ES2606782T3 - Aparato para ablación de tejido que usa formación de imágenes por ultrasonidos - Google Patents

Abstract

Un aparato de cable coaxial hueco para la transmisión de energía de radiofrecuencia, RF, para la ablación de tejidos biológicos, que comprende: un cable eléctrico coaxial hueco que tiene una porción proximal y una porción distal (105) y que comprende conductores coaxiales interno y externo (50, 52) que se extienden entre la porción proximal y la porción distal (105); una antena RF dispuesta en la porción distal (105) del cable la cual transmite energía RF a una región de tejido a ser tratada; un primer conjunto (106) de transductores de ultrasonidos (70) dispuestos en la porción distal (105) del cable los cuales dirigen energía en frecuencia de ultrasonidos radialmente hacia fuera desde el cable hasta la región de tejido sobre un ángulo predeterminado, y los cuales detectan una señales ultrasónicas reflejadas y proporcionan una salida de señal se acuerdo con las señales ultrasónicas reflejadas; y una envolvente externa (55) que se extiende sobre los conductores coaxiales (50, 52) desde la porción proximal hasta la porción distal (105) del cable, teniendo la envolvente la envolvente externa (55) una porción distal que se extiende sobre la antena RF y el primer conjunto (106) de transductores de ultrasonidos (70) la cual tiene una ventana de material transparente a los ultrasonidos y a las microondas alineada con el primer conjunto de transductores de ultrasonidos (70), siendo el resto de la porción distal (105) de la envolvente externa (55) de material absorbente de microondas y ultrasonidos.

Description

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DESCRIPCION

Aparato para ablacion de tejido que usa formacion de imageries por ultrasonidos Antecedentes

1. Campo de la invencion

La presente invencion se relaciona en general con dispositivos medicos que se usan para la irradiacion de tejidos biologicos, tales como dispositivos para la ablacion de tejidos biologicos y, mas particularmente, con un sistema de transmision de energla de radiofrecuencia para tales dispositivos los cuales usan formacion de imagenes por ultrasonidos para cartografla r los tejidos.

2. Tecnica relacionada

Los sistemas de ablacion de tejidos terapeutica aplican energla a un sitio de tejido para ablacion biologica por via de diferentes medios de intercambio de energla, tales como conduccion de calor e irradiacion. Estos sistemas pueden emplear diferentes modos de energla, tales como radiofrecuencia, ultrasonidos, laser, criogenia y similares. Dentro del rango de radiofrecuencias (RF), ciertos sistemas de ablacion por microondas se usan para destruir o ablacionar tejidos biologicos. En una aplicacion, un sistema de ablacion por microondas se usa para ablacionar tejidos cardlacos que causan latidos del corazon irregulares o arritmia, evitando la necesidad de cirugla a corazon abierto mas arriesgada e invasiva. En una aplicacion tal, un miembro de ablacion tal como una antena RF se incorpora como parte de un cateter. El cateter es pasado a traves de la vena para el acceso al atrio. En el interior del atrio, la antena RF es colocada en la ubicacion deseada en donde se aplica la ablacion.

Los sistemas de ablacion por microondas pueden usarse tambien en el tratamiento de otros sitios biologicos tales como arterias, organos y vasos corporales. Como ejemplo, un sistema de ablacion por microondas se usa para ablacionar tumores en los pulmones, el hlgado, los rinones u otras zonas del cuerpo.

Las aplicaciones quirurgicas y terapeuticas requieren un sistema eficiente para la transmision de energla de radiofrecuencia al miembro de ablacion para la entrega de energla al sitio de tejido objetivo y tambien requieren una localizacion precisa del sitio de tejido a ser ablacionado. Los cateteres de ablacion de la tecnica anterior han sido equipados con dos o mas electrodos de electrocardiograma (“ECG) para proporcionar la senal de salida necesaria para la identificacion del sitio de ablacion deseado. Tambien se conoce el usar ultrasonidos para proporcionar una formacion de imagenes detallada de la zona de interes, situando tanto un cateter de formacion de imagenes por ultrasonidos como un cateter de ablacion independiente en el mismo sitio de interes. Sin embargo, es diflcil maniobrar ambos cateteres simultaneamente en el limitado espacio disponible con el fin de ejecutar la terapia de ablacion mientras se forma la imagen de la zona usando el cateter de formacion de imagen por ultrasonidos.

La invencion esta definida en la reivindicacion 1. El documento de patente internacional WO-A-2006/086152 divulga la tecnica anterior mas relevante.

Otras caracterlsticas y ventajas de la presente invencion se haran inmediatamente patentes a los expertos normales en la tecnica despues de revisar la descripcion detallada que sigue y los dibujos que acompanan.

Breve descripcion de los dibujos

Los detalles de la presente invencion, tanto para su estructura como su operacion, pueden deducirse en parte mediante el estudio de los dibujos que acompanan, en los cuales numeros de referencia iguales se refieren a partes iguales, y en los cuales:

la figura 1 es un diagrama de bloques esquematico, con arrancamiento parcial, de una realization de un sistema de ablacion de tejidos;

la figura 2A es una vista en alzado lateral simplificada esquematicamente, con arrancamiento parcial, de la portion distal de una primera realizacion del dispositivo de cable coaxial conductor hueco del sistema de la figura 1, que incorpora un conjunto transductor de ultrasonidos;

la figura 2B es una vista simplificada esquematicamente de la porcion distal, similar a la figura 2A pero rotada noventa grados;

la figura 2C es una vista en section transversal detallada a traves de la porcion distal del dispositivo de cable de las figuras 2A y 2B, dada por las llneas 2C-2C de la figura 2B;

la figura 2D es una vista en seccion transversal por las llneas 2D-2D de la figura 2C, que ilustra los transductores de ultrasonidos y los cables de conexion a los transductores con mas detalle;

la figura 2E es una vista en seccion transversal por las llneas 2E-2E de la figura 2B;

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la figura 3A es una vista simplificada esquematicamente, similar a la figura 2A, de la porcion distal de un dispositivo de cable coaxial modificado con una disposition de transductor de ultrasonidos y de cubierta externa diferente;

la figura 3B es una vista en section transversal por las llneas 3B-3B de la figura 3A;

la figura 4 es una vista simplificada esquematicamente similar a las figuras 2A y 3A pero que ilustra la porcion distal de otro dispositivo de cable coaxial modificado con una disposicion de transductor de ultrasonidos diferente;

la figura 5A es una vista simplificada esquematica, similar a las figuras 2A, 3A y 4, que muestra la porcion distal de otra realization de un dispositivo de cable coaxial con una disposicion de transductor de ultrasonidos y de cubierta externa diferente;

la figura 5B es una vista en seccion transversal por las llneas 5B-5B de la figura 5A;

la figura 6 es una vista simplificada esquematicamente, similar a las figuras 2A, 3A y 4, pero que ilustra la porcion distal de otra realizacion de un dispositivo de cable coaxial que tiene una antena monopolo y una disposicion de transductor de ultrasonidos diferente;

la figura 7A es una vista simplificada esquematicamente, similar a la figura 6, de la porcion distal de otra realizacion de un dispositivo de cable coaxial que tiene una antena monopolo y una disposicion de transductor de ultrasonidos diferente;

la figura 7B es una vista en seccion transversal por las llneas 7B-7B de la figura 7A;

la figura 8A es una vista simplificada esquematicamente, similar a las figuras 6A y 7A, de la porcion distal de otra realizacion de un dispositivo de cable coaxial el cual es similar al dispositivo de las figuras 7A y 7B pero tiene una cubierta o housing externa modificada;

la figura 8B es una vista en seccion transversal por las llneas 8B-8B de la figura 8A;

la figura 9 es una vista simplificada esquematicamente, similar a las figuras 6A, 7A y 8A, de la porcion distal de otra realizacion de un dispositivo de cable coaxial la cual es similar a la realizacion de las figuras 6A y 6B pero con una lumen central la cual esta abierta en el extremo delantero del dispositivo;

la figura 10 es una vista simplificada esquematicamente de un dispositivo de cable coaxial, similar al dispositivo de la figura 9, pero con una disposicion de transductor de ultrasonidos y cubierta externa modificado similar al de 7A y 7B;

la figura 11 es una vista simplificada esquematicamente de un dispositivo de cable coaxial, similar al dispositivo de la figura 10, pero con una disposicion de transductor similar al de las figuras 8A y 8B y una disposicion de envolvente externa modificado; y

la figura 12 es un diagrama de bloques esquematico de la unidad de control y monitorizacion de senal de la figura 1 la cual se conecta a cualquiera de los dispositivos de cable coaxial de las figuras 2 a 11.

Descripcion detallada

Ciertas realizaciones como las divulgadas en este documento proporcionan un dispositivo de transmision de energla de radiofrecuencia, el cual incorpora un cable coaxial para conducir energla de radiofrecuencia (RF), en particular energla de microondas, para la ablation de tejidos biologicos. El cable tiene conductores interno y externo coaxiales los cuales se extienden hasta una porcion distal del cable. El conductor interno tiene un miembro tubular conductor electrico alargado con una lumen que se extiende axialmente hueca. El conductor externo tiene un miembro tubular conductor electrico alargado, el cual esta dispuesto en una relation sustancialmente coaxial sobre el conductor interno. Un medio dielectrico esta dispuesto selectivamente entre los conductores interno y externo. Un miembro de ablacion el cual entrega energla de radiofrecuencia, en particular energla de microondas, esta situado en la porcion distal del cable, junto con uno o mas transductores de ultrasonidos para propositos de formation de imagen de la densidad de tejido.

Despues de leer esta descripcion, se hara patente para un experto en la tecnica como implementar la invention en diferentes realizaciones alternativas y aplicaciones alternativas. No obstante, aunque se describiran en este documento diferentes realizaciones de la presente invencion, se entiende que estas realizaciones se presentan solamente a modo de ejemplo y no de limitation. Como tal, esta descripcion detallada de diferentes realizaciones alternativas no debe interpretarse que limita el alcance o amplitud de la presente invencion segun se expone en las reivindicaciones anexas.

La figura 1 ilustra un sistema 100 de ablacion por energla con transmision de energla de radiofrecuencia (RF), el cual comprende un aparato o dispositivo 20 de cable coaxial alargado adaptado para su colocation adyacente a o en el interior de un sitio de tejido biologico y/o un vaso corporal de un paciente, una unidad 22 de mango y direction situada en el extremo proximal del dispositivo de cable 20 y una unidad 30 de monitorizacion y control de senal acoplada al extremo proximal del dispositivo de cable coaxial por via de un cable 24. La unidad de mango 22

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contiene controles de direccion y colocacion (no ilustrados) para el dispositivo de cable coaxial. La unidad 30 de monitorizacion y control de senal se describe con mas detalle abajo en conexion con la figura 12.

La porcion distal 25 de una realization del aparato de cable coaxial se ilustra en las figuras 2A a 2E, e incorpora un dispositivo de ablation 26, tal como una antena de RF, para entregar energla electromagnetica al sitio de tratamiento, as! como un montaje de sensor de ultrasonidos 28 para monitorizar la densidad del tejido en una zona del tejido a ser tratado antes de, durante y despues de un procedimiento de ablacion de tejido, segun se describe con mas detalle abajo.

Un generador de senal en RF de la unidad de control 30 esta acoplado electricamente al dispositivo de ablacion 26 a traves del cable coaxial, segun se describe con mas detalle abajo. El generador de senal Rf y la unidad de control para controlar la senal RF entregada al dispositivo de ablacion puede ser similar a la descrita en la solicitud de patente en tramitacion con numero de serie 11/479,259 presentada el 30 de junio de 2006, el contenido de la cual se incorpora en este documento como referencia.

La longitud y los diametros del dispositivo 20 de cable coaxial se adaptan segun se requiera para ajustarse al procedimiento medico particular, segun se conoce en la tecnica medica. El dispositivo 20 coaxial es generalmente tubular y tiene una construction multicapa con un paso cillndrico hueco o lumen 34 central que se extiende a lo largo de su longitud. El extremo distal 35 de la lumen 24 puede estar cerrado segun se ilustra en la figura 2 o puede estar abierto en otras realizaciones, por ejemplo segun se describe y muestra en el documento de patente de EE.UU. Numero 6,663,625, el contenido de la cual se incorpora en este documento como referencia.

Segun se ilustra en las figuras 2A a 2E, el aparato 20 de cable coaxial tiene un miembro tubular conductor electrico primero o interno o conductor 50 que tiene una porcion de extremo proximal y una porcion de extremo distal, y un miembro 52 tubular conductor electrico segundo o externo que se extiende coaxialmente con el conductor interno a lo largo de la mayorla de la longitud del dispositivo 20 pero que termina en la porcion distal 25. Las figuras 2A y 2B son vistas esquematicas simplificadas de la porcion distal 25 del dispositivo, parcialmente en section transversal pero con varios componentes mostrados como llneas unicas por simplicidad, para facilidad en la ilustracion del montaje de sensor de ultrasonidos y otros componentes. Las figuras 2C a 2E son vistas en seccion mas detalladas para mostrar la estructura de capas del dispositivo 20 incluyendo la porcion distal 25. Los conductores interno y externo pueden extenderse a lo largo de sustancialmente la longitud entera del cable desde el extremo proximal hasta la porcion distal 25. En una realizacion alternativa, los conductores 50, 52 pueden extenderse a lo largo de solo parte del cable hasta la porcion distal 25.

El conductor interno 50 y el conductor externo 52 comprenden, cada uno de ellos, un miembro tubular conductor electrico alargado, con el conductor externo 52 dispuesto en una relation sustancialmente coaxial sobre, al menos, una porcion de longitud del conductor interno 50. Esta disposition define un espacio anular entre las paredes del conductor interno 50 y del conductor externo 52 el cual es rellenado con una capa 54 de material dielectrico. Una camisa o envolvente externa 55 de material polimerico dielectrico encierra los conductores coaxiales 50, 52 y se extiende hasta la punta del dispositivo 20. Un forro interno o tubo de soporte 56 de material dielectrico flexible se extiende en el interior del conductor interno 50 hasta una ubicacion cercana al extremo distal o punta del dispositivo 20 y rodea el paso cillndrico hueco o lumen 34 central. En una realizacion, la lumen 34 en el interior del tubo 56 esta rellena de un material dielectrico transparente a las microondas y los ultrasonidos.

En esta realizacion, el dispositivo de ablacion 26 situado en la porcion distal 25 del aparato 20 de cable coaxial comprende una antena de radiofrecuencia (RF) de bobina helicoidal la cual esta acoplada electricamente tanto al conductor coaxial externo 52 en el punto de contacto 62 como al conductor interno 50 en su extremo opuesto, en el punto de contacto 64. A su vez, el conductor interno y el conductor segundo o externo estan acoplados electricamente a la fuente de energla RF de la unidad 30. En la realizacion ilustrada, el dispositivo de ablacion 26 comprende una bobina helicoidal arrollada alrededor de la superficie circunferencial externa del dispositivo de cable coaxial y que se extiende desde la porcion de extremo del conductor externo 52 hasta el extremo distal del dispositivo 20. La bobina helicoidal 26 esta revestida con una capa de revestimiento externa de material dielectrico (no ilustrada) tal como un encapsulante dielectrico polimerico el cual protege la integridad estructural de la bobina y tambien la apantalla del entorno biologico circundante. En realizaciones alternativas, pueden usarse otras formas de dispositivos de ablacion o antenas de radiofrecuencia en lugar de la antena 26 de bobina helicoidal, tal como una antena monopolo segun se ilustra en las realizaciones de las figuras 6 a 11 descritas con mas detalle abajo, o un par de microtiras conductoras electricas espaciadas dispuestas en la porcion distal del dispositivo de cable coaxial, segun se describe en el documento de patente de eE.UU. Numero 6,663,625 a la que se hace referencia arriba, el contenido del cual se incorpora en este documento como referencia. La antena RF 26 incluye un material conductor electrico o banda de hilo que es arrollada de una manera helicoidal para formar la bobina helicoidal. El diametro apropiado, paso entre vueltas y longitud del arrollamiento de la bobina y la selection del material conductor o banda de hilo es una cuestion de seleccion, los cuales pueden variar de acuerdo con los requerimientos del procedimiento particular segun se conoce en la tecnica. Asl, estos elementos y consideraciones de diseno no se detallan aqul.

Segun se muestra en las figuras 2A, 2B y 2E, se provee un medio dielectrico 54 en el espacio entre los conductores 50 y 52 coaxiales tubulares para impedir la conduction electrica entre el conductor interno 50 y el conductor externo 52. El medio dielectrico esta formado por un solido o un fluido o una combination de solido y fluido. Selectivamente,

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el dielectrico esta formado por una capa dielectrica la cual llena sustancialmente el espacio entre el conductor interno 50 y el conductor externo 52. Cualquier espacio no rellenado puede ser evacuado para formar un vacio o llenado con un material dielectrico solido o fluido alternativo. Un medio fluido dielectrico tal como aire puede ser dispensado en lugar de la capa dielectrica 55 solida. Puede introducirse vacio, el cual presenta tambien propiedades dielectricas, mediante la evacuacion de aire y sellado del espacio entre las porciones de extremo distal y proximal del cable durante la fabricacion. Como alternativa, puede configurarse una fuente de vacio en comunicacion de fluido con el espacio entre los conductores interno y externo en lugar de la colocacion de un medio dielectrico ya que un vacio puede presentar propiedades dielectricas.

Segun se menciono arriba, una camisa o envolvente externa 55 recubre el conductor externo 52 a lo largo de la longitud del dispositivo de cable coaxial hasta la porcion distal 25. La envolvente externa 55 esta constituida generalmente de un material polimerico que es biocompatible en el interior del entorno de un vaso corporal. Ejemplos de tales materiales incluyen material elastomero termoplastico como Pebax® disponible de Autochem Germany, polietileno, poliuretano, poliester, poliimida, poliamida y similares, con grados variables de radiopacidad, dureza y elasticidad.

El cuerpo tubular del dispositivo 20 de cable coaxial puede estar formado con una pluralidad de segmentos que usan uno o mas de los materiales antes mencionados o equivalentes, de tal forma que el dispositivo 20 sea progresivamente mas flexible hacia su extremo distal. Los segmentos pueden ser unidos juntos mediante adhesion termica, juntas a tope o union con adhesivo. Puede proporcionarse trenzado de refuerzo a la superficie del cuerpo tubular para alcanzar un nivel deseado de rigidez y resistencia torsional para que el dispositivo avance y sortee a traves del vaso corporal del paciente, al tiempo que permite aun que la porcion de extremo distal se dobla cuando se necesita. La porcion distal 25 puede ser de un compuesto polimerico mas blando que el resto del cuerpo, con poco o ningun trenzado de refuerzo, para proporcionar la flexibilidad deseada para la desviacion distal y conformacion del aparato.

En una realization, el conductor interno 50 y el conductor externo 52 pueden estar hechos de una construction de alambre trenzado flexible o un material conductor electrico en pelicula delgada o similar. El forro o tubo 56 interno y el conductor interno 50 se extienden desde la unidad de mango 40 a traves de la porcion distal del dispositivo de cable coaxial , mientras que el conductor externo 52 y la capa dielectrica 54 se extienden desde la unidad de mango 40 y terminan cerca de la porcion distal del dispositivo. En una realizacion, el interior de la porcion distal 25 entera del dispositivo esta relleno de un material dielectrico transparente a las microondas y los ultrasonidos el cual circunda la antena 26 de bobina helicoidal. El material puede ser fluido o solido.

En esta realizacion, el montaje de sensor de ultrasonidos 28 comprende un conjunto semicircular de sensores o transductores de ultrasonidos 70 espaciados alrededor de la mitad de la circunferencia del conductor interno 50 adyacente a su extremo distal, como se ilustra mejor en las figuras 2C y 2D. Los sensores o transductores 70 estan situados para dirigir senales ultrasonicas radialmente hacia fuera desde la antena de microondas y para recibir senales de eco reflejadas desde el tejido en el campo de vision de los transductores. La envolvente externa 55 en la porcion distal 25 del dispositivo 20 de cable coaxial o de ablation por microondas esta formado con un medio segmento 72 de material dielectrico que apantalla o que absorbe microondas y un medio segmento 74 el cual circunda el conjunto de sensores de ultrasonidos 28 formado por material dielectrico transparente a las microondas y los ultrasonidos, segun se indica mediante la porcion de linea de puntos en las figuras 2B y 2C. Esta disposition proporciona una apertura de microondas y ultrasonidos direccional de 180 grados. Las senales ultrasonicas son dirigidas a traves de la porcion 74 transparente a las microondas y los ultrasonidos de la envolvente que circunda el conjunto 28 de transductores de ultrasonidos, cubriendo una zona de tejido de 180 grados que circunda la porcion de extremo distal del dispositivo 20. El dispositivo puede ser rotado para proporcionar formation de imagen de 360 grados del tejido que circunda el dispositivo. Aunque se usan multiples transductores de ultrasonidos en las realizaciones ilustradas, puede usarse un unico transductor en realizaciones alternativas, y puede dirigir senales ultrasonicas radialmente o axialmente. Adicionalmente, aperturas de microondas y ultrasonidos mas pequenas que proporcionan un campo de vision de menos de 180 grados pueden usarse en otras realizaciones, con un numero reducido correspondiente de transductores de ultrasonidos, o transductores mas pequenos, si se requieren formacion de imagen direccional y haces de tratamiento mas precisos. En otras realizaciones, uno o mas transductores de ultrasonidos pueden ser situados para dirigir senales ultrasonicas axialmente hacia dente desde el extremo distal del dispositivo, correspondiendo con la porcion dirigida hacia delante del campo RF. Transductores dirigidos axialmente pueden usarse solos o en montaje con transductores dirigidos radialmente segun se describe en cualquiera de las realizaciones de este documento.

En la realizacion de las figuras 2A a 2E, los transductores de ultrasonidos 70 estan conectados a un generador de senal de impulsion de la unidad 30 de control de senal en el extremo proximal del dispositivo 20 por via de un primer hilo o cable de transductor que comprende el conductor interno 50 del dispositivo de cable coaxial, y unos segundos hilos o cables de transductor 75 los cuales estan conectados a los extremos externos de los respectivos transductores de ultrasonidos 70 segun se ilustra en la figura 2D. Los segundos hilos de transductor 75 se extienden desde los respectivos transductores a traves de la lumen 34 central del dispositivo 20 hasta el extremo proximal del dispositivo, en donde se conectan a traves del cable 24 a la unidad 30 de monitorizacion y control de senal.

Los transductores de ultrasonidos 70 pueden estar hechos de cualquier material piezoelectrico adecuado tal como

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ceramico y pueden tener una base polimerica revestida de un conductor adecuado tal como oro, platino o plata el cual es pegado a la superficie externa del conductor interno 50 adyacente a su punta distal, como se ilustra mejor en las figuras 2C y 2D. En una realization, el intervalo de frecuencias de ultrasonidos usadas puede ser del orden de 4 MHz a 40 MHz.

La antena RF 26 esta adaptada para recibir y radiar energla electromagnetica de una fuente de energla de radiofrecuencia de la unidad 30. Un ejemplo de espectro de radiofrecuencias adecuado es el de las frecuencias de microondas que varlan desde aproximadamente 300 MHz y hacia arriba. La antena RF comunica energla de campo electromagnetico distribuida de manera sustancialmente uniforme transmitida por la bobina helicoidal. La potencia del campo electromagnetico transmitida es sustancialmente normal al eje longitudinal de la antena RF y se produce un campo de energla uniforme a traves de una apertura semicircular formada por una ventana 74 transparente a las microondas. La energla entregada para la ablation esta distribuida de manera sustancialmente uniforme a lo largo de la antena a traves de la ventana 74, lo cual es independiente del contacto entre la antena y el tejido a ser ablacionado.

Segun se ilustra en la figura 2D, un sensor de temperatura 76 puede, tambien, estas situado en la lumen 34 adyacente al extremo distal 35 del dispositivo 20 y esta conectado a la unidad 30 de monitorizacion y potencia de senal por via de hilos 78. Esto permite que se optimice la energla RF entregada al tejido biologico objetivo controlando tanto la potencia reflejada (potencia inversa) hasta la antena como la temperatura del tejido detectada, segun se describe con mas detalle en la solicitud de patente en tramitacion numero 11/479,259, el contenido de la cual se incorpora en este documento como referencia en su integridad. En algunas aplicaciones, tambien pueden incorporarse electrodos de electrocardiograma (ECG) en la portion de extremo distal del aparato de cable.

En una realizacion, el conjunto de ultrasonidos 28 se usa para determinar el contraste de densidad del tejido de un sitio de tejido objetivo antes del tratamiento, durante el tratamiento y despues de que el tratamiento se completa. El dispositivo ilustrado en las figuras 2A a 2E tiene una ventana de 180 grados y, antes del tratamiento, la porcion distal 25 puede ser rotada para permitir cartografiar el tejido circundante. Una celula tumoral, por ejemplo, tiene una densidad diferente de otras celulas y tales celulas pueden ser localizadas basandose en la cartografla de las senales de ultrasonidos reflejadas las cuales se desplazan a velocidades diferentes las cuales pueden ser correlacionadas con la densidad del tejido a traves del cual pasan. La direction e intensidad del haz de microondas pueden ajustarse basandose en el mapa de densidad de tejido en el sitio objetivo durante el tratamiento. A continuation del tratamiento puede hacerse otro escaneo mas para ver si el tratamiento fue efectivo o se requiere mas tratamiento.

La figura 12 ilustra con mas detalle el montaje o sistema 30 de monitorizacion y control de senal. Segun se ilustra, la unidad o sistema 30 monitoriza y controla la relation de potencia impulsada/reflejada de la senal RF, la salida de potencia, las senales de impulsion del conjunto de ultrasonidos y las senales de salida de eco de ultrasonidos o del sensor y la temperatura en el aparato 20 cateter de ablacion RF. El sistema 30 tiene una fuente de alimentation (no ilustrada) la cual suministra alimentacion electrica a los diferentes componentes del sistema e incluye un microcontrolador 610 para controlar la operation del sistema de acuerdo con instrucciones programadas y entradas del operador en la entrada de control 612. Un modulo de visualization 614 y un modulo de alarma de salida 615 estan conectados a salidas apropiadas del microcontrolador 610. Tambien se provee un puerto de salida de datos 613 para conectar la salida a otros dispositivos remotos. El modulo de visualizacion 614 proporciona una visualizacion de salida del estado del proceso de ablacion as! como la cartografla de tejido por ultrasonidos o informacion de la senal eco.

Un microcontrolador 610 tambien esta conectado a un generador de senal RF u oscilador 616, el cual puede ser un oscilador de lazo de fase bloqueada (PLL). El oscilador de senal 616 esta conectado a un amplificador de potencia 618, el cual incluye un preamplificador para amplificar inicialmente la senal de salida del oscilador RF 616 y un segundo amplificador RF para la amplification final de la senal. Despues de la amplification por el amplificador RF 618, la senal RF pulsada es entregada a traves de un acoplador bidireccional 620 a la llnea de transmision RF del dispositivo de ablacion 20. El acoplador bidireccional 620 muestrea pulsos de impulsion de energla relativamente baja transmitidos a lo largo de la llnea de transmision hasta la antena RF 26 y los pulsos de energla reflejados de vuelta desde el tejido de ablacion objetivo y proporciona las muestras de pulsos impulsados y reflejados como senales de retroalimentacion 608, 609 al microcontrolador 610. Un modulo 622 de condition y detection de senal de temperatura esta conectado a los conductores 78 de senal de temperatura en el extremo de la llnea 560 de transmision RF y la salida de senal de temperatura del modulo 622 esta conectada tambien al microcontrolador 610.

Un modulo 624 generador de senal de impulsion del conjunto de ultrasonidos esta conectado por via de primer y segundo cables 50, 75 de transductor de ultrasonidos a los transductores de ultrasonidos 70 en la punta del dispositivo de ablacion o dispositivo de cable coaxial 20. En la realizacion de las figuras 2A a 2E, los cables de transductor comprenden el conductor interno 50 del dispositivo de cable coaxial y los hilos 75 los cuales se extienden desde el extremo externo de cada transductor a traves de la lumen 34 del dispositivo 20. El modulo 624 incluye tambien dispositivos de procesamiento y acondicionamiento de la senal eco de ultrasonidos y produce datos de imagen de ultrasonidos conectados al microcontrolador 610.

El microcontrolador esta programado para monitorizar la salida de potencia y los pulsos de energla impulsada y reflejada y para calcular la relacion entre los pulsos de energla impulsada y reflejada, o la ratio de ondas

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estacionarias en unidades de tension (ROE en voltios) segun se define en la solicitud de patente en tramitacion numero 11/479,259 a la que se hizo referencia arriba. Adicionalmente, el microcontrolador esta programado tambien para monitorizar la temperatura detectada en el sensor de temperatura 76 la cual esta estrechamente relacionada con la temperatura inducida en el tejido como resultado del proceso de ablacion, ya que el sensor de temperatura 76 es situado cerca del sitio de ablacion. El sensor de temperatura 76 esta montado en la lumen 34 en la punta distal del dispositivo 20 en la realizacion ilustrada, pero puede estar montado sobre la superficie exterior del cateter o en otras ubicaciones en la porcion de extremo distal del cateter en realizaciones alternativas. El microprocesador esta programado tambien para monitorizar los datos de imagen de ultrasonidos recibidos desde el modulo de ultrasonidos 624 y proporcionar un mapa de densidad del tejido para visualizar en la unidad de visualizacion 614 de salida.

En esta realizacion, el microcontrolador 610 esta programado para ajustar la frecuencia para obtener una relacion de potencia reflejada a impulsada minima y para ajustar el nivel de potencia RF para obtener una consigna de temperatura seleccionado para aumentar o reducir la ablacion de tejido basandose en la salida detectada de los transductores de ultrasonidos. Una combinacion de la salida del sensor de temperatura y la salida del sensor de ultrasonidos puede usarse para ajustar el nivel de potencia RF y la frecuencia. La consigna de temperatura puede ser un punto de consigna, mas o menos unos pocos grados, o puede ser un intervalo de temperaturas seleccionado, segun se describe en la solicitud de patente en tramitacion numero 11/479,259 a la que se hace referencia arriba. La potencia reflejada es proporcional a la impedancia combinada del tejido biologico y del sistema de antena como un todo y, por lo tanto, minimizar la potencia reflejada es lo mismo que igualar en impedancia el sistema para la maxima transferencia de potencia impulsada para entrega al tejido que esta siendo ablacionado. Al mismo tiempo, los cambios de temperatura que son medidos por el sensor de temperatura pueden ser correlacionados con el efecto de energla RF combinado (ablacion) del tejido biologico y el sistema de antena como un todo. Una vez que se establecen los puntos de consigna de la temperatura segun se miden, la frecuencia RF y la potencia entregada al tejido objetivo pueden ajustarse dentro de los puntos de consigna de temperatura preestablecidos y pueden, tambien, ser ajustados basandose en la densidad de tejido determinada a partir de las salidas del sensor de ultrasonidos con el fin de mejorar la efectividad de un procedimiento de ablacion de tejido.

Aunque esta realizacion usa temperatura detectada, senales de ultrasonidos detectadas y relacion de potencia inversa a impulsada como parametros de control al ajustar los parametros de la senal RF con el fin de obtener una temperatura y una relacion de potencia cercana a las consignas del usuario o por defecto, realizaciones alternativas pueden usar la temperatura sola o las senales de ultrasonidos solas como parametro de control. En una realizacion, los sensores de ultrasonidos se usan en montaje con el sensor (o sensores) de temperatura con el fin de ajustar la frecuencia de salida de los pulsos RF con el fin de efectuar una igualacion sustancial de la impedancia de la llnea de transmision con la impedancia de carga de la antena RF y el tejido biologico. Como alternativa, puede usarse la salida del sensor de ultrasonidos sola para este proposito y el sensor de temperatura puede omitirse en realizaciones alternativas. El microcontrolador puede monitorizar tambien la potencia de salida y la temperatura para asegurar que no exceden de unos llmites maximos para una operacion segura. El microcontrolador ajusta la frecuencia RF controlando el oscilador 616, ajustando con ello tambien la relacion de potencia reflejada/impulsada. La potencia RF entregada puede ajustarse hacia arriba y hacia abajo controlando el amplificador 618, en vez de ajustar la temperatura detectada.

Ademas de monitorizar la potencia reflejada y la temperatura detectada como parametros para controlar la frecuencia RF y la potencia entregada al tejido objetivo, el sistema tambien esta organizado para controlar el modulo generador de senal 624 para el conjunto de ultrasonidos 28, y para recibir datos de imagen de ultrasonidos desde el modulo 624 y crear mapas de densidad de tejido basandose en los datos de imagen para visualizar sobre la unidad de visualizacion 614 de salida. Senales ultrasonicas son emitidas desde la zona del transductor de ultrasonidos y dirigidas radialmente desde los transductores hacia la region de tejido que circunda la porcion de extremo distal 25 del transductor. Senales reflejadas a traves del tejido son recibidas por los transductores o sensores 70 y transmitidas a lo largo del conductor interno 50 y los hilos 75 hasta el modulo 624 de senal de impulsion y senal eco de ultrasonidos. Segun se desplazan las senales ultrasonicas a traves del tejido, porciones de las senales son reflejadas a los sensores. Las senales reflejadas se desplazan a velocidades diferentes las cuales pueden ser correlacionadas con la densidad del tejido sobre el cual son enfocadas las senales. El contraste de densidad de una ubicacion a otra puede indicar anormalidades u otras caracterlsticas del tejido. Por ejemplo, los tumores generalmente son de densidad mas elevada que el tejido sano. El conjunto de transductores de ultrasonidos y el modulo 624 de procesamiento de senal forman juntos un sistema de formacion de imagen de tejido el cual esta incorporado en el cabezal de tratamiento de forma que la monitorizacion del tejido puede tener lugar antes del tratamiento con el fin de situar con precision la antena, y tambien mientras esta teniendo lugar el tratamiento con el fin de ajustar la salida de senal de ablacion desde la antena basandose en la profundidad de ablacion detectada. La formacion de imagen despues de que el tratamiento es completo y la comparacion con los mapas de tejido creados antes del tratamiento puede ayudar a determinar la efectividad del tratamiento.

En la realizacion de las figuras 2A a 2E, el conjunto de transductores de ultrasonidos 28 comprende una serie de transductores espaciados circunferencialmente alrededor de la mitad de la circunferencia del conductor interno 50 adyacente a su extremo distal, y se dirige energla ultrasonica radialmente hacia fuera desde el conductor 50 en un rango de 180 grados que circunda la porcion 74 transparente a las microondas de la envolvente externa 55 en la

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porcion distal 25 del dispositivo 20. En realizaciones alternativas, puede proveerse un numero mayor o menor de transductores 70 y estos pueden estar situados en posiciones diferentes en la porcion distal del dispositivo 20 espaciados radialmente alrededor del eje central de la antena, o espaciados axialmente en paralelo con el eje de la antena. Las figuras 3A a 11 ilustran algunas disposiciones de transductores de ultrasonidos alternativas as! como algunas disposiciones de antena de microondas alternativas. Estas realizaciones son, por lo demas, identicas a la primera realizacion y usan la misma unidad o sistema de monitorizacion y control de senal que el descrito arriba en conexion con las figuras 1 y 12 con el fin de controlar la frecuencia RF y la energla dirigida sobre un sitio de tratamiento as! como para obtener mapas de densidad de tejido del sitio de tratamiento antes de, durante y despues del tratamiento.

En la realizacion ilustrada en las figuras 3A y 3B, el aparato 20 tiene una porcion distal 80 modificada en la cual se provee un conjunto 81 de transductores de ultrasonidos 70 espaciados alrededor de la circunferencia entera del conductor interno 50, segun se ilustra en la figura 3B. Adicionalmente, la porcion de envolvente 82 entera que circunda la antena 26 y los transductores 70 en la porcion distal del cable es de material transparente a las microondas. Esta disposition proporciona una apertura de campo de microondas y ultrasonidos de 360 grados u omnidireccional. Como en la realizacion previa, los elementos transductores de ultrasonidos 70 estan situados distales a la antena de microondas. Otras partes en las figuras 3A y 3B son identicas a la realizacion previa y se usan numeros de referencia iguales para partes iguales segun sea apropiado.

La figura 4 ilustra otra realizacion alternativa en la cual la porcion distal 84 del dispositivo 20 tiene, de nuevo, una apertura de microondas y ultrasonidos de 360 grados, similar a la realizacion previa, pero el conjunto 85 de elementos de ultrasonidos 70, en este caso, esta espaciado hacia atras y en el interior de la antena de microondas 26. Los elementos 70 de la figura 4 estan espaciados alrededor de la circunferencia externa entera del conductor interno 50, de la misma manera que se ilustra en la figura 3B de la realizacion previa, pero en esta realizacion los elementos 70 estan tambien escalonados axialmente alrededor de la circunferencia del conductor 50, como se ve en la figura 4. Esto proporciona mayor cobertura del tejido circundante. Otras partes de esta realizacion son identicas a las realizaciones previas y se usan numeros de referencia iguales para parte iguales segun sea apropiado. Como en las realizaciones previas, el conductor 50 coaxial interno proporciona un cable electrico desde el conjunto de transductores hasta el modulo 624. El segundo conector o cable comprende hilos 86 que se extienden a traves de la lumen 34 alrededor del extremo abierto del conductor 50 y que se doblan hacia atras para conectarse con los extremos distales de los respectivos transductores.

En las realizaciones previas, los transductores de ultrasonidos 70 estan montados sobre la superficie externa del conductor interno 50 del dispositivo 20 de cable coaxial. Las figuras 5A y 5B ilustran un aparato de cable coaxial que tiene una porcion distal 88 modificada en la cual estan montados transductores de ultrasonidos en cambio en un conjunto 89 alrededor de la superficie externa del transductor externo 52, adyacente al extremo proximal de la antena 26. Los transductores 70 individuales pueden ser identicos a los de las realizaciones previas, aunque situados en una ubicacion diferente en la porcion distal del dispositivo 20. En este caso, el conductor externo 52 comprende un primer cable entre cada transductor 70 del conjunto 89 y el extremo proximal del dispositivo 20. Hilos 90 pueden extenderse sobre una capa de apantallamiento que cubre el conductor externo 52 para conectar al los extremos distales de los transductores 88, formando las segundos hilos o cables de transductor de ultrasonidos para cada transductor. Como alternativa, hilos 90 pueden extenderse a traves de un medio dielectrico 54 en el espacio entre los conductores interno y externo 50, 52 antes de conectar a los extremos distales de los transductores 88. Otras partes del dispositivo de las figuras 5A y 5B son identicas a las realizaciones previas y se usan numeros de referencia iguales para partes iguales segun sea apropiado.

La realizacion de las figuras 5A y 5B, de nuevo, tienen una apertura de senal de microondas y ultrasonidos de 360 grados u omnidireccional. En una realizacion alternativa, puede proveerse una ventana de 180 grados de manera similar a la primera realizacion, con transductores 88 espaciados alrededor de solo la mitad de la circunferencia externa del conductor externo 52, como es el caso de alguna de las realizaciones descritas abajo.

Las realizaciones que siguen tiene mas de un juego o conjunto de transductores de ultrasonidos situados en la porcion distal de dispositivo de ablation 20 de cable coaxial La figura 6 ilustra una realizacion en la cual la porcion distal 92 del dispositivo de ablacion 20 tiene una antena RF modificada y un montaje de transductor de ultrasonidos modificada. Otras partes del dispositivo de ablacion o de cable coaxial 20 son identicas a partes de una o mas de las realizaciones previas y se usan numeros de referencia iguales para partes iguales segun sea apropiado. En esta realizacion, la entrena RF es una antena monopolo la cual puede comprender la porcion de extremo que se proyecta del propio conductor interno 50 o puede ser una antena monopolo 94 segun se indica con llnea de puntos en la figura 6. Cuando los conductores interno y externo estan alimentados, actuan como una gula de ondas con un campo electromagnetico generado entre ellos y este campo se propaga radialmente hacia fuera desde la antena monopolo 94 o el conductor interno a traves de la envolvente 82 transparente a las microondas de la porcion distal 92 del dispositivo, donde puede aplicarse para propositos de ablacion de tejido. Puesto que la cubierta o envolvente externa 82 de la porcion de extremo distal es transparente a las microondas alrededor de su circunferencia entera, el dispositivo tiene un apertura de campo de microondas de 360 grados, como en las realizaciones de las figuras 3, 4 y 5.

El montaje de transductor de ultrasonidos en esta realizacion comprende dos juegos 95, 96 de transductores de

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ultrasonidos 70 espaciados, con los transductores de cada juego espaciados alrededor de la circunferencia entera del conductor interno 50, de la misma manera que se ilustra para el juego o conjunto 81 unico mostrado en la figura 3B. El primer juego 95 de transductores esta espaciado hacia delante del extremo distal del conductor externo 52 y el segundo juego 96 esta espaciado hacia delante desde el primer juego y hacia atras desde la punta distal del dispositivo. Ambos juegos de transductores de microondas estan situados dentro del campo de microondas. El dispositivo de la figura 6 tiene, por lo tanto, un campo de microondas de 360 grados omnidireccional y una correspondiente salida de senal de ultrasonidos de 360 grados. El uso de dos juegos espaciados de transductores de ultrasonidos puede proporcionar una cartografla mas precisa de las densidades de tejido circundante. En rata realizacion, como en alguna de las realizaciones previas, el conductor interno 50 comprende la primera llnea o cable de conexion de senal entre todos los transductores de cada uno de los juegos y el modulo de procesamiento de senal de la unidad 30 de monitorizacion y control de senal en el extremo proximal del dispositivo. La segunda llnea de conexion puede comprender hilos similares a los hilos 86 de la figura 4 los cuales se extienden a traves de la lumen 34 central del conductor coaxial y hacia fuera a traves del extremo distal abierto del conductor interno 50, antes de doblarse de vuelta sobre el extremo externo y extenderse a lo largo de la superficie externa del conductor interno 50 para conectar con los transductores. Como alternativa, los segundos hilos conectores pueden extenderse a traves de la capa dielectrica 54 entre los conductores interno y externo.

Las figuras 7A y 7B ilustran otra realizacion en la cual la porcion distal 100 del dispositivo de ablacion 20 tiene una antena RF monopolo como en la realizacion previas, junto con un montaje de transductor de ultrasonidos modificado. Otras partes del dispositivo de ablacion o de cable coaxial 20 son identicas a las partes de una o mas de las realizaciones previas, y se usan numeros de referencia iguales para partes iguales segun sea apropiado. En esta realizacion, como en la realizacion de la figura 2, la envolvente externa en la porcion distal tiene una primera porcion 72 semicircular de material que absorbe o que apantalla de microondas y una segunda porcion 74 semicircular de material dielectrico transparente a las microondas y los ultrasonidos.

El montaje de transductor de ultrasonidos de esta realizacion comprende, tambien, juegos 102, 104 de elementos transductores 70 espaciados, pero los dos juegos estan situados de manera diferente que la realizacion previa. En esta realizacion, un primer juego 102 de transductores de ultrasonidos esta situado alrededor de la mitad de la circunferencia externa del conductor externo 52 adyacente al extremo proximal de la antena RF, similar a la situacion del transductor en la figura 5, mientras que un segundo juego 104 esta situado alrededor de la correspondiente mitad de la circunferencia externa del conductor interno 50 cerca de la punta distal del conductor 50, en una posicion similar a los transductores de la primera realizacion de las figuras 2A a 2E, con los dos juegos de transductores enfrentados radialmente hacia fuera a traves de la ventana 74 o apertura transparente a los ultrasonidos la cual, en este caso, tiene un extremo proximal adyacente al extremo proximal del primer juego 102 de transductores. En este caso, el conductor interno 50 comprende la primera llnea o cable de conexion de senal desde cada uno de los transductores de ultrasonidos del juego 104 hasta el modulo de acondicionamiento y procesamiento de senal en el extremo proximal del dispositivo, como en alguna de las realizaciones previas. De manera similar, el conductor externo 52 comprende la primera llnea o cable de conexion de senal desde cada uno de los transductores del juego 102. Hilos de conexion similares a los hilos 75 de la figura 2D y hilos 90 de la figura 5A pueden usarse para las segundas llneas de conexion.

La porcion distal 100 de la realizacion de las figuras 7A y 7B tiene una apertura de microondas y ultrasonidos de 180 grados, como en la primera realizacion, pero en este caso con dos juegos o conjuntos de transductores de ultrasonidos espaciados para una cartografla de densidad de tejido mejorado. Esta realizacion tambien puede cartografiar una zona mayor de tejido debido al espaciamiento entre los juegos de transductores, que dirige la energla ultrasonica radialmente hacia fuera a traves de la ventana 74. La porcion de extremo distal 100 puede ser rotada segun se necesita para cartografiar todo el tejido circundante en la ubicacion. Ventanas 74 de extension angular mayor o menor pueden usarse en otras realizaciones, con la ubicacion correspondiente de los transductores 70 en alineamiento radial con la ventana, dependiendo de la extension angular deseada de las salidas de senal de microondas y ultrasonidos.

Las figura 8A y 8B ilustran otra realizacion en la cual la antena es una antena monopolo. En esta realizacion, la porcion distal 105 del aparato de ablacion 20 tiene una disposicion de transductores similar a la realizacion previa, con dos juegos o conjuntos 106, 108 de transductores de ultrasonidos en los extremos distales del conductor externo 50 y el conductor interno 52, respectivamente. Sin embargo, en esta realizacion, los transductores 70 de cada uno de los juegos estan espaciados alrededor de la circunferencia entera de cada conductor y la parte 82 de la envolvente externa 55 del dispositivo la cual se proyecta hacia delante sobre el juego 106 posterior de transductores y hasta la punta distal del dispositivo, esta formada por entero de un material el cual es transparente a senales tanto de microondas como de ultrasonidos. Esto proporciona una apertura de microondas y ultrasonidos de 360 grados. Las llneas de conexion entre cada transductor y el modulo 624 de procesamiento de senal ultrasonica eco y generacion de senal ultrasonica impulsion pueden ser las mismas que las descritas arriba en conexion con las figuras 7A y 7B. Otras partes del dispositivo de ablacion o de cable coaxial 20 son identicas a las partes de una o mas de las realizaciones previas, y se usan numeros de referencia iguales para partes iguales segun sea apropiado.

La figura 9 ilustra otra realizacion en la cual la antena es una antena monopolo. La porcion distal 110 del dispositivo de ablacion tiene dos juegos 95, 96 de transductores de ultrasonidos en la circunferencia externa del conductor

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interno 50 los cuales estan situados de manera similar a los dos juegos de la figura 6. Los transductores de cada uno de los juegos estan dispuestos a intervalos espaciados alrededor de la circunferencia entera del conductor 50 para proporcionar monitorizacion de senal ultrasonica de 360 grados y senal eco ultrasonica de 360 grados. Sin embargo, es este caso, a diferencia de la figura 6, el dispositivo esta abierto en el extremo distal de la lumen 34 central. En otras palabras, la envolvente 55 tiene una abertura 112 en la punta distal 114 la cual esta alineada con la abertura del extremo distal de la lumen 34. Esto puede permitir que estructuras desplegadas en el interior de la lumen 34 sean extendidas hacia delante a traves de la abertura de extremo 112, tales como hilos gula, sensores o dispositivos de colocacion. Aparte del extremo distal abierto, el dispositivo de la figura 9 es, en lo demas, identico a la realizacion de la figura 6 y se usan numeros de referencia iguales para partes iguales segun sea apropiado.

La figura 10 ilustra otra realizacion la cual tiene una porcion distal 115 similar a la realizacion de las figuras 7A y 7B excepto en que la envolvente 82 que se extiende sobre la porcion distal tiene una abertura 112 de extremo distal como en la realizacion previa. Otras partes de esta realizacion son identicas a la realizacion de las figuras 7A y 7B y se han usado numeros de referencia iguales segun haya sido apropiado. Como el las realizaciones de las figuras 7 a 9, la antena de esta realizacion es una antena monopolo. Como en las figuras 7A y 7B, la envolvente externa en la porcion distal tiene una ventana 74 de 180 grados de material transparente a las microondas y los ultrasonidos y dos juegos 102, 104 de transductores de microondas espaciados dispuestos alrededor de los extremos distales de del conductor externo 50 y el conductor interno 52, respectivamente. Los juegos 102, 104 de transductores se extienden cada uno de ello alrededor de la mitad de la circunferencia del conductor respectivo, los cuales estan alineados radialmente con la ventana 74. La restante u otra mitad 72 de la envolvente externa es de material dielectrico que absorbe o que apantalla de microondas, como en las figuras 2A a 2E y las figuras 7A y 7B. En realizaciones alternativas, la ventana 74 de material transparente a las microondas y los ultrasonidos puede ser de una extension angular mayor o menor, dependiendo del tamano de la zona de tejido a ser tratada. Las llneas de conexion de senal para los dos juegos 102, 104 pueden ser identicas a las descritas arriba en conexion con las figuras 7A y 7B.

La figura 11 ilustra otra realizacion en la cual la porcion distal 116 del dispositivo de cable coaxial tiene una envolvente externa 82 la cual es completamente transparente a las microondas y los ultrasonidos, como en las realizaciones de las figuras 3, 4, 5, 6, 8 y 9. Esta realizacion es similar a la realizacion de las figuras 8A y 8B aparte del hecho de que el extremo distal de la envolvente 82 tiene una abertura central o apertura 112 alineada con el extremo distal abierto de la lumen 34 central, como en las realizaciones de las figuras 9 y 10. Como en las figuras 8A y 8B, esta realizacion tiene una antena RF que comprende una antena monopolo para proporcionar la energla de ablacion por RF y tiene dos juegos 106, 108 de transductores de ultrasonidos espaciados en los extremos distales de los conductores externo e interno 52, 50 respectivamente, los cuales forman un conjunto alrededor de la circunferencia entera del conductor respectivo, de una manera similar a la ilustrada en la figura 8B.

Cada una de las realizaciones precedentes puede incorporar un sensor de temperatura 76 como se ilustra y describe arriba en conexion con la figura 2D, o el sensor de temperatura puede omitirse. Otros tipos de sensores tales como electrodos ECG pueden ser incorporados si se necesita. Aunque la antena RF de las realizaciones de las figuras 2 a 5 es una antena de bobina helicoidal 26, esta antena puede ser reemplazada por una antena monopolo como en las figuras 6 a 11, o con cualquier otro tipo de antena Rf. De manera similar, la antena monopolo de las figuras 6 a 11 puede ser reemplazada por una antena de bobina helicoidal 26 como en las realizaciones de las figuras 2 a 5. En cualquiera de las realizaciones precedentes, la punta distal puede tener una abertura que comunica con la lumen 34 central del conductor coaxial, o puede estar cerrada.

El sistema y metodo de ablacion de tejido de las realizaciones anteriores emplea transductores de ultrasonidos dispuestos radialmente alrededor de al menos parte de al menos uno de los conductores de los conductores coaxiales, aunque los transductores pueden, como alternativa, estar situados en el interior de la lumen 34 o a lo largo de la superficie de la antena. Esta disposicion reduce el numero de cables de transductores de ultrasonidos requeridos puesto que los transductores comparten todos al menos un conductor con la antena RF. La senales eco ultrasonicas recibidas por los transductores pueden ser procesadas para determinar los bordes y profundidad aproximados de una region de tejido a ser tratada y pueden usarse para situar la antena antes del tratamiento. Las senales procesadas pueden, tambien, detectar la profundidad de la ablacion de tejido lejos de la antena tanto durante como despues del tratamiento. Durante el tratamiento, las salidas del sensor de ultrasonidos pueden usarse para variar las caracterlsticas de la senal de ablacion RF. Despues del tratamiento, las senales de salida pueden proporcionar information sobre la efectividad del tratamiento. Configuraciones similares de sensores de ultrasonidos con respecto a una antena de tratamiento RF pueden detectar niveles de actividad de burbujas de aire en sangre y tejido para mejorar la seguridad y eficacia del proceso de ablacion.

En las realizaciones presentadas en este documento y en las referencias incorporadas a este documento, el conductor interno 50 y el conductor externo 52 estan configurados en una relation sustancialmente coaxial en la cual las paredes entre los conductores definen un espacio 54 que se extiende a lo largo de al menos parte de la longitud del cable coaxial. Segun se discutio arriba, el espacio 54 esta configurado para interponer dielectricidad, la cual impide la conduction electrica entre los conductores interno y externo, la cual puede ser efectuada con la introduction de un vaclo o un medio dielectrico. Con respecto al medio dielectrico, este puede comprender una capa dielectrica solida la cual esta dispuesta entre el espacio entre el conductor interno 50 y el conductor externo 52. Como alternativa, en lugar de la capa dielectrica solida, se puede usar un medio dielectrico fluido. Ademas, donde se

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proveen espacios vaclos y entrantes como en las diferentes realizaciones que se han ejemplificado arriba, una o mas capa(s) dielectrica(s) solida(s) y un fluido (tal como aire) pueden ser colocados en el espacio 54.

Las dimensiones externas del cuerpo del aparato de cable coaxial en cada una de las realizaciones anteriores pueden ser adaptadas segun se requiera para ajustarse al procedimiento medico particular como se conoce bien en la tecnica medica. En una realizacion, el dispositivo se usa para ablacionar tejido cardlaco. No obstante, el dispositivo puede usarse para ablacionar otros tipos de tejido corporal en diferentes organos, tanto internos como externos al cuerpo. El cuerpo tubular del aparato de cable coaxial puede estar construido en general de un material polimerico el cual es biocompatible con el entorno del vaso corporal.

En cada una de las realizaciones anteriores, el aparato de ablacion tiene una antena RF la cual esta adaptada para recibir y radiar energla electromagnetica con el fin fe tratar un sitio de tejido biologico seleccionado cambiando una propiedad del tejido biologico en el sitio, mientras que uno o mas sensores de ultrasonidos o transductores piezoelectricos se usan para monitorizar el sitio. Los transductores de ultrasonidos pueden estar dirigidos radialmente, axialmente o tanto radialmente como axialmente desde la porcion distal del aparato. Un ejemplo de un espectro de energla de radiofrecuencia adecuado para su uso en la ablacion de tejido es el del rango de frecuencias de microondas por encima de 300 MHz. La antena RF es capaz de aplicar una energla de campo electromagnetico distribuida de manera sustancialmente uniforme a lo largo de la antena RF en una direccion sustancialmente normal al eje longitudinal de la antena. El aparato de cable coaxial flexible alargado esta conectado a una fuente de RF y a una fuente de senal ultrasonica de impulsion y a una unidad de control en su extremo proximal y se extiende hasta una porcion distal en la cual esta montada la antena RF. El aparato de cable coaxial de cada una de las realizaciones precedentes, tiene conductores interno y externo coaxiales que se extienden desde su extremo proximal y estan separados por un medio dielectrico, y una lumen central o paso cillndrico hueco dentro del conductor interno se extiende la longitud del dispositivo de cable coaxial y puede usarse para acomodar hilos conductores los cuales estan conectados a los sensores o transductores de ultrasonidos, as! como a electrodos ECG, sensores de temperatura o similares. En realizaciones alternativas, tambien puede incluirse un mecanismo de direccion o conformacion adecuado en el interior de la lumen central para controlar la forma o desviacion de la porcion de extremo distal del dispositivo de cable coaxial en el cual esta situada la antena RF, segun se describe el documento de patente de EE.uU. numero 7,004,938, el contenido del cual se incorpora en este documento como referencia.

Aunque se describen multiples sensores o transductores de ultrasonidos en cada una de las realizaciones anteriores, realizaciones alternativas pueden tener un unico transductor de ultrasonidos en alineamiento con una antena de microondas para detectar la profundidad de la ablacion tejido lejos de la antena. El transductor y la antena pueden estar enfocados en una angulo radial estrecho, si va a ser monitorizada y tratada una region estrecha y precisa. Otras combinaciones de antena de microondas y transductor de ultrasonidos pueden usarse variando los numeros, posiciones y disposicion de los transductores, proveyendo uno, dos o mas conjuntos de transductores separados y variando la longitud de antena, angulo de foco y radio de desviacion.

El sistema de ablacion o cable de transmision de energla RF descrito en las realizaciones anteriores usa transductores de ultrasonidos para determinar el contraste de densidad de un sitio de tejido objetivo. El contraste de densidad permite la identificacion y caracterizacion del tejido objetivo. Segun se menciono arriba, uno o mas sensores o transductores de ultrasonidos pueden ser instalados en la porcion distal del dispositivo de ablacion de cable coaxial, adyacente a o en asociacion con la antena RF. Cuando estan alimentados, los transductores de ultrasonidos transmite senales ultrasonicas dirigidas a la zona o zonas de tejido de interes. Las senales reflejadas se desplazan a velocidad diferente de las senales impulsadas, lo cual puede ser correlacionado con la densidad de los tejidos a los cuales se dirigen las senales. El contraste de densidad de una ubicacion de tejido a otra puede indicar anormalidades tales como tumores u otras caracterlsticas del tejido. En las realizaciones anteriores, los cables o conductores coaxiales interno y externo definen una gula de ondas mediante la cual se transmite energla de microondas desde el generador de microondas hasta la antena, mientras que al mismo tiempo el cable interno o el cable externo o ambos pueden usarse para conectar los transductores o sensores de ultrasonidos al generador de senal de impulsion ultrasonicas.

La descripcion anterior de las realizaciones divulgadas se proporciona para capacitar a cualquier persona experta en la tecnica para hacer o usar la invencion. Diferentes modificaciones a estas realizaciones seran facilmente claras a los expertos en la tecnica y los principios genericos descritos en este documento pueden aplicarse a otras realizaciones sin salir del alcance de la invencion. Asl, debe entenderse que la descripcion y los dibujos presentados en este documento representan una realizacion de la invencion preferida en el actualidad y son, por lo tanto, representativos de la materia objeto la cual se contempla ampliamente por la presente invencion. Se entiende ademas que el alcance de la presente invencion abarca completamente otras realizaciones que pueden hacerse obvias a los expertos en la tecnica y que el alcance de la presente invencion esta limitado en consecuencia nada mas que por las reivindicaciones anexas.

Claims (10)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un aparato de cable coaxial hueco para la transmision de energla de radiofrecuencia, RF, para la ablacion de tejidos biologicos, que comprende:

   un cable electrico coaxial hueco que tiene una porcion proximal y una porcion distal (105) y que comprende conductores coaxiales interno y externo (50, 52) que se extienden entre la porcion proximal y la porcion distal (105); una antena RF dispuesta en la porcion distal (105) del cable la cual transmite energla RF a una region de tejido a ser tratada;

   un primer conjunto (106) de transductores de ultrasonidos (70) dispuestos en la porcion distal (105) del cable los cuales dirigen energla en frecuencia de ultrasonidos radialmente hacia fuera desde el cable hasta la region de tejido sobre un angulo predeterminado, y los cuales detectan una senales ultrasonicas reflejadas y proporcionan una salida de senal se acuerdo con las senales ultrasonicas reflejadas; y una envolvente externa (55) que se extiende

   sobre los conductores coaxiales (50, 52) desde la porcion proximal hasta la porcion distal (105) del cable, teniendo la

   envolvente la envolvente externa (55) una porcion distal que se extiende sobre la antena RF y el primer conjunto (106) de transductores de ultrasonidos (70) la cual tiene una ventana de material transparente a los ultrasonidos y a las microondas alineada con el primer conjunto de transductores de ultrasonidos (70), siendo el resto de la porcion distal (105) de la envolvente externa (55) de material absorbente de microondas y ultrasonidos.
2. 2. El aparato de la reivindicacion 1, en el que el angulo es de 180 grados.
3. 3. El aparato de la reivindicacion 1, en el que el angulo es de 360 grados.
4. 4. El aparato de la reivindicacion 1, en el que la antena RF tiene un eje longitudinal central y los transductores de ultrasonidos (70) estan espaciados radialmente alrededor de un eje central de la antena RF.
5. 5. El aparato de la reivindicacion 4, en el que los transductores de ultrasonidos (70) estan dispuestos sobre una superficie externa del conductor interno (50).
6. 6. El aparato de la reivindicacion 4, en el que los transductores de ultrasonidos (70) estan dispuestos sobre una superficie externa del conductor externo (52) en la proximidad de la porcion proximal de la antena RF.
7. 7. El aparato de la reivindicacion 1, que comprende, ademas, un segundo conjunto (108) de transductores de ultrasonidos (70) dispuestos en la porcion distal (105) del cable y espaciados axialmente del primer conjunto (106) de transductores de ultrasonidos (70).
8. 8. El aparato de la reivindicacion 7, en el que el conductor externo (52) termina en una porcion distal espaciado hacia atras desde el extremo distal del cable y el conductor interno (50) tiene una porcion la cual se proyecta desde la porcion distal del conductor externo (52) y los primer y segundo conjuntos (106, 108) de transductores de ultrasonidos (70) estan dispuestos en ubicaciones espaciadas axialmente sobre la porcion que se proyecta del conductor interno (50).
9. 9. El aparato de la reivindicacion 7, en el que el conductor externo (52) termina en una porcion distal espaciado hacia atras desde el extremo distal del cable y el conductor interno (50) tiene una porcion la cual se proyecta desde la porcion distal del conductor externo (52), el primer conjunto (106) de transductores de ultrasonidos (70) esta situado sobre la porcion que se proyecta del conductor externo (52) y el segundo conjunto (108) de transductores de ultrasonidos (70) esta situado sobre la porcion distal del conductor interno (50).
10. 10. El aparato de la reivindicacion 1, en el que la antena RF tiene un extremo distal y un extremo proximal y es seleccionada del grupo que consta de una antena de bobina helicoidal, una antena monopolo y un par de microtiras conductoras electricas espaciadas.