ES2353122T3 - Dispositivo de hipertermia para tratamiento y monitoreo electivo de tejido de superficie. - Google Patents
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Abstract
Un medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico que aplica ondas de radiofrecuencia y corriente alternada para dirigir energía a un tejido diana de un mamífero, en que el medio de transmisión de energía acoplada a un campo eléctrico comprende múltiples electrodos positivos y negativos, en que el tejido diana es un tejido de superficie y en que los múltiples electrodos positivos y negativos están agrupados en una disposición de electrodos alternados positivos y negativos.
Description
Dispositivo de hipertermia para tratamiento y
monitoreo selectivo de tejido de superficie.
La presente invención se refiere a un medio
inventivo de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un
campo eléctrico para el tratamiento selectivo de tejido de
superficie. El dispositivo mejorado selectivamente proporciona
energía y calor a tejidos de superficie de mamíferos.
Dispositivos de hipertermia se pueden usar para
forzar la absorción de energía en el tejido para causar daños a
estructuras no deseadas y/o aumentar la temperatura del área
destinada encima de la temperatura corporal normal. Una aplicación
de dispositivos de hipertermia es el tratamiento de cáncer. En el
caso de tratamiento de cáncer las células tumorales son más
sensitivas por ejemplo al estrés térmico y/o a campos
electromagnéticos y tratamiento químico que las células normales
del tejido circundante. Por esto es el objetivo de bombear la
energía suficiente al tejido tumoral para dañar las células
tumorales de manera irreversible, pero que puede ser tolerada de
células normales del tejido.
Dispositivos corrientes de hipertermia de campo
eléctrico no invasivos comprenden un solo electrodo activo y un
contra-electrodo que están dispuestos en lados
opuestos del tejido diana para ser calentado. Aunque la energía se
proporciona también al tejido de superficie por el electrodo activo
esta disposición está optimizada para proporcionar energía a un
lugar de tejido diana interno, tal como a un tumor interno, y la
suministración de energía al tejido de superficie es considerada un
efecto colateral indeseable.
Para usar hipertermia de campo eléctrico para
tratar enfermedades y condiciones de tejidos superficiales, tal
como condiciones articulares y sinoviales, cáncer de piel y
circulación sanguínea superficial se necesita un dispositivo de
hipertermia que selectivamente proporciona a tejidos diana de
superficie sin perjudicar tejido interno, como una suministración
de energía cuando el tratamiento de tejido de superficie puede
causar el efecto colateral indeseable de dañar tejidos internos no
diana.
En lo sucesivo relatamos el desarrollo de un
medio y un procedimiento inventivo de transmisión de energía
capacitadamente acoplada a un campo eléctrico para la suministración
selectiva de energía a un tejido de superficie, para calentar
selectivamente un tejido de superficie y para monitorizar
selectivamente las propiedades eléctricas de un tejido de
superficie. Esto se alcanza proveyendo una disposición inventiva de
múltiples electrodos positivos y negativos en el mismo plano en un
medio de transmisión de energía capacitadamente acoplada a un campo
eléctrico. El medio y el procedimiento inventivo de transmisión de
energía capacitadamente acoplada a un campo eléctrico se pueden
usar para tratar y monitorizar cada tipo de enfermedades y
condiciones de tejido de superficie.
El estado de técnica no desvela un medio de
transmisión de energía capacitadamente acoplada a un campo
eléctrico que selectivamente proporciona energía y calor
selectivamente a tejidos de superficie. En cambio los dispositivos
de hipertermia del estado de técnica solamente calientan tejidos de
superficie como un efecto colateral indeseable al calentar tejidos
diana internos.
EP 0 251 746 desvela ejemplos típicos de
dispositivos de hipertermia del estado de técnica para uso externo o
interno en que un electrodo activo y un
contra-electrodo están dispuestos en los lados
opuestos de un tejido diana.
EP 6,330,479 desvela un aplicador de hipertermia
tipo microonda en la forma de un conjunto de antena de microonda
para el tratamiento de calor de radiación del tejido. Esta
disposición de dipolo funciona como una antena de radiación,
caracterizada por un vector Poynting (proporcional al producto
vectorial de los campos eléctricos y magnéticos) y de que es
efectivo con radiofrecuencias altas (más alto que 100 MHz).
Gelvich y Mazokhin (Contact flexible microstrip
applicators (CFMA) in a range from microwave up to short waves
IEEE Transactions on Biomedical Engineering Vol. 49 (9), pp.
1015 1023, 2002) desvelan un aplicador flexible de
micro-tira para irradiar energía electromagnética en
forma de una antena de dipolo para el tratamiento de tejido con
calor de radiación. Este aplicador tiene a la vez antenas dipolo y
condensador y no se puede usar con frecuencias más bajas que 27
MHz. El aplicador condensador se puede realizar solamente en forma
de una tira porque el eje cilíndrico arqueado debe estar en paralelo
con el vector del campo eléctrico.
EP 0 207 739 desvela un dispositivo que
comprende aplicadores de microonda para irradiar energía
electromagnética a regiones locales de tejido del cuerpo. Los
aplicadores de microonda son para uso interno y se insertan en el
tejido a ser tratado. Los aplicadores de microonda pueden comprender
también un aparato termo-sensible distinto.
US 4,164,226 desvela un electrodo de tratamiento
iontoforética y galvánicamente acoplado para el uso en contacto
directo con la piel. El electrodo de tratamiento puede comprender
electrodos positivos y negativos entremezclados. El electrodo de
tratamiento es por uso en el tratamiento de problemas dermatológicos
y cosméticos.
EP 0 970 719 desvela un dispositivo con
estructuras alternadas positivas y negativas de un electrodo
galvánicamente acoplado que tienen una capa electrolítica laminada
en el electrodo en que los electrodos se usan en contacto directo
con la piel. La estructura positiva del electrodo puede comprender
múltiples electrodos positivos y la estructura negativa del
electrodo puede comprender múltiples electrodos negativos. El
dispositivo está destinado al uso en iontoforesis o en cuchillos de
diatermia.
GB 2 281 863 desvela un dispositivo con
múltiples electrodos galvánicamente acoplados que pueden tener
polaridades diferentes y pueden proporcionar una corriente eléctrica
de alta frecuencia. Los electrodos son por uso en contacto directo
con la piel y en cuchillos de diatermia.
El documento WO 00/67837 desvela un
procedimiento de suministración de principios activos aumentada por
electro-perforación en que se usa corriente
directa.
Aunque electrodos positivos y negativos
entremezclados ya han sido usados anteriormente en estructuras de
electrodos galvánicamente acoplados esta disposición no se ha
aplicado con electrodos capacitadamente acoplados. El
funcionamiento de electrodos capacitadamente acoplados requiere una
intensidad de campo eléctrico alta para accionar la conexión
galvánica y una conmutación discreta entre los polos positivos y
negativos.
En contraste con electrodos galvánicamente
acoplados los electrodos capacitadamente acoplados no tienen una
conmutación discreta entre los polos positivos y negativos. En vez
de esto circulan en forma de onda senoidal entre los polos
positivos y negativos. Por esto no hay semejanza en el
funcionamiento de electrodos capacitivos y galvánicos y no se
sugiere que una disposición alternante de electrodos positivos y
negativos iría a proveer una ventaja cualquiera en un dispositivo
de transmisión de energía capacitadamente acoplada.
La corriente galvánica no corre a través de un
aislador ideal así que el material entre los polos bloquea la
corriente. Sin embargo, la corriente alternada aparentemente corre a
través de un aislador ideal. El mecanismo es la separación de las
cargas eléctricas: un semiperíodo carga un polo que actúa por campo
solamente al otro polo atrayendo la carga opuesta mientras en el
semiperíodo siguiente esto está invertido. El efecto se debe al
campo que penetra a través del aislador ideal mientras el flujo
iónico no lo hace. El campo afecta la corriente (llamada corriente
escalada) a través del material. Se puede imaginar la corriente
escalada como una hilera de dominó que cae, en que no dominó corre
por la hilera, sino el efecto. En el acoplamiento capacitivo
(potencial alternado) después de un período la corriente escalada
alcanza un estado estable y la corriente corre continuadamente a
través del aislador absoluto ideal.
En el caso de aisladores no ideales que no son
buenos conductores como el tejido vivo el proceso está más
complicado. La corriente galvánica penetra una pequeña distancia y
adicionando iones extras en la superficie penetra en la piel de
manera difusiva. En el caso de acoplamiento capacitivo corriente
alternada de radio-frecuencias o frecuencias
incluso más altas se aplica. En consecuencia, la polaridad cambia
con más frecuencia que 10^{7} s^{-1}. Esto no es útil para la
difusión normal porque acciona en un semiperíodo en favor y en el
semiperíodo siguiente en contra. En este caso la penetración iónica
está fomentada más por la temperatura aumentada por la corriente
escalada (calentamiento por impedancia) y por los cambios del
material dieléctrico debajo de la corriente escalada. En resumen:
el acoplamiento galvánico es un fomentador de la difusión y actúa
solamente en cargas libremente trasladables mientras la corriente
de alta frecuencia en el acoplamiento actúa sobre todo en las
cargas fijas (dipolos).
Es el objetivo de la presente invención de
proveer un dispositivo de hipertermia capacitivamente acoplado a un
campo eléctrico que proporciona selectivamente energía y calor a
tejidos de superficie y puede monitorizar las propiedades eléctricas
de tejidos de superficie.
El objetivo de la presente invención se resuelve
con la enseñanza de las reivindicaciones independientes. Más
componentes, aspectos y detalles ventajosos de la invención son
obvios desde las reivindicaciones dependientes, la descripción y los
ejemplos de la presente demanda.
Dispositivos corrientes de hipertermia no
invasiva de campo eléctrico comprenden el acoplamiento de energía,
preferidamente con un condensador puesto a tierra (acoplamiento
asimétrico). El electrodo singular con el cambio de potencial se
llama electrodo activo. Típicamente, el electrodo activo singular
está situado en un aplicador que comprende además un bolo de
transmisor que acopla la energía generada por el electrodo activo
con el paciente. El bolo de transmisor típicamente es una vejiga
flexible llenada con un fluido o un gas que permite un buen
contacto mecánico y una transmisión electromagnética excelente con
la superficie desigual del cuerpo del paciente, dispone el
electrodo activo en una distancia segura del cuerpo del paciente y
proporciona la energía generada por el electrodo activo de una
manera uniforme por la área completa en que la superficie del bolo
está en contacto la superficie del cuerpo del paciente.
En dispositivos corrientes de hipertermia no
invasiva de campo eléctrico un contra-electrodo (un
electrodo puesto a tierra del condensador) provee una senda de
campo eléctrico para la energía generada por el electrodo activo.
Como se muestra en la figura 1 el aplicador que comprende el
electrodo activo y el bolo de transmisor está dispuesto en el
paciente en el lado opuesto del contra-electrodo. El
tejido diana deseado para ser tratado se encuentra entre el
electrodo activo y el contra-electrodo.
\newpage
Al usar el dispositivo corriente de hipertermia
no invasiva de campo eléctrico la energía generada por el electrodo
activo está dirigida hacia un tejido interno por el uso del
contra-electrodo. Aunque el tejido de superficie
adyacente al electrodo activo también recibe energía y está
calentado al usar un dispositivo corriente la parte significante
de la energía está dirigida al tejido interno y la suministración de
energía y el calentamiento del tejido de superficie se considera
como un efecto colateral indeseable.
Para alcanzar el tratamiento selectivo de
tejidos exclusivamente cercanos de la superficie la presente
invención provee un medio de transmisión de energía capacitivamente
acoplada a un campo eléctrico con una disposición nueva de
electrodos (antena condensador) para uso como dispositivo de
hipertermia. El medio de transmisión de energía capacitivamente
acoplada a un campo eléctrico es un dispositivo de acoplamiento que
forma un circuito resonante y la disposición nueva de electrodos
resulta en una suministración selectiva de energía a los tejidos de
superficie exclusivamente. El tejido tratado actúa como un material
dieléctrico del condensador en la disposición de campo cercano
cuando la distancia del tejido al medio de transmisión energética
es menos que la longitud de onda de la aplicada onda de
radio-frecuencia (RF), y la aplicada onda RF está
ajustada para fijar el valor de la impedancia real (preferiblemente
50 Ohm). Como se muestra en la figura 2 la disposición nueva de
electrodos comprende múltiples electrodos positivos y negativos en
el mismo plano del aplicador del dispositivo de hipertermia de
campo eléctrico. Los electrodos positivos y negativos están
proveídos en una disposición alternada en el aplicador.
Dos ejemplos posibles de disposiciones de
electrodos positivos y negativos se muestran en figura 3 y figura
4. En figura 3 una matriz (tablero de ajedrez) de electrodos
alternados positivos y negativos se muestra. Alternativamente una
disposición de anillos concéntricos de electrodos alternados
positivos y negativos como se muestra en la figura 4 puede ser
usada en la presente invención. En estas figuras (a) denota el
diámetro de los electrodos individuales y (d) denota la distancia
repetitiva de los electrodos individuales. En figura 3 (x) y (y)
denotan el diámetro de la disposición de electrodos en forma de
matriz y en figura 4 (r) denota el radio de la disposición en forma
de anillos concéntricos.
Tal disposición en forma de matriz o concéntrica
no podía ser usada con los aplicadores de tira flexible de Gelvich y
Mazokhin ya que en este caso el eje cilíndrico arqueado tiene que
ser paralelo con el vector del campo eléctrico.
Es importante de anotar que la disposición
alternada no está limitada a solamente las disposiciones mostradas
en las figuras 3 y 4, y que otras disposiciones de electrodos
alternados positivos y negativos serían útiles para el uso en la
presente invención. Por ejemplo, la matriz puede ser deformada a un
polvo fractal de Cantor o los anillos concéntricos pueden ser
reemplazados por anillos dispuestos de una manera no concéntrica o
anillos elípticamente agrupados. También los elementos de electrodos
individuales pueden ser de tamaños equivalentes o de tamaños no
equivalentes, dependiendo del objetivo del tratamiento. Muchas
disposiciones de electrodos alternados positivos y negativos serían
útiles para la práctica de la presente invención. La característica
más importante del inventivo dispositivo de hipertermia es que los
electrodos positivos y negativos están situados en el mismo plano y
que los electrodos positivos y negativos están dispuestos en un
diseño alternante.
En el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la presente
invención los electrodos opuestos están presentes en el mismo plano
y todos están orientados hacia el sitio del tejido diana de
superficie. Como se muestra en la figura 5 el tejido diana conecta
los electrodos en el mismo plano y los electrodos alternados
positivos y negativos actúan como electrodos activos y
contra-electrodos en el mismo plano. Por supuesto
el plano que contiene los electrodos puede ser también un plano
flexible en que los electrodos pueden ser inclinados hacia ellos
mismos o hacia la dirección opuesta para ajustarse mejor a
superficies desiguales.
El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la invención no
requiere el uso de un contra-electrodo opuesto. Sin
embargo, un contra-electrodo corriente como descrito
para la figura 1 puede ser usado con el inventivo medio de
transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo
eléctrico para dirigir energía a tejidos más profundos tal como a
los tejidos de superficie. Alternativamente dos medios de
transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico
en la disposición inventiva de electrodos alternados positivos y
negativos pueden ser usados como electrodo activo y como
contra-electrodo, como se muestra en la figura
6.
Un método simple para producir las disposiciones
inventivas de electrodos alternados positivos y negativos sería de
grabar al agua fuerte la deseada disposición de electrodos
alternados positivos y negativos sobre una placa de circuitos
impresa de manera corriente. Sin embargo, cualquiera construcción
del medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un
campo eléctrico es aceptable si el campo eléctrico inducido por
ellos entra en el tejido de superficie y provee una distribución
homogénea de energía en ese tejido.
Los electrodos individuales del medio de
transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo
eléctrico pueden ser eléctricamente aislados unos de los otros, o
alternativamente un bolo de transmisor puede ser proveído que cubre
todos los electrodos como de grupo. Los electrodos alternados
cubiertos por un bolo de transmisor proveerán un campo energético
uniforme y homogéneo al tejido diana y la absorción específica
(SAR) será uniforme y homogénea por toda la área de contacto entre
el bolo y la superficie del paciente. En el caso de un aislamiento
de electrodo individual la SAR del tejido entre los electrodos sería
más baja que la SAR del tejido directamente debajo de un electrodo.
Sin embargo, esta variación en la SAR será significante solamente
cuando el espacio entre los electrodos individuales es largo.
\newpage
La alimentación eléctrica para los electrodos
puede ser simétrica y continuada, o simétrica y alimentada por
impulsos. Alternativamente la alimentación eléctrica para los
electrodos puede ser asimétrica y continuada, o asimétrica y
alimentada por impulsos. La alimentación eléctrica puede ser también
de varias frecuencias alimentadas homogéneamente a la completa
disposición de electrodos o alimentada con frecuencias diferentes
a electrodos individuales diferentes en la disposición de electrodos
para proveer un tratamiento con control paralela de la impedancia.
De esta manera cada uno de los múltiples electrodos puede tener una
frecuencia independiente. El rango de frecuencias alimentadas puede
ser desde debajo del límite de detección (mesurado en efectivo como
0 Mhz) hasta 500 MHz. Para el tratamiento de enfermedades y
condiciones de tejido de superficie la frecuencia preferidamente es
de 13,56 MHz, o 0,5 veces, 2 veces o 3 veces este valor (es de decir
6,78 MHz, 27,12 MHz o 40,68 MHz), y para el control de la impedancia
la frecuencia preferidamente es de 50 KHz.
El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la invención es
útil en el tratamiento y en el monitoreo de enfermedades y
condiciones de tejido de superficie. Estos tejidos de superficie
comprenden la epidermis, la dermis y capas de tejido subcutáneo y
tejidos de articulación.
La epidermis es la capa superior del tejido de
la piel y la capa de la dermis sigue de inmediato debajo de la
epidermis. El ancho de la capa epidérmica está entre aproximadamente
0,5 a 1,5 mm y el ancho de la capa dérmica está entre
aproximadamente 0,3 a 3,0 mm. El ancho de las capas está variado
entre sitios, por ejemplo, los párpados tienen unas capas de
epidermis y dermis muy finas y los pies tienen unas capas de
epidermis y dermis muy gruesas. El tejido subcutáneo se encuentra
debajo de la capa de la dermis, y el ancho de esta capa está
variado a través del cuerpo y está variado en el mismo sito también
entre individuales.
Los tejidos de articulación incluyen el tejido
conjuntivo y el tejido cartilaginoso, incluyendo cartílagos de
hialina, elásticos, fibrosos y articulares. Estos tejidos de
articulación y cartilaginosos que aparecen en proximidad cercana a
la superficie de la piel pueden ser tratados también con el uso del
medio de transmisión de energía acoplada a un campo eléctrico de la
invención.
El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la invención antes
descrito puede ser usado también para la medida de las propiedades
eléctricas de tejidos de superficie. La medida de la
bio-impedancia puede ser ejecutada simplemente con
el uso de dos pares de electrodos. Se aplica una corriente a través
de un par de electrodos y se detecta por un segundo par de
electrodos. El cambio en el voltaje detectado por el segundo par de
electrodos permite la medida de la impedancia del tejido examinado.
Una disminución de la impedancia denota un aumento en el flujo
sanguíneo (perfusión sanguínea).
La disposición inventiva que comprende múltiples
electrodos se puede usar simultáneamente para tratar un tejido de
superficie y para monitorizar el efecto del tratamiento. Ya que la
disposición inventiva comprende múltiples electrodos un número de
los electrodos se puede usar como electrodos de tratamiento para
tratar el tejido de superficie y un número aparte de electrodos en
la disposición puede ser usado como electrodos de medida para
monitorizar el efecto del tratamiento. Las frecuencias deseadas
aplicadas al tejido por los electrodos de tratamiento y por los
electrodos de medida pueden ser ajustadas individualmente por el
operador. La frecuencia puede ser ajustada también de ser diferente
entre los electrodos individuales entre los electrodos de
tratamiento o entre los electrodos de medida.
Para electrodos alternados positivos y negativos
en una disposición en forma de matriz la figura 7 muestra la
relación entre la SAR y la profundidad de penetración para un dado
material diana, y la figura 8 muestra la relación entre el voltaje
y el número de pares de electrodos entre 1 a 16 para un dado
material diana. Para electrodos alternados positivos y negativos en
una disposición de anillos concéntricos la figura 9 muestra la
relación entre la SAR y la profundidad de penetración para un dado
material diana, y la figura 10 muestra la relación entre el voltaje
y el número de pares de electrodos entre 1 a 16 para un dado
material diana. Las figuras 11 y 12 comparan las disposiciones de
electrodos de arriba en forma de matriz y en forma de anillos.
Por lo tanto la presente invención se refiere a
un medio de transmisión de energía capacitivamente acoplada a un
campo eléctrico para dirigir energía a un tejido diana de un
mamífero, el medio de transmisión eléctrica capacitivamente
acoplada a un campo eléctrico comprende múltiples electrodos
positivos y negativos en que el tejido diana es un tejido de
superficie, un tejido cartilaginoso o articular, y en que los
electrodos positivos y negativos están agrupados en una disposición
de electrodos alternados positivos y negativos. Se requiere una
disposición de campo cercano para el acoplamiento. Por esto el
dispositivo de acoplamiento capacitivo puede ser una antena de
condensador de campo cercano en que la distancia entre la fuente de
energía y el tejido diana es mucho menos que la longitud de onda de
la onda RF aplicada.
La disposición de electrodos alternados
positivos y negativos de la presente invención puede ser una
disposición de matriz como se muestra en la figura 3.
Alternativamente, la disposición de electrodos
alternados positivos y negativos de la presente invención puede ser
una disposición de anillos concéntricos como se muestra en la figura
4.
Específicamente el medio de transmisión de
energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la presente
invención es útil para el tratamiento de condiciones de tejidos de
superficie. Los tejidos de superficie incluyen la dermis, la
epidermis, los tejidos subcutáneos y tejidos cartilaginosos y
articulares.
El diámetro de los electrodos individuales en la
disposición de forma de matriz es preferidamente entre 1 mm y 10 mm
de diámetro, más preferidamente entre 2 mm y 8 mm de diámetro, y lo
más preferidamente entre 3 mm y 5 mm de diámetro.
Por esto el número de pares de electrodos en la
disposición en forma de matriz es preferidamente entre 1 y 32, más
preferidamente entre 5 y 16, y lo más preferidamente entre 8 y
16.
El diámetro de los anillos concéntricos
individualmente alternados es preferidamente entre 1 mm y 10 mm de
diámetro, más preferidamente entre 2 mm y 8 mm de diámetro, y lo más
preferidamente entre 3 mm y 5 mm de diámetro.
El número de pares de electrodos en la
disposición en forma de anillos concéntricos es preferidamente entre
1 y 32, más preferidamente entre 5 y 16, y lo más preferidamente
entre 8 y 16.
La profundidad de penetración del medio de
transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico
es preferidamente entre 1 mm y 10 mm, más preferidamente entre 1 mm
y 6 mm, y lo más preferidamente entre 1 mm y 3 mm.
La disposición de electrodos alternados
positivos y negativos del medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico está preferidamente
proveída sobre una placa de circuitos impresa. Una tal disposición
puede ser flexible también.
El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico puede comprender
electrodos de tratamiento para tratar el tejido de superficie y
electrodos de medida para monitorizar el efecto del tratamiento.
De más cada uno de los múltiples electrodos
positivos y negativos del medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico puede tener una
frecuencia independiente.
Se desvela también el uso del medio de
transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo
eléctrico que comprende múltiples electrodos positivos y negativos
en que los múltiples electrodos positivos y negativos están
agrupados en una disposición de electrodos alternados positivos y
negativos para proveer un método mejorado para el tratamiento de
hipertermia para el tratamiento de tejido diana de un mamífero.
Preferidamente el tejido diana es un tejido de superficie.
Células tumorales preferidamente están
sensitivas al calor en comparación con el tejido normal. De esta
manera se puede usar el dispositivo de hipertermia de la presente
invención para el tratamiento y/o la profilaxis de cánceres
epiteliales. Se pueden tratar todos los tipos de cáncer que ocurren
en tejidos de superficie al usar el dispositivo inventivo, por
ejemplo el carcinoma vasocelular, el carcinoma de células escamosas,
el melanoma, el sarcoma de Kaposi, las linfomas cutáneas, los
tumores anexiales, los sarcomas de tejidos blandos de la dermis,
los sarcomas de tejidos blandos de tejido subcutáneo, el carcinoma
de células de Merkel, el dermatofibrosarcoma protuberans (DFSP) y el
angiosarcoma.
Se puede usar el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la invención
también para el tratamiento y/o la profilaxis de enfermedades y
condiciones articulares y sinoviales, por ejemplo la artritis
reumatoide, la espondilitis anquilosante y el lupus.
Se puede usar el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la invención
también para el aumento de la micro-circulación de
la superficie. Esto es útil para tratar la fatiga por medio de
detoxificación de la área tratada.
Se puede usar el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la invención
también para fines cosméticos, por ejemplo para el tratamiento de
celulitis, la reducción de grasa y el lifting de tejido.
Se puede usar el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la invención
también para el tratamiento de una lesión muscular en seres humanos
o animales.
Se puede usar el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la invención
también para el aumento de la micro-circulación de
la superficie y para calentar el tejido de superficie para prevenir
espasmos musculares y una lesión muscular en seres humanos o
animales.
Se puede usar el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la invención
también para el tratamiento de lipomas en seres humanos o
animales.
Se puede usar el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la invención
también para el tratamiento de cualquier otra enfermedad o condición
que pueda beneficiarse de la suministración selectiva de energía a
un tejido de superficie.
\newpage
Se puede usar el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico también en combinación
con otros modos de terapia de cáncer, por ejemplo la quimioterapia,
radioterapia y cirugía.
Para la complementación de la radioterapia en
especial la aumentada perfusión sanguínea, y en consecuencia, la
oxigenación aumentada lleva a un resultado mejorado del tratamiento
de radioterapia. Para complementar la cirugía se la puede aplicar
de manera pre-operativa,
intra-operativa para la coagulación en una área rica
en capilares y/o para el tratamiento del cáncer y
post-operativamente para evitar la diseminación de
células malignas.
En particular se sabe que tumores tratados con
hipertermia demuestran una sensitividad más alta a fármacos de
quimioterapia lo que se debe a una circulación sanguínea aumentada
hacia el tumor y a una tasa metabólica celular aumentada en el
tumor. Por esto se puede usar el dispositivo de hipertermia de la
presente invención en combinación con un tratamiento de
quimioterapia con fármacos citostáticos y/o citotóxicos. Ejemplos
para unos fármacos citostáticos y/o citotóxicos son actinomicina D,
la aminoglutetimida, la amsacrina, el anastrozol, antagonistas de
bases de purina y de pirimidina, la antraciclina, inhibidores de la
aromatasa, la asparaginasa, antiestrógenos, el bexaroten, la
bleomicina, la buselerina, el busulfan, derivados de la
camptotecina, la capecitabina, el carboplatino, la carmustina, el
clorambucil, el cisplatino, la cladribina, la ciclofosfamida, la
citarabina, la citosina arabinosida, citostáticos alquilados, la
dacarbacina, la dactinomicina, la daunorubicina, el docetaxel, la
doxorubicina (la adriamicina), la doxorubicina lipo, la epirubicina,
la estramustina, el etopósido, el exemestano, la fludarabina, el
fluorouracil, antagonistas del ácido fólico, el formestano, la
gemcitabina, glucocorticoides, la goserelina, hormonas y
antagonistas de hormonas, el hycamtin, la hidroxiurea, la
idarubicina, la ifosfamida, el imatinib, el irinotecan, el letrozol,
la leuprorelina, la lomustina, el melfalán, la mercaptopurina, el
metotrexato, la miltefosina, mitomicinas, inhibidores de la
mitosis, la mitoxantrona, la nimustina, el oxaliplatino, el
paclitaxel, la pentostatina, la procarbazina, el tamoxifen, la
temozolomida, el tenipósido, la testolactona, el tiotepa, la
tioguanina, inhibidores de la topoisomerasa, el topotecán, el
treosulfano, la tretinoina, la triptorelina, trofosfamida, la
vinblastina, la vincristina, la vindesina, la vinorelbina y
antibióticos citostáticos activos.
Se desvela también el uso de un medio de
transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico
de la invención para proveer un procedimiento mejorado de
monitorizar el tratamiento de enfermedades y condiciones de tejido
de superficie.
Se puede usar el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico que comprende
múltiples electrodos positivos y negativos en que los múltiples
electrodos positivos y negativos están agrupados en una disposición
de electrodos alternados positivos y negativos además para la medida
de las propiedades eléctricas del tejido diana de un mamífero.
Preferidamente el tejido diana es un tejido de superficie.
Se puede usar el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico que comprende
múltiples electrodos positivos y negativos en que los múltiples
electrodos positivos y negativos están agrupados en una disposición
de electrodos alternados positivos y negativos además para el
tratamiento de un tejido diana de un mamífero y la medida
simultánea de las propiedades eléctricas del tejido diana.
Preferidamente el tejido diana es un tejido de superficie.
El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la presente
invención provee las siguientes ventajas significantes sobre medios
de transmisión de energía acoplada a un campo eléctrico del estado
de técnica.
Con el uso de la disposición inventiva de
electrodos la energía del medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico se proporciona
selectivamente al tejido de superficie exclusivamente. Por la
primera vez esto permite el tratamiento de hipertermia efectivo de
enfermedades y condiciones de tejido de superficie mientras se
protege el tejido sano de debajo de efectos colaterales indeseables
dañinos del calentamiento del tejido.
De más el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la presente
invención permite la selección de impedancia para las regiones
dianas de la superficie y el control de la impedancia de la misma
región.
También el medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico provee un medio tanto
para el tratamiento de tejido de superficie como para el monitoreo
simultáneo del efecto del tratamiento.
Figura 1 muestra un ejemplo de un dispositivo de
hipertermia de campo eléctrico corriente en que el aplicador
comprende el electrodo activo y el bolo de transmisor dispuesto
encima del tejido diana y un contra-electrodo
dispuesto debajo del tejido diana.
Figura 2 muestra la disposición inventiva de
electrodos que comprende múltiples electrodos positivos y negativos
proveídos el mismo plano.
Figura 3 muestra la disposición inventiva en
forma de matriz con electrodos alternados positivos y negativos.
\newpage
Figura 4 muestra la disposición inventiva en
forma de anillos concéntricos con electrodos alternados positivos y
negativos.
Figura 5 muestra los electrodos alternados
positivos y negativos conectados en el mismo plano vía el tejido
diana.
Figura 6 muestra el uso de dos medios de
transmisión de energía capacitivamente acoplada a un campo eléctrico
opuestos con la disposición inventiva de electrodos alternados
positivos y negativos.
Figura 7 muestra la relación entre la SAR y la
profundidad de penetración para la disposición en forma de matriz
(ajedrez) de electrodos alternados positivos y negativos.
Figura 8 muestra la relación entre el voltaje y
el número de pares de electrodos para la disposición en forma de
matriz (ajedrez) de electrodos alternados positivos y negativos.
Figura 9 muestra la relación entre la SAR y la
profundidad de penetración para la disposición en forma de anillos
concéntricos de electrodos alternados positivos y negativos.
Figura 10 muestra la relación entre el voltaje y
el número de pares de electrodos para la disposición en forma de
anillos concéntricos de electrodos alternados positivos y
negativos.
Figura 11 muestra la profundidad de penetración
para electrodos alternados positivos y negativos tal en una
disposición en forma de matriz (ajedrez) como en forma de anillos
concéntricos.
Figura 12 muestra la constancia de
suministración de voltaje para electrodos alternados positivos y
negativos tal en una disposición en forma de matriz (ajedrez) como
en forma de anillos concéntricos.
Ejemplo
La relación entre la disposición de electrodos y
el calentamiento específico de tejido de superficie ha sido
explicado más arriba. Los siguientes ejemplos dan un modelo del
efecto de los electrodos inventivos en el tejido de superficie.
En este modelo la energía capacitivamente
acoplada a un campo eléctrico fue proveída sea por la disposición
inventiva en forma de matriz o sea por la disposición inventiva en
forma concéntrica. Para la disposición en forma de matriz y para la
disposición en forma concéntrica la distancia repetitiva (d) de los
electrodos individuales fue ajustada a 5 mm. El diámetro (a) de los
electrodos individuales está ajustado a 4 mm para la disposición en
forma de matriz y el diámetro (a) de los electrodos individuales
está ajustado a 3 mm para la disposición en forma concéntrica. La
conductividad del material diana está ajustada a 0,3, la
permisividad relativa del material diana está ajustada a 20 y la
frecuencia de tratamiento está ajustada a 13,56 MHz.
Se muestran los resultados de la calculación de
modelo para estos dos electrodos en la figuras 7 y 12.
Las figuras 7 y 8 muestran el resultado de la
modelación para la disposición inventiva en forma de matriz
(ajedrez). La figura 7 muestra la relación entre la SAR y la
profundidad de penetración para un dado material diana y la figura
8 muestra la relación entre el voltaje y el número de pares de
electrodos entre 1 y 16 para un dado material diana. La figura 7
muestra la SAR con la potencia aplicada de 10 W y 17 W y demuestra
que la SAR está reducida a cerca de cero en una profundidad de más
de 3 mm. La figura 8 muestra el voltaje de amplitudes aplicadas con
40 V y con 150 V y demuestra que el voltaje proporcionado al tejido
queda relativamente constante cuando el número de pares de
electrodos está entre 5 y 16.
Para electrodos alternados positivos y negativos
en una disposición en forma de anillos concéntricos la figura 9
muestra la relación entre la SAR y la la profundidad de penetración
para un dado material diana y la figura 8 muestra la relación entre
el voltaje y el número de pares de electrodos entre 1 y 16 para un
dado material diana. La figura 9 muestra la SAR con la potencia
aplicada de 4 W y 8 W y demuestra que la SAR está reducida a cerca
de cero en una profundidad de más de 3 mm. La figura 10 muestra el
voltaje de amplitudes aplicadas con 40 V y con 150 V y demuestra
que el voltaje proporcionado al tejido queda relativamente constante
cuando el número de pares de electrodos está entre 5 y 16.
La figuras 11 y 12 muestran una comparación
entre las disposiciones de electrodos mencionadas arriba en forma
de matriz y en forma de anillos. Como se ve en la figura 11 la
profundidad de penetración para electrodos alternados positivos y
negativos en una disposición tal en forma de matriz como en forma de
anillos concéntricos está limitada a menos de 3 mm. La figura 12
demuestra la constancia de la suministración de voltaje para
electrodos alternados positivos y negativos en una disposición tal
en forma de matriz como en forma de anillos concéntricos.
Claims (12)
1. Un medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico que aplica ondas de
radiofrecuencia y corriente alternada para dirigir energía a un
tejido diana de un mamífero, en que el medio de transmisión de
energía acoplada a un campo eléctrico comprende múltiples electrodos
positivos y negativos,
- en que el tejido diana es un tejido de superficie y
- en que los múltiples electrodos positivos y negativos están agrupados en una disposición de electrodos alternados positivos y negativos.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación
1, en que la disposición de electrodos alternados positivos y
negativos es una disposición en forma de matriz.
3. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación
1, en que la disposición de electrodos alternados positivos y
negativos es una disposición en forma de anillos concéntricos.
4. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación
1, en que el tejido de superficie es tejido de epidermis, dermis o
subcutáneo.
5. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación
1, en que el tejido de superficie es tejido articular o
cartilaginoso.
6. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de las
reivindicaciones 2 o 3, en que el número de pares de electrodos está
entre 2 y 32.
7. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de las
reivindicaciones 2 o 3, en que el diámetro/la diagonal de los
electrodos individuales está entre 2 mm y 10 mm.
8. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de las
reivindicaciones 2 o 3, en que la profundidad de penetración está
entre 1 mm y 10 mm.
9. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación
1, en que la disposición de electrodos alternados positivos y
negativos está proveída en una placa de circuitos impresa.
10. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación
1, en que los múltiples electrodos positivos y negativos comprenden
electrodos de tratamiento y electrodos de medida.
11. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación
1, en que cada uno de los múltiples electrodos positivos y negativos
tiene una frecuencia independiente.
12. El medio de transmisión de energía
capacitivamente acoplada a un campo eléctrico de la reivindicación
1, en que los múltiples electrodos positivos y negativos están
cubiertos por un bolo de transmisor.
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