de un oscilador monopastilla. En la realización preferida, la pastilla de sensores 114' convierte la cuenta directamente a grados. Alternativamente, la pastilla de sensores 114' transfiere la cuenta al microprocesador 146, el cual lleva a cabo la conversión de la cuenta a grados. Cuando son tratados individualmente, y mandados por el microprocesador 146, cada pastilla de sensores 114' comunica su propia lectura de la temperatura deseada a través de los buses de datos comunes 121 y 124. Por lo tanto, cada pastilla de sensor 114' puede ser interrogada selectivamente separadamente a una velocidad que está limitada sólo por el número total de pastillas 114' conectadas al bus de datos común distante 124. Para incrementar la velocidad de detección de la temperatura, el interrogatorio selectivo puede estar limitado sólo a aquellas pastillas 114' que están en o cerca de los electrodos 112 que están realmente llevando a cabo la ablación en el momento en el que se mide la temperatura. Alternativamente, la velocidad del interrogatorio selectivo se incrementa dividiendo los buses de datos comunes 121 y 124 en ramas eléctricamente separadas controladas por conmutadores de bus específicamente diseñados para compartimentar las lecturas de la temperatura de diferentes grupos de pastillas 114'. En este caso, el conmutador del bus puede estar colocado tanto en el mango 108 de la sonda médica 10, como en el generador de energía de ablación 104 o el extremo distante de la sonda médica 102.

Las pastillas de sensores digitales de la temperatura 114' opcionalmente funcionan utilizando una disposición de energía parásita que reduce el número de hilos requeridos para accionar las pastillas de sensor 114' desde tres a dos. Por ejemplo, la disposición de energía parasitaria permite que un número múltiple de sensores funcionen utilizando un único hilo de datos y un único hilo de tierra. Las pastillas de sensores 114' obtienen su energía de funcionamiento de la línea de datos común de forma que no se requiere un hilo de suministro de energía separado para el funcionamiento de las pastillas de sensores 114'.

Las pastillas de sensores digitales de temperatura 114' actualmente disponibles para utilizarlas con el sistema son ligeramente mayores que los termopares o los termistores convencionales, con dimensiones de aproximadamente 0,03'' x 0,0525'' x 0,0765''. El tamaño de las pastillas de sensores 114' capaces de ser implantadas dentro del sistema se puede reducir eliminando las características de las pastillas de sensores 114' que el sistema 110 no utiliza, incluyendo las memorias de alarma de alta y de baja temperatura. Un rediseño de las pastillas de sensores 114' a una configuración más larga y estrecha también facilitará la incorporación de las pastillas de sensor 114' dentro de un sistema de un catéter o una sonda. Adicionalmente, nuevos procesos de fabricación de semiconductores pueden resultar en una reducción del 50% o más en el volumen de las pastillas de sensores 114'.

Las pastillas de sensores digitales de la temperatura 114' también pueden estar implantadas con circuitos de filtro diseñados para rechazar específicamente la interferencia desde el generador de la energía de ablación 104. Por ejemplo, se pueden utilizar filtros de corte analógicos o procesadores de señal digital para rechazar el ruido que emana del generador de la energía de ablación 104. La incorporación de filtros permitirá que el sistema funcione con mayor rendimiento puesto que se evitará que un nivel incrementado del ruido ambiental interfiera en el funcionamiento de los sensores.

Subconjuntos de sensores de la temperatura

Volviendo a las figuras 5a y 5b, se ilustra un subconjunto de sensores de la temperatura 200 construido de acuerdo con una realización preferida de las presentes invenciones. El subconjunto de sensores de la temperatura 200 se puede implantar en cualquier conjunto que requiera múltiples sensores de la temperatura próximos uno a otro. El subconjunto de sensores de la temperatura 200 incluye dos trayectorias eléctricas comunes a las cuales están conectados los sensores de la temperatura 114. Específicamente, el subconjunto 200 comprende una combinación de sensores de la temperatura 114 y el bus de datos común 124. En la realización ilustrada, el bus de datos común distante 124 comprende dos hilos 158 (datos/energía y tierra) y los sensores de la temperatura 114 están incorporados en pastillas de sensores digitales de la temperatura 114'.

El bus de datos 124 puede estar incorporado de cualquier forma adecuada, por ejemplo, hilos aislados discretos, hilos bifilares, hilos trifilares (en el caso en el que se necesiten tres hilos 158) o circuitos flexibles (en cuyo caso los hilos 158 serán trazas), que proporcionan una trayectoria eléctrica común para las pastillas de sensores 114'. Si la distancia por la que viaja el bus de datos 124 excede de un par de pies, se prefiere la utilización de hilo bifilar. Por lo tanto, se puede ver que la utilización del subconjunto de sensores de la temperatura 200 permite que un número múltiple de pastillas de sensores 114' sean conectadas en paralelo utilizando los mismos dos o tres hilos, o las mismas dos o tres trazas si el bus de datos 124 está realizado como un circuito flexible. Debe notarse que aunque el subconjunto 200 está ilustrado con dos hilos 158, para acomodar otra función, puede incluir tres o más hilos 158 sin salirse de los principios que enseña esta invención.

Las pastillas de sensores 114' están fijadas a los hilos 158 del bus de datos 124 a través de la utilización de soldadura, adhesivo conductor, o pegado ultrasónico de metal o soldador. Específicamente, como se ilustra en la figura 5c, el bus de datos 124 comprende áreas 202 en las que los hilos 158 han sido expuestos a través del aislante utilizando medios adecuados como por ejemplo ataque químico con láser. Con el propósito de ilustrar el área expuesta 202, las pastillas de sensores 114' se representan en líneas discontinuas. Una vez todas las áreas expuestas 202 están formadas en el bus de datos 124, los terminales de las pastillas de sensores 114' son entonces conectados adecuadamente a las áreas expuestas 202. Específicamente, las figuras 6a y 6b ilustran una pastilla de sensores 114', la cual utiliza protuberancias de soldaduras 184 para la conexión eléctrica. En este caso, las pastillas de sensores 114' están colocadas en el bus de datos 124, con dos de las protuberancias de soldadura diagonales 184 de cada pastilla de sensores 114' alineadas con las correspondientes áreas expuestas 202 del bus de datos 124. Por supuesto, el número y las protuberancias de soldadura específicas 184 que estarán alineadas con las correspondientes áreas expuestas 202 del bus de datos 124 dependerán del diseño particular de la pastilla de sensores 114 y la funcionalidad que se le vaya a impartir al subconjunto 200. La conexión integral entre las pastillas de sensores 114' y el bus de datos 124 se consigue colocando el subconjunto 200 a través de procesos de flujo de soldadura.

Volviendo a la figura 7, se ilustra un subconjunto de sensores de la temperatura 210 construido de acuerdo con una realización preferida alternativa de las presentes invenciones. Al igual que el subconjunto de sensores de la temperatura 200 descrito antes, el subconjunto de sensores de la temperatura 210 está representado provisto de dos trayectorias eléctricas a las cuales están conectados sensores de la temperatura 114. El subconjunto 210, sin embargo, incluye un bus de datos común 124', el cual está formado de una disposición híbrida de circuito flexible/hilo. Específicamente, el extremo distante del bus de datos 124' comprende un circuito flexible 212 con trazas eléctricas 214 (representadas en líneas discontinuas) sobre el cual están montadas las pastillas de sensores 114'. Esto se puede conseguir de una manera similar a aquella utilizada antes para montar las pastillas de sensores 114' en el bus de datos 124, con las protuberancias de soldadura 202 de cada pastilla de sensores 114' estando conectadas al correspondiente punto de unión (no representado) en el circuito flexible 212. El extremo próximo del bus de datos 124' está realizado como una disposición de hilos, como por ejemplo hilos bifilares o trifilares, la cual se representa como hilos 216. Los hilos 158 pueden estar adecuadamente empalmados sobre las trazas eléctricas 214 del circuito flexible 212 en las conexiones 218, que están preferiblemente colocadas tan cerca como sea posible de las pastillas de sensores 114'. De esta manera, el circuito flexible 212 se utiliza para montar convenientemente las pastillas de sensores 114' en el bus de datos 124', mientras que simultáneamente se bajan los costes utilizando un trazado con hilos 216 menos caro a lo largo de la mayor parte de la longitud del subconjunto 210.

Sondas médicas con subconjuntos de sensores de la temperatura y electrodos segmentados

Se describirán ahora con detalle diversas realizaciones de la disposición de uno o más subconjuntos de sensores de la temperatura 200 dentro del cuerpo de la sonda 110. Las diferentes disposiciones de los subconjuntos de sensores de la temperatura 200 se diferenciarán por números de referencia a diferentes para cada cuerpo de la sonda correspondiente 110, por ejemplo 110 (1), 110 (2), etcétera.

Con referencia a las figuras 8 y 9 se describe un cuerpo de la sonda 110 (1) construido de acuerdo con una realización preferida de las presentes invenciones. El cuerpo de la sonda 110 (1) comprende un tubo alargado 164 a través del cual se extiende un lumen 166. El tubo 164 está fabricado de un material polimérico eléctricamente no conductor, como por ejemplo polietileno o poliuretano. El tubo 164 transporta los electrodos 112, así como un único subconjunto de sensores de la temperatura 200, el cual se extienden a lo largo de un lado del tubo 164. De esta manera, el cuerpo de la sonda 110 (1) exhibe una capacidad de detección de la temperatura en un lado, preferiblemente el lado que se utiliza para la ablación del tejido. El cuerpo de la sonda 110 (1) está configurado de tal manera que exhibe un perfil reducido. Con este propósito, el subconjunto 200 está situado en el interior de un chaflán axial 168 (mejor representado en la figura 8) formado a lo largo de un lado del tubo 164. El chaflán 168 puede ser continuo a lo largo de toda la longitud del tubo 164. Alternativamente, el chaflán 168 puede comprender una serie de chaflanes discretos separados colocados a lo largo de ubicaciones seleccionadas del tubo 164. En la realización en la que el chaflán 168 comprende una serie de chaflanes discretos separados, los chaflanes preferiblemente están colocados donde está colocado el subconjunto 200. Como resultado de la colocación del subconjunto 200 en el interior de un chaflán 168, el grosor de las pastillas de sensores 114' no se añade, o se añade mínimamente, al perfil del cuerpo de la sonda 110 (1).

Los electrodos 112, los cuales están preferiblemente compuestos de un material conductor y biocompatible, como por ejemplo platino-iridio o bien oro, están adecuadamente montados en el tubo 164. En la realización ilustrada, los electrodos 112 son rígidos y están compuestos de anillos macizos ajustados a presión alrededor del tubo 164. Los electrodos 112 están separados una distancia uno de otro, proporcionando al cuerpo de la sonda 110 (1) zonas flexibles no conductoras 174 entre ellos. De esta manera, el extremo distante del cuerpo de la sonda 110 (1) se puede flexionar en cualquier dirección, permitiendo que los electrodos 112 sean llevados al contacto íntimo a lo largo de la superficie del tejido sin tener en cuenta el contorno de la superficie del tejido. Alternativamente, los electrodos 112 pueden ser flexibles ellos mismos y pueden estar compuestos de electrodos helicoidales en espiral enrollados próximos o electrodos de cinta, como por ejemplo los tipos descritos en la patente americana US Nº 5,582,609 de Swanson y otros, presentada el 8 de agosto de 1994. Alternativamente, los electrodos 112 pueden estar compuestos de tinta conductora impresa y celulosa regenerada, que se forman disponiendo bandas de tinta flexible conductora sobre el tubo 164 y disponiendo entonces un recubrimiento protector de celulosa regenerada sobre las bandas conductoras. Una metodología preferida para formar tales electrodos se describe y detalla en la solicitud de patente americana pendiente número de serie 08/879,343 presentada el 20 de junio de 1997 la cual se incorpora total y expresamente aquí como referencia.

Como se ilustra, las pastillas de sensores digitales de la temperatura 114' están montadas dentro del chaflán 168 entre la superficie exterior del tubo 164 y la superficie interior de los electrodos 112, con el lado inferior de las pastillas de sensores 114' encarado al tubo 164 y el lado superior de las pastillas de sensores 114' encarado hacia los electrodos 112. Preferiblemente las pastillas de sensores 114' están en contacto con los electrodos 112, proporcionando una lectura más precisa de la temperatura del tejido durante el proceso de ablación. Para asegurar una fijación adecuada del bus de datos 124 al tubo 164, un compuesto de pegado (no representado) se utiliza para fijar el bus de datos 124 a la superficie exterior del tubo 164. Las pastillas de sensores 114' están cerradas herméticamente en el interior del chaflán 168, disponiendo adecuadamente un material sellante 172, como por ejemplo un adhesivo sensible a los rayos ultravioletas, una epoxy o cualquier cola adecuada, en el interior del chaflán 168 entre los electrodos 112. El bus de datos 124 se extiende a lo largo de toda la longitud del chaflán 168 en el exterior del tubo 164 y a lo largo de la sección restante del tubo 164 dentro del lumen 166. Con este propósito, un orificio 170 está formado a través de la pared del tubo 164 en el extremo próximo del chaflán 164, en donde el bus de datos 124 es encaminado desde el chaflán 168 dentro del
lumen 166.

Con referencia a las figuras 10 y 11, se describe un cuerpo de la sonda 110 (2) construido de acuerdo con una realización alternativa de las presentes invenciones. El cuerpo de la sonda 110 (2) es similar al cuerpo de la sonda 110 (1) descrito antes y hasta el punto en el que los componentes de ambos cuerpos de sonda son similares, se han asignado números de referencia iguales. El cuerpo de la sonda 110 (2) difiere del cuerpo de la sonda 110 (1) en que el bus de datos 124 no se extiende dentro de la longitud entera del chaflán 168 fuera del tubo 164, sino que forma bucle en el interior del lumen 166 del tubo 164 entrelazando el bus de datos 124 dentro y fuera de pares de orificios 170 formados a través del tubo 164 entre las pastillas de sensores 114'. De esta manera, el cuerpo de la sonda 110 (1) está configurado para ser doblado mientras se asegura que el conjunto 200 no se daña por las fuerzas de tensión que de otro modo pueden existir en ausencia de los bucles formados por el bus de datos 124. Con este propósito, los bucles del bus de datos 124 son preferiblemente de una longitud adecuada para asegurar que el doblado del cuerpo de la sonda 110 (1) no resultará en una rotura del hilo ni del circuito. Un compuesto de pegado (no representado) está preferiblemente dispuesto en el interior de orificios 170 para proporcionar soporte al bus de
datos 124.

Con referencia a las figuras 12 y 13, se describe un cuerpo de la sonda 110 (3) construido de acuerdo con una realización preferida alternativa de las presentes invenciones. El cuerpo de la sonda 110 (3) es similar al cuerpo de la sonda 110 (1) descrito antes y hasta el punto en el que los componentes de ambos cuerpos de sonda son similares, se han asignado números de referencia iguales. El cuerpo de la sonda 110 (3) difiere del cuerpo de la sonda 110 (1) en que comprende dos subconjuntos de sensores de la temperatura 200 que están respectivamente situados en dos chaflanes 168 formados en lados opuestos del tubo 164. De esta manera, el cuerpo de la sonda 110 (3) exhibe una capacidad de detección de la temperatura en ambos lados del cuerpo de la sonda 110 (3), permitiendo que el cuerpo de la sonda 110 (3) produzca la ablación del tejido simultáneamente o selectivamente en lados opuestos de los electrodos 112. Por supuesto, pueden estar formados más chaflanes 168 en el tubo 164 para acomodar más subconjuntos 200. Por ejemplo, cuatro subconjuntos 200 pueden estar respectivamente situados en cuatro chaflanes 168 formados en el interior del tubo 164 para proporcionar la capacidad de los sensores de la temperatura en los cuatro lados del cuerpo de la sonda 110 (3).

Con referencia a las figuras 14 y 15, se describe un cuerpo de la sonda 110 (4) construido de acuerdo con una realización preferida alternativa de las presentes invenciones. El cuerpo de la sonda 110 (4) es similar al cuerpo de la sonda 110 (1) descrito antes y hasta el punto en el que los componentes de ambos cuerpos de sonda son similares, se han asignado números de referencia iguales. El cuerpo de la sonda 110 (4) difiere del cuerpo de la sonda 110 (1) en que comprende un único subconjunto de sensores de la temperatura 200 que está situado en dos chaflanes 168 formados en lados opuestos del tubo 164. Específicamente, pastillas de sensores alternativas 114' están montadas en los respectivos chaflanes 168, con el bus de datos 124 atravesando el lumen 166 entre los lados opuestos del tubo 164. Con este propósito, pares de orificios 170 están formados a través del tubo 164 adyacentes a los bordes opuestos de cada pastilla de sensores 114, permitiendo que el bus de datos 124 se extienda entre los chaflanes 168 y el lumen 164. Al igual que el cuerpo de la sonda 110 (2) descrito antes, un material sellante 172 está adecuadamente dispuesto dentro de los chaflanes 168 entre los electrodos 112 para cerrar herméticamente las pastillas de sensores 114' dentro de los chaflanes 168.

Con referencia a la figura 16, se describe un cuerpo de la sonda 110 (5) construido de acuerdo con una realización preferida alternativa de la presente invención. El cuerpo de la sonda 110 (5) es similar al cuerpo de la sonda 110 (1) descrito antes y hasta el punto en el que los componentes de ambos cuerpos de sonda son similares, se han asignado números de referencia iguales. El cuerpo de la sonda 110 (5) difiere del cuerpo de la sonda 110 (1) en que el chaflán 168 está formado en el tubo 164 con una configuración en espiral. De esta manera, el único subconjunto de temperatura 200 está situado en el chaflán 168 y también está por lo tanto en una configuración en espiral, con las pastillas de sensores 114' estando dispuestas en lados opuestos del tubo 164. Aunque las pastillas de sensores 114' están representadas dispuestas en lados opuestos, la configuración en espiral de los chaflanes 168 permite la colocación circunferencial de las pastillas de sensores 114' en cualquier parte del tubo
164.

Sondas médicas con subconjuntos de sensores de la temperatura y electrodo terminal

Con referencia a las figuras 17, 18 y 19 se describe un cuerpo de la sonda 110 (6) construido de acuerdo con una realización preferida de las presentes invenciones. Al igual que los cuerpos de sonda descritos antes, el cuerpo de la sonda 110 (6) comprende un tubo alargado 164 a través del cual se extiende un lumen 166. En lugar de transportar una pluralidad de electrodos segmentados, el tubo 164 transporta un único electrodo terminal 250. El electrodo terminal 250 está preferiblemente compuesto de un material biocompatible y eléctricamente conductor, como por ejemplo platino-iridio, oro o bien otro material metálico.

El electrodo terminal 250 está montado en el extremo distante del tubo 164. Específicamente, el tubo 164 tiene un extremo abierto 256 en el cual está fijada una parte de montaje próxima 258 del electrodo terminal 250. Para facilitar la fijación del electrodo terminal 250 al tubo 164, la superficie interior del extremo distante abierto 256 y la superficie exterior de la parte de montaje próxima 258 están provistas de una serie de estrías anulares correspondientes 260 y muescas anulares 262, respectivamente, las cuales se acoplan unas con otras cuando la parte de montaje 258 se inserta dentro del extremo distante abierto 256. Para asegurar un ajuste integral, las estrías 260 y las muescas 262 están inclinadas en la dirección próxima, de tal forma que la parte de montaje 258 y el extremo distante abierto 256 están interbloqueados cuando se acoplan. Específicamente, las estrías 260 y las muescas 262 están preferiblemente conformadas en una configuración triangular con una superficie de contacto distante en ángulo 264 y una superficie de contacto próxima 266 orientada perpendicularmente con relación al eje longitudinal del cuerpo de la sonda 110 (6).

El electrodo terminal 250 incluye un lumen 268, el cual está en comunicación axial con el lumen 166 del tubo 164, permitiendo de ese modo que el circuito eléctrico sea encaminado desde el electrodo terminal 250 de vuelta al extremo próximo del cuerpo de la sonda 110 (6). El cuerpo de la sonda 110 (6) incluye la capacidad de sensor de la temperatura en la punta distante del electrodo terminal 250. Con este propósito, una pastilla de sensores 114' está montada en el extremo distante más alejado de la tapa del lumen 268 en contacto con la superficie interior de la punta distante del electrodo terminal 250. Un bus de datos de 270 se extiende desde la pastilla de sensores 114' de vuelta a través de los lúmenes 268 y 166, hasta el extremo próximo del cuerpo de la sonda 110 (6). Al igual que el bus de datos común distante 124 descrito antes, el bus de datos 270 puede incluir tres trayectorias eléctricas (línea de datos, línea de tierra y línea de potencia), o dos trayectorias eléctricas (línea de datos/potencia y línea de tierra).

El cuerpo de la sonda 110 (6) adicionalmente incluye la capacidad de sensor de temperatura alrededor de la circunferencia del electrodo terminal 250. Con este propósito, un único subconjunto de sensores de la temperatura 200 está circunferencialmente dispuesto alrededor del electrodo terminal 250. Al igual que en los cuerpos de sonda anteriormente mencionados 110, el cuerpo de la sonda 110 (6) está configurado de tal manera que exhibe un perfil reducido. Con este propósito, el subconjunto 200 está situado en el interior de un chaflán anular 272 formado alrededor del electrodo terminal 250. Como se ilustra, las pastillas de sensores digitales de la temperatura 114' están montadas en el interior del chaflán 272 en la unión del extremo próximo del electrodo terminal 250 y el extremo distante del tubo 164. Adicionalmente, material de relleno, como por ejemplo, un adhesivo sensible a los rayos ultravioletas o una epoxy, preferiblemente se aplica al chaflán anular 272 a fin de sellar el chaflán 272 y proteger el subconjunto 200 del medio ambiente. Preferiblemente, las pastillas de sensores 114' están en contacto con el electrodo terminal 250, proporcionando una lectura más precisa de la temperatura del tejido durante el proceso de ablación. Un agujero taladrado 274 (representado mejor en la figura 19) está radialmente realizado a través de la pared del electrodo terminal 250 entre el chaflán 272 y el lumen 268, permitiendo que el bus de datos 124 del subconjunto 200 sea encaminado a través del mismo.

Con referencia a las figuras 20 y 21, se describe un cuerpo de la sonda 110 (7) construido de acuerdo con una realización preferida alternativa de la presente invención. El cuerpo de la sonda 110 (7) es similar al cuerpo de la sonda 110 (6) descrito antes y hasta el punto en el que los componentes de ambos cuerpos de sonda son similares, se han asignado números de referencia iguales. El cuerpo de la sonda 110 (7) difiere del cuerpo de la sonda 110 (6) en que el cuerpo de la sonda 110 (7) comprende un electrodo terminal segmentado 280 dividido en secciones en cuña. Se ilustran cuatro secciones en cuña, aún que el número de secciones en cuña puede ser superior o inferior a las cuatro secciones. Específicamente, el electrodo terminal 280, en este ejemplo, está dividido en cuatro secciones radiales 288 que están separadas por aislantes 284 y cuatro electrodos 286 los cuales están separados por los mismos aislantes 284. Cada sección 288 está eléctricamente aislada de la sección adyacente 288 por uno de los aislantes 284 y por lo tanto se puede controlar separadamente. La disposición de sensores de la temperatura es similar a aquella descrita antes con respecto al cuerpo de la sonda 110 (6), con la excepción de que el agujero taladrado 274 está formado radialmente a través de uno de los aislantes 284 entre el chaflán 272 y el lumen 268.

Debe indicarse que las sondas médicas descritas antes 110 (6) y (7) pueden incluir opcionalmente electrodos segmentados en cuyo caso, pueden implantarse subconjuntos de sensores de la temperatura adicionales 200 de la manera descrita antes con respecto a las sondas médicas 110 (1)-(5).

También debe apreciarse que se pueden utilizar otros tipos de electrodos terminales con las sondas médicas descritas antes a 110 (6) y (7), como por ejemplo el electrodo terminal descrito en la patente americana US Nº 6,022,346 de Panescu y otros, presentada el 8 de febrero de 2000.

Electrodo especializado

Con referencia a las figuras 22 y 23, se describe un cuerpo de la sonda 110 (8) construido de acuerdo con una realización preferida alternativa de las presentes invenciones. El cuerpo de la sonda 110 (8) es similar al cuerpo de la sonda 110 (1) descrito antes y hasta el punto en el que los componentes de ambos cuerpos de sonda son similares, se han asignado números de referencia iguales. El cuerpo de la sonda 110 (8) difiere del cuerpo de la sonda 110 (1) en que incluye electrodos especializados 290 que están diseñados para reducir adicionalmente el perfil del cuerpo de la sonda 110 (8). Específicamente, orificios biselados 192 (representados mejor en la figura 21) están formados a través de los electrodos 290. Las pastillas de sensores 114' están firmemente montadas en el interior de los orificios biselados 192. Como se ilustra en la figura 23, el orificio biselado 192 está tallado de tal forma que es mayor que la superficie interior del electrodo 290 comparado con la superficie exterior del electrodo 290. Una pastilla de sensores 114' se coloca entonces dentro del orificio biselado 192 desde el lado inferior del electrodo 290. Por lo tanto, la pastilla de sensores 114' es sostenida apretadamente entre la superficie exterior del tubo 164 y la superficie cónica del orificio biselado 192 cuando el electrodo 290 se monta en el tubo 164.

Utilizando este electrodo 192, la pastilla de sensores 114' se coloca casi en la superficie del tejido. Como se ha indicado anteriormente, la pastilla de sensores 114' está preferiblemente en contacto con una superficie metálica del electrodo 290. El diseño del electrodo 290 permite que esto se consiga sin incrementar el perfil del cuerpo de la sonda 110 (8). Adicionalmente, este electrodo 290 permite que una pastilla de sensores 114' sea colocada lo más cerca posible del tejido que se va a medir y en el que se va a realizar la ablación puesto que el electrodo 290 no cubre la superficie de la pastilla de sensores 114' que detecta la temperatura. El electrodo 290 se representa ajustado a presión alrededor del tubo 164 y está descrito como un electrodo segmentado. Sin embargo, otros electrodos, incluyendo electrodos helicoidales, pueden estar configurados de forma similar con orificios biselados especialmente diseñados.

Sistema de sensor único

En las realizaciones preferidas descritas anteriormente, múltiples pastillas de sensores de la temperatura 114' son utilizadas para medir la temperatura del tejido objetivo de la ablación. Puesto que las pastillas de sensores 114' se comunican digitalmente, la utilización de sólo un único sensor 114' tiene el potencial de ofrecer más inmunidad al ruido eléctrico del entorno comparado con un sensor convencional que emite señales de salida analógicas de bajo nivel. Por consiguiente, un único sensor digital de la temperatura 114', en lugar de múltiples sensores 114', se puede emplear ventajosamente para obtener los datos del sensor de la temperatura durante el proceso de la ablación. Por lo tanto, la utilización de una pastilla de sensores 114', en lugar de múltiples pastillas de sensores 114', proporciona todavía una ventaja sobre la utilización de sensores analógicos de la temperatura, puesto que los sensores analógicos son sensibles a pequeñas cantidades de ruido eléctrico.

Sistemas múltiplexados

Otra manera en la cual se puede reducir el número de hilos en el interior de una sonda médica y de los cables de conexión asociados implica el multiplexado de las señales de la temperatura que salen de los sensores de la temperatura. Un multiplexado de este tipo se puede conseguir utilizando, por ejemplo, conmutadores digitalmente controlados, osciladores controlados por la tensión y filtros.

La figura 24 ilustra un diagrama esquemático del sistema 300, el cual es similar al sistema 100 descrito antes con la excepción de que el sistema 300 utiliza la metodología de la multiplexión. Hasta el punto en el que los componentes de los sistemas 100 y 300 son comunes, se les han asignado números de referencia iguales. El sistema 300 incluye una sonda 302, la cual está conectada a un generador de energía de radiofrecuencia 304 a través del cable 106. La sonda 302 incluye una pluralidad de sensores analógicos o digitales de la temperatura 306 (sensores 1-4) tales como por ejemplo termistores, termopares, detectores de la temperatura de la resistencia (RTD), o pastillas de sensores digitales de la temperatura, que se multiplexan utilizando conmutadores digitalmente controlados 308. Específicamente, los conmutadores 308 están respectivamente conectados a sensores de la temperatura 306, los cuales en combinación forman subconjuntos de sensores conmutados 310. El conmutador 308 y el sensor de la temperatura 306 en el interior de cada conjunto pueden ser discretos uno con respecto al otro, o, alternativamente, pueden estar combinados en módulos de conmutador/sensor o circuitos híbridos. Un bus de datos común 312, el cual comprende una línea de datos 314, una línea de tierra 316 y una línea de control 318, está distantemente acoplado a los subconjuntos de sensores conmutados 310.

Específicamente, los subconjuntos de sensores conmutados 310 están acoplados en paralelo al bus de datos común 312, con la línea de datos 314 estando acoplada al lado de conmutación de los subconjuntos de sensores conmutados 310, la línea de tierra 316 estando acoplada al lado del sensor de los subconjuntos de sensores conmutados 306 y la línea de control 318 estando acoplada a los conmutadores 308. Los conmutadores 308 están codificados de tal forma que una señal de reloj aplicada a los mismos cierra los conmutadores 308 uno cada vez en un orden secuencial y previamente determinado, proporcionando de ese modo un medio para obtener los datos de los sensores de la temperatura desde cada sensor 306 utilizando la única línea de datos 314. Con este propósito, el bus de datos común 312 está próximamente acoplado al circuito de control de la temperatura 330 en el interior del generador de energía de radiofrecuencia 304. El circuito de control de la temperatura 320 comprende un microprocesador 321 que está configurado para generar y transmitir una señal de reloj 322 a los conjuntos de sensores 310 sobre la línea de control 318. Cuando la señal de reloj 322 dispara cada conmutador 302 para que se cierre, el respectivo sensor 306 se conecta entre las líneas de datos y de tierra 310 y 312, permitiendo de ese modo que el microprocesador 321 lea la salida de datos de la temperatura del respectivo sensor 306.

La figura 25 ilustra una señal de la temperatura ejemplar 324 para la versión analógica de sistemas 300 a partir de la cual se pueden obtener los datos de la temperatura para cada sensor 306. Estos datos de la temperatura están representados por cuatro niveles de tensión discreta diferentes que aparecen en la señal de la temperatura 324 sobre cuatro períodos de tiempo respectivos 1-4. Por lo tanto, los datos de la temperatura para cualquiera de los sensores 1-4 se puede obtener sobre la base del valor de la tensión de la señal de la temperatura 324 en el correspondiente período de tiempo. Las ventajas del funcionamiento de todos los sensores 306 sobre los mismos tres hilos serán similares a aquellas que aparecen en las realizaciones descritas antes. Esto es, el número de trayectorias eléctricas necesarias para implantar el sistema se reduce comparado con un sistema convencional.

La figura 26 ilustra un diagrama esquemático de un sistema 330 que incluye una sonda 332 y un generador de energía de radiofrecuencia 334. El sistema 330 es similar al sistema descrito antes 300, con la excepción de que utiliza filtros de paso de banda 336, en lugar de los conmutadores digitales 308, para obtener los datos de la temperatura de los sensores 306 uno cada vez. Específicamente, los filtros de paso de banda 336 están respectivamente conectados a los sensores de la temperatura 306, los cuales, en combinación, forman subconjuntos de sensores filtrados 338. El filtro 336 y el sensor de la temperatura 306 en el interior de cada conjunto pueden ser discretos uno con respecto al otro o, alternativamente, pueden estar combinados en módulos de sensores filtrados o circuitos híbridos. Los subconjuntos de sensores filtrados 338 están acoplados en paralelo al bus de datos común 312, con la línea de datos 314 estando acoplada al lado del filtro de los subconjuntos de sensores filtrados 338, la línea de tierra 316 estando acoplada al lado del sensor de los subconjuntos de sensores filtrados 338 y la línea de control 318 estando acoplada a los filtros 336.

Cada filtro de paso de banda 336 se sintoniza a una frecuencia distinta, de tal forma que una pluralidad de frecuencias aplicadas al mismo permite que pasen señales, una cada vez, en un orden secuencial y previamente determinado, proporcionando de ese modo un medio de obtener los datos de los sensores de la temperatura desde cada sensor 306 utilizando la línea de datos única 314. Con este propósito, el bus de datos común 312 está próximamente acoplado al circuito de control de la temperatura 340 en el interior del generador de energía de radiofrecuencia 334. El circuito de control de la temperatura 340 incluye un oscilador 356, el cual está configurado para generar y transmitir un barrido de frecuencia a los conjuntos de sensores 338 sobre la línea de control 318. El barrido de frecuencia abarca todas las frecuencias distintas a las cuales están sintonizados los filtros de paso de banda 336. Por lo tanto, durante un barrido de frecuencia, los sensores 306 están conectados entre las líneas de datos y de tierra 310 y 312 uno cada vez, permitiendo de ese modo que un microprocesador 351 del circuito de control de la temperatura 340 lea la salida de datos de la temperatura de cada sensor respectivo 306.

La figura 27 ilustra una señal de la temperatura ejemplar 344 a partir de la cual se pueden obtener los datos de la temperatura para cada sensor 306. Estos datos de la temperatura están representados por cuatro niveles de tensión discreta diferentes que aparecen en la señal de la temperatura 339 sobre cuatro gamas de frecuencia respectivas 1-4. Por lo tanto, se pueden obtener los datos de la temperatura para cualquiera de los sensores 1-4 sobre la base del valor de la tensión de la señal de la temperatura 339 en la correspondiente gama de frecuencia. Otra vez, las ventajas del funcionamiento de todos los sensores 306 en los mismos tres hilos serán similares a aquellas que aparecen en las realizaciones descritas antes. Esto es, el número de trayectorias eléctricas necesarias para implantar el sistema se reduce comparado con un sistema convencional.

La figura 28 ilustra un diagrama esquemático de un sistema 350 que incluye una sonda 352 y un generador de energía de radiofrecuencia 354. El sistema 350 es similar al sistema anteriormente descrito 300, con la excepción de que utiliza osciladores controlados por la tensión 356, en lugar de los conmutadores digitales 308, para obtener los datos de la temperatura de los sensores 306 uno cada vez. Específicamente, los osciladores 356 están respectivamente conectados a los sensores de la temperatura 306 para formar subconjuntos de sensores oscilantes 358. El oscilador 356 y el sensor de la temperatura 306 en el interior de cada conjunto pueden ser discretos uno con respecto al otro o, alternativamente, pueden estar combinados en módulos de sensores filtrados o circuitos híbridos. Los subconjuntos de sensores oscilantes 358 están acoplados en paralelo al bus de datos común 312, con la línea de datos 314 estando acoplada al lado del oscilador de los subconjuntos de sensores oscilantes 358, la línea de tierra 316 estando acoplada al lado del sensor de los subconjuntos de sensores oscilantes 358 y la línea de control 318 estando acoplada a los osciladores 356.

Cada oscilador 356 resuena a una frecuencia distinta proporcional a la salida de tensión del sensor respectivo 306 conectado al oscilador 356. Por lo tanto, la salida de señal de cada subconjunto de sensores oscilantes 358 contendrá los datos de la temperatura en forma de una señal de frecuencia modulada. Con este propósito, el bus de datos común 312 está próximamente acoplado al circuito de control de la temperatura 360 en el interior del generador de energía de radiofrecuencia 354. El circuito de control de la temperatura 360, a través de la línea de control 318, encamina la energía de la tensión a cada subconjunto de sensores oscilantes 358 a fin de controlar los osciladores controlados por la tensión 356. El circuito de control de la temperatura 360 incluye adicionalmente filtros de paso de banda 362i, 362ii, 362iii y 362iv, cada uno de los cuales está sintonizado a una frecuencia seleccionada de las frecuencias centrales a las cuales resuenan los osciladores 356. Los filtros de paso de banda 362 filtran las señales transmitidas por los osciladores 356 a través de la línea de datos 314, las cuales son entonces leídas por un microprocesador 361. Por lo tanto, las cuatro señales de frecuencia modulada son transmitidas en el bus de datos común 312 simultáneamente, señales las cuales son entonces descodificadas por los filtros de paso de banda 362i, 362ii, 362iii y 362iv. Aunque los filtros de paso de banda 362 están alojados en el generador de radiofrecuencia 354 en la realización ilustrada, alternativamente pueden estar alojados en el interior del mango de la sonda de la sonda médica (no representado). Otra vez, las ventajas del funcionamiento de todos los sensores 306 en los mismos tres hilos serán similares a aquellas que aparecen en las realizaciones descritas antes. Esto es, el número de trayectorias eléctricas necesarias para implantar el sistema se reduce comparado con un sistema convencional.

Debe indicarse que aunque los sensores de la temperatura 306 se distinguen unos de otros en los sistemas descritos anteriormente 300, 330 y 350 utilizando diferentes períodos de tiempo o diferentes frecuencias, los sensores de las temperaturas 306 se pueden distinguir unos de otros utilizando cualquier conjunto ortogonal de señales. Debe indicarse también que los conmutadores, filtros o bien osciladores implantados en los sistemas anteriormente descritos 300, 330 y 350 están representados diseñados dentro del extremo distante de una sonda, resultando de ese modo en la reducción de las trayectorias eléctricas en el interior de la propia sonda, así como el cable que conduce de vuelta al generador de energía de ablación. Alternativamente, los conmutadores, filtros, o bien osciladores de estos sistemas pueden estar diseñados dentro del mango de la sonda, resultando en la reducción de las trayectorias eléctricas sólo en el cable que conduce desde el mango hasta el generador de energía. La colocación de este circuito en el mango de la sonda será más fácil de implantar debido a la cantidad de relativamente pequeña de espacio disponible en el cuerpo de la sonda. Esta disposición, sin embargo, sacrifica las ventajas de la reducción de la trayectoria eléctrica a través de la sonda.

Claims

1. Sonda médica comprendiendo:

- un elemento alargado provisto de un extremo próximo;

- una pluralidad de sensores digitales de la temperatura que son transportados por el extremo distante del elemento alargado en el que cada uno del uno o más de los sensores de la temperatura está configurado para emitir datos digitales de salida representativos de una temperatura medida; y

- un bus eléctrico común transportado por el elemento alargado y que define dos o más trayectorias eléctricas, cada una de las cuales está acoplada a la pluralidad de sensores digitales de la temperatura.

2. Sonda médica de acuerdo con la reivindicación 1 en la que cada uno de la pluralidad de sensores digitales de la temperatura está incorporado en un circuito integrado.

3. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 en la que cada uno de la pluralidad de sensores digitales de la temperatura presenta una dirección digital única, permitiendo de ese modo que los datos de la temperatura sean obtenidos individualmente desde cada sensor digital de la temperatura individual.

4. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en la que el bus eléctrico común se extiende a través del elemento alargado y está directamente conectado a la pluralidad de sensores digitales de la temperatura.

5. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 adicionalmente comprendiendo otro bus que se extiende a través del elemento alargado y en el que el bus eléctrico común está colocado en el extremo próximo del elemento alargado y está indirectamente conectado a la pluralidad de sensores digitales de la temperatura a través del otro
bus.

6. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 adicionalmente comprendiendo un mango montado en el extremo próximo del elemento alargado en el que el mango comprende una interfaz para conectar un cable a las dos o más trayectorias eléctricas, el cable proporcionando una conexión entre la sonda y un generador de la energía de ablación.

7. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en la que el elemento alargado comprende un cuerpo del catéter.

8. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en la que el elemento alargado comprende un cuerpo de la sonda quirúrgica.

9. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en la que el bus eléctrico común se selecciona del grupo que contiene un hilo bifilar, un hilo trifilar, un circuito flexible y un híbrido circuito flexible/hilo.

10. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en la que las dos o más trayectorias eléctricas comprenden una línea de datos y una línea de tierra.

11. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en la que las dos o más trayectorias eléctricas comprenden una línea de datos, una línea de tierra y una línea de potencia.

12. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en la que cada una de las dos o más trayectorias eléctricas comprende un único hilo.

13. Sonda médica de acuerdo con la reivindicación 10 en la que cada uno de la pluralidad de sensores digitales de la temperatura está configurado para utilizar de forma parasitaria la respectiva línea de datos como línea de potencia.

14. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 en la que los sensores digitales de la temperatura están conectados en paralelo a las dos o más trayectorias eléctricas.

15. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 adicionalmente comprendiendo un electrodo transportado por el extremo distante del elemento alargado, en la que uno o más de la pluralidad de sensores digitales de la temperatura está colocado adyacente al electrodo.

16. Sonda médica de acuerdo con la reivindicación 15 en la que el electrodo se selecciona del grupo que contiene un electrodo segmentado, un electrodo de balón y un electrodo microporoso.

17. Sonda médica de acuerdo con la reivindicación 15 en la que el electrodo es un electrodo terminal.

18. Sonda médica de acuerdo con la reivindicación 15 en la que el electrodo incluye un orificio biselado y uno de la pluralidad de sensores digitales de la temperatura está montado en el interior del orificio biselado y dispuesto con el electrodo de manera nivelada.

19. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 adicionalmente comprendiendo una pluralidad de electrodos transportados por el extremo distante del elemento alargado, en la que la pluralidad de sensores digitales de la temperatura están respectivamente colocados adyacentes a la pluralidad de electrodos.

20. Sonda médica de acuerdo con la reivindicación 19 en la que la pluralidad de electrodos se selecciona a partir del grupo que contiene electrodos de anillo conductor rígido, electrodos helicoidales en espiral, electrodos de cinta y electrodos impresos.

21. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 20 en la que dos de la pluralidad de sensores digitales de la temperatura están asociados con cada electrodo.

22. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21 comprendiendo uno o más subconjuntos de sensores de la temperatura transportados por el elemento alargado, cada uno de los subconjuntos de sensores de la temperatura comprendiendo una pluralidad de sensores digitales de la temperatura, en la que cada uno de los sensores de la temperatura está configurado para emitir datos digitales de salida representativos de una temperatura medida y un bus eléctrico común conectado a la pluralidad de sensores digitales de la temperatura.

23. Sonda médica de acuerdo con la reivindicación 22 en la que el uno o más de los subconjuntos de sensores de la temperatura comprende una pluralidad de subconjuntos de sensores de la temperatura.

24. Sonda médica de acuerdo con la reivindicación 22 en la que el uno o más de los subconjuntos de sensores de la temperatura comprende un único subconjunto de sensores de la temperatura que se extiende a lo largo de un lado del elemento alargado.

25. Sonda médica de acuerdo con la reivindicación 22 en la que el uno o más de los subconjuntos de sensores de la temperatura comprende dos subconjuntos de sensores de la temperatura que se extienden a lo largo de lados opuestos del elemento alargado.

26. Sonda médica de acuerdo con la reivindicación 22 en la que el uno o más de los subconjuntos de sensores de la temperatura comprende un único subconjunto de sensores de la temperatura que se extiende a lo largo del elemento alargado en forma de espiral.

27. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24 en la que el uno o más de los subconjuntos de sensores de la temperatura comprende un subconjunto de sensores de la temperatura de anillo que se extiende circunferencialmente alrededor del elemento alargado.

28. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24 en la que el elemento alargado comprende un tubo provisto de un lumen interior, en la que sensores digitales de la temperatura alternos de uno del uno o más subconjuntos de sensores de la temperatura están montados en superficies exteriores opuestas del tubo y en el que el bus de datos del subconjunto de sensores de la temperatura atraviesa el lumen interior a través de orificios formados en lados opuestos del tubo.

29. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24 en la que el elemento alargado comprende un tubo provisto de un lumen interior, en la que la pluralidad de sensores digitales de la temperatura están montados en una superficie exterior del tubo y en la que el bus de datos forma un bucle dentro del lumen a través de pares de orificios formados en el tubo entre sensores digitales de la temperatura adyacentes.

30. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24 en la que el elemento alargado comprende uno o más chaflanes que se extienden a lo largo del cuerpo alargado y el uno o más de los subconjuntos de sensores de la temperatura están montados dentro de uno o más chaflanes.

31. Sonda médica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 22 a 24 adicionalmente comprendiendo uno o más electrodos transportados por el elemento alargado, en la que cada uno de la pluralidad de sensores digitales de la temperatura está colocado adyacente al uno o más electrodos.

32. Sistema de detección de la temperatura de ablación comprendiendo:

- la sonda médica de la reivindicación 15 adicionalmente comprendiendo un cable de ablación que se extiende a través del elemento alargado y que está acoplado al por lo menos un electrodo;

- un cable que se extiende desde el extremo próximo del elemento alargado y que está acoplado al cable de ablación y un bus eléctrico común; y

- un generador de la energía de ablación acoplado al cable y que está configurado para recibir datos de la temperatura desde la pluralidad de sensores digitales de la temperatura y que está configurado para transmitir controladamente energía al por lo menos un electrodo sobre la base de los datos de la temperatura recibidos.

33. El sistema de la reivindicación 32 en el que el generador de energía es un generador de energía de radiofrecuencia.

34. Generador de energía para utilizarlo con la sonda médica de la reivindicación 15 comprendiendo:

- una fuente de energía configurada para suministrar la energía de ablación al por lo menos un electrodo; y

- circuitos de control de la temperatura configurados para comunicarse con los sensores digitales de la temperatura.

35. El generador de energía de la reivindicación 34 adicionalmente comprendiendo una interfaz del generador configurado para acoplarse con un cable de la sonda médica y recibir datos digitales de los sensores digitales de la temperatura, en el que los circuitos de control de la temperatura están configurados para recibir los datos digitales de la interfaz del generador.

36. El generador de energía de cualquiera de las reivindicaciones 34 a 35 en el que los circuitos de control de la temperatura comprenden un microprocesador.

37. El generador de energía de cualquiera de las reivindicaciones 34 a 36 en el que la fuente de energía es una fuente de energía de radiofrecuencia.