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.
Antecedentes de la invención
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.
Descripción de la invención
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.
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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.
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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.
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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.
Descripción de las figuras
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.
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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.
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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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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7805201B2 (en) 2000-02-17 2010-09-28 Standen Ltd. Treating a tumor or the like with an electric field
US8175698B2 (en) 2000-02-17 2012-05-08 Novocure Ltd. Treating bacteria with electric fields
US8019414B2 (en) 2006-04-05 2011-09-13 Novocure Ltd. Treating cancer using electromagnetic fields in combination with other treatment regimens
EP2153866A1 (en) * 2008-08-14 2010-02-17 Oncotherm Kft. Portable radiofrequency hyperthermia device with flexible treatment electrode for electric field capacitive coupled energy transfer
EP2174689A1 (en) 2008-10-13 2010-04-14 Oncotherm Kft. Radiofrequency hyperthermia device with target feedback signal modulation
US8192429B2 (en) 2010-06-29 2012-06-05 Theravant, Inc. Abnormality eradication through resonance
DE102012013534B3 (de) 2012-07-05 2013-09-19 Tobias Sokolowski Vorrichtung für repetitive Nervenstimulation zum Abbau von Fettgewebe mittels induktiver Magnetfelder
EP2703001A1 (en) 2012-08-26 2014-03-05 XAX Kft. Tumor vaccination
EP2703042A1 (en) * 2012-08-27 2014-03-05 XAX Kft. RF hyperthermia device for personalized treatment and diagnosis
US11491342B2 (en) 2015-07-01 2022-11-08 Btl Medical Solutions A.S. Magnetic stimulation methods and devices for therapeutic treatments
US10695575B1 (en) 2016-05-10 2020-06-30 Btl Medical Technologies S.R.O. Aesthetic method of biological structure treatment by magnetic field
US20180001107A1 (en) 2016-07-01 2018-01-04 Btl Holdings Limited Aesthetic method of biological structure treatment by magnetic field
US11247039B2 (en) 2016-05-03 2022-02-15 Btl Healthcare Technologies A.S. Device including RF source of energy and vacuum system
US11464993B2 (en) 2016-05-03 2022-10-11 Btl Healthcare Technologies A.S. Device including RF source of energy and vacuum system
US11534619B2 (en) 2016-05-10 2022-12-27 Btl Medical Solutions A.S. Aesthetic method of biological structure treatment by magnetic field
US10583287B2 (en) 2016-05-23 2020-03-10 Btl Medical Technologies S.R.O. Systems and methods for tissue treatment
US10556122B1 (en) 2016-07-01 2020-02-11 Btl Medical Technologies S.R.O. Aesthetic method of biological structure treatment by magnetic field
EP4066887B1 (en) 2019-04-11 2023-11-01 BTL Medical Solutions a.s. Devices for aesthetic treatment of biological structures by radiofrequency and magnetic energy
EP4146335A1 (en) 2020-05-04 2023-03-15 BTL Healthcare Technologies a.s. Device and method for unattended treatment of a patient
US11878167B2 (en) 2020-05-04 2024-01-23 Btl Healthcare Technologies A.S. Device and method for unattended treatment of a patient
DE102021210726A1 (de) 2021-09-27 2023-03-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Teil eines elektrochirurgischen Instruments
US11896816B2 (en) 2021-11-03 2024-02-13 Btl Healthcare Technologies A.S. Device and method for unattended treatment of a patient

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4164226A (en) * 1976-08-25 1979-08-14 Robert Tapper Iontophoretic burn-protection electrode structure
DE2844980A1 (de) * 1978-10-16 1980-04-24 Robert Tapper Verfahren zum schutz vor iontophoretischen verbrennungen und zugehoerige vorrichtung
US4669475A (en) * 1985-06-28 1987-06-02 Bsd Medical Corporation Apparatus and method for hyperthermia treatment
US5324323A (en) * 1992-09-09 1994-06-28 Telectronics Pacing Systems, Inc. Multiple channel cardiosynchronous myoplasty apparatus
GB9318853D0 (en) * 1993-09-11 1993-10-27 Walton John H D Improvements in relation to medical diathermy
ES2250994T3 (es) * 1995-06-19 2006-04-16 Holcomb Healthcare Services, Llc Aparato electronico de aplicacion medica para el tratamiento del dolor humano.
WO1997036645A2 (en) * 1996-03-18 1997-10-09 688726 Alberta, Ltd. Electrotherapy device
US5683429A (en) * 1996-04-30 1997-11-04 Medtronic, Inc. Method and apparatus for cardiac pacing to prevent atrial fibrillation
EP0970719A3 (en) * 1998-07-08 2000-08-23 Nitto Denko Corporation Electrode structure
US6393325B1 (en) * 1999-01-07 2002-05-21 Advanced Bionics Corporation Directional programming for implantable electrode arrays
AU4996300A (en) * 1999-05-10 2000-11-21 Gentronics, Inc. Method of electroporation-enhanced delivery of active agents
US6233488B1 (en) * 1999-06-25 2001-05-15 Carl A. Hess Spinal cord stimulation as a treatment for addiction to nicotine and other chemical substances
US6892099B2 (en) * 2001-02-08 2005-05-10 Minnesota Medical Physics, Llc Apparatus and method for reducing subcutaneous fat deposits, virtual face lift and body sculpturing by electroporation

Also Published As

Publication number Publication date
EP1916013A1 (en) 2008-04-30
DE602007009168D1 (de) 2010-10-28
PL1916013T3 (pl) 2011-05-31
ATE481129T1 (de) 2010-10-15
DE102006050369A1 (de) 2008-04-30
EP1916013B1 (en) 2010-09-15

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