ES2880052T3

ES2880052T3 - Instrumento electroquirúrgico

Info

Publication number: ES2880052T3
Application number: ES18717266T
Authority: ES
Inventors: Christopher Paul Hancock; Julian Mark Ebbutt; Louis Turner; Simon Meadowcroft
Original assignee: Creo Medical Ltd
Current assignee: Creo Medical Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: US11382691B2; US11806074B2; GB201805126D0; AU2023201138A1; JP7168229B2; ES2914601T3; GB2571655A; CN110430835B; US20180280084A1; ZA201903334B; PT3744280T; JP2020512038A; KR20190130555A; GB201907386D0; CA3044488A1; EP3744280A1; GB201705171D0; SG11201904471WA; US20190380772A1; BR112019011206A2

Abstract

Un sellador de vasos electroquirúrgico que comprende: un eje de instrumento que comprende una línea de transmisión coaxial para transportar energía electromagnética (EM) de microondas; un conjunto de extremo distal dispuesto en un extremo distal del eje del instrumento para recibir la energía EM de microondas del eje del instrumento, comprendiendo el conjunto de extremo distal: un par de mordazas que se pueden mover entre sí para abrir y cerrar un espacio entre las superficies internas opuestas de las mismas; y una cuchilla para cortar tejido biológico, en donde el par de mordazas comprende una estructura de suministro de energía dispuesta para emitir la energía EM de microondas en el espacio entre las superficies internas opuestas, en donde la estructura de suministro de energía comprende una antena de microtira coplanar montada en la superficie interior de una o ambas del par de mordazas, estando dispuesta la antena de microtira coplanar para confinar un campo de microondas emitido sustancialmente dentro de una región entre el par de mordazas, en donde la cuchilla está dispuesta de forma deslizante dentro del conjunto del extremo distal para poder moverse a través de la región entre el par de mordazas, en donde la antena de microtira coplanar comprende: un sustrato dieléctrico plano que tiene una superficie superior que está expuesta en el espacio entre las superficies internas opuestas, y una superficie inferior en un lado opuesto del sustrato dieléctrico plano desde la superficie superior; una capa conductora a tierra sobre la superficie inferior; una tira conductora a tierra en la superficie superior y conectada eléctricamente a la capa conductora a tierra; y una tira conductora activa en la superficie superior, estando la tira conductora activa separada de la tira conductora a tierra, y en donde la tira conductora activa y la tira conductora a tierra están colocadas para tener una separación uniforme más próxima dentro de la región entre el par de mordazas.

Description

DESCRIPCIÓN

Instrumento electroquirúrgico

Campo de la invención

La invención se refiere a un sellador de vasos electroquirúrgico para agarrar tejido biológico y para proporcionar energía de microondas en el tejido sujeto para coagular o cauterizar o sellar el tejido. En particular, el sellador de vasos puede usarse para aplicar presión para cerrar uno o más vasos sanguíneos antes de aplicar radiación electromagnética (preferentemente energía de microondas) para sellar los vasos sanguíneos. El sellador de vasos puede también disponerse para dividir, por ejemplo, separar o cortar, el vaso de tejido circundante después de la coagulación o sellado, por ejemplo, utilizando energía de radiofrecuencia (RF) o un elemento de corte mecánico, tal como una cuchilla. La invención puede aplicarse a un sellador de vasos para su uso en cirugía laparoscópica o cirugía abierta.

Antecedentes de la invención

Se conocen pinzas capaces de suministrar energía térmica en el tejido biológico sujeto [1]. Por ejemplo, se conoce suministrar energía de radiofrecuencia (RF) desde una disposición de electrodos bipolares en las mordazas de las pinzas [2,3]. La energía de RF se puede usar para sellar los vasos mediante la desnaturalización térmica de las proteínas de la matriz extracelular (por ejemplo colágeno) dentro de la pared del vaso. La energía térmica puede cauterizar también el tejido sujeto y facilitar la coagulación.

Dichos dispositivos encuentran por lo general aplicación en el extremo de herramientas laparoscópicas quirúrgicas mínimamente invasivas, pero también pueden encontrar uso en otras áreas de procedimientos clínicos tales como la ginecología, endourología, cirugía gastrointestinal, procedimientos ORL, etc. Dependiendo del contexto de uso, estos dispositivos pueden tener una construcción física, tamaño, escala y complejidad diferentes.

Por ejemplo, un instrumento gastrointestinal podría tener nominalmente 3 mm de diámetro montado en el extremo de un eje flexible muy largo. En contraposición, se puede utilizar un instrumento laparoscópico en el extremo de un eje de acero rígido u orientable de 5 mm o 10 mm de diámetro nominal estándar de la industria.

Los ejemplos actuales de dispositivos mínimamente invasivos que son capaces de disecar tejido corporal al mismo tiempo que logran la hemostasia incluyen la tecnología de sellado de vasos LigaSure fabricada por Covidien y la plataforma Thunderbeat de Olympus. El sistema LigaSure es una disposición de pinzas bipolar en la que se suministra corriente para sellar el tejido mientras se aplica presión. La plataforma Thunderbeat suministra simultáneamente energía térmica generada mediante una fuente ultrasónica y energía eléctrica bipolar.

El documento US 6.585.735 describe unas pinzas bipolares para endoscopia en las que las mordazas de las pinzas están dispuestas para conducir la energía bipolar a través del tejido sujeto entre ellas.

El documento EP 2233 098 describe pinzas de microondas para sellar tejidos, en las que las superficies de sellado de las mordazas incluyen una o más antenas de microondas para irradiar energía de microondas hacia el tejido sujeto entre las mordazas de las pinzas.

El documento WO 2015/097472 describe unas pinzas electroquirúrgicas en las que uno o más pares de estructuras de líneas de transmisión con pérdidas no equilibradas y no resonantes están dispuestos en la superficie interior de un par de mordazas.

Sumario de la invención

En su forma más general, la presente invención proporciona un sellador de vasos que puede sellar vasos biológicos utilizando un campo de microondas confinado que puede producir una ubicación de sellado bien definida con un margen térmico bajo. Es más, el sellador de vasos puede proporcionar una funcionalidad auxiliar, tal como una cuchilla para ayudar a dividir los vasos o un elemento disector separado para permitir realizar un corte y disección de tejido fino. Con estas funciones auxiliares, es posible que se necesiten menos intercambios de dispositivos durante un procedimiento.

El sellador de vasos desvelado en el presente documento se puede utilizar en cualquier tipo de procedimiento quirúrgico, pero se espera que encuentre una utilidad particular para procedimientos no invasivos o mínimamente invasivos. Por ejemplo, el dispositivo puede configurarse para introducirse en un sitio de tratamiento a través de un canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica, tal como un laparoscopio o un endoscopio.

De acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, se proporciona un sellador de vasos electroquirúrgico que comprende:

un eje de instrumento que comprende una línea de transmisión coaxial para transportar energía electromagnética (EM) de microondas; un conjunto de extremo distal dispuesto en un extremo distal del eje del instrumento para recibir la energía EM de microondas del eje del instrumento, comprendiendo el conjunto de extremo distal: un par de mordazas que se pueden mover entre sí para abrir y cerrar un espacio entre las superficies internas opuestas de las mismas; y una cuchilla para cortar tejido biológico, en el que el par de mordazas comprende una estructura de suministro de energía dispuesta para emitir la energía EM de microondas en el espacio entre las superficies internas opuestas,

en el que la estructura de suministro de energía está dispuesta para confinar un campo de microondas emitido sustancialmente dentro de una región entre el par de mordazas, y en el que la cuchilla está dispuesta de forma deslizante dentro del conjunto de extremo distal para moverse a través de la región entre el par de mordazas. En este aspecto, la estructura de suministro de energía en el par de mordazas opera para proporcionar un sello de vaso localizado para un vaso biológico sujeto entre las mordazas, y la cuchilla se puede operar para cortar el sello y dividir el vaso.

Durante su uso, el sellador de vasos del primer aspecto puede realizar así el sellado y la división de vasos. El sellado de vasos es normalmente la aplicación de presión para aplastar las paredes de un vaso biológico entre sí, seguido de la aplicación de alguna forma de energía térmica. En la invención, la energía térmica se aplica calentando dieléctricamente el tejido sujeto utilizando la energía EM de microondas. La energía electromecánica aplicada altera/desnaturaliza las células del tejido y forma una amalgama de colágeno predominante en las paredes de los vasos, lo que une eficientemente las paredes de los vasos. Con el tiempo, se produce la recuperación y el rebrote celular post-operación para reforzar aún más el sello. La división de vasos es un proceso de corte a través de un vaso biológico continuo para separarlo en dos partes. Normalmente se realiza después de que un vaso se sella por primera vez. En este aspecto de la invención, la división del vaso se realiza mediante la cuchilla, lo que se describe con mayor detalle más adelante.

En el presente documento, los términos "proximal" y "distal" se refieren a los extremos de la estructura de transporte de energía situados más lejos y más cerca del sitio de tratamiento, respectivamente. Por tanto, durante su uso, el extremo proximal está más cerca de un generador para proporcionar la energía EM de microondas, mientras que el extremo distal está más cerca del sitio de tratamiento, es decir del paciente.

En el presente documento el término "conductor" se utiliza con el significado "eléctricamente conductivo", a menos que el contexto indique otra cosa.

El término "longitudinal" utilizado a continuación se refiere a la dirección a lo largo del canal de instrumento paralela al eje de la línea de transmisión coaxial. El término "lateral" se refiere a una dirección que es perpendicular a la dirección longitudinal. El término "interior" significa radialmente más cercano al centro (por ejemplo, eje) del canal de instrumento. El término "exterior" significa radialmente más alejado del centro (eje) del canal de instrumento.

El término "electroquirúrgico" se utiliza en relación con un instrumento, aparato o herramienta que se utiliza durante la cirugía y que utiliza energía electromagnética (EM) de radiofrecuencia (RF) y/o energía EM de microondas. En el presente documento, la energía EM de RF puede significar una frecuencia fija estable en un intervalo de 10 kHz a 300 MHz, preferentemente en un intervalo de 100 kHz a 5 MHz, y más preferentemente en un intervalo de 360 a 440 kHz. La energía EM de microondas puede significar energía electromagnética que tenga una frecuencia fija estable en el intervalo de 300 MHz a 100 GHz. La energía de EM de RF debe tener una frecuencia lo suficientemente alta para evitar que la energía cause estimulación nerviosa. Durante su uso, la magnitud de la energía EM de RF y la duración durante la que se aplica pueden seleccionarse para evitar que la energía provoque el blanqueamiento del tejido o un margen térmico innecesario o daño a la estructura del tejido. Las frecuencias puntuales preferidas para la energía EM de RF incluyen una o más de: 100 kHz, 250 kHz, 400 kHz, 500 kHz, 1 MHz, 5 MHz. Las frecuencias puntuales preferidas para la energía EM de microondas incluyen 915 MHz, 2,45 GHz, 5,8 GHz, 14,5 GHz, 24 GHz. Puede que se prefieran 5,8 GHz.

La estructura de suministro de energía puede comprender un elemento radiador de microondas dispuesto en la superficie interior de una o ambas del par de mordazas. Por ejemplo, el par de mordazas puede comprender una mordaza activa que tiene la estructura de suministro de energía montada en su interior, y una mordaza pasiva que no recibe una alimentación de energía EM de microondas. Como alternativa, cada mordaza del par de mordazas puede tener una estructura de suministro de energía respectiva montada en su interior. En este contexto, el conjunto de extremo distal puede incluir un divisor de potencia para dividir la energía EM de microondas recibida desde la línea de transmisión coaxial entre las respectivas estructuras de suministro de energía. En un ejemplo adicional, la estructura de suministro de energía puede tener componentes que se dividen entre el par de mordazas, de forma que el par de mordazas en combinación proporcionen un elemento radiador de microondas.

El elemento radiador de microondas puede comprender una antena de microtira coplanar montada en la superficie interior de una o ambas del par de mordazas. En una realización, la antena de microtira coplanar puede montarse en una mordaza activa y la mordaza opuesta puede ser una mordaza pasiva. La superficie interior de la mordaza pasiva en el espacio puede comprender una capa elástica deformable de material eléctricamente aislante, por ejemplo, caucho de silicona o similares. La capa de material eléctricamente aislante puede proporcionar una barrera térmica para inhibir la propagación del calor más allá de las mordazas. En algunos casos, la capa deformable puede ayudar a proporcionar una fuerza de sujeción sustancialmente constante a lo largo de la longitud del par de mordazas.

La antena de microtira coplanar puede comprender un sustrato dieléctrico plano que tiene una superficie superior que está expuesta en el espacio entre las superficies internas opuestas, y una superficie inferior en un lado opuesto del sustrato dieléctrico plano desde la superficie superior. El sustrato dieléctrico puede estar hecho de una cerámica adecuada. Puede montarse, por ejemplo, adherido o fijado de otro modo, a la mordaza activa. Puede proporcionarse una capa conductora a tierra en la superficie inferior. Esta puede ser una capa de metalización, por ejemplo, de cobre, plata, oro o similar. En la superficie superior del sustrato dieléctrico, se puede proporcionar una tira conductora a tierra que esté conectada eléctricamente a la capa conductora a tierra, y una tira conductora activa que esté separada de la tira conductora a tierra. El conductor a tierra puede conectarse eléctricamente a un conductor exterior de la línea de transmisión coaxial. La tira conductora activa se puede conectar a un conductor interno de la línea de transmisión coaxial. La tira conductora activa y la tira conductora a tierra pueden colocarse para tener una separación uniforme más próxima dentro de la región entre el par de mordazas. El espacio más cercano entre la tira conductora activa y la tira conductora a tierra es la región en la que el campo de microondas emitido será más fuerte. Por consiguiente, se puede seleccionar una geometría para la tira conductora activa y la tira conductora a tierra que limite el campo dentro de la región entre las mordazas.

En un ejemplo, la tira conductora activa puede ser un electrodo de dedo alargado que se extiende longitudinalmente. La tira conductora a tierra comprende una o más porciones alargadas que flanquean el electrodo de dedo, por lo que la separación más próxima comprende una porción alargada que se extiende longitudinalmente a lo largo de la superficie interior del par de mordazas. La tira conductora a tierra puede flanquear ambos lados del electrodo de dedo. En un ejemplo, la tira conductora a tierra puede ser un elemento en forma de U que flanquea ambos lados del electrodo de dedo y rodea su extremo distal. En este ejemplo, el campo puede estar confinado principalmente dentro de una región que se encuentra hacia el interior del elemento en forma de U.

La tira conductora a tierra puede conectarse eléctricamente a la capa conductora a tierra a través de orificios pasantes formados en el sustrato dieléctrico.

El elemento radiador de microondas no necesita limitarse a una configuración de microtira coplanar. En otros ejemplos, puede comprender una antena de onda viajera o una disposición de microtira serpenteante o interdigitada.

Las superficies internas opuestas del par de mordazas pueden incluir partes texturizadas o estriadas para retener tejido biológico dentro del espacio. Esta característica también puede permitir que escape el gas o vapor generado por el proceso de desnaturalización en la interfaz de sellado.

El par de mordazas pueden pivotar entre sí alrededor de un eje de bisagra que se encuentra transversal a un eje longitudinal de la línea de transmisión coaxial. En un ejemplo, el par de mordazas comprende una mordaza estática que se fija en relación con el eje del instrumento, y una mordaza móvil que está montada de forma pivotante con respecto a la mordaza estática para abrir y cerrar el espacio entre las superficies internas opuestas. La estructura de suministro de energía puede disponerse en la superficie interior de la mordaza estática. En otro ejemplo, ambas mordazas están dispuestas para pivotar con respecto al eje del instrumento, por ejemplo, en una disposición simétrica de tipo pinzas. El movimiento relativo del par de mordazas puede controlarse desde un mango en un extremo proximal del eje del instrumento. Una barra de control o alambres de control pueden pasar a través del eje del instrumento para acoplar operativamente un mecanismo de actuación en el mango al par de mordazas.

En otro ejemplo, el par de mordazas puede estar dispuesto para moverse entre sí en una forma que mantenga las superficies internas de las mismas en una orientación alineada, por ejemplo, paralela. Esta configuración puede ser deseable para mantener una presión uniforme sobre el tejido sujeto a lo largo de las mordazas. Un ejemplo de un mecanismo de cierre de este tipo se desvela en el documento WO 2015/097472.

En un ejemplo, la cuchilla puede deslizarse en una dirección longitudinal entre una posición retraída en la que se encuentra próxima al par de mordazas y una posición extendida en la que se encuentra dentro de la región entre el par de mordazas. Es deseable que la cuchilla se deslice en la región entre las cuchillas cuando están en una configuración de agarre de tejido, es decir, al menos parcialmente cerrado. La cuchilla puede deslizarse a lo largo de una ranura rebajada que se extiende longitudinalmente formada en el par de mordazas, es decir, en cada mordaza del par de mordazas, de forma que pueda entrar en contacto con el tejido retenido en el espacio cuando el par de mordazas está cerrado. La ranura puede estar dispuesta para actuar como un carril de guía para la cuchilla de corte, lo que puede ser especialmente útil cuando el par de mordazas se curvan hacia sus extremos distales.

En otro ejemplo, la cuchilla puede montarse dentro de una de las dos mordazas, y puede deslizarse o moverse de otro modo en una dirección lateral entre una posición retraída en la que se encuentra debajo de la superficie interna de la mordaza y una posición extendida en la que se encuentra dentro de la región entre el par de mordazas.

La cuchilla puede comprender un elemento rígido con un borde afilado adaptado para cortar tejido biológico, por ejemplo, una cuchilla de tipo bisturí o similar. Este tipo de cuchilla está configurado para realizar un corte "en frío", que puede ser preferible porque conlleva un bajo riesgo de daño térmico colateral asociado con otras técnicas de corte. Sin embargo, la invención no necesita limitarse a una cuchilla de corte en frío. En otros ejemplos, la cuchilla puede comprender cualquiera de: un elemento de corte por radiofrecuencia bipolar, un sonotrodo de ultrasonidos y un elemento de alambre calentable.

Como se ha mencionado anteriormente, el sellador de vasos puede proporcionar ventajosamente funciones auxiliares además de su función primaria de sellado de vasos basada en microondas. Por ejemplo, el eje del instrumento puede disponerse para transportar energía EM de radiofrecuencia (RF) y el conjunto del extremo distal puede disponerse para recibir la energía EM de RF del eje del instrumento. En este ejemplo, el conjunto del extremo distal puede comprender además un elemento disector dispuesto para suministrar la energía EM de RF para cortar a través del tejido biológico, en el que el elemento disector está ubicado fuera de la región entre el par de mordazas. Más detalles del elemento disector se desvelan a continuación con referencia al segundo aspecto, y son igualmente aplicables aquí.

En un segundo aspecto, la presente invención proporciona un sellador de vasos como se ha descrito anteriormente con el elemento disector pero sin la cuchilla. De acuerdo con el segundo aspecto, por tanto, se puede proporcionar un sellador de vasos electroquirúrgico que comprende: un eje de instrumento dispuesto para transportar energía electromagnética (EM) de microondas y energía EM de radiofrecuencia (RF); un conjunto de extremo distal dispuesto en un extremo distal del eje del instrumento para recibir la energía EM de microondas y la energía EM de RF del eje del instrumento, comprendiendo el conjunto de extremo distal: un par de mordazas que se pueden mover entre sí para abrir y cerrar un espacio entre las superficies internas opuestas de las mismas; y un elemento disector dispuesto para suministrar la energía EM de RF para cortar tejido biológico, en el que el par de mordazas comprende una estructura de suministro de energía dispuesta para emitir la energía EM de microondas en el espacio entre las superficies internas opuestas, en el que la estructura de suministro de energía está dispuesta para confinar un campo de microondas emitido sustancialmente dentro de una región entre el par de mordazas, y en el que el elemento disector está ubicado fuera de la región entre el par de mordazas. Cualquier característica del primer aspecto descrito anteriormente es igualmente aplicable al segundo aspecto.

El elemento disector puede comprender una estructura de RF bipolar que tiene un electrodo activo y un electrodo de retorno. El electrodo activo (elemento de corte) puede ser un orden de magnitud menor que el electrodo de retorno. El electrodo de retorno puede formarse en una superficie exterior de la mordaza adyacente al elemento disector, para que esté en contacto directo con el tejido cuando se usa en un campo seco. Por lo tanto, el elemento disector se puede utilizar para cortes finos o a pequeña escala, por ejemplo, para mejorar el acceso o abrir un sitio de tratamiento.

La región de corte puede situarse alejada (es decir, proyectándose) del par de mordazas. Por ejemplo, el elemento disector puede comprender un cuerpo saliente que presenta un borde de ataque para entrar en contacto con el tejido. El electrodo activo se puede proporcionar en el borde de ataque, por ejemplo, para asegurar que la densidad de corriente de RF se concentre en esa región.

El elemento disector puede montarse en una superficie exterior del par de mordazas. Por ejemplo, el cuerpo que sobresale puede estar en una superficie distal o lateral del par de mordazas. El cuerpo que sobresale puede estar formado por un dieléctrico adecuado, siendo el electrodo activo una porción conductora fabricada sobre el mismo. El electrodo de retorno puede estar en el cuerpo saliente o en la superficie exterior del par de mordazas.

En otro ejemplo, el elemento disector puede montarse en un extensor longitudinal, siendo el extensor longitudinal móvil longitudinalmente con respecto al par de mordazas. Esta disposición puede ayudar a la visibilidad del elemento disector durante su uso, por ejemplo, permitiendo que se mueva a un sitio de tratamiento antes del par de mordazas.

En un ejemplo preferido, el elemento disector puede montarse en un extremo distal del conjunto de extremo distal.

La energía EM de microondas y la energía EM de RF pueden transportarse a lo largo de una vía de señal común a través del eje del instrumento. Por ejemplo, una línea de transmisión coaxial puede proporcionar la ruta de señal común para transportar tanto la energía e M de microondas como la energía EM de RF. En esta disposición, el conjunto del extremo distal puede comprender un filtro inductivo para bloquear la energía EM de microondas del elemento disector, y un filtro capacitivo para bloquear la energía e M de RF de la estructura de suministro de energía en el par de mordazas. En una disposición alternativa, la energía EM de RF y la energía EM de microondas se transportan a lo largo de vías separadas dentro del eje del instrumento, en el que el filtro inductivo y el filtro capacitivo se proporcionan en un extremo proximal del eje del instrumento, por ejemplo, en un mango.

Como se ha mencionado anteriormente, el conjunto de extremo distal y el eje del instrumento pueden estar dimensionados para encajar dentro de un canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica. El dispositivo de exploración quirúrgica puede ser un laparoscopio o un endoscopio. Los dispositivos de exploración quirúrgica se proporcionan normalmente con un tubo de inserción que es un conducto rígido o flexible (por ejemplo, orientable) que se introduce en el cuerpo de un paciente durante un procedimiento invasivo. El tubo de inserción puede incluir el canal del instrumento y un canal óptico (por ejemplo, para transmitir luz para iluminar y/o capturar imágenes de un sitio de tratamiento en el extremo distal del tubo de inserción. El canal de instrumentos puede tener un diámetro adecuado para recibir herramientas quirúrgicas invasivas. El diámetro del canal de instrumento puede ser igual o inferior a 13 mm, preferentemente igual o inferior a 10 mm, y más preferentemente, especialmente para tubos de inserción flexibles, igual o inferior a 5 mm.

El sellador de vasos discutido anteriormente puede encontrar aplicabilidad en otras técnicas de soldadura de tejidos. Por ejemplo, la estructura de suministro de energía se puede utilizar como alternativa a las grapas. En algunos procedimientos abdominales, las pistolas de grapas se utilizan para suministrar de 50 a 100 grapas pequeñas que se disparan simultáneamente entre mordazas que pueden tener una longitud de 70 mm o más, o desde una disposición de mordazas anulares con diámetros de 20 a 50 mm. En este tipo de aplicación, se pueden usar múltiples estructuras de antena, como las que se describen en el presente documento, para cubrir la longitud requerida. Las estructuras de antena pueden disponerse en cualquier número de formas de matriz para ser activadas simultánea, secuencial o progresivamente de forma adecuada.

Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones de la invención se describen con detalle a continuación haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 muestra una vista esquemática de un aparato electroquirúrgico con el que se puede utilizar la presente invención;

la Figura 2 es una vista esquemática en perspectiva de una punta distal de un instrumento electroquirúrgico que es una realización de la invención;

la Figura 3 muestra una vista esquemática en perspectiva del lado inferior del conjunto de punta distal mostrado en la Figura 2;

la Figura 4 muestra una vista esquemática en perspectiva de un lado inferior de un conjunto de punta distal de un instrumento electroquirúrgico que es otra realización de la invención;

la Figura 5 muestra una vista en perspectiva del lado inferior del conjunto de punta distal mostrado en la Figura 2 en una configuración cerrada;

las Figuras 6A y 6B muestran superficies opuestas de un primer ejemplo de antena de microtira coplanar que puede usarse en un instrumento electroquirúrgico que es una realización de la invención;

las Figuras 7A y 7B muestran superficies opuestas de un segundo ejemplo de antena de microtira coplanar que puede usarse en un instrumento electroquirúrgico que es una realización de la invención;

las Figuras 8A y 8B muestran superficies opuestas de un tercer ejemplo de antena de microtira coplanar que puede usarse en un instrumento electroquirúrgico que es una realización de la invención;

la Figura 9 muestra un primer ejemplo de un preforma de antena adecuada para conectarse a una alimentación coaxial;

la Figura 10 muestra una segunda preforma de antena de ejemplo adecuada para acoplarse a una alimentación coaxial;

la Figura 11 es una vista esquemática en perspectiva de una estructura cilíndrica de suministro de energía de ondas viajeras que se puede usar en un instrumento electroquirúrgico que es otra realización de la invención; las Figuras 12A y 12B son gráficos de densidad de pérdida de potencia simulados que muestran cómo se suministra la energía de microondas al tejido biológico mediante un primer ejemplo de una antena de microtira coplanar;

las Figuras 13A y 13B son gráficos de densidad de pérdida de potencia simulados que muestran cómo se suministra la energía de microondas al tejido biológico mediante un segundo ejemplo de una antena de microtira coplanar;

las Figuras 14A y 14B son gráficos de pérdida de retorno simulados para la disposición mostrada en las Figuras 12A y 12B respectivamente;

las Figuras 15A y 15B son gráficos de pérdida de retorno simulados para la disposición mostrada en las Figuras 13A y 13B respectivamente;

la Figura 16A es una vista en despiece de un conjunto de punta distal de un instrumento electroquirúrgico que es otra realización de la invención;

la Figura 16B es una vista en perspectiva del conjunto de punta distal de la Figura 16A cuando está ensamblado; las Figuras 17A, 17B y 17C muestran tres antenas de microtira coplanares de ejemplo que pueden usarse en un instrumento electroquirúrgico que es una realización de la invención; y

la Figura 18 es una vista en sección transversal de un mango que puede usarse para operar un instrumento electroquirúrgico que es una realización de la invención.

Descripción detallada; otras opciones y preferencias

La presente invención se refiere a un dispositivo sellador de vasos electroquirúrgico capaz de suministrar energía de microondas para sellar vasos sanguíneos. El dispositivo se puede utilizar en cirugía abierta, pero puede encontrar un uso particular en procedimientos en los que hay acceso restringido al sitio de tratamiento. Por ejemplo, el sellador de vasos electroquirúrgico de la invención puede adaptarse para encajar dentro del canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica, es decir, un laparoscopio, endoscopio o similar. La Figura 1 muestra una vista esquemática de un aparato de electrocirugía 100 en el que se puede utilizar el sellador de vasos electroquirúrgico de la invención.

El aparato de electrocirugía 100 comprende un dispositivo de exploración quirúrgica 102, tal como un laparoscopio. El dispositivo de exploración quirúrgica 102 tiene un eje de instrumento rígido u orientable 104 adecuado para su inserción en el cuerpo de un paciente. El eje del instrumento normalmente transporta al menos dos canales funcionales. Uno de los canales funcionales es un canal óptico, que permite iluminar y obtener imágenes de una zona de tratamiento distal. Otro canal funcional es un canal de instrumentos, que proporciona acceso para instrumentos quirúrgicos a la zona de tratamiento distal. En este ejemplo, se puede ver un conjunto de punta distal de un instrumento 106 sellador de vasos que sobresale de la punta distal del canal del instrumento.

El aparato de electrocirugía puede comprender un generador electroquirúrgico 108 capaz de generar y controlar la energía que se suministrará al instrumento de sellado de vasos 106, por ejemplo, a través del cable de alimentación 110, que se extiende desde el generador 108 a través del dispositivo de exploración quirúrgica 102 y del canal de instrumentos hasta la punta distal. Tales generadores electroquirúrgicos son conocidos, por ejemplo, como se describe en el documento WO 2012/076844. El generador electroquirúrgico 108 puede tener una interfaz de usuario para seleccionar y/o controlar la potencia suministrada al instrumento 106. El generador 108 puede tener una pantalla 112 para mostrar el modo de suministro de energía seleccionado. En algunos ejemplos, el generador puede permitir que se seleccione un modo de suministro de energía basándose en el tamaño del vaso que se va a sellar.

El dispositivo de exploración quirúrgica 102 puede operar de forma convencional. Por ejemplo, puede comprender un ocular 114 u otro sistema óptico para proporcionar una imagen de la punta distal, por ejemplo, imágenes de vídeo digitales, para ver la punta distal en el punto de aplicación. La operación del instrumento 106 puede controlarse mediante un mecanismo de actuación 116 (por ejemplo, un mango tipo tijera, deslizadera, dial giratorio, nivel, disparador o similar). El mecanismo de actuación 116 se puede acoplar operativamente al instrumento 106 mediante uno o más cables de control que se extienden a lo largo del eje 104, por ejemplo, dentro del canal de instrumentos.

En un ejemplo, el mecanismo de actuación puede incluir un limitador de fuerza dispuesto para limitar la fuerza máxima de actuación que se puede suministrar al instrumento. Limitar la fuerza máxima de actuación puede ayudar a prevenir daños a los componentes delicados del instrumento 106 y puede asegurar que la fuerza aplicada al tejido permanezca dentro de los parámetros deseados. La fuerza limitada puede comprender un resorte de compresión o un mecanismo de trinquete como parte del mecanismo de actuación. En algunos ejemplos, puede ser deseable variar la fuerza máxima de actuación, por ejemplo, proporcionando un dial o interruptor en el dispositivo 102 que ajusta la fuerza máxima de actuación asociada con el mecanismo de actuación 116.

Las realizaciones de la presente invención representan un desarrollo de las pinzas electroquirúrgicas descritas en el documento WO 2015/097472 y, en particular, se refieren a la estructura y funcionalidad del conjunto de punta distal.

La Figura 2 es una vista esquemática en perspectiva de un conjunto de extremo distal 200 de un instrumento electroquirúrgico que es una realización de la invención. El conjunto de extremo distal 200 está conectado a un eje 202 del instrumento que está dimensionado para encajar dentro del canal de instrumento de un laparoscopio u otro dispositivo de exploración quirúrgica. El eje 202 del instrumento comprende una funda tubular que transporta un cable coaxial para transportar energía de microondas al conjunto del extremo distal junto con varios alambres o barras de control que están dispuestos para controlar la manipulación física del conjunto de extremo distal, como se describe más adelante.

En este ejemplo, el conjunto de extremo distal 200 comprende un par de mordazas 208, 210. Las mordazas 208, 210 están acopladas operativamente a un collar 204 que está montado en un extremo distal del eje 202 del instrumento. En este ejemplo, el par de mordazas 208, 210 comprende una mordaza móvil 208 que pivota alrededor de un pasador que se extiende lateralmente 206 en el collar 204 para permitir que se abra y cierre un espacio entre las superficies internas opuestas de las mordazas 208, 210. Aunque solo hay una mordaza móvil en este ejemplo, en otras realizaciones, ambas mordazas pueden estar dispuestas para pivotar con respecto al collar 204. El collar 204 puede disponerse para asegurar que las mordazas permanezcan alineadas lateralmente mientras se mueven juntas.

El ejemplo mostrado en la Figura 2, el par de mordazas 208, 210 comprende una mordaza estática 210 que tiene una estructura de suministro de energía 212 en su superficie superior, es decir, la superficie que se opone a una superficie correspondiente en la mordaza móvil 208. Durante su uso, el conjunto de extremo distal 208 está destinado a sujetar tejidos biológicos (y en particular un vaso sanguíneo) entre el par de mordazas 208, 210. El par de mordazas 208, 210 están dispuestas para aplicar presión al tejido biológico entre las superficies opuestas y suministrar energía (preferentemente energía electromagnética de microondas) al tejido desde la estructura de suministro de energía 212.

En esta realización, la estructura de suministro de energía está presente solo en la mordaza estática 210. Sin embargo, en otras disposiciones, puede haber una estructura de suministro de energía en ambas mordazas, o solo en una única mordaza móvil.

En este ejemplo, la estructura de suministro de energía 212 comprende una antena de microtira coplanar fabricada en la superficie superior de la mordaza de estado 210. La antena de microtira coplanar comprende un sustrato 220 hecho de material dieléctrico no conductor, por ejemplo, cerámica o similar. El sustrato dieléctrico 220 tiene una capa conductora fabricada en su lado inferior (no visible en la Figura 2). En su superficie superior (es decir, la superficie opuesta al lado inferior) el sustrato dieléctrico 220 tiene una primera región conductora en forma de un electrodo de dedo 214 que se extiende longitudinalmente dispuesto centralmente sobre el mismo. Una segunda región 216 conductora en forma de U está dispuesta en la superficie superior del sustrato dieléctrico 220 alrededor del electrodo de dedo 214 con un espacio de dieléctrico 215 expuesto que separa el electrodo de dedo 214 de la región en forma de U 216. Se forma una pluralidad de orificios pasantes 218, por ejemplo, mecanizados, a través de la región en forma de U 216 y el sustrato dieléctrico 215. Los orificios pasantes 218 están llenos de material conductor para conectar eléctricamente la capa conductora en la parte inferior del sustrato dieléctrico 220 con la región conductora en forma de U 216. El electrodo de dedo 214 tiene una almohadilla de contacto 217 en un extremo proximal del mismo. El conductor interno del cable coaxial transportado por el eje del instrumento 202 está eléctricamente acoplado a la almohadilla de contacto 217, por ejemplo, extendiéndose desde el eje 202 del instrumento para contactar físicamente con la almohadilla de contacto 217. El electrodo de dedo 214 proporciona una región activa para la antena de microtira coplanar. La capa conductora en el lado inferior del sustrato dieléctrico 220 está conectada eléctricamente a un conductor exterior del cable coaxial transportado por el eje 202 del instrumento. Junto con la comunicación conductiva a través de los orificios pasantes 218, la región conductora 210 en forma de U forma un electrodo a tierra para la antena de microtira coplanar.

La configuración de la antena de microtira coplanar mostrada en la Figura 2 es particularmente ventajosa porque confina el campo emitido dentro de la región definida por el par de mordazas 208, 210. Como se analiza a continuación, se suministra muy poca energía a una región fuera del par de superficies opuestas. Es más, disponiendo la región conductora en forma de U 216 para que se extienda alrededor de un extremo distal del electrodo de dedo 214, la estructura de antena de microtira coplanar puede evitar que la energía se escape en la dirección longitudinal distal al conjunto 200.

Las capas conductoras mencionadas anteriormente pueden estar hechas de cualquier material conductor adecuado. Se prefieren la plata y el oro debido a su alta conductividad y biocompatibilidad. También se puede utilizar cobre, aunque preferentemente se recubre con plata u oro en las regiones que es probable que entren en contacto con tejido biológico.

La estructura de antena de microtira coplanar puede fabricarse independientemente de la mordaza estática 210, por ejemplo, utilizando técnicas de deposición de película fina. Esta construcción de la antena de microtira coplanar asegura dos características de rendimiento importantes. En primer lugar, asegura que la energía proyectada aplicada al tejido biológico del vaso sujeto se enfoca internamente dentro del agarre de las mordazas del instrumento. Esto proporciona un efecto de suministro de energía localizado, por lo que la energía aplicada se distribuye eficientemente a una región de tejido deseada.

Es más, el uso de capas conductoras de película fina significa que la masa térmica de las líneas conductoras es mínima. En combinación con la barrera térmica efectiva proporcionada por el sustrato dieléctrico 220, esto significa que cualquier calor residual dentro de las líneas conductoras se disipa rápidamente. El efecto se puede mejorar aún más proporcionando una capa en la superficie opuesta a la antena de microtira coplanar que actúa también como una barrera térmica. En las realizaciones mostradas en la Figura 2, la mordaza móvil 208 tiene una capa de material 222 elásticamente deformable formada en su superficie interior. La capa 222 puede formarse a partir de caucho de silicona u otro material polimérico compatible que pueda soportar las temperaturas que se producen durante el tratamiento y que sea biocompatible. Pueden fabricarse a partir de un polímero termoplástico elastomérico, por ejemplo. Esta capa ayuda al suministro eficiente de energía al tejido biológico sujeto, pero también facilita la retención del tejido biológico dentro de las mordazas.

Como alternativa o adicionalmente, se puede aplicar un revestimiento a la superficie de la propia antena de microtira coplanar. Este puede ser un revestimiento aplicado solo a las regiones conductoras, por ejemplo, para minimizar la adherencia del tejido. En realizaciones dispuestas para suministrar energía de microondas, puede que no sea necesario que las superficies internas de las mordazas puedan dirigir el contacto conductor eléctrico con el tejido. Por consiguiente, el revestimiento puede ser un material polimérico fino a alta temperatura, por ejemplo, aplicado en toda la cara de la antena. El material específico puede elegirse para que presente una gran pérdida y parezca transparente a la energía de microondas.

El revestimiento puede adaptarse a la forma de las mordazas. Puede comprender un material de pasivación a base de silicona similar al utilizado como revestimiento protector en placas de circuito impreso. Otros ejemplos incluyen poliimida, materiales tipo PTFE o FEP.

Como se muestra en la Figura 2, la capa 222 tiene una pluralidad de estrías moldeadas en las misma. Por tanto, presenta una superficie texturizada o dentada con la que entrar en contacto con el tejido biológico. Puede proporcionarse un agarre similar con estrías o textura alrededor de la periferia de la antena de microtira coplanar. Como se ha mencionado anteriormente, estas superficies texturizadas pueden ayudar a la liberación de gas durante la operación de sellado del vaso.

La antena de microtira coplanar tiene un tamaño adecuado para recibir y sellar vasos biológicos. Por ejemplo, la antena de microtira coplanar puede disponerse para proporcionar un área de tratamiento eficiente que tenga un ancho (es decir, una dimensión que se extiende lateralmente con respecto al eje del cable coaxial) de 2 a 5 mm y una longitud (a lo largo del eje del dispositivo) de 15 a 26 mm.

El par de mordazas puede incluir un separador (no mostrado) que asegura que las mordazas permanezcan separadas por una distancia mínima independientemente de la fuerza de cierre aplicada por el mecanismo de actuación 116. El soporte puede ser una proyección física en una o ambas mordazas que se acopla a la superficie interior de la mordaza opuesta.

Es deseable que la presión aplicada por las mordazas al tejido retenido entre ellas sea uniforme en una dirección longitudinal a lo largo de las superficies internas de las mordazas. En un desarrollo de la estructura que se muestra en la Figura 2, la mordaza móvil 208 puede comprender una placa de acoplamiento en su superficie interior que es capaz de articularse de nuevo en la mordaza 208 alrededor de un punto de pivote ubicado en un extremo distal de la mordaza 208. Se puede montar un elemento de soporte deformable elásticamente en la mordaza 208 detrás de la placa de acoplamiento para empujarla hacia fuera. Con esta disposición, el tejido de la región entre las mordazas se sujeta entre la superficie interior de la mordaza estática y la placa de acoplamiento de la mordaza móvil. Mientras las mordazas se cierran, la presión aplicada a lo largo de las mordazas se genera mediante una combinación de la acción de giro de las mordazas y la articulación de la placa de acoplamiento. La ubicación del punto de pivote y las propiedades del elemento de soporte deformable elásticamente pueden seleccionarse de modo que la falta de uniformidad en la fuerza aplicada que surge de la ventaja mecánica cambiante a lo largo de las mordazas alejándose del pivote se equilibre por una falta de uniformidad cooperante que surge de articulación de la placa de acoplamiento.

La estructura de suministro de energía 212 descrita con respecto a la Figura 2 es una antena de microtira coplanar. La configuración de esa antena puede ser como se muestra en la Figura 2 o como se describe con referencia a cualquiera de las Figuras 6A, 6B, 7A, 7B, 8A y 8B a continuación. Sin embargo, se pueden utilizar estructuras alternativas de radiadores de microondas. Por ejemplo, la superficie superior de la mordaza estática 210 puede estar provista de otras configuraciones de suministro de energía basadas en microtiras, por ejemplo, líneas de microtira serpenteantes o interdigitadas. En otra realización, la estructura de suministro de energía puede ser una antena de onda viajera, tal como la que se describe con referencia a la Figura 11 a continuación.

Además de la función de sellado de vasos, el instrumento electroquirúrgico de la presente invención puede funcionar también como divisor de vasos, por ejemplo, para cortar y separar una sección sellada de un vaso sanguíneo. Por lo tanto, el sellador de vasos puede estar provisto de una cuchilla 226 que se monta de forma deslizante con respecto al par de mordazas 208, 210 para cortar el tejido biológico retenido entre las mordazas.

En la Figura 2, la cuchilla 226 es una estructura afilada de tipo bisturí, hecha de acero u otro material duro. Para mayor claridad, la cuchilla se muestra sobresaliendo en la región entre las mordazas abiertas en la Figura 2. Sin embargo, en la práctica, es deseable que el instrumento evite el movimiento hacia delante de la cuchilla hasta que las mordazas estén cerradas y se aplique energía de microondas.

En la realización mostrada en la Figura 2, la cuchilla 226 se puede mover en una dirección longitudinal, por ejemplo, a lo largo del eje del dispositivo. Las superficies opuestas de las mordazas 208, 210 contienen respectivos rebajes o ranuras de guía 228, 224 para recibir la cuchilla mientras se desplaza. La ranura de guía 224 en la mordaza estática 210 se forma dentro del electrodo de dedo 214 de forma que se mueve a través del centro del campo aplicado.

En otras realizaciones, la cuchilla puede estar montada dentro de una de las mordazas y dispuesta para moverse lateralmente con respecto a la dirección longitudinal, es decir, extenderse fuera de una de las superficies opuestas en el tejido sujeto. El borde afilado de la cuchilla puede quedar por debajo de la superficie opuesta durante la operación de agarre y sellado del vaso.

Se prefiere que la cuchilla proporcione un corte en "frío", puesto que esta funcionalidad se asocia con mejores resultados para los pacientes. Esto se debe principalmente al riesgo o la ocurrencia de daños colaterales, es decir, el daño térmico al tejido circundante es mucho menor cuando se usa corte en frío. Sin embargo, la funcionalidad de corte se puede proporcionar por otros medios, por ejemplo, una estructura de suministro de energía de radiofrecuencia (RF) monopolar o bipolar, o un mecanismo de corte ultrasónico. Una disposición para suministrar potencia auxiliar por el eje del instrumento, por ejemplo, para una cuchilla de corte RF o un sistema ultrasónico, se analiza a continuación.

El conjunto del extremo distal puede configurarse para realizar funciones además del sellado de vasos. Por ejemplo, el conjunto de extremo distal puede tener una cuchilla de corte de radiofrecuencia (RF) auxiliar montada en una punta distal del mismo. En el ejemplo mostrado en la Figura 2, un elemento disector de RF 230 está montado en el extremo distal de la mordaza estática 210. El elemento disector de RF 230 es una estructura bipolar que comprende un electrodo activo montado en un cuerpo saliente y un electrodo de retorno, que se puede fabricar o integrar con la mordaza estática 210 en las proximidades del cuerpo saliente.

La Figura 3 muestra el lado inferior del conjunto de extremo distal 200, en el que el elemento disector de RF 230 puede verse con más detalle. El elemento disector de RF 230 se puede utilizar para cortes finos de tejido sin sangre y disección de tejido. En la disposición mostrada en las Figuras 2 y 3, el elemento de disección de RF 230 presenta un borde de ataque que se asienta sobre el extremo distal de la mordaza estática 210. Esta posición puede permitir que se realice la disección tanto lateral como en un extremo. En escenarios de tratamiento de campo seco (es decir, en ausencia de solución salina u otro fluido eléctricamente conductor) es deseable que el electrodo de retorno esté muy cerca del electrodo activo que está en el elemento disector de RF 230. La relación de las áreas de electrodos en contacto con el tejido expuesto es importante también para asegurar que el flujo de corriente se produzca en la forma deseada de forma que haga que se produzca la máxima densidad de corriente en el borde de ataque del elemento disector de RF 230.

Aunque el elemento disector de RF 230 se muestra en el extremo distal de la mordaza estática en las Figuras 2 y 3, se puede montar en varias orientaciones o ubicaciones en el conjunto del extremo distal, por ejemplo, verticalmente, horizontalmente, en un ángulo, en un lado y en cada mordaza.

El conjunto de punta distal puede comprender otros elementos de suministro de energía montados en una de las mordazas para permitir que se realice un trabajo de tratamiento fino en el extremo distal del dispositivo. Por ejemplo, la mordaza puede incluir una pequeña antena de microondas para permitir la coagulación fina de microondas, o un pequeño sonotrodo ultrasónico para suministrar energía ultrasónica para realizar el corte. Estos elementos auxiliares pueden montarse en un miembro deslizante independientemente que puede extenderse y retraerse longitudinalmente con respecto al eje 202 del instrumento. Esto puede ayudar a mejorar la visibilidad del tratamiento fino utilizando el dispositivo auxiliar, puesto que puede extenderse en el campo de visión del dispositivo de exploración quirúrgica independientemente del resto del conjunto de extremo distal 200. En una realización, el miembro independientemente deslizable puede ser la mordaza estática 210, que se puede dislocar del collar 204 para permitir que se deslice longitudinalmente. La mordaza estática puede retraerse de forma proximal alejándose de su ubicación articulada normal o puede extenderse distalmente alejándose de su ubicación articulada normal. En el último caso, la punta de disección fina de RF u otra función auxiliar puede estar ubicada en la mordaza estática, de forma que se pueda mover a la posición más distal. En el primer escenario, la punta de disección fina de RF u otra función auxiliar puede ubicarse en la mordaza opuesta de modo que ocupe una posición más distal y tenga buena visibilidad cuando la mordaza estática se retrae.

El par de mordazas puede tener cualquier forma adecuada. Por ejemplo, las mordazas pueden estrecharse a lo largo de su longitud hacia la punta distal, o pueden doblarse o engancharse si se desea para cualquier escenario de tratamiento particular.

La apertura y el cierre de las mordazas 208, 210 pueden controlarse mediante un mecanismo de actuación que puede operar un usuario en un mango externo del dispositivo de exploración quirúrgica, es decir, en un extremo proximal del eje 202 del instrumento. El mecanismo de actuación puede incluir un dispositivo de control de presión dispuesto para permitir que un usuario controle el cierre del par de mordazas basándose en una cantidad de presión aplicada al tejido biológico que se captura entre las mordazas. En un ejemplo, un usuario puede seleccionar una presión de cierre deseada (por ejemplo, máxima) para las mordazas, y el mecanismo de actuación puede disponerse para inhibir el movimiento adicional de las mordazas una hacia la otra una vez que se alcanza la presión deseada.

Como se ha mencionado anteriormente, en algunas realizaciones, ambas mordazas pueden estar activas en el sentido de que están conectadas eléctricamente a un cable coaxial dentro del eje del instrumento. En un ejemplo, el par de mordazas comprende diferentes elementos de un solo dispositivo de suministro de energía de microondas. Por ejemplo, una de las mordazas puede comprender un electrodo a tierra y la otra puede comprender un electrodo activo para una estructura de antena. En otro ejemplo, cada mordaza puede comprender su propia estructura de suministro de energía de microondas independiente, por ejemplo, correspondiente a la antena de microtira coplanar descrita anteriormente.

Si ambas mordazas están activas, pueden alimentarse desde una línea de transmisión coaxial común dentro del eje del instrumento proporcionando un divisor de potencia de microondas o un divisor en el extremo distal de la línea de transmisión coaxial, por ejemplo, en el extremo distal del eje del instrumento o dentro del collar 204. El divisor de potencia de microondas puede implementarse de cualquier forma conocida. Por ejemplo, el divisor de potencia podría implementarse como un divisor de potencia Wilkinson, como transformadores de impedancia de dos cuartos de longitud de onda (o un múltiplo impar de los mismos) o como una disposición de balun de media longitud de onda, en el que el extremo distal de la línea coaxial forma una alimentación desequilibrada que se introduce en la primera mordaza, y en el que la segunda mordaza se alimenta desde un punto que está a la mitad de una longitud de onda eléctrica de la alimentación. Como alternativa, el divisor de potencia se puede implementar como transformadores de impedancia de longitud de onda de media longitud de onda eléctrica que se fabrican con materiales de sustrato flexible, que pueden flexionarse para permitir el movimiento de una o ambas mordazas.

En disposiciones en las que el conjunto del extremo distal también incluye un dispositivo auxiliar para suministrar energía de RF, el instrumento puede estar dispuesto para recibir la energía de r F para el dispositivo auxiliar y la energía de microondas para la suministra desde las mordazas a lo largo de una vía de suministra de energía común, que puede ser una línea de transmisión coaxial dentro del eje del instrumento. En un ejemplo, la energía de RF puede suministrarse a 400 kHz, mientras que la energía de microondas puede suministrarse a 5,8 GHz. Para evitar que la energía de microondas entre en el dispositivo auxiliar, puede montarse un componente de filtrado o bloqueo inductivo dentro del conjunto del extremo distal. El bloque inductivo puede ser un inductor bobinado, que permite que la energía de RF pase mediante el uso de efectos parásitos, pero bloquea la energía de microondas. Como alternativa, el bloque inductivo puede estar provisto por uno o más ramales abiertos de un cuarto de longitud de onda ubicados a intervalos de media longitud de onda a lo largo de una línea de transmisión entre el cable coaxial y el dispositivo de RF auxiliar. Para evitar que la energía de RF entre en la estructura de suministro de energía de microondas en las mordazas, se puede montar un bloque capacitivo o elemento de filtro entre el cable coaxial y la estructura de suministro de energía de microondas. El elemento de filtro capacitivo puede ser un condensador de placas paralelas que opera a frecuencias de microondas, o una cavidad de guía de ondas o una línea de microtira acoplada en la que un dieléctrico aislante rompe la trayectoria conductora de forma que bloquea el flujo de energía de r F.

Se pueden usar bloques o filtros similares en el generador para evitar que la energía de RF entre en la fuente de microondas y la energía de microondas entre en la fuente de RF. Por ejemplo, se pueden proporcionar uno o más estranguladores para evitar que la energía de microondas irradie hacia la fuente de Rf .

En el ejemplo anterior, la energía de RF y microondas se transporta a lo largo del eje del instrumento mediante una línea de transmisión coaxial común. En otros ejemplos, la separación de la energía de RF y microondas puede ocurrir antes de que se suministren al eje del instrumento. En esta disposición, se proporcionan estructuras de transporte de energía separadas para la energía de RF y la energía de microondas, respectivamente. Por ejemplo, la energía de RF puede ser transportada por un par de alambres trenzados o dos conjuntos de alambres aislados montados en paralelo, mientras que la energía de microondas es transportada por una línea de transmisión coaxial adecuada. La potencia, por ejemplo, potencia CC, para otros tipos de dispositivos auxiliares, por ejemplo, cuchillas de ultrasonido o similares, se puede suministrar de forma similar.

El análisis histológico inicial de las muestras tratadas con el sellador de vasos discutido anteriormente muestra resultados muy prometedores, especialmente cuando se compara con los resultados histológicos de otras formas de selladores de vasos electroquirúrgicos o ultrasónicos. En particular, la configuración de suministro de energía de microondas discutida anteriormente proporciona un suministro de energía localizado y controlable que se manifiesta incluso como una interrupción celular dentro de la muestra, lo que conduce a una ubicación del sello bien definida y, muy importantemente, a la propagación muy limitada del calor más allá del sello. En otras palabras, el margen térmico del dispositivo, es decir, la cantidad de blanqueamiento del tejido que se produce fuera de la región de agarre, es pequeño. La forma del campo y la densidad de pérdida de potencia asociadas con la antena de microtira coplanar se describen con más detalle a continuación.

La Figura 5 muestra una vista del lado inferior del conjunto de extremo distal cuando las mordazas 208, 210 están cerradas. Ésta es una configuración en la que el instrumento puede introducirse en un canal de instrumentos de un laparoscopio.

Las Figuras 6A y 6B muestran con más detalle un primer ejemplo de una antena de microtira coplanar que puede usarse como una estructura de suministro de energía 212 en una realización de la invención. La antena de microtira coplanar comprende un sustrato dieléctrico 220 que tiene una capa a tierra conductora 236 en su superficie inferior (véase Figura 6B) y un par de líneas conductoras 214, 216 en su superficie superior. La capa a tierra 236 y las líneas conductoras 214, 216 pueden formarse sobre el sustrato usando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, metalización, deposición de película fina y modelado (grabado), etc.

Como se ha descrito anteriormente, el par de líneas conductoras 214, 216 en este ejemplo comprende un electrodo de dedo 214 que está rodeado a lo largo de su longitud y alrededor de su extremo distal por una región conductora en forma de U 216. La región conductora en forma de U 216 está conectada eléctricamente a la capa a tierra 236 a través de orificios pasantes 218, 238 que están llenos de material conductor para proporcionar una conexión eléctrica. El electrodo de dedo 214 y la región conductora en forma de U 216 están separados por un espacio 215 a través del que se concentra el campo de microondas durante su uso. El conductor a tierra 236 está en comunicación eléctrica con un conductor exterior de una línea de alimentación coaxial, mientras que el electrodo de dedo 214 está conectado eléctricamente a un conductor interno de la línea de alimentación coaxial.

Las Figuras 7A y 7B muestran un segundo ejemplo de una antena de microtira coplanar 240 que puede usarse en el presente ejemplo. Similar al ejemplo mostrado en las Figuras 6A y 6B, la antena 240 comprende un sustrato dieléctrico 242 que tiene un lado inferior que tiene una capa conductora 250 sobre el mismo, por ejemplo, metalizada o aplicada de otro modo. La superficie superior del sustrato dieléctrico 242 (mostrado en la Figura 7a ) comprende un par de elementos conductores alargados que se extienden paralelos entre sí en la dirección longitudinal de la mordaza en la que se montará la antena. Los elementos conductores comprenden un dedo conductor a tierra 244 y un conductor activo 246, que están separados por un espacio 245. El dedo conductor a tierra 244 está en comunicación eléctrica con la capa conductora a tierra 250 a través de orificios pasantes 248, 252 que se mecanizan a través del sustrato dieléctrico 242 y se llenan con material conductor para proporcionar la conexión necesaria. De forma similar a la disposición mostrada en las Figuras 6A y 6B, la capa conductora a tierra 250 debe conectarse eléctricamente a un conductor exterior y alimentar una línea de alimentación coaxial, mientras que el dedo conductor activo 246 debe conectarse eléctricamente a un conductor interno de la línea de alimentación coaxial.

Las Figuras 8A y 8B muestran un tercer ejemplo de una antena de microtira coplanar 260 que puede usarse en la invención. La antena de microtira coplanar comprende un sustrato dieléctrico 262 que tiene una capa conductora a tierra 270 en su lado inferior. En una superficie superior del sustrato dieléctrico 262, hay tres elementos conductores. En esta realización, los elementos conductores comprenden un electrodo de dedo activo central 266 en cada lado por una tira conductora a tierra 264. Las tiras conductoras a tierra 264 y los electrodos de dedos 266 son elementos alargados que se extienden en la dirección longitudinal del dispositivo. El electrodo de dedo activo 266 está separado de cada una de las tiras conductoras a tierra 264 por un espacio 265 a través del que se extiende el campo de microondas durante su uso. Las tiras conductoras a tierra 264 están conectadas eléctricamente a la capa de conductor a tierra 270 a través de una pluralidad de orificios pasantes 268, 272, que están llenos de material conductor para proporcionar la conexión necesaria.

En los ejemplos proporcionados anteriormente, los electrodos en la superficie superior del sustrato dieléctrico entrarán en contacto con el tejido durante su uso y, por lo tanto, están hechos de un material conductor biocompatible, tal como plata u oro. En contraposición, la capa conductora a tierra en la parte inferior del sustrato dieléctrico no contacta con el tejido y, por lo tanto, puede estar hecha de un material diferente, tal como cobre.

La Figura 9 muestra otro ejemplo de una antena de microtira coplanar que se puede utilizar en la presente invención. En este caso, la estructura de la antena se puede fabricar mecanizando uno o más bloques de material dieléctrico. La estructura mostrada en la Figura 9 es una preforma de antena dispuesta para montarse directamente en un cable coaxial. La preforma de antena 280 comprende un bloque dieléctrico central 282 que tiene una capa conductora a tierra 284 fabricada en su lado inferior y una región conductora en forma de U 286 fabricada en su superficie superior. La capa conductora a tierra 284 está conectada eléctricamente a la región conductora en forma de U 286. El bloque dieléctrico 282 está flanqueado por dos bloques dieléctricos laterales 290 que ayudan a montar la preforma dentro de una estructura de mordaza y proporcionan aislamiento para la capa de conductor a tierra 284. Se fabrica una ranura 288 en la superficie superior del bloque dieléctrico 282 para recibir una porción expuesta de un conductor interno de una línea de alimentación coaxial (no mostrada). La ranura está separada de la región conductora en forma de U 286 por un espacio 287. La antena se forma montando una línea de alimentación coaxial con una sección expuesta del conductor interno en la cara del extremo proximal de la preforma de antena 280. La longitud expuesta de cualquier conductor se encuentra en la ranura 288, y la capa conductora a tierra 284 está conectada eléctricamente al conductor exterior de la línea de alimentación coaxial.

La Figura 10 muestra otro ejemplo de una preforma de antena 300 que se puede usar junto con una línea de alimentación coaxial para formar una antena de microtira coplanar que se puede usar en la invención. La preforma de antena 300 comprende un sustrato dieléctrico 302 que tiene una capa conductora a tierra 304 en su superficie inferior. En la superficie superior del sustrato dieléctrico 302 hay una tira conductora a tierra 306 alargada que está conectada eléctricamente a la capa conductora a tierra 304, por ejemplo, a través del cuerpo del sustrato dieléctrico 302. Situada a lo largo y paralela a la tira conductora a tierra 306, hay una ranura 308 para recibir un conductor interior expuesto de una alimentación coaxial. La tira conductora a tierra 306 y la ranura 308 están separadas por un espacio 307 a través del que se propagan los campos electromagnéticos de microondas durante su uso. De forma similar a la Figura 9, la preforma de antena 300 se puede usar para formar una antena de microtira coplanar conectándola a una alimentación coaxial que tiene una longitud del conductor interno expuesto. El conductor interior expuesto se recibe en la ranura 308, mientras que el conductor exterior de la alimentación coaxial está conectado eléctricamente a la capa conductora a tierra 304.

La descripción anterior proporciona varios ejemplos de cómo se puede usar una antena de microtira coplanar como mecanismo de suministro de energía de microondas para la presente invención. Sin embargo, se pueden utilizar otras estructuras de suministro de energía de microondas. La Figura 11 ilustra un ejemplo de una estructura de antena de onda progresiva 310 que puede montarse dentro de una mordaza de un sellador de vasos de acuerdo con una realización de la invención. La estructura de onda progresiva 310 comprende un alojamiento para retener una longitud distal de un cable coaxial. El alojamiento comprende un collar proximal 312 a través del que se puede insertar el cable coaxial, una base de soporte alargada 314 y una tapa distal 316, que actúa como tope para un extremo distal del cable coaxial. La propia estructura de antena comprende un conductor interno 320 rodeado por un material dieléctrico 318 y un conductor externo 322. Dentro del conductor exterior 322 se forma una pluralidad de ventanas 324 para exponer el material dieléctrico. Las ventanas se pueden formar dentro del conductor exterior del propio cable coaxial, o se puede proporcionar un tubo a tierra conductor separado dentro del alojamiento, y se puede insertar un cable coaxial que tiene una porción de extremo distal en la que se ha retirado el conductor exterior. En la Figura 11, el conductor exterior 322 comprende un tubo embutido profundo que tiene un extremo distal cerrado. Las ventanas son ranuras cortadas en el tubo antes de que se monte sobre el material dieléctrico 318. El alojamiento 312 y la tapa 316 pueden fabricarse en una sola pieza y formar un miembro de refuerzo que soporta la antena manteniéndola recta y rígida.

La forma y la posición de las ventanas 324 en el conductor exterior 322 se colocan para promover la emisión de energía. El tamaño de las ventanas se varía a lo largo del dispositivo para que la energía se suministre de forma direccional normal al eje longitudinal y uniformemente a lo largo de la longitud de la antena.

Las Figuras 12A y 12B muestran, cada una, un gráfico de densidad de pérdida de potencia simulada que demuestra cómo se suministra la energía de microondas al tejido biológico mediante un primer ejemplo de una antena de microtira coplanar. Las figuras 13A y 13B muestran la misma información para un segundo ejemplo de una antena de microtira coplanar. Cada gráfico simula un vaso sanguíneo sujeto a la superficie de la mordaza en la que se fabrica la antena, con el vaso sanguíneo nominalmente en ángulo recto con la dirección de la antena. Para cada configuración, la potencia de calentamiento se calculó para dos anchuras de vasos sanguíneos: 8 mm (Figuras 12A y 13A) y 16 mm (Figuras 12B y 13B). Estas son anchuras cuando se aplanan, que corresponden a vasos sanguíneos de aproximadamente 5 mm y 10 mm de diámetro. En cada caso, el centro del vaso sanguíneo está a la misma distancia a lo largo de la antena.

En las Figuras 12A y 12B, la antena de microtira coplanar tiene una configuración similar a la descrita anteriormente con referencia a las Figuras 6A y 6B, en la que un electrodo a tierra forma una U alrededor de un extremo distal de un electrodo activo alargado.

En las Figuras 13A y 13B, la antena de microtira coplanar tiene una configuración similar a la descrita anteriormente con referencia a las Figuras 7A y 7B, en la que un electrodo a tierra y un electrodo activo se encuentran paralelos en una dirección longitudinal a lo largo de la superficie de la mordaza.

Cada gráfico simula la potencia absorbida en el tejido cuando se aplica energía de microondas con una frecuencia de 5,8 GHz y una potencia de entrada de 0,5 W desde la alimentación de la antena coaxial. Se utiliza una escala de sombreado logarítmica para mostrar la forma de las regiones de alta y baja densidad de potencia.

En todas las Figuras 12A, 12B, 13A y 13B se puede ver que la potencia suministrada está bien restringida dentro de una región 402 que corresponde a la anchura de la antena. Fuera de esta región se suministra muy poca energía. Dentro de la región 402 hay una tira central que tiene una densidad de potencia de aproximadamente 105 dB (mW/m3), rodeada por un par de tiras laterales que tienen una densidad de potencia de aproximadamente 95 dB (mW/m3). Con la tira central hay pequeñas zonas 404, 406 de alta densidad de potencia, es decir, de aproximadamente 115 dB (mW/m3). Las unidades dB (mW/m3) corresponden a la escala logarítmica e indican la densidad de potencia en decibelios por encima de 1 mW por metro cúbico. Estas densidades de potencia y sus equivalentes se expresan en unidades alternativas en la Tabla 1.

T l 1: iv l n n i n i

La última columna muestra la potencia absorbida en calorías por cm cúbico. La caloría se define como el calor necesario para aumentar la temperatura de 1 gramo de agua a -272,1 grados Celsius (1 grado Kelvin). Para la precisión útil en este tratamiento, la capacidad calorífica de 1 cm cúbico de tejido es próxima a la de 1 gramo de agua, por lo que la absorción de calor en cal/cm3 está cerca de la tasa inmediata de aumento de temperatura en grados por segundo.

El valor máximo de la densidad de calentamiento equivale a una tasa de aumento de temperatura de 151 K/s para una potencia de entrada de 1 W. Sin embargo, esto solo es posible en volúmenes muy pequeños, ya que requiere una densidad de potencia calorífica de 0,65 W/mm3 lo que a su vez requeriría que el 65 % de la potencia total disponible se concentre dentro de un mm cúbico.

Los efectos combinados de la capacidad calorífica, la conducción de calor y la perfusión significan que esta tasa de aumento de temperatura no ocurre realmente excepto en el mismo instante en que se enciende la potencia. En la práctica, para volúmenes de tejido de aproximadamente un milímetro cúbico, el calentamiento (es decir, la tasa de aumento de temperatura) es 1/2 de la tasa inicial después de 1 segundo y 1/3 después de 2 segundos. Para un volumen con un radio de aproximadamente 0,25 mm, el calentamiento es 1/6,5 de la velocidad inicial después de 1 segundo y 1/12 después de 2 segundos.

En los gráficos que se muestran en las Figuras 12a, 12B, 13A y 13B, las regiones de mayor densidad de potencia son muy pequeñas. Para estas regiones, la tasa inicial de aumento de temperatura se reduce rápidamente con el tiempo. El aumento de temperatura durante un tiempo significativo debe estimarse utilizando la densidad de potencia promedio en regiones de varios milímetros de anchura. Se puede estimar que esta densidad de potencia promedio se encuentra entre 15,1 cal/cm3/W en el extremo 'caliente' y 1,51 cal/cm3/W en el extremo 'frío'. Esto corresponde a una tasa de calentamiento entre 15 K/s y 1,5 K/s para una potencia de entrada de 1 W, y entre 375 K/s y 37,5 K/s para una potencia de entrada de 25 W.

La temperatura no aumentará continuamente a esta tasa. La temperatura inicial es de aproximadamente 35 °C. Se requiere una potencia adicional de entre 45 °C y 60 °C para desnaturalizar el tejido, lo que ralentiza ligeramente la tasa de aumento, de forma que los 60 °C se alcanzarían al momento en que se esperaría que fueran 65 °C, y cuando el tejido alcanza los 100 °C, la generación de vapor de agua evitará que la temperatura suba durante un tiempo para que pase por encima de 100 °C al momento que se esperaría que pasaran los 600 °C.

Esto se resume en las siguientes tablas:

La generación y dispersión de vapor de agua caliente de los lugares más calientes ayudará a igualar parte de la entrada de potencia y la diferencia de temperatura en el dispositivo.

La variación en la densidad de potencia en el dispositivo se debe a varios factores. La variación transversal se debe a que la potencia de microondas es más fuerte al lado de las ranuras entre los electrodos, particularmente, cerca de los bordes de las ranuras, y mucho más abajo en la superficie de los electrodos. En la configuración mostrada en las Figuras 12A y 12B, el calentamiento es el mismo al lado de las ranuras a ambos lados del electrodo central, pero en la configuración mostrada en las Figuras 13A y 13B, se espera que el calentamiento sea más fuerte en el espacio entre los dos electrodos y más pequeño en el otro lado del electrodo activo (es decir, la capa conductora sin orificios pasantes).

La variación longitudinal se debe a dos factores, la eficiencia del calentamiento, junto con la longitud de la tira de tejido y el reflejo de la potencia en el extremo distal del tejido. Debido a que la línea de transmisión es uniforme, la proporción de la potencia que está en la línea que se acopla al tejido en cualquier longitud es constante. La potencia que queda en la línea cae a medida que la energía se aleja de la alimentación porque la potencia ha entrado en el tejido. La potencia acoplada es una proporción fija de la potencia descendente restante, por lo que el calentamiento se reduce lejos de la alimentación a la herramienta.

Además de esto, siempre queda algo de potencia en el extremo del tejido. Hay un reflejo del extremo del tejido, y este reflejo refuerza el calentamiento a una corta distancia del extremo. Esto da como resultado una pequeña caída en el calentamiento desde el extremo más alejado. El cambio proporcional, relativo al calentamiento en el extremo, no depende de la longitud de la muestra, por lo tanto, en la visualización logarítmica, las formas de los contornos son similares para las diferentes configuraciones de antena y para las diferentes longitudes de tejido.

Las Figuras 14A, 14B, 15A y 15B son gráficos que muestran la pérdida de retorno de las configuraciones de antena mostradas en las Figuras 12A, 12B, 13A y 13B respectivamente, de CC a 10 GHz. La pérdida de retorno se muestra en dB, en la que 0 dB significa que toda la señal se refleja (0 % de eficiencia) y -20 dB significa que se refleja el 1 % (99 % de eficiencia).

La siguiente tabla muestra la eficiencia y la pérdida de dB en el calentamiento, para una serie de valores de pérdida de retorno:

T l 4: m r i n l r i r rn n l fi i n i

Se puede ver en la tabla que incluso con una pérdida de retorno de -6 dB, la antena todavía usa el 75 % de la potencia disponible, y la reducción de la potencia de calentamiento es de solo -1,3 dB. Sin embargo, es preferible una pérdida de retorno de -10 dB o mejor, con una eficiencia superior al 90 % y una pérdida de potencia de calentamiento no peor que - 0,5 dB.

Las Figuras 14A, 14B, 15A y 15B muestran la pérdida de retorno con un vaso sanguíneo de 8 mm de anchura. También se realizaron simulaciones para calcular la pérdida de retorno con un vaso sanguíneo de 16 mm de anchura. En cada caso, la pérdida de retorno a 5,8 GHz fue mejor para el vaso sanguíneo de 16 mm de anchura que para el vaso sanguíneo de 8 mm de anchura. Por lo tanto, la antena está diseñada para ser más eficiente para los vasos sanguíneos más anchos. La eficiencia para vasos sanguíneos más estrechos nunca es inferior a -3 dB, de forma que en los ejemplos probados la pérdida de potencia se corresponde siempre al menos con la reducción del volumen de tejido que se va a calentar, de forma que el tiempo de sellado para vasos más estrechos sea el mismo o incluso más rápido que el tiempo de sellado para vasos más anchos.

La Figura 16A es una vista en despiece de un conjunto de punta distal 500 para una invención electroquirúrgica que es otra realización de la invención. El conjunto de extremo distal 500 está conectado a un eje 502 del instrumento que está dimensionado para encajar dentro del canal de instrumento de un laparoscopio u otro dispositivo de exploración quirúrgica.

En este ejemplo, el conjunto de extremo distal 500 comprende un par de mordazas 508, 510. Las mordazas 508, 510 están acopladas operativamente a un collar 504 que está montado en un extremo distal del eje 502 del instrumento. En este ejemplo, el par de mordazas 508, 510 comprende una mordaza móvil 508 que pivota alrededor de un pasador que se extiende lateralmente (no mostrado) en el collar 504 para permitir que se abra y cierre un espacio entre las superficies internas opuestas de las mordazas 508, 510. La otra mordaza es una mordaza estática 510 que tiene una estructura de suministro de energía 512 en su superficie superior, es decir, la superficie que se opone a una superficie correspondiente en la mordaza móvil 508. El collar 504 puede disponerse para asegurar que las mordazas permanezcan alineadas lateralmente mientras se mueven juntas.

Durante su uso, el conjunto de extremo distal 500 está destinado a sujetar tejidos biológicos (y en particular un vaso sanguíneo) entre el par de mordazas 508, 510. El par de mordazas 508, 510 están dispuestas para aplicar presión al tejido biológico entre las superficies opuestas y suministrar energía (preferentemente energía electromagnética de microondas) al tejido desde la estructura de suministro de energía 512.

En este ejemplo, la estructura de suministro de energía 512 comprende una antena de microtira coplanar montada en una superficie superior de la mordaza 510 de estado. La antena de microtira coplanar comprende un sustrato 520 hecho de material dieléctrico no conductor, por ejemplo, cerámica o similar. El sustrato dieléctrico 520 tiene una capa conductora fabricada en su lado inferior. En su superficie superior (es decir, la superficie opuesta al lado inferior) el sustrato dieléctrico 520 tiene una primera región conductora en forma de un electrodo de dedo 514 que se extiende longitudinalmente dispuesto centralmente sobre el mismo. Una segunda región 516 conductora en forma de U está dispuesta en la superficie superior del sustrato dieléctrico 520 alrededor del electrodo de dedo 514 con un espacio de dieléctrico 515 expuesto que separa el electrodo de dedo 514 de la región en forma de U 516. Se forma una pluralidad de orificios pasantes 518, por ejemplo, mecanizados, a través de la región en forma de U 516 y el sustrato dieléctrico 520. Los orificios pasantes 518 están llenos de material conductor para conectar eléctricamente la capa conductora en la parte inferior del sustrato dieléctrico 520 con la región conductora en forma de U 516. El electrodo de dedo 514 tiene una almohadilla de contacto 517 en un extremo proximal del mismo. Un conductor interno de un cable coaxial transportado por el eje del instrumento 502 se puede acoplar eléctricamente a la almohadilla de contacto 517, por ejemplo, extendiéndose desde el eje 502 del instrumento para contactar físicamente con la almohadilla de contacto 517. El electrodo de dedo 514 proporciona así una región activa para la antena de microtira coplanar. La capa conductora en el lado inferior del sustrato dieléctrico 520 está conectada eléctricamente a un conductor exterior del cable coaxial transportado por el eje 502 del instrumento. Junto con la comunicación conductiva a través de los orificios pasantes 518, la región conductora 516 en forma de U forma un electrodo a tierra para la antena de microtira coplanar.

La mordaza estática 510 puede comprender un cuerpo formado de un material rígido para proporcionar soporte estructural para el conjunto de punta distal. Por ejemplo, puede estar formado de metal, tal como, acero inoxidable. Una capa de barrera 522 está montada entre el sustrato 520 y la mordaza estática 510. La capa de barrera 522 está hecha de un material aislante térmico y eléctrico, por ejemplo, PEEK o similares. La barrera tiene dos funciones. En primer lugar, aísla la antena del cuerpo de la mordaza estática 510, por ejemplo, para inhibir o prevenir la fuga de energía de microondas hacia la mordaza estática. En segundo lugar, proporciona una barrera térmica para inhibir o prevenir la conducción de calor desde la antena hacia el cuerpo de la mordaza estática. En combinación, estas características aseguran que la energía de microondas disponible transmitida desde la antena se concentre donde sea necesario. Esto proporciona ventajas en términos de control mejorado, margen térmico reducido, mejora de la eficiencia del dispositivo y reducción del riesgo de daño tisular colateral causado por la fuga de energía térmica.

En este ejemplo, la mordaza móvil 508 que comprende un cuerpo hecho de un material rígido, por ejemplo, metal, tal como, acero inoxidable. Montada dentro del cuerpo hay una placa de bisagra trasera 524. La placa de bisagra trasera 524 está conectada de forma pivotante al extremo distal de la mordaza móvil, por ejemplo, en un pasador 526 que está montado en la mordaza móvil 508. La placa de bisagra trasera 524 está dispuesta para pivotar en un rebaje formado por el cuerpo de la mordaza móvil 508.

Un elemento de cojín deformable resilientemente 528 está montado sobre una superficie trasera de la placa de bisagra trasera 524 para acoplarse con la superficie interior de la mordaza móvil 508 cuando la placa de bisagra trasera 524 pivota en el rebaje. El elemento de cojín deformable resilientemente 528 puede estar formado de caucho de silicona o similar. El elemento de cojín 528 actúa como un resorte que se puede comprimir bajo carga cuando el par de mordazas se cierra alrededor de un vaso o haz de tejidos. Al cargarse de esta forma, se reduce el ángulo de inclinación entre las mordazas cuando están cerradas, ayudando así a mejorar la alineación y el paralelismo de la mordaza con anterioridad, puesto que las mordazas se sujetan entre sí. Esto mejora la uniformidad de la distribución de la presión a lo largo del vaso a medida que se sujeta y mejora la estabilidad, por ejemplo, ayuda a evitar que un vaso o haz de tejido resbaladizo se mueva distalmente durante el cierre de la mordaza.

La mordaza móvil 508 tiene también una capa de material elásticamente deformable 530 formada en el lado inferior de la placa de bisagra trasera 524, es decir, en la superficie que se pone en contacto con la antena cuando se cierra el par de mordazas. La capa 530 puede formarse a partir de caucho de silicona u otro material polimérico compatible que pueda soportar las temperaturas que se producen durante el tratamiento y que sea biocompatible. Pueden fabricarse a partir de un polímero termoplástico elastomérico, por ejemplo. Esta capa ayuda al suministro eficiente de energía al tejido biológico sujeto, pero también facilita la retención del tejido biológico dentro de las mordazas.

El conjunto de punta distal 500 comprende además una cuchilla 532 que se monta de forma deslizante con respecto al par de mordazas 508, 510 para cortar el tejido biológico retenido entre las mordazas. La cuchilla 532 se puede mover en una dirección longitudinal, por ejemplo, a lo largo del eje del dispositivo. Las superficies opuestas de las mordazas 508, 510 contienen respectivos rebajes o ranuras de guía 534 para recibir la cuchilla mientras se desplaza. La ranura de guía 534 en la mordaza estática 510 se forma dentro del electrodo de dedo 514 de forma que se mueve a través del centro del campo aplicado.

Aunque no se muestra en la Figura 16A, el conjunto de punta distal 500 puede comprender también una cuchilla de corte auxiliar de radiofrecuencia (RF) montada en una punta distal sobre el mismo, de forma similar a la descrita anteriormente.

La Figura 16B es una vista en perspectiva del conjunto de punta distal 500 de la Figura 16A cuando está ensamblado.

Las Figuras 17A, 17B y 17C muestran tres ejemplos adicionales de una configuración de antena de microtira coplanar que se puede proporcionar en la superficie superior de las mordazas estáticas en las realizaciones descritas anteriormente. En cada ejemplo, la antena de microtira coplanar comprende un sustrato 600 que tiene un lado inferior (no mostrado) que tiene un electrodo a tierra formado en el mismo y un lado superior desde el que se puede suministrar energía. Se forma un electrodo activo alargado 602 como una tira a lo largo del lado superior. En un extremo proximal del electrodo activo 602 se forma una almohadilla de contacto 603 para conectarse a un conductor interno de una alimentación coaxial, como se ha expuesto anteriormente. Se forma un electrodo de retorno alargado 604 adyacente al electrodo activo 602. El electrodo de retorno 604 está conectado eléctricamente al electrodo a tierra en la parte inferior del sustrato 600 a través de las vías 606 formadas a través del sustrato 600. Se proporciona una ranura alargada 608 en el sustrato para facilitar el paso de la cuchilla deslizante como se ha expuesto anteriormente. Los electrodos 602, 604 pueden formarse sobre el sustrato usando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, metalización, deposición de película fina y modelado (grabado), etc.

En el primer ejemplo mostrado en la Figura 17A, la ranura 608 se forma en el centro del electrodo activo 602. El electrodo de retorno 604 comprende un par de tiras separadas formadas a cada lado del electrodo activo. El electrodo activo 604 se extiende hasta el extremo distal del sustrato.

El segundo ejemplo que se muestra en la Figura 17B es similar al primer ejemplo, excepto que el electrodo activo 602 está retirado del extremo distal del sustrato y el par de tiras que forman el electrodo de retorno están unidas por una sección curva que pasa alrededor de un borde distal curvo del sustrato. Por tanto, el electrodo de retorno proporciona un único elemento en forma de U.

En el tercer ejemplo mostrado en la Figura 17C, el electrodo activo 602 y el electrodo de retorno están situados en lados opuestos de la ranura, y cada uno comprende un único electrodo de dedo alargado.

La Figura 18 es una vista en sección transversal de un mango 700 que puede usarse para operar un instrumento electroquirúrgico que es una realización de la invención. El mango 700 comprende un cuerpo 702 con una empuñadura 704 y un par de accionadores de tipo gatillo 706, 708. Se proporciona un puerto de entrada 710 para recibir un suministro de energía de microondas en una base de la empuñadura 704. El cuerpo 702 incluye un puerto de salida 714 en el que está montado un eje 712 del instrumento.

El cierre del par de mordazas en el conjunto de punta distal se efectúa mediante un accionador de agarre 706. Tirar del accionador de agarre 706 hacia la empuñadura 704 provoca el movimiento axial de un manguito de cierre hacia delante a lo largo del eje 712 del instrumento, provocando así el cierre de las mordazas. El modo de actuación es deseable en comparación con la retracción. La retracción generalmente hace que el dispositivo se aleje del tejido objetivo en el extremo distal del eje del instrumento, lo que significa que existe el riesgo de que el tejido se salga de entre las caras de la mordaza. El accionador de agarre 706 puede engancharse en su posición por medio de una pista de carreras de pestillo formada dentro del cuerpo 702, que recibe un elemento de acoplamiento 718 que sobresale hacia atrás del accionador de agarre 706.

El movimiento de la cuchilla dentro del conjunto de la punta distal se efectúa mediante un accionador de cuchilla 708, que está montado en el accionador de agarre 706 en una disposición de bisagra compuesta. Esta disposición se puede configurar de tal forma que el disparador de cuchilla permanezca oculto en el cuerpo 702 hasta que las mordazas se cierren en la medida requerida.

La energía de microondas se transporta al conjunto de la punta distal mediante un cable coaxial que se extiende desde el puerto de entrada 710 a través del eje 712 del instrumento. El cuerpo incluye un carrete giratorio 720 alrededor del que se enrolla el cable coaxial un número de veces (por ejemplo, 2 o 3 veces) antes como parte de su recorrido del puerto de entrada 710 al eje 712 del instrumento. Estos giros del cable permiten el giro libre del eje y del conjunto de la punta distal en 360° (+/-180°) mediante una ruedecilla 722 que está montada de forma giratoria en el cuerpo 702. Esta disposición reduce la carga de resistencia al girar el eje y puede evitar curvas pronunciadas o puntos de tensión dentro del cable coaxial.

El cuerpo 702 comprende además un botón pulsador de activación de energía 724 que permite el control sobre el suministro de energía de microondas cuando el dispositivo está durante su uso.

Durante su uso, el dispositivo puede estar dispuesto para suministrar energía de microondas continua que tiene una potencia predeterminada durante una cierta duración seleccionada para efectuar el suministro de una cantidad requerida de energía. Por ejemplo, si fuera deseable suministrar 100 J de energía, el dispositivo puede configurarse para suministrar energía a 25 W durante 4 segundos.

Sin embargo, en lugar de suministrar energía continua a una potencia constante, se ha descubierto que el suministro de energía como pulsos discretos es más eficiente, en particular, con vasos de mayor tamaño. Por ejemplo, se pueden suministrar 100 J como un par de pulsos de 1 segundo a 50 W separados por un tiempo de inactividad de 2 segundos. El nivel de potencia del pulso puede estar en un intervalo de 50 W a 60 W. La duración del pulso puede estar en un intervalo de 0,5 segundos a 1 segundo. El período de descanso puede estar en un intervalo de 0,5 segundos a 2 segundos. Los pulsos pueden ser idénticos o el primer pulso puede tener un nivel de potencia más alto. La duración y el suministro de energía total pueden seleccionarse dependiendo del tamaño del vaso o del haz de tejido (que contiene múltiples vasos) que se está sellando. La energía puede suministrarse en un tren de pulsos que comprende más de dos pulsos, por ejemplo, con el nivel de potencia de cada pulso disminuyendo durante el período de tratamiento. Por ejemplo, en un período de tratamiento de 5 segundos, pueden suministrarse 6 pulsos de energía. El primer pulso de energía puede ser de 60 W durante 1 segundo, seguido de 5 pulsos más cortos de potencia cada vez menor.

El dispositivo y el aparato sellador de vasos descritos anteriormente pueden encontrar aplicación en una amplia variedad de procedimientos. Es probable que encuentre un uso particular en la cirugía abierta y laparoscópica del tracto gastrointestinal y también puede ser útil en la cirugía colorrectal.

Más generalmente, el dispositivo y el aparato pueden encontrar uso en procedimientos abiertos, laparoscópicos y mínimamente invasivos relacionados con la cirugía ginecológica, cirugía urológica, cirugía hepatobiliar, cirugía endocrina, cirugía plástica, estética y reconstructiva, cirugía ortopédica, cirugía torácica y cirugía cardíaca. El dispositivo es adecuado para su uso en procedimientos en adultos, pediátricos y veterinarios.

REFERENCIAS

[1] Presthus, et al.: Sellado de vasos mediante sistema bipolar pulsado y pinzas abiertas, J Am Assoc Gynecol Laparosc 10 (4): 528-533, 2003.

[2] Carbonell, et al.: Una comparación de los dispositivos de sellado de vasos bipolares laparoscópicos en la hemostasia de arterias pequeñas, medianas y grandes, J Laparoendosc Adv Surg Tech 13(6): 377-380, 2003 [3] Richter, et al.: Eficiencia y calidad del sellado de vasos, Surg Endosc (2006) 20: 890-894

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sellador de vasos electroquirúrgico que comprende:

un eje de instrumento que comprende una línea de transmisión coaxial para transportar energía electromagnética (EM) de microondas;

un conjunto de extremo distal dispuesto en un extremo distal del eje del instrumento para recibir la energía EM de microondas del eje del instrumento, comprendiendo el conjunto de extremo distal:

un par de mordazas que se pueden mover entre sí para abrir y cerrar un espacio entre las superficies internas opuestas de las mismas; y

una cuchilla para cortar tejido biológico,

en donde el par de mordazas comprende una estructura de suministro de energía dispuesta para emitir la energía EM de microondas en el espacio entre las superficies internas opuestas,

en donde la estructura de suministro de energía comprende una antena de microtira coplanar montada en la superficie interior de una o ambas del par de mordazas, estando dispuesta la antena de microtira coplanar para confinar un campo de microondas emitido sustancialmente dentro de una región entre el par de mordazas, en donde la cuchilla está dispuesta de forma deslizante dentro del conjunto del extremo distal para poder moverse a través de la región entre el par de mordazas,

en donde la antena de microtira coplanar comprende:

un sustrato dieléctrico plano que tiene una superficie superior que está expuesta en el espacio entre las superficies internas opuestas, y una superficie inferior en un lado opuesto del sustrato dieléctrico plano desde la superficie superior;

una capa conductora a tierra sobre la superficie inferior;

una tira conductora a tierra en la superficie superior y conectada eléctricamente a la capa conductora a tierra; y una tira conductora activa en la superficie superior, estando la tira conductora activa separada de la tira conductora a tierra, y

en donde la tira conductora activa y la tira conductora a tierra están colocadas para tener una separación uniforme más próxima dentro de la región entre el par de mordazas.

2. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la tira conductora activa es un electrodo de dedo alargado que se extiende longitudinalmente, y en el que la tira conductora a tierra es un elemento en forma de U que flanquea el electrodo de dedo y rodea su extremo distal.

3. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que la tira conductora a tierra está conectada eléctricamente a la capa conductora a tierra a través de orificios pasantes formados en el sustrato dieléctrico.

4. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el par de mordazas comprende una mordaza activa que tiene la estructura de suministro de energía montada en su interior, y una mordaza pasiva que no recibe una alimentación de energía EM de microondas.

5. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la superficie interior de la mordaza pasiva en el espacio comprende una capa elástica deformable de material eléctricamente aislante.

6. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que cada mordaza del par de mordazas tiene una estructura de suministro de energía respectiva montada en su interior, y en el que el conjunto de extremo distal incluye un divisor de potencia para dividir la energía EM de microondas recibida desde la línea de transmisión coaxial entre las estructuras de suministro de energía respectivas.

7. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que las superficies internas opuestas incluyen porciones texturizadas o estriadas para retener tejido biológico dentro del espacio.

8. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el par de mordazas pueden pivotar entre sí alrededor de un eje de bisagra que se encuentra transversal a un eje longitudinal de la línea de transmisión coaxial.

9. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el par de mordazas comprende:

una mordaza estática que está fija en relación con el eje del instrumento, y

una mordaza móvil que está montada de forma pivotante con respecto a la mordaza estática para abrir y cerrar el espacio entre las superficies internas opuestas.

10. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la estructura de suministro de energía está dispuesta en la superficie interior de la mordaza estática.

11. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la cuchilla se puede deslizar en una dirección longitudinal entre una posición retraída en la que se encuentra próxima al par de mordazas y una posición extendida en la que se encuentra dentro de la región entre el par de mordazas.

12. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la cuchilla se puede deslizar a lo largo de una ranura rebajada que se extiende longitudinalmente formada en el par de mordazas.

13. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la cuchilla está montada dentro de una de las dos mordazas, y se puede deslizar en una dirección lateral entre una posición retraída en la que se encuentra debajo de la superficie interna de la mordaza y una posición extendida en la que se encuentra dentro de la región entre el par de mordazas.

14. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la cuchilla comprende:

(a) un elemento rígido con un borde afilado adaptado para cortar tejido biológico; o

(b) cualquiera de: un elemento de corte por radiofrecuencia bipolar, un sonotrodo de ultrasonidos y un elemento de alambre calentable.

15. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el eje del instrumento está dispuesto para transportar energía EM de radiofrecuencia (RF) y el conjunto del extremo distal está dispuesto para recibir la energía EM de RF del eje del instrumento, y en donde el conjunto del extremo distal comprende además un elemento disector dispuesto para suministrar la energía EM de RF para cortar tejido biológico, en donde el elemento disector está situado fuera de la región entre el par de mordazas.

16. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 15, en el que se aplica uno de los siguientes:

(a) el elemento disector está montado en una superficie exterior del par de mordazas;

(b) el elemento disector está montado en un extensor longitudinal, pudiendo el extensor longitudinal moverse longitudinalmente con respecto al par de mordazas;

(c) el elemento disector está montado en un extremo distal del conjunto de extremo distal.

17. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el conjunto del extremo distal y el eje del instrumento están dimensionados para encajar dentro de un canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica.

18. Un sellador de vasos electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el dispositivo de exploración quirúrgica es un laparoscopio.