ES2466690T3 - Electrodo para ablación de tejidos por radiofrecuencia - Google Patents

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Abstract

Un electrodo para una unidad electroquirúrgica, que comprende: un electrodo hueco (50) conformado en forma de un tubo hueco alargado, una región (20) no aislante de una longitud predeterminada formada sobre un lado del electrodo hueco, una región (24) aislante formada sobre una superficie externa del electrodo hueco en un área diferente a la región (20) no aislante, donde se forma una porción (10) de punta cerrada sobre un lado del electrodo hueco (50); una estructura para circulación de solución salina que está configurada para suministrar solución salina presurizada para enfriar la región (20) no aislante así como un tejido vivo que está en contacto con el electrodo hueco (50), en donde la estructura para circulación de solución salina incluye el electrodo hueco (50) que tiene un asa (100) para electrodo, un tubo (30) para solución salina localizado en el electrodo hueco (50), un ducto de suministro (82) que hace pasar la solución salina presurizada a través del asa (100) de electrodo desde el exterior de un cuerpo vivo hacia el interior del electrodo hueco (50), y un ducto (84) de descarga que descarga la solución salina presurizada a través del asa (100) de electrodo desde el interior del electrodo hueco (50) hacia el exterior del cuerpo vivo; y uno o más orificios (22) para descarga de solución salina formados en la región (20) no aislante del electrodo hueco (50), para descargar una parte de la solución salina presurizada circulante al tejido vivo el cual está en contacto con el electrodo hueco caracterizado porque el uno o más orificios (22) para solución salina son microorificios en donde el radio de uno o más orificios (22) para solución salina está en el rango de 0.01 a 0.025 mm y el uno o más orificios (22) para solución salina son perforados por un láser.

Description

Electrodo para ablación de tejidos por radiofrecuencia
Antecedentes de la invención
1.
Campo de la invención
La presente invención se relaciona con un electrodo para una unidad electroquirúrgica, y más particularmente con un electrodo para una unidad electroquirúrgica para el uso en la ablación y necrosis de un tejido vivo por energía eléctrica de RF.
2.
Descripción de la técnica relacionada
Se ha conocido de manera generalizada una técnica para perforar e insertar un electrodo en forma de tubo largo hueco en un tejido vivo objetivo y someter a ablación (o coagulación) el tejido vivo por energía de RF. En este caso, cuando una corriente fluye hacia el tejido vivo, el tejido vivo es calentado, de tal manera que el tejido vivo y los vasos sanguíneos son sometidos a ablación por uno o más mecanismos bioquímicos complicados. Tal proceso depende de la ablación de una célula causada por deformación térmica de las proteínas en la célula por encima de aproximadamente 60°C. Aquí, la célula incluye el tejido, vasos sanguíneos y sangre. Sin embargo, está técnica tiene un problema en que el tejido vivo y la sangre alrededor del electrodo son sometidos a ablación excesivamente y carbonizados, y el tejido vivo carbonizado alrededor del electrodo opera como un aislante el cual evita la extensión de la región de ablación del tejido vivo.
Con el fin de resolver el problema antes citado, la Patente de los Estados Unidos No. 6, 210,411 divulga una técnica para suministrar solución salina a través del interior de un tubo hueco de un electrodo, y descargar la solución salina hacia el exterior a través de un cuerpo poroso formado alrededor de una porción de punta del electrodo. Como en la patente anterior, las técnicas para descargar la solución salina hacia el exterior de un electrodo evitan la carbonización de un tejido vivo adyacente al electrodo por el calor latente de evaporización de la solución salina, y hace que la solución salina drene hacia los vasos capilares del tejido alrededor del electrodo, para mejorar de esta manera la conductividad eléctrica y extender la región de ablación del tejido vivo. Sin embargo, cuando una rata de flujo de la solución salina que puede ser infundida hacia el tejido vivo se incrementa, tiene un efecto nocivo sobre el paciente. Por lo tanto, puesto que la rata de flujo de la solución salina que puede ser infundida hacia el tejido vivo es restringida, si la energía de RF aplicada al tejido vivo excede un punto límite, la carbonización del tejido ocurre alrededor del electrodo. Como resultado, este método también tiene un límite en la extensión de la región de ablación.
Además, la Patente de los Estados Unidos No. 6.506,189 divulga una técnica para instalar un tubo de solución salina en un electrodo en forma de tubo hueco con una porción de punta cerrada, teniendo el tubo de solución salina un diámetro más pequeño que el del electrodo, y enfriando el electrodo mediante circulación de solución salina que introduce la solución salina en el interior del electrodo a través de la parte interna del tubo de solución salina, lo que hace el intercambio de calor en la solución salina en el electrodo, y recoge la solución salina a través de un espacio entre el tubo de solución salina y el electrodo. Cuando se aplica energía de RF a través del electrodo, el tejido más cercano al electrodo es mayormente calentado y posiblemente carbonizado. A media que el electrodo es enfriado por agua, el tejido más cercano que está en contacto con el electrodo puede ser enfriado y se evita su carbonización. De acuerdo con lo anterior es posible extender una región de ablación del tejido vivo. Sin embargo, si la energía RF aplicada al tejido vivo excede un punto límite, la carbonización del tejido ocurre alrededor del electrodo. Consecuentemente, este método también tiene un límite en la extensión de la región de ablación.
Los métodos antes mencionados han sido conocidos por la formación de una región de ablación esférica que tiene un radio de aproximadamente 2 cm a partir de un electrodo.
Entre tanto, la Patente abierta Coreana No. 10-2004-0092614 presentada por el presente solicitante sugiere una construcción de electrodo que incluye un electrodo hueco formado en forma de un tubo hueco con un orificio perforado mecánicamente, un tubo de solución salina para introducción de la solución salina presurizada hacia el interior del electrodo hueco, y un medio de control de flujo para controlar una rata de flujo de la solución salina descargada a través del orificio del electrodo hueco. De acuerdo con la patente anterior, la solución salina presurizada fluye desde el exterior de un tejido vivo hacia el interior del electrodo hueco a través del tubo de solución salina y enfría el electrodo hueco. La solución salina con intercambio de calor es descargada hacia el exterior del tejido vivo, y una parte de la solución salina presurizada es descargada a través del orificio perforado en el electrodo hueco. Un tubo de funda que tiene un orificio perforado alternativamente con el orificio del electrodo hueco recubre el electrodo hueco, lo que evita que la solución salina presurizada sea emitida de manera explosiva hacia el exterior del tejido vivo. Sin embargo, puesto que es difícil acoplar el medio de control de flujo separado al electrodo hueco, hay una desventaja económica. Además, cuando el electrodo insertado en el cuerpo es extraído, el medio de control de flujo puede ser separado del mismo. Además, el tubo de funda puede reducir un efecto de enfriamiento de la
solución salina presurizada. Adicionalmente, puesto que un diámetro del electrodo global, esto es un espesor de una aguja se incrementa, cuando el electrodo se inserta en el cuerpo, produce sangrado severo.
El documento EP 0 956 826 A2 divulga un instrumento quirúrgico de alta frecuencia con un canal de suministro de fluido, en donde se provee un electrodo de tratamiento para tener interacción con un tejido y que está formado por un medio poroso permeable fluido.
El documento WO 2004/093704 A1 divulga un electrodo para ablación de tejido por radiofrecuencia, en donde se forma un electrodo hueco en un tubo hueco y en donde se provee adición de un tubo refrigerante para suministrar un refrigerante para enfriar el electrodo.
El documento US 5,668,267 A divulga sistemas y métodos para detectar condiciones de temperatura múltiples durante los procesos de ablación de tejidos que involucran electrodos para ablación. Durante el proceso de ablación propuesto, el medio de enfriamiento para enfriar el electrodo de ablación bien se hace circular sin descargarlo a los tejidos o se descarga al tejido sin circulación.
Resumen de la invención
Por lo tanto, el objeto de la presente invención es proveer una estructura de electrodo económica y muy simple, en donde la solución salina presurizada puede enfriar suficientemente el interior de un electrodo hueco, y puede ser descargada desde el electrodo hueco hacia el interior de un tejido vivo el cual está en contacto con el electrodo hueco tanto como sea necesario.
El objeto subyacente a la presente invención se alcanza mediante un electrodo de acuerdo con la reivindicación independiente 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas del electrodo.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se provee un electrodo para una unidad electroquirúrgica que incluye: un electrodo hueco que tiene un asa y está conformado en forma de tubo hueco alargado, una región no aislante de longitud predeterminada que está formada en un lado del mismo, una región aislante que está formada en una superficie exterior del mismo diferente a la región no aislante; una estructura para circulación de solución salina que suministra solución salina presurizada para enfriamiento de un tejido vivo el cual está en contacto con el electrodo hueco desde el exterior del tejido vivo hacia el interior del electrodo hueco a través de un ducto de suministro, y descarga la solución salina presurizada desde el interior del electrodo hueco hacia el exterior del tejido vivo a través de un ducto de descarga; y uno o más orificios de descarga de solución salina formados en la región no aislante del electrodo hueco para descargar una parte de la solución salina presurizada circulante hacia el tejido vivo el cual está en contacto con el electrodo hueco; caracterizado porque dicho uno o más orificios son perforados por un láser y su radio va de 0,01 a 0,025 mm.
Aquí, el orificio de descarga para solución salina puede ser formado en un número plural en posiciones simétricas alrededor del electrodo hueco.
Además, en un estado en donde el electrodo hueco está expuesto al aire, menos del 5% de la solución salina presurizada circulante en el electrodo hueco puede ser descargada hacia el aire a través del orificio para descarga de solución salina, preferiblemente 0,3 a 3.8% de la solución salina presurizada circulante en el electrodo hueco puede ser descargada al aire a través del orificio para descarga de solución salina, y más preferiblemente, de 0.9 a 2.0% de la solución salina presurizada circulante en el electrodo hueco puede ser descargada hacia el aire a través del orificio para descarga de solución salina.
Alternativamente, en un estado en donde el electrodo hueco está expuesto al aire, cuando la solución salina circula en el electrodo a 90 cc/minuto, preferiblemente, una rata de flujo de la solución salina descargada al aire a través del orificio para descarga de solución salina varía desde 0.31 a 3.42 cc/minuto.
Además, en un estado en donde el electrodo hueco está expuesto al aire, cuando la solución salina circula en el electrodo a 90 cc/minuto, mas preferiblemente, una rata de flujo de la solución salina descargada al aire a través del orificio para descarga de solución salina varía desde 0.82 a 1.65 cc/ minuto.
Adicionalmente, más preferiblemente, un radio del orificio para descarga de solución salina varía desde 0.0125 a 0.0175 mm.
Adicionalmente, de manera preferible, la solución salina presurizada está presurizada a 700 hasta 1060 KPa, y se suministra al interior del electrodo hueco.
De acuerdo con la presente invención, puesto que el enfriamiento en el electrodo hueco puede ser maximizado económicamente y la solución salina puede ser descargada a una rata de flujo fija hacia el interior del tejido vivo que está en contacto con el electrodo hueco, es posible extender fácilmente una región de necrosis por ablación del tejido vivo.
Además, el electrodo puede minimizar el sangrado, y puede ser aplicado fácilmente a una operación por parte de un doctor.
Breve descripción de los dibujos
Los anteriores y otros objetivos, características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización preferida dada en conjunción con los dibujos acompañantes, en los cuales:
La figura 1 es una vista que ilustra un electrodo para una unidad electroquirúrgica, un orificio para descarga de solución salina que está siendo perforado en una superficie externa del electrodo;
La figura 2 es una vista esquemática que ilustra un equipo de operación global que incluye el electrodo de la figura 1;
La figura 3 es una vista que ilustra una construcción de un electrodo y un tubo de solución salina;
La figura 4 es una vista en sección que ilustra un electrodo para electrocirugía el cual es la presente invención; y
La figura 5 es una vista en sección que ilustra el electrodo para electrocirugía el cual es la presente invención, cuando se observa desde un ángulo diferente.
Descripción de la realización preferida
Aunque la presente invención ha sido descrita en detalle en relación con los dibujos acompañantes y las realizaciones, el alcance de la invención no se limita a la misma, sino que está definida por las reivindicaciones anexas.
La figura 1 muestra esquemáticamente un estado en donde un electrodo hueco 50 conformado en forma de un tubo hueco alargado de acuerdo con la presente invención, una región 20 no aislante de una longitud predeterminada formada en un lado del mismo, una región aislante 24 formada en una superficie externa del mismo diferente a la región no aislante 20, se inserta en un tejido vivo para llevar a cabo una ablación y necrosis. Una porción 10 de punta cerrada en un lado del electrodo hueco 50 está conformada en la forma de un miembro extremo en punta. Cuando la porción 10 en punta cerrada sobre su lado es formada integralmente con el electrodo hueco 50, es fácil perforar e insertar el electrodo hueco 50 en un tejido vivo 200 tal como el hígado. Como se ilustra en la figura 1, un orificio 22 para descarga de solución salina está formado en la región 20 no aislante del electrodo hueco 50. En un estado donde el electrodo hueco 50 es insertado en un tejido tumoral en el tejido vivo, cuando el electrodo hueco 50 recibe la aplicación de una corriente RF, la ablación y la necrosis proceden en una forma aproximadamente esférica. Una región en donde la ablación y la necrosis han procedido está indicada por el numeral de referencia 150 en la figura 1. Por ejemplo, cuando se encuentra un cáncer de hígado en el hígado, la operación se lleva a cabo para formar una región de ablación y necrosis esférica más grande que un tejido de cáncer de hígado.
Esto es, la ablación y la necrosis ocurren en el tejido vivo 200 por calentamiento. En este punto, cuando la región 20 no aislante está hecha para entrar en contacto con el tejido de tumor y recibe la aplicación de una corriente RF, puesto que la región 20 no aislante es conductora, la corriente RF fluye hacia el tejido vivo 200 el cual está en contacto con la región 20 no aislante, llevando a cabo la ablación y la necrosis hasta un cierto rango. Con el fin de evitar la ablación y necrosis de una porción del cuerpo no deseada, la mayor parte del electrodo hueco 50 diferente a la región 20 no aislante está recubierta con aislamiento o cubierta con un tubo de goma para formar la región aislante 24. Esto es, cuando la porción 10 de punta cerrada se coloca sobre el tejido tumoral y se aplica a la misma una corriente de RF, la corriente de RF fluye hacia el tejido el cual está en contacto con la región 20 no aislante, de tal manera que la ablación y la necrosis ocurren en una conformación aproximadamente esférica alrededor de la porción 10 de punta cerrada. Si un diámetro del electrodo hueco 50 excede de 3 mm, cuando el electrodo hueco 50 perfora y se inserta en la piel, el sangrado es severo, lo cual hace que la operación sea difícil. Por lo tanto, preferiblemente, el diámetro del electrodo hueco 50 no excede 3 mm. De manera que se minimiza el sangrado, más preferiblemente, el diámetro del electrodo hueco 50 es igual o menor a 2 mm o 1.5 mm.
Entre tanto, el tejido vivo 200 y la sangre alrededor de la región 20 no aislante del electrodo hueco 50 son sometidos a ablación y carbonizados excesivamente, y el tejido vivo 200 carbonizado alrededor del electrodo 50 opera como aislante que evita la extensión de una región de ablación del tejido vivo 200. De acuerdo con lo anterior, la presente invención provee una estructura de circulación de solución salina que lleva a cabo el enfriamiento del electrodo hueco 50 y el tejido vivo 200. Con este fin, el electrodo hueco 50 está conformado en forma de un tubo hueco, y se localiza un tubo 30 para solución salina en el mismo para suministrar solución salina al electrodo hueco 50. La solución salina puede ser suministrada a través del tubo 30 para solución salina y descargada a través de un espacio entre el tubo 30 para solución salina y el electrodo hueco 50, y viceversa. Puesto que el electrodo hueco 50 es muy delgado debido a la razón antes mencionada, la solución salina introducida en el interior del electrodo hueco 50 a través del tubo 30 para solución salina fluye hacia el interior del electrodo hueco 50 de manera inevitable en un estado de presión muy alta (presurizado en una alta presión de alrededor de 700 a 1060 KPa), enfriar a región 20 no
aislante, una superficie interna del electrodo hueco 50 y la porción 10 de punta cerrada, y es retornada y descargada.
La solución salina es introducida desde el exterior a través del tubo 30 para solución salina e intercambia calor en la región 20 no aislante del electrodo hueco 50.La solución salina con calor intercambiado es descargada hacia el exterior a través del espacio entre el electrodo hueco 50 y el tubo 30 para solución salina (puede ser a la inversa como se mencionó anteriormente). Esto es, con referencia a la figura 2, la solución salina introducida a través de un ducto de suministro 82 pasa a través del interior de un asa 100 para electrodo, y fluye hacia el interior del electrodo hueco 50 a través del tubo 30 para solución salina. Después del intercambio de calor, la solución salina es extraída del cuerpo a través del espacio entre el electrodo hueco 50 y el tubo 30 para solución salina, y descargada a través de un ducto de descarga 84 a través del asa de electrodo 100.
Además, de acuerdo con la presente invención, con el fin de prevenir una ablación y carbonización excesiva por el calor de evaporización latente y mejorar la conductividad eléctrica utilizando solución salina presurizada como fluido de enfriamiento del electrodo hueco 50 y descarga de una parte de la solución salina presurizada hacia el interior del tejido vivo 200, el orificio 22 para descarga de solución salina es formado en la región 20 no aislante del electrodo hueco 50. Si el orificio 22 es demasiado grande, puesto que la solución salina circulante tiene una presión muy alta, la solución salina presurizada puede ser emitida de manera explosiva, dañando un órgano del cuerpo, y evitando que la región 20 no aislante y la porción 10 de punta cerrada del electrodo hueco 50 sea localizada en un punto del tejido del tumor objetivo. Adicionalmente, puesto que una rata de flujo permisible de la solución salina infusionada dentro del cuerpo durante una operación es generalmente igual o menor a aproximadamente 120 cc/hora, una rata de flujo de la solución salina emitida hacia el cuerpo debería ser controlada estrictamente. Sin embargo, es necesario considerar una rata de flujo de solución salina vaporizada con la aplicación de una corriente de RF.
La característica más notable de la presente invención es proveer una estructura en donde el enfriamiento de la región 20 no aislante y la porción 10 de punta cerrada puede ejecutarse de manera eficiente mediante una solución salina presurizada durante una operación, y una parte de la solución salina presurizada para enfriamiento puede ser descargada efectivamente en el interior del tejido vivo 200.
El orificio 22 es perforado mediante un láser usando por ejemplo ND: YAG:CO2 como fuente. El láser puede perforar un microorificio que no puede ser formado por métodos mecánicos. El orificio es perforado principalmente de forma circular. Sin embargo, la forma del orificio es irrelevante. Los factores para controlar una rata de flujo de solución salina son el tamaño del orificio y la rata de flujo de la solución salina presurizada circulante.
De acuerdo con la presente invención, puesto que no es necesario instalar un medio de control de flujo especial sobre la parte exterior del orificio hueco 50, es posible manufacturar un electrodo hueco con un diámetro igual o inferior a 1.5 mm. Por lo tanto, el sangrado se minimiza durante una operación, lo cual aligera la carga de un doctor que lleva a cargo la operación. Sin embargo, si el diámetro del electrodo global es menor de 1.2 mm, aún cuando el electrodo se manufacture con un espesor mínimo para ser perforado e insertado en el cuerpo sin daño, la tecnología actual no puede disponer de un sensor de temperatura allí y circular una solución salina presurizada allí. De acuerdo con lo anterior, teniendo en consideración la posibilidad de sangrado, el diámetro del electrodo hueco 50 varía desde
1.2 mm hasta 3.0 mm, preferiblemente varía desde 1.2 mm hasta 2.0 mm, y más preferiblemente varía desde 1.2 mm a 1.5 mm.
La figura 2 es una vista esquemática que ilustra un equipo de operación global incluyendo el electro hueco 50 de la figura 1 y la estructura de circulación de la solución salina.
El sistema global incluye el electrodo hueco 50, la estructura de circulación de solución salina tal como una bomba 61 para infusión salina la cual puede transferir la solución salina al tubo 30 para solución salina dentro del electrodo 50 a través de un ducto 82 de suministro a una cierta rata de flujo o presión, o una unidad 62 para almacenamiento de solución salina descargada la cual almacena la solución salina descargada hacia el exterior del electrodo 50 a través del ducto 84 de descarga después de enfriar el electrodo 50, y un generador 63 de RF para aplicar una corriente de RF a la región 20 no aislante del electrodo hueco 50 el cual está en contacto con el tejido vivo 200. Una pluralidad de parches 64 de retorno están conectados eléctricamente al generador 63 de RF. Los parches de retorno 64 están unidos por ejemplo al interior de un miembro del cuerpo durante una operación. El electrodo 50 es insertado dentro del tejido vivo 200, por ejemplo el hígado en el cuerpo. Aquí, puede ocurrir un sangrado ligero. Después de que el electrodo 50 es insertado en el tejido vivo 200, el generador 63 de RF aplica una RF apropiada (por ejemplo, pulso) al electrodo 50 de tal manera que el tejido vivo 200 es calentado por el electrodo 50, y sometido a ablación y necrosis. En este proceso, el tejido vivo 200 alrededor del electrodo 50 puede ser carbonizado, operando como un aislante que evita la extensión de la región de ablación del tejido vivo 200. De manera que se prevenga esto, la solución salina, particularmente la solución salina suministrada a partir de una bolsa 60 de solución salina fisiológica es presurizada hasta una cierta presión o rata de flujo a través de la bomba 61 para infusión de solución salina, y suministrada al interior del electrodo hueco 50 a través del ducto 80 de suministro y el tubo 30 para solución salina.
La figura 3 es una vista en perspectiva en explosión que ilustra los componentes del electrodo hueco 50, particularmente, una construcción detallada de la región 20 no aislante, el orificio 22 para descarga de solución salina, la región 24 aislante, el tubo 30 para solución salina y una línea 40 de sensor de temperatura. Un miembro con extremo en punta el cual es la porción 10 de punta cerrada está formado integralmente con el electrodo hueco
50. Esto es, un miembro de extremo en punta conductor lleno puede ser utilizado como porción 10 de punta cerrada, y soldado integralmente al electrodo 50. Alternativamente, una porción de extremo del electrodo hueco 50 puede ser procesada en forma de un miembro de extremo en punta. A medida que la porción 10 de punta cerrada y el electrodo hueco 50 van a ser perforados e insertados en el tejido vivo 200 subcutáneo, deben conformarse de un material apropiado en consideración a la rigidez y biocompatibilidad, por ejemplo, un tubo de acero inoxidable.
Además, la mayor parte de la longitud de electrodo 50 está cubierta con un recubrimiento aislante o un tubo de goma para formar la región 24 aislante. Por lo tanto, aunque se aplica una corriente de RF a través del electrodo 50, la corriente de RF es aplicada solamente a la región 20 no aislante, y no es aplicada al tejido vivo 200 el cual está en contacto con la región 24 aislante. También, la línea 40 de sensor de temperatura es insertada en el tubo 30 para solución salina para detectar una temperatura dentro de la porción 10 de punta cerrada y la región 20 no aislante del electrodo hueco 50 en un tiempo real y usa el mismo para el control de salida de RF. Puesto que el orificio 22 para descarga de la solución salina formado por el láser es muy pequeño, una presión de la solución salina descargada al interior del tejido vivo 200 a través del orificio 22 puede ser controlada para no dañar el tejido en el cuerpo y para no exceder la rata de flujo permisible de la solución salina infusionada dentro del cuerpo durante una operación.
La figura 4 es una vista en sección que ilustra el electrodo hueco 50 para electrocirugía el cual es la presente invención, esto es, un estado de ensamblaje de los componentes explicado con referencia a la figura 3. Cuando la solución salina presurizada es introducida desde el ducto 82 de suministro explicado en la figura 2 al tubo 30 para solución salina, la solución salina presurizada enfría la porción 10 de punta cerrada y la región 20 no aislante del electrodo hueco 50 a través del tubo 30 para solución salina. La solución salina descargada desde el tubo 30 para solución salina es descargada principalmente desde el electrodo hueco 50 a través del ducto 84 de descarga a través de un espacio entre el tubo 30 para solución salina y una superficie interna del electrodo hueco 50. En la presente invención, tal flujo de la solución salina presurizada se define como “circulación de solución salina”.
Entre tanto, en la presente invención solamente una parte de la solución salina circulante es descargada al exterior del electrodo hueco 50 a través del orificio 22 para descarga de solución salina. La figura 4 muestra esquemáticamente la solución salina descargada a través de los orificios 22 para descarga de solución salina, en un estado en donde el electrodo hueco 50 está posicionado en el aire y la solución salina presurizada circula bajo las condiciones de operación. Aunque la solución salina presurizada es emitida, puesto que los orificios 22 para descarga de solución salina formados por el láser tienen un tamaño muy pequeño, la presión y la rata de flujo de la solución salina están restringidas para no dañar el tejido vivo 200 o el cuerpo. Esto se describirá más adelante.
La figura 5 es una vista en sección que ilustra el electrodo para electrocirugía el cual es la presente invención, cuando se ve desde un ángulo diferente. Cuando el orificio 22 es perforado en la región 20 no aislante del electrodo hueco 50, el número de los orificios 22 no está limitado. Sin embargo, si se perfora un orificio 22, puesto que la solución salina se descarga en una dirección, una fuerza externa puede ser aplicada al electrodo hueco 50 debido a una reacción. Tal fuerza externa puede evitar que el electrodo hueco 50 sea localizado en un punto exacto del tejido tumoral objetivo. Por lo tanto, preferiblemente, los orificios 22 se forman en posiciones simétricas alrededor de un centro del electrodo hueco 50. Como se muestra en la figura 5, dos orificios 22 circulares que tiene el mismo diámetro d están posicionados separados uno de otro a 180°. Sin embargo, el número de los orificios 22 no es más que un ejemplo. Si el número de los orificios 22 es n, cuando los orificios 22 adyacentes están espaciados entre sí a 360/n°, respectivamente, la suma de las fuerzas externas aplicadas al electrodo hueco 50 debido a una reacción es cero en los orificios 22 completos. Así es posible localizar con relativa facilidad el electrodo hueco 50 en el punto exacto del tejido tumoral objetivo.
Realizaciones
Un objeto de experimento fue el hígado de una vaca, y un generador de RF fue un producto de Valleylab. En estos experimentos, los orificios 22 para descarga de solución salina fueron provistos en el electrodo hueco 50 separados entre sí a 180°. Los resultados del experimento de las realizaciones 1 a 7 cambiando el tamaño de los orificios 22 se muestran las siguientes Tablas 1 a 3.
Tabla 1
Realizaciones
Radio de orificio (mm) Número de orificios Rata de flujo de circulación total Área de orificio total (mm2)
1
0.01 2 90 cc/minuto 0.000628
2
0.0125 2 90 cc/minuto 0.0009813
3
0.015 2 90 cc/minuto 0.001413
4
0.0175 2 90 cc/minuto 0.0019233
5
0.02 2 90 cc/minuto 0.002512
6
0.0225 2 90 cc/minuto 0.0031793
7
0.025 2 90 cc/minuto 0.003925
“Radio de orificios” representa el radio de cada orificio 22 perforado por el láser. Como se describió anteriormente, los orificios 22 fueron formados en posiciones separadas uno de otro a 180°. El área de los dos orificios 22 y la rata de flujo de circulación total de la solución salina presurizada son como se muestra en la Tabla 1 anterior.
Tabla 2
Realizaciones
Rata de flujo de escape en aire Relación de rata de flujo de escape a rata de flujo de circulación total (%) Rata de flujo de descarga en tejido Relación de rata de flujo de descarga a rata de flujo de circulación total (%) Rata de flujo de descarga a rata de flujo de escape (%)
1
0.31 cc/minuto 0.344444444 0.25 cc/minuto 0.277777778 80.6451612
2
0.82 cc/minuto 0.911111111 0.66 cc/minuto 0.733333333 80.4878048
3
1.21 cc/minuto 1.344444444 0.97 cc/minuto 1.077777778 80.1652892
4
1.65 cc/minuto 1.833333333 1.35 cc/minuto 1.5 81.8181818
5
2.20 cc/minuto 2.444444444 1.81 cc/minuto 2.011111111 82.2727272
6
2.75 cc/minuto 3.055555556 2.42 cc/minuto 2.688888889 88
7
3.42 cc/minuto 3.8 2.95 cc/minuto 3.277777778 86.2573099
La Tabla 2 muestra la rata de flujo de escape en el aire y la rata de flujo de descarga en el tejido a través de los
10 orificios 22, cuando la rata de flujo de circulación total como se muestra en la Tabla 1 fue aplicada al electrodo hueco 50 con la construcción anterior. Además, la Tabla 2 muestra la relación de la rata de flujo de escape en el aire a la rata de flujo de circulación total, la relación de la rata de flujo de descargue en el tejido frente a la rata de flujo de circulación total, y la relación de la rata de flujo de descarga en el tejido a la rata de flujo de escape en el aire.
Tabla 3
Realizaciones
Tiempo de ablación necrosis Volumen de ablación (cm3) Longitud de región no aislante Notas
1
3 minutos 10.65 1 cm Bueno (pequeño volumen de ablación)
2
15 minutos 60.65 3 cm Bueno
3
15 minutos 151.42 3 cm Bueno
4
15 minutos 181.50 3 cm Bueno
5
15 minutos 208.57 3 cm Bueno (un poco regular)
6
15 minutos 238.14 3 cm Bueno (un poco regular)
7
15 minutos 274.63 3 cm Bueno (un poco regular)
La Tabla 3 muestra el tiempo de ablación y necrosis y el volumen de ablación en el tejido de hígado de vaca, y la longitud de la región 22 no aislante del electrodo 50.
Considerando el volumen de la región de ablación y necrosis y la irregularidad de la forma esférica en las realizaciones anteriores, las realizaciones 2, 3 y 4 fueron consideradas como resultados óptimos. En el caso de la realización 1, aunque el volumen de ablación fue pequeño debido a una rata de flujo de descarga pequeña de solución salina, como se discute más adelante, si el número de orificios 22 se incrementa o se incrementa la rata de flujo de circulación total, se espera un resultado satisfactorio. Entretanto, aunque el volumen de ablación y necrosis fue mayor en las realizaciones 5, 6 y 7 que en las realizaciones previas, una forma en sección de la esfera fue un poco irregular o similar a una elipse.
Sin embargo, puesto que los orificios 22 para descarga de solución salina fueron muy pequeños, en cualquiera de las realizaciones, el tejido vivo no fue dañado por la solución salina descargada, y la rata de flujo de descarga de la solución salina no fue excesiva. En general, una rata de flujo permisible de solución salina infusionada en el cuerpo durante la electrocirugía es 120 cc/hora. En el caso de la realización 7 que tiene la rata de flujo de descarga más grande de la solución salina entre las realizaciones de la presente invención, la rata de flujo de descarga de la solución salina fue 44.25 cc (ml) en el experimento de 15 minutos (38.85 cc(ml) en el tejido), satisfaciendo el estándar. De acuerdo con lo anterior, las realizaciones completas de la presente invención fueron satisfactorias en términos de la rata de flujo de la solución salina descargada en el interior del cuerpo. Además, cuando una salida de RF aplicada al electrodo 50 es fuerte, puesto que la solución salina descargada puede ser vaporizada fácilmente, afecta menos el cuerpo.
Puede deducirse de las anteriores realizaciones que la realización de la rata de flujo de escape de la solución salina descargada a través de los orificios 22 para descarga de solución salina, esto es, la rata de flujo de escape en el aire es menor de 5%. Esto es, la mayor parte de la solución salina lleva a cabo el proceso de circulación, y menos del 5% de la solución salina circulante es descargada al exterior del electrodo hueco 50. La solución salina descargada a esta rata de flujo no es nociva para el tejido vivo 200. Esto es, la rata de flujo de circulación posible de la solución salina presurizada en la presente invención es máximo 120 cc/minuto. Cuando la rata de flujo de escape en el aire de 5%, la rata de flujo de la solución salina escapada al aire durante 15 minutos de operación es de 90 cc(ml) (la rata de flujo en el tejido es menor que estos), lo cual satisface el estándar. Según se confirma en la tabla, preferiblemente de 0.3 a 3.8% de la solución salina presurizada circulante en el electrodo hueco 50 puede ser descargada al aire, y más preferiblemente, 0.9 a 2.0% de la solución salina presurizada circulante en el electrodo hueco 50 puede ser descargada al aire. En este caso, como se revela en las realizaciones 2, 3 y 4 de la presente invención, fue posible obtener una región de ablación y necrosis de una forma esférica satisfactoria.
En estos experimentos, la rata de flujo del líquido descargado al hígado de la vaca a través de los orificios 22 fue aproximadamente de 80 a 88% de la rata de flujo de la solución salina presurizada escapada hacia el aire, y la rata de flujo de escape en el aire y la rata de flujo de descarga en el tejido tenían una relación casi lineal.
Cuando el radio del orificio 22 para descarga de solución salina fue de 0.01 mm, el tamaño de la ablación no se incrementó independientemente del tiempo. Por lo tanto, con el fin de incrementar el volumen de ablación, preferiblemente, la rata de flujo de la solución salina descargada al interior del tejido excede 0.25 cc/minuto, esto es, la rata de flujo de la solución salina escapada al aire excede 0.31 cc/minuto. Cuando el radio del orificio 22 para
descarga de solución salina es tan pequeño que la rata de flujo de la solución salina escapada al aire es menor de
0.31 cc/minuto, puesto que la rata de flujo de la solución salina es demasiado pequeña para llevar a cabo normalmente el enfriamiento y disminuir una impedancia, el volumen del tejido sometido a ablación se hace pequeño. Sin embargo, aunque los orificios 22 son pequeños como en la realización 1 con un radio de 0.01 mm, el número de los orificios 22 puede ser incrementado para mejorar la rata de flujo. De acuerdo con lo anterior, cuando se forman dos orificios 22 como en la realización1, la rata de flujo es deficiente. Pero, si se perfora una pluralidad de orificios que tienen un radio de la realización 1 en posiciones simétricas, es posible descargar la solución salina suficiente para disminuir la impedancia del tejido vivo 200. Esto es, si el número de los orificios 22 puede ser incrementado sin afectar la rigidez del electrodo hueco 50, aun cuando el área del diámetro de cada orificio 22 es pequeña, no hay dificultad en llevar a cabo una operación.
Alternativamente, en un estado en donde el electrodo hueco 50 está expuesto al aire, cuando la solución salina circula en el electrodo de 50 a 90 cc/minuto, si la rata de flujo de la solución salina descargada al aire a través del orificio 22 para descarga de solución salina varía de 0.82 a 1.65 cc/minuto, o si el radio del orificio 22 para descarga de la solución salina varía desde 0.0125 a 0.0175 mm, es posible obtener una región de ablación y necrosis de una forma esférica deseable como se sugiere en las realizaciones 2, 3 y 4.
A continuación, en los casos del ejemplo comparativo 1 el cual suministra solución salina al interior de un electrodo hueco, y descarga la solución salina suministrada completa al interior de un tejido por fuera del electrodo hueco a través de un cuerpo poroso formado alrededor de una porción de punta del electrodo, y el ejemplo comparativo 2 en el cual se enfría un electrodo hueco mediante circulación de solución salina que introduce solución salina en el interior del electrodo a través del interior del tubo para solución salina instalado en el electrodo, haciendo que la solución salina intercambie calor en el electrodo, y recoge la solución salina a través de un espacio entre el tubo para solución salina y el electrodo, un volumen de ablación no excedió 30 cm3 en la mayoría de los experimentos. Sin embargo, de acuerdo con la presente invención, como se muestra en la Tabla 3, cuando el radio del orificio 22 se incrementa, el volumen de ablación se incrementó más que el de los ejemplos comparativos 1 y 2 en al menos 2 a 9 veces.
Cuando se usa solución salina como solución salina presurizada, puede utilizarse solución salina de alta concentración (por ejemplo, por encima de 3%) y solución salina fisiológica al 0.9%. Puesto que está solución salina fisiológica al 0.9% tiene una concentración menor que la solución salina de alta concentración, mejora menos la conductividad eléctrica pero tiene una forma de ablación más pareja. Estos experimentos fueron llevado a cabo utilizando la solución salina fisiológica al 0.9% como solución salina. Se espera que la solución salina de alta concentración la cual tiene un efecto excelente en la mejora de la conductividad eléctrica del tejido vivo pueda incrementar más el volumen de ablación.
Además, en estos experimentos, la rata de flujo de circulación de la solución salina fue de 90 cc/minuto. Si la rata de flujo de la circulación de la solución salina es igual a o menor de 70 cc/minuto en el electrodo que tiene un diámetro de 1.5 mm, la rata de flujo de la solución salina es demasiado pequeña para manifestar un efecto de enfriamiento apropiado y obtener un tamaño de ablación apropiado. Además, la rata de flujo de circulación de la solución salina no puede exceder 120 cc/minuto debido a un límite técnico. Cuando la rata de flujo de circulación de la solución salina excede 120 cc/minuto, superando el límite técnico, el efecto de enfriamiento del electrodo mejora. Sin embargo, puesto que la rata de flujo de la solución salina descargada al interior del tejido se incrementa con el incremento de la rata de flujo de circulación total, hay una desventaja en que el tejido es sometido a una ablación irregular. De acuerdo con lo anterior, preferiblemente, cuanto más se incrementa la rata de flujo de circulación, más pequeño debería ser el tamaño del orificio de forma que se reduzca la rata de flujo descargada al interior del tejido.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un electrodo para una unidad electroquirúrgica, que comprende:
    un electrodo hueco (50) conformado en forma de un tubo hueco alargado, una región (20) no aislante de una longitud predeterminada formada sobre un lado del electrodo hueco, una región (24) aislante formada sobre una superficie externa del electrodo hueco en un área diferente a la región (20) no aislante, donde se forma una porción
    (10) de punta cerrada sobre un lado del electrodo hueco (50);
    una estructura para circulación de solución salina que está configurada para suministrar solución salina presurizada para enfriar la región (20) no aislante así como un tejido vivo que está en contacto con el electrodo hueco (50), en donde la estructura para circulación de solución salina incluye el electrodo hueco (50) que tiene un asa (100) para electrodo, un tubo (30) para solución salina localizado en el electrodo hueco (50), un ducto de suministro (82) que hace pasar la solución salina presurizada a través del asa (100) de electrodo desde el exterior de un cuerpo vivo hacia el interior del electrodo hueco (50), y un ducto (84) de descarga que descarga la solución salina presurizada a través del asa (100) de electrodo desde el interior del electrodo hueco (50) hacia el exterior del cuerpo vivo; y
    uno o más orificios (22) para descarga de solución salina formados en la región (20) no aislante del electrodo hueco (50), para descargar una parte de la solución salina presurizada circulante al tejido vivo el cual está en contacto con el electrodo hueco caracterizado porque
    el uno o más orificios (22) para solución salina son microorificios en donde el radio de uno o más orificios (22) para solución salina está en el rango de 0.01 a 0.025 mm y el uno o más orificios (22) para solución salina son perforados por un láser.
  2. 2.
    El electrodo de la reivindicación 1,
    en donde el uno o más orificios (22) para descarga de solución salina comprende una pluralidad de los orificios para solución salina formados en un número plural en posiciones simétricas alrededor del electrodo hueco (50).
  3. 3.
    El electrodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2,
    en donde, en un estado en donde el electrodo hueco (50) está expuesto al aire, menos del 5% de la solución salina presurizada que circula en el electrodo hueco (50) es descargada al aire a través del orificio (22) para descarga de solución salina.
  4. 4.
    El electrodo de la reivindicación 3,
    en donde, en un estado en donde el electrodo hueco (50) es expuesto al aire, de 0.3 a 3.8% de la solución salina presurizada circulante en el electrodo hueco (50) es descargada al aire a través del orificio (22) para descarga de solución salina.
  5. 5.
    El electrodo de la reivindicación 4,
    en un estado en donde el electrodo hueco (50) está expuesto al aire, de 0.9 a 2.0% de la solución salina presurizada circulante en el electrodo hueco (50) es descargada al aire a través del orificio (22) para descarga de solución salina.
  6. 6.
    El electrodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
    en donde, en un estado en donde el electrodo hueco (50) está expuesto al aire, cuando la solución salina circula en el electrodo a 90 cm3/minuto, una rata de flujo de la solución salina descargada al aire a través del orificio (22) para descarga de solución salina varía desde 0.31 a 3.42 cm3/minuto.
  7. 7.
    El electrodo de la reivindicación 4,
    en donde, en un estado en donde el electrodo hueco (50) está expuesto al aire, cuando la solución salina circula en el electrodo a 90 cm3/minuto, una rata de flujo de la solución salina descargada al aire a través del orificio (22) para descarga de solución salina varía desde 0.82 hasta 1.65 cm3/minuto.
  8. 8.
    El electrodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,
    en donde un radio de uno o más de los orificios (22) para descarga de solución salina varía desde 0.0125 hasta 0.0175 mm.
  9. 9.
    El electrodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
    en donde la solución salina presurizada esta presurizada a 700 hasta 1060 KPa y es suministrada al interior del electrodo hueco (50).
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