ES2881499T3 - Antena de ablación por microondas flexible y aguja de ablación por microondas que emplea la misma - Google Patents
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Abstract
Una antena de ablación por microondas flexible, que comprende: un radiador (7) para transmitir microondas para la ablación; un cable coaxial (1) para propagar la microonda para la ablación generada por un generador de microondas al radiador; en donde la antena de ablación por microondas flexible puede doblarse y tiene un radio de curvatura mínimo de 10 mm a 80 mm, en donde una estructura compuesta anular se dispone alrededor de la periferia del cable coaxial para evitar que la onda electromagnética se propague a lo largo del cable coaxial en una dirección inversa, en donde la estructura compuesta anular comprende una capa no metálica anular y una capa metálica anular que rodea la capa no metálica anular, la capa metálica anular que está aislada eléctricamente del cable coaxial, y en donde la capa metálica anular tiene una longitud en un intervalo de un cuarto a tres cuartos de la longitud de onda de la microonda transmitida por la antena de ablación por microondas flexible y que se propaga en el tejido.
Description
DESCRIPCIÓN
Antena de ablación por microondas flexible y aguja de ablación por microondas que emplea la misma
Campo de la descripción
La presente descripción se refiere a un campo de equipos de terapia por microondas, y más particularmente a una antena de ablación por microondas flexible y una aguja de ablación por microondas que incluye la misma.
Descripción de la técnica relacionada
En los últimos años, la tecnología de ablación por microondas se ha desarrollado rápidamente. Utiliza principalmente un efecto térmico de microondas en moléculas polares, tal como el agua, para permitir que el área de la lesión alcance una temperatura muy alta al instante y permita que el tejido se coagule, deshidrate y necrose, logrando de esta manera un propósito de tratamiento. La tecnología de ablación por microondas temprana se emplea principalmente en el tratamiento del cáncer de hígado. La tecnología actual de ablación por microondas ha comenzado a aplicarse a más ablación de tumores para órganos humanos, tal como cáncer de riñón, cáncer de tiroides, cáncer de colon, cáncer de pulmón, etc. Para la ablación del cáncer de pulmón, se trata principalmente mediante una cirugía mínimamente invasiva en la que se usa una aguja de ablación dura para perforar subcutáneamente en el área del tumor para la ablación. Sin embargo, debido a la particularidad del órgano pulmonar, es probable que el uso de una aguja dura para la punción subcutánea para la ablación por microondas haga que el aire de los pulmones se filtre hacia la cavidad torácica, lo que provoca de esta manera complicaciones postoperatorias tales como neumotórax y neumonía.
Una antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce, por ejemplo, a partir de la publicación de solicitud de patente de Estados Unidos núm. 2012/259326A1.
Resumen
En vista de lo anterior, un objeto principal de la presente descripción es proporcionar una antena de ablación por microondas flexible y una aguja de ablación por microondas que incluye la misma para superar al menos uno de los problemas técnicos anteriores.
Con este fin, de acuerdo con un aspecto de la presente descripción, se proporciona una antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 1.
De acuerdo con otro aspecto de la presente descripción, se proporciona una aguja de ablación por microondas, en donde la aguja de ablación por microondas incluye la antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la invención; y
en donde la aguja de ablación por microondas puede doblarse, deformarse y penetrar profundamente en el interior de un cuerpo humano para a tratar siguiendo un canal natural en el cuerpo humano.
Se puede conocer a partir de las soluciones técnicas anteriores que la antena de ablación por microondas flexible y la aguja de ablación por microondas de acuerdo con la presente descripción tienen los siguientes efectos beneficiosos: (1) La aguja de ablación puede tener una buena flexibilidad y puede penetrar profundamente en los pulmones a través del tracto respiratorio para la ablación, lo que evita la perforación de los pulmones, lo que reduce de esta manera el riesgo de complicaciones posoperatorias tales como neumotórax y neumonía;
(2) Puede suprimirse eficazmente que las microondas se propaguen hacia atrás a lo largo de una varilla de la aguja de ablación; las microondas pueden concentrarse/enfocarse en la cabeza de la aguja de ablación para obtener un área de ablación ideal, lo que da como resultado un buen efecto de ablación; y el área de ablación puede ser un área esférica, como se muestra en un diagrama de simulación del área de ablación en la Figura 2;
(3) Se puede asegurar que el agua circulante llegue a la cabeza de la aguja de ablación para que la aguja de ablación se enfríe lo suficiente, lo que evita una temperatura demasiado alta de la aguja de ablación que de cualquier otra manera podría dañar o escaldar el cuerpo humano.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista esquemática estructural de una cabeza de aguja de una aguja de ablación de acuerdo con la presente descripción;
La Figura 2 es un diagrama de simulación de un área de ablación para la cabeza de la aguja de ablación de acuerdo con la presente descripción.
Números de referencia en la Figura 1:
1. capa trenzada metálica de cable coaxial flexible; 2. conducto de entrada de agua; 3. lámina metálica, anillo metálico fino o revestimiento metálico; 4. recubrimiento exterior; 5. capa dieléctrica de cable coaxial flexible; 6. conductor interno de cable coaxial flexible; 7. capuchón metálico soldado al conductor interno del cable coaxial.
Descripción detallada de las modalidades
La presente descripción se describirá con más detalle a continuación con referencia a las modalidades específicas y los dibujos con el propósito de hacer que los objetos, las soluciones técnicas y las ventajas de la descripción sean más claros y comprensibles.
El término "flexible" en la presente descripción se menciona con relación a "rígido" y tiene el significado de que un objeto puede doblarse de manera moderada, preferentemente, puede doblarse de manera arbitraria y es capaz de restaurarse. El doblado se define preferentemente por un radio de curvatura mínimo, por ejemplo, un radio de curvatura mínimo de 10-80 mm, preferentemente de 40-60 mm, y más preferentemente de 50 mm.
Específicamente, la presente descripción describe una antena de ablación por microondas flexible y una aguja de ablación por microondas que incluye la misma. La antena de ablación por microondas flexible incluye: un radiador para transmitir una señal de microondas para la ablación; y un cable coaxial para propagar la señal de microondas para la ablación generada por un generador de microondas al radiador, en donde la antena de ablación por microondas flexible en su conjunto presenta un rendimiento de flexibilidad, es decir, la antena de ablación por microondas flexible puede doblarse y tiene un radio de curvatura mínimo de 10 a 80 mm, preferentemente de 40 a 60 mm, y más preferentemente de 50 mm para poder doblarse, deformarse y penetrar profundamente en el interior de un cuerpo humano a tratar siguiendo un canal natural en el cuerpo humano. Por ejemplo, cuando se usa para tratar un tumor de pulmón, la antena de ablación por microondas flexible puede penetrar profundamente en los pulmones siguiendo la tráquea y los bronquios; y cuando se usa para tratar cáncer de colon o tumores de colon, la antena de ablación por microondas flexible puede penetrar profundamente en el interior del cuerpo humano siguiendo el ano y los intestinos.
Además, se dispone una estructura compuesta anular alrededor de la periferia del cable coaxial para evitar que la onda electromagnética se propague a lo largo del cable coaxial en una dirección inversa. La estructura compuesta anular incluye una capa no metálica anular y una capa metálica anular que rodea la capa no metálica anular. La capa metálica anular está aislada eléctricamente del cable coaxial. Preferentemente, la estructura compuesta anular solo puede incluir las dos capas anteriores, o puede incluir además más capas, tal como otra capa no metálica que rodea la capa metálica anular.
El material de la capa metálica anular puede ser cobre, hierro, aluminio, oro, plata, paladio, platino, estaño, níquel, zinc o una de sus aleaciones, y preferentemente es cobre. La capa metálica anular puede tener un grosor en el intervalo de 0,001 mm a 0,1 mm y una longitud en el intervalo de un cuarto a tres cuartos de la longitud de onda de las microondas transmitidas por la antena de ablación por microondas flexible y que se propaga en el tejido. Preferentemente, para una antena de ablación por microondas flexible con una frecuencia de 2,45 GHz, la capa metálica anular tiene una longitud de 5 mm a 25 mm
La antena de ablación por microondas flexible incluye además un conducto de enfriamiento para enfriar el radiador. Preferentemente, el conducto de enfriamiento es capaz de suministrar un medio de enfriamiento a un extremo delantero del radiador para enfriar todo el radiador. El conducto de enfriamiento puede ser de un material flexible no metálico tal como material PEEK (poliéter éter cetona) o PTFE (politetrafluoroetileno).
En una modalidad preferida, la capa metálica anular se forma al envolver/adherir una lámina metálica procesada en una capa delgada sobre/a una pared exterior del conducto de enfriamiento dispuesto alrededor de la periferia del cable coaxial, o se forma en una pared exterior del conducto de enfriamiento dispuesto alrededor de la periferia del cable coaxial mediante un proceso de pulverización catódica, un proceso de enchapado o un proceso de enchapado químico. La capa metálica anular y el conducto de enfriamiento no metálico forman juntos la estructura compuesta anular o una parte de la estructura compuesta anular.
En una modalidad preferible, la capa metálica anular se forma en un conducto de entrada del conducto de enfriamiento y puede no cubrir completamente el conducto de enfriamiento en longitud. Por ejemplo, un extremo del conducto de enfriamiento cerca del radiador no está cubierto por la capa metálica anular con una longitud de al menos 0,5 mm.
El radiador puede ser un capuchón metálico, una extensión de un núcleo del cable coaxial o un núcleo del cable coaxial con estaño de soldadura.
La antena de ablación por microondas flexible puede incluir además un recubrimiento exterior para proteger la estructura interna de cortocircuitos. El recubrimiento exterior puede ser de un material flexible no metálico, por ejemplo, preferentemente de material PEEK o PTFE.
La descripción describe además una aguja de ablación por microondas, que incluye la antena de ablación por microondas flexible como se describió anteriormente. La aguja de ablación por microondas es capaz de doblarse, deformarse y penetrar profundamente en el interior del cuerpo humano a tratar siguiendo un canal natural en el cuerpo humano.
Las soluciones técnicas de la presente descripción se explican con más detalle a continuación en relación con los dibujos adjuntos y las modalidades específicas.
La Figura 1 es una vista en sección transversal de una cabeza de aguja de una aguja de ablación por microondas de acuerdo con una modalidad preferible de la presente descripción, en donde: el número de referencia 1 indica una capa trenzada metálica de cable coaxial flexible; el número de referencia 2 denota un conducto de entrada de agua; el número de referencia 3 denota una lámina metálica, un anillo metálico delgado o un revestimiento metálico; el número de referencia 4 denota un recubrimiento exterior; el número de referencia 5 denota una capa dieléctrica de un cable coaxial flexible; el número de referencia 6 denota un conductor interno del cable coaxial flexible; y el número de referencia 7 denota un capuchón metálico soldado al conductor interior del cable coaxial.
En esta modalidad, el conducto de entrada de agua 2 y el recubrimiento exterior 4 se hacen de un material flexible no metálico tal como Peek o PTFE. La longitud de la lámina metálica delgada 3 que envuelve un extremo terminal del conducto de entrada de agua 2 es aproximadamente la mitad de la longitud de onda de las microondas en el tejido (con un intervalo efectivo de ± 50 %). Para una microonda de 2,45 GHz y tejido pulmonar humano, la longitud de la lámina metálica o del anillo metálico delgado 3 es de unos 15 mm. El grosor de la lámina metálica o del anillo metálico fino 3 está entre 0,001 mm y 0,1 mm, preferentemente el grosor más fino disponible. Al hacerlo, se puede asegurar que el conducto de salida de agua entre el conducto de entrada de agua 2 y el recubrimiento exterior 4 no esté obstruido, y el conducto de entrada de agua 2 todavía tenga una buena flexibilidad después de envolverse por la lámina metálica fina 3.
La distancia relativa entre un extremo terminal de la capa trenzada metálica de cable coaxial flexible 1 y un primer extremo A de la lámina metálica 3 es menor que 1/10 de la longitud de onda de la microonda en el tejido. Un extremo terminal de la capa dieléctrica 5 del cable coaxial flexible se apoya estrechamente contra el capuchón metálico 7, y una distancia relativa entre el extremo terminal de la capa dieléctrica 5 y un segundo extremo B de la lámina metálica 3 es menor que 1/5 de la longitud de onda de la microonda en el tejido. La longitud del capuchón metálico 7 es 1/10-1/4 de la longitud de onda de la microonda en el tejido. En el caso de que se adopte un anillo metálico delgado 3, el anillo metálico delgado 3 puede estar incrustado en el conducto de entrada de agua, y un extremo terminal del conducto de entrada de agua 2 es al menos 0,5 mm más largo que el extremo terminal de la capa trenzada metálica del cable coaxial flexible 1 y el primer extremo A del anillo metálico delgado 3.
La microonda se irradia principalmente desde el segundo extremo B de la lámina metálica 3 y, al mismo tiempo, una parte de la microonda se escapa del espacio entre la capa trenzada metálica del cable coaxial flexible 1 y la capa metálica 3. La microonda irradiada desde el segundo extremo B se propagará parcialmente a lo largo de una varilla de la aguja de ablación. Cuando la microonda que se propaga a lo largo de la varilla de la aguja de ablación alcanza el primer extremo A, su posición de fase es opuesta a la posición de fase de la microonda que se escapa del primer extremo A y se contrarrestan entre sí, lo que evita que la microonda continúe propagándose a lo largo de la varilla de la aguja. Por lo tanto, la energía de la microonda se concentra en las proximidades de la lámina metálica 3.
La ablación puede realizarse mediante esta aguja de ablación por microondas flexible que penetra profundamente en el área del tumor pulmonar siguiendo el tracto respiratorio y el bronquio pulmonar. Este método de ablación no provocará un neumotóraxy no quedará ninguna herida.
El medio de enfriamiento para la aguja de ablación por microondas puede ser agua en circulación, tal como agua purificada médica o solución salina fisiológica.
Además, la aguja de ablación por microondas puede no incluir el radiador en forma de capuchón metálico, pero el radiador puede reemplazarse al soldar directamente estaño en el núcleo del cable coaxial, o una extensión del núcleo del cable coaxial puede usarse directamente (sin una capa trenzada metálica envuelta) como un radiador;
Los objetos, las soluciones técnicas y las ventajas de la presente descripción se han descrito en detalle en relación con las modalidades específicas anteriores. Sin embargo, debe apreciarse que las modalidades descritas anteriormente son todas ilustrativas y la presente descripción no se limita a las mismas.
Claims (13)
1. Una antena de ablación por microondas flexible, que comprende:
un radiador (7) para transmitir microondas para la ablación;
un cable coaxial (1) para propagar la microonda para la ablación generada por un generador de microondas al radiador; en donde la antena de ablación por microondas flexible puede doblarse y tiene un radio de curvatura mínimo de 10 mm a 80 mm,
en donde una estructura compuesta anular se dispone alrededor de la periferia del cable coaxial para evitar que la onda electromagnética se propague a lo largo del cable coaxial en una dirección inversa,
en donde la estructura compuesta anular comprende una capa no metálica anular y una capa metálica anular que rodea la capa no metálica anular, la capa metálica anular que está aislada eléctricamente del cable coaxial, y en donde la capa metálica anular tiene una longitud en un intervalo de un cuarto a tres cuartos de la longitud de onda de la microonda transmitida por la antena de ablación por microondas flexible y que se propaga en el tejido.
2. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde el radio de curvatura mínimo es de 40 mm a 60 mm, y preferentemente, el radio de curvatura mínimo es de 50 mm.
3. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde un material de la capa metálica anular es cobre, hierro, aluminio, oro, plata, paladio, platino, estaño, níquel, zinc o una de sus aleaciones.
4. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la capa metálica anular tiene un grosor en un intervalo de 0,001 mm a 0,1 mm.
5. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la capa metálica anulartiene una longitud de 5 mm a 25 mm para una antena de ablación por microondas flexible con una frecuencia de 2,45 GHz.
6. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la antena de ablación por microondas flexible comprende además un conducto de enfriamiento para enfriar el radiador.
7. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 6,
en donde el conducto de enfriamiento es capaz de suministrar un medio de enfriamiento a un extremo delantero del radiador para enfriar todo el radiador.
8. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 6,
en donde el conducto de enfriamiento es de un material flexible no metálico y, preferentemente, el conducto de enfriamiento se hace de material PEEK o PTFE.
9. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 6,
en donde la capa metálica anular se forma al envolver/adherir una lámina metálica (3) procesada en una capa delgada sobre/a una pared exterior del conducto de enfriamiento dispuesto alrededor de la periferia del cable coaxial, o se forma en una pared exterior del conducto de enfriamiento dispuesto alrededor de la periferia del cable coaxial mediante un proceso de pulverización catódica, un proceso de enchapado o un proceso de enchapado químico; y
en donde la capa metálica anular y el conducto de enfriamiento de material no metálico forman juntos la estructura compuesta anular o una parte de la estructura compuesta anular.
10. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 9,
en donde la capa metálica anular se forma en un conducto de entrada (2) del conducto de enfriamiento.
11. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde el radiador es un capuchón metálico (7) o una extensión de un núcleo del cable coaxial.
12. La antena de ablación por microondas flexible de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la antena de ablación por microondas flexible comprende además un recubrimiento exterior (4), el recubrimiento exterior (4) que es de un material flexible no metálico, y preferentemente de material PEEK o PTFE.
13. Una aguja de ablación por microondas que comprende la antena flexible de ablación por microondas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12,
en donde la aguja de ablación por microondas es capaz de doblarse, deformarse y penetrar profundamente en el interior de un cuerpo humano a tratar siguiendo un canal natural en el cuerpo humano.
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