ES2882205T3 - Aparato para el tratamiento térmico de ligamentos - Google Patents

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Patrick Burn
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Abstract

Un aparato electroquirúrgico para tensar ligamentos, comprendiendo el aparato: un generador electroquirúrgico dispuesto para generar y emitir energía electromagnética (EM) de microondas; una sonda conectada al generador electroquirúrgico, comprendiendo la sonda: un eje flexible que contiene una línea de transmisión coaxial para transportar la energía EM de microondas; y un aplicador en el extremo distal del eje flexible, teniendo el aplicador una estructura de suministro de energía dispuesta para recibir la EM de microondas desde la línea de transmisión coaxial y emitir la energía EM de microondas recibida hacia una zona de tratamiento adyacente al aplicador; un detector dispuesto para monitorizar una propiedad de la zona de tratamiento; y un controlador dispuesto para controlar el perfil de suministro de la energía EM de microondas suministrada a la sonda en función de la información obtenida por el detector, en donde el perfil de suministro de energía es: (i) un perfil de suministro de energía de medición, o (ii) un perfil de suministro de energía terapéutica, en donde la magnitud de potencia del perfil de suministro de energía terapéutica es mayor que la magnitud de potencia del perfil de suministro de energía de medición; en donde el detector comprende un módulo de detección de potencia dispuesto para detectar una señal de potencia directa del perfil de suministro de energía de medición que se propaga desde el generador electroquirúrgico hasta la sonda y una señal de potencia reflejada que la sonda refleja hacia atrás, en donde el controlador está dispuesto para procesar las señales de potencia directa y reflejada detectadas para obtener información indicativa del tipo de tejido corporal de la zona de tratamiento, y en donde el controlador incluye una memoria que almacena datos de referencia y un microprocesador dispuesto para: ejecutar comandos de software para comparar la información indicativa del tipo de tejido corporal de la zona de tratamiento con los datos de referencia, y detectar la presencia de tejido nervioso en la zona de tratamiento a partir de la comparación; y seleccionar el perfil de suministro de energía terapéutica cuando se determina que el tejido nervioso está ausente de la zona de tratamiento.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para el tratamiento térmico de ligamentos
Campo técnico
La invención se refiere a un aparato para llevar a cabo el tensado de ligamentos a través una desnaturalización inducida por calor de las estructuras de colágeno.
Antecedentes de la invención
Los ligamentos son estructuras plásticas en forma de cables formados por hilos de colágeno entretejidos que conectan un hueso a otro para formar articulaciones. Con la edad o una lesión violenta, los ligamentos de una articulación pueden dañarse, por ejemplo, romperse o estirarse. Esto puede provocar dolor e inestabilidad en la articulación.
Una forma de reparar ligamentos estirados es calentándolos. El calor hace que los ligamentos se contraigan y se tensen. Sobre la base de este concepto, se ha desarrollado una técnica de calentamiento sin contacto, conocida como capsulorrafia térmica, para el tratamiento de los ligamentos de la cápsula del hombro. En la capsulorrafia térmica, se inserta de forma invasiva una sonda en la articulación del hombro. La punta de la sonda está dispuesta para emitir energía electromagnética de radiofrecuencia (RF) que excita térmicamente las moléculas en su vecindad inmediata. La punta de la sonda en sí no está caliente.
Un problema asociado a la capsulorrafia térmica, identificado en el documento US 2002/0095199, es que la temperatura inducida por la sonda en los ligamentos es lo suficientemente alta como para causar daños irreversibles a los nervios. De particular interés es el nervio axilar, que pasa directamente por debajo de los ligamentos glenohumerales inferiores. Si el ligamento se calienta cerca del nervio, existe el riesgo de una lesión permanente. Dado que el recorrido real que efectúa el nervio puede variar de un ser humano a otro, no es posible designar una región del ligamento que sea siempre segura para el tratamiento.
El documento US 2002/0095199 aborda este problema configurando la sonda para que emita pulsos de estimulación nerviosa (por ejemplo, que tengan la llamada forma de onda de RF de coagulación) antes de activar el tratamiento térmico del ligamento. Si los pulsos de estimulación nerviosa estimulan un nervio (lo que puede observarse visualmente), se puede entender que la región que rodea la sonda no es segura para el tratamiento térmico del ligamento. La sonda puede ser desplazada, por ejemplo por el cirujano, hasta que se encuentre una zona de tratamiento adecuada.
También se conoce la aplicación de energía de microondas para efectuar un cambio en los ligamentos a través de la contracción controlada del colágeno. Por ejemplo, el documento US 6.461.353 da a conocer un aparato ortopédico que tiene un trocar con un extremo distal curvable. Se coloca un electrodo en el extremo distal para suministrar energía de microondas en un sitio de tratamiento. Adicionalmente, se hace referencia al documento US 2015/045786 A1.
Sumario de la invención
La invención se define en el conjunto de reivindicaciones adjuntas. En su forma más general, la presente invención proporciona un aparato electroquirúrgico para tensar ligamentos, usando energía de microondas, en el que se usa un detector para obtener información sobre las condiciones o propiedades de la zona de tratamiento que permite suministrar la energía de una manera que provoque los efectos térmicos necesarios sobre el tejido objetivo (por ejemplo, ligamentos, tendones o similares) sin efectos térmicos secundarios no deseados, por ejemplo, daños térmicos colaterales al tejido nervioso, piel circundante o estructuras de fascia.
De acuerdo con la invención, se proporciona un aparato electroquirúrgico para tensar ligamentos, comprendiendo el aparato: un generador electroquirúrgico dispuesto para generar y emitir energía electromagnética (EM) de microondas; una sonda conectada al generador electroquirúrgico, comprendiendo la sonda: un eje flexible, que contiene una línea de transmisión coaxial para transportar la energía EM de microondas; y un aplicador en el extremo distal del eje flexible, teniendo el aplicador una estructura de suministro de energía dispuesta para recibir la EM de microondas desde la línea de transmisión coaxial y emitir la energía EM de microondas recibida hacia una zona de tratamiento adyacente al aplicador; un detector dispuesto para monitorizar una propiedad de la zona de tratamiento; y un controlador dispuesto para controlar el perfil de suministro de la energía EM de microondas suministrada a la sonda en función de la información obtenida por el detector. Con este aparato se puede suministrar energía de manera precisa al tejido objetivo. El aparato puede garantizar que se eviten daños colaterales al tejido circundante, por ejemplo, controlando el sitio de tratamiento para detectar el tipo de tejido o detectar el nivel de suministro de energía para controlar en consecuencia el perfil de suministro de energía.
En un ejemplo, el detector puede comprender un sensor de temperatura, por ejemplo un termopar o similar. El sensor de temperatura puede estar montado en el extremo distal del aplicador, por ejemplo, para detectar la temperatura en la zona de tratamiento. El detector puede comprender un dispositivo de formación de imágenes, por ejemplo, para proporcionar información visual de la zona de tratamiento. El dispositivo de formación de imágenes puede ser efectivamente un sensor de temperatura, por ejemplo, para proporcionar una indicación visual de las diferentes temperaturas dentro de la zona de tratamiento. El dispositivo de formación de imágenes se puede operar usando radiación óptica, por ejemplo, en el espectro visible o infrarrojo. Puede comprender un haz de fibras ópticas que se extiende a lo largo del eje flexible para transportar radiación óptica hacia y desde la zona de tratamiento. En otros ejemplos, el dispositivo de formación de imágenes puede utilizar otras modalidades, por ejemplo, ultrasonidos o similares.
El detector puede comprender un módulo de detección de potencia dispuesto para detectar una señal de potencia directa, que viaja desde el generador electroquirúrgico hasta la sonda, y una señal de potencia reflejada devuelta por la sonda, y en donde el controlador está dispuesto para procesar las señales de potencia directa y reflejada detectadas para obtener información indicativa del tipo de tejido corporal de la zona de tratamiento. Por consiguiente, el controlador puede estar dispuesto para utilizar la salida del detector para detectar automáticamente una zona de tratamiento adecuada. Por ejemplo, la invención puede medir las propiedades dieléctricas de un material (tejido corporal) en una zona de tratamiento situada en el extremo distal de una sonda. Un aparato de control puede estar dispuesto para controlar automáticamente el tratamiento basándose en la medición. En una realización, En una realización, la medición puede realizarse detectando una señal reflejada desde el extremo distal de la sonda y comparando la señal reflejada con una señal directa para determinar las constantes de atenuación y/o de fase del material en la zona de tratamiento. Entonces puede ajustarse la señal directa basándose en esta comparación, es decir, para controlar la energía suministrada a la zona de tratamiento.
La invención puede proporcionar la facilidad para detectar cambios en la zona de tratamiento. Por ejemplo, el aparato puede reaccionar automáticamente si se detecta una zona inadecuada durante el tratamiento. Por lo tanto, el aparato puede constituir un aparato sensible y preciso, que puede reducir el riesgo de lesiones, por ejemplo, en los nervios o el tejido nervioso.
El controlador puede funcionar automáticamente basándose en la información obtenida, lo que puede reducir el tiempo en el que el tejido nervioso debe estar expuesto a la radiación potencialmente perjudicial. Un perfil de suministro de energía de microondas adecuadamente modulado puede causar efectos de calentamiento casi instantáneos en una zona de tratamiento, con efectos de calentamiento mínimos en otros lugares. Así pues, al hacer funcionar el controlador automáticamente basándose en la información obtenida, se puede realizar un tensado eficaz del ligamento, al tiempo que se evitan daños al tejido nervioso (por ejemplo, el tejido nervioso en la zona de tratamiento y/o cercano a la zona de tratamiento).
En el presente documento, En la presente memoria, el tipo de tejido corporal abarca tejido corporal que contiene tejido nervioso y tejido corporal que no contiene tejido nervioso. Cuando se realiza el tensado de ligamentos, el tipo de tejido corporal incluye preferiblemente tejido corporal que contiene sustancialmente sólo tejido de ligamento. En algunas realizaciones, el tipo de tejido corporal también puede referirse al tipo del tejido de ligamento (por ejemplo, rodilla, hombro, tobillo, etc.).
El controlador puede estar dispuesto para determinar, a partir de las señales de potencia directa y reflejada, ya sea: (i) la impedancia compleja, o (ii) las constantes de atenuación y/o de fase del tipo de tejido corporal de la zona de tratamiento, siendo la información indicativa del tipo de tejido corporal de la zona de tratamiento el resultado de determinar la impedancia compleja o las constantes de atenuación y/o fase. El controlador puede incluir una memoria que almacene datos de referencia y un microprocesador dispuesto para ejecutar comandos de software para comparar la información indicativa del tipo de tejido corporal de la zona de tratamiento con los datos de referencia y controlar el perfil de suministro de energía basándose en la comparación.
El aparato puede incluir un mecanismo de enfriamiento para eliminar la energía térmica de la zona de tratamiento. El mecanismo de enfriamiento puede incluir medios para poner un medio refrigerante (por ejemplo, un fluido, tal como agua o una solución salina) en contacto térmico con la zona de tratamiento, por ejemplo, a través del aplicador. En un ejemplo, la sonda puede incluir un conducto de alimentación de fluido que se extiende a través del eje flexible. El mecanismo de enfriamiento puede comprender un actuador para suministrar refrigerante a la zona de tratamiento a través del conducto de alimentación de fluido.
El mecanismo de enfriamiento puede ser utilizado para proporcionar una distribución lineal del efecto de temperatura deseado. Por ejemplo, el aparato puede estar dispuesto para proporcionar un equilibrio entre el enfriamiento de una superficie de la zona de tratamiento y el calentamiento dentro de la zona de tratamiento para crear un perfil de temperatura uniforme. Una temperatura comprendida entre 60 °C y 70 °C puede ser una temperatura óptima para provocar la contracción del colágeno en los tendones o ligamentos. Por encima de 80 °C, el colágeno perderá por completo toda su estructura, por lo que cualquier región térmica por encima de dicha temperatura tendrá un resultado indeseable.
El perfil de suministro de energía puede estar dispuesto para que tenga limitado el nivel máximo de potencia, por ejemplo igual o inferior a 15 W. Existe el riesgo de que el calentamiento con una potencia mayor pueda conducir a la reducción de la resistencia a la tracción del tejido. Puede resultar beneficioso utilizar varias aplicaciones de energía en diferentes regiones del tejido para conseguir la contracción deseada sin reducir la resistencia a la tracción del dispositivo. Una forma de mejorar potencialmente la velocidad durante los procedimientos podría ser tener más de un aplicador y ajustar la distancia entre los mismos para obtener el efecto deseado sobre el tejido.
El aparato puede ser adecuado en particular para cirugía mínimamente invasiva. Por ejemplo, el aparato puede incluir un dispositivo de exploración quirúrgico (por ejemplo, un endoscopio, gastroscopio, broncoscopio, laparoscopio o similar) que tiene un cable de instrumento orientable con un canal de instrumento que se extiende a través del mismo. La sonda puede estar dimensionada para que se pueda insertar a través del canal de instrumento para llegar a la zona de tratamiento.
El perfil de suministro de energía puede ser: ya sea un perfil de suministro de energía de medición, o un perfil de suministro de energía terapéutica. La magnitud de potencia del perfil de suministro de energía terapéutica puede ser mayor (por ejemplo, un orden de magnitud mayor) que la magnitud de potencia del perfil de suministro de energía de medición.
El controlador puede estar dispuesto para detectar la presencia de tejido nervioso en la zona de tratamiento a partir de la comparación. En el modo de medición, puede usarse la energía de microondas a la magnitud de potencia de medición para localizar de forma segura una zona de tratamiento que no contenga tejido nervioso. Después puede usarse la energía de microondas a la magnitud de potencia terapéutica, en el modo terapéutico, para tratar térmicamente el tejido del ligamento una vez localizada, mediante el modo de medición, una zona de tratamiento que no contenga tejido nervioso. En otras palabras, el modo de medición puede ser utilizado para identificar una zona de tratamiento segura o adecuada, antes de usar o activar el modo terapéutico. El controlador puede estar configurado para controlar en consecuencia el perfil de suministro de energía. Por ejemplo, el controlador puede estar dispuesto para seleccionar el perfil de suministro de energía terapéutica cuando se determine que no hay presencia de tejido nervioso en la zona de tratamiento.
Se puede seleccionar una magnitud de potencia del perfil de suministro de energía de medición que sea suficiente para detectar las propiedades dieléctricas, por ejemplo, la presencia o ausencia de tejido nervioso, pero insuficiente para causar efectos de calentamiento significativos en la zona de tratamiento y, por lo tanto, insuficiente para dañar el tejido nervioso. Se puede seleccionar la magnitud de la potencia del perfil de suministro de energía terapéutica de manera que sea suficiente para provocar efectos de calentamiento en el tejido de ligamento, es decir, suficiente para producir el efecto terapéutico de tensar el ligamento. La magnitud de la potencia terapéutica puede ser uno o más órdenes de magnitud mayor que la magnitud de la potencia de medición, y puede ser suficiente para calentar rápidamente el tejido a una temperatura superior a 55 °C, por ejemplo, comprendida entre 70 °C y 80 °C. La magnitud de la potencia de medición puede ser de 10 mW (10 dBm) o inferior. Por consiguiente, puede mantenerse la temperatura del tejido nervioso inferior a 55 °C (preferentemente, sustancialmente inferior) usando el modo de medición. Por lo tanto, se puede evitar que se produzca un daño nervioso permanente (se ha demostrado que el daño nervioso permanente se produce a temperaturas superiores a 55 °C). La magnitud de la potencia terapéutica puede ser de 10 W o superior (pero no más de 15 W, como se ha analizado anteriormente).
Puede ser preferible suministrar la radiación en el modo de medición de acuerdo con un perfil de suministro de energía de onda continua (CW) para examinar la señal de energía reflejada, a partir de lo cual pueden determinarse las propiedades dieléctricas del tejido de la zona de tratamiento. El modo terapéutico puede utilizar entonces un perfil de suministro de energía pulsada que conste de uno o más pulsos para producir el efecto terapéutico deseado. En algunas realizaciones, un solo pulso de corta duración puede ser suficiente para provocar los efectos de calentamiento casi instantáneos deseados en el tejido de ligamento de la zona de tratamiento.
La estructura de suministro de energía puede comprender cualquier emisor adecuado para la irradiación de un campo eléctrico con la energía de microondas EM recibida. Por ejemplo, la estructura de suministro de energía puede comprender cualquiera de: un radiador ranurado de onda progresiva; una antena de microbanda; y una guía de ondas abierta. La estructura de suministro de energía puede estar dispuesta para adaptarse a una zona de tratamiento en el cuerpo humano o animal. Por ejemplo, el aplicador puede comprender una parte inflable dispuesta para expandirse para extender la estructura de suministro de energía hasta la zona de tratamiento. En un ejemplo, la sonda puede comprender una porción de gancho para retener una porción de tejido contra la estructura de suministro de energía.
Como se ha descrito brevemente con anterioridad, una vez detectada una zona de tratamiento adecuada, el aparato puede estar dispuesto para entregar potencia a la antena con la magnitud de potencia terapéutica, usando un perfil de suministro de energía seleccionado entre una pluralidad de perfiles de suministro de energía. Cada perfil de suministro puede estar asociado a un respectivo tipo de ligamento. El controlador puede estar dispuesto para controlar el atenuador variable y/o el dispositivo de modulación de señal para suministrar la señal de potencia directa de acuerdo con un perfil de suministro. El controlador puede seleccionar automáticamente el perfil de suministro de acuerdo con la información obtenida, que es indicativa del tipo de tejido en la zona de tratamiento. Alternativa o adicionalmente, el aparato puede incluir una interfaz de usuario conectada al controlador para permitir la selección por parte del usuario de un perfil de suministro apropiado o deseado, p. ej. dependiendo del área del cuerpo (rodilla, hombro, etc.) que se esté tratando.
Adicionalmente, cuando se ha detectado la zona de tratamiento adecuada, el aparato puede incluir un ajustador de impedancia conectado al generador, teniendo el ajustador de impedancia una impedancia compleja ajustable que es controlable por el controlador, en función de la señal de detección de microondas, para adaptarla a la impedancia detectada en el tejido corporal de la zona de tratamiento. Además, se utilizan las señales de potencia directa y reflejada para controlar la potencia suministrada a la zona de tratamiento, de modo que se logre la máxima transferencia de energía al tejido de ligamento (no nervioso). Ajustando dinámicamente la impedancia a medida que se efectúa el tensado terapéutico del ligamento, también se puede asegurar el máximo suministro de potencia, incluso cuando las propiedades dieléctricas del colágeno cambian por causa del calentamiento. En otras palabras, según cambia el coeficiente de reflexión del colágeno a medida que se calienta, el presente aparato detecta ese cambio para maximizar el suministro de energía. También se puede monitorizar el cambio para monitorizar el progreso del tratamiento de tensado. La dosificación de la energía de microondas suministrada al tejido puede ser cuantificada con precisión.
La potencia de salida puede tener una frecuencia comprendida entre 1 GHz y 300 GHz. Se pueden utilizar las siguientes bandas de frecuencia en particular: 2,4 GHz a 2,5 GHz, 5,725 GHz a 5,875 GHz, 14 GHz a 14,5 GHz, 24 GHz a 24,25 GHz, 30 GHz a 32 GHz y 45 GHz a 47 GHz. Incluso más específicamente, se pueden considerar las siguientes frecuencias puntuales: 2,45 GHz, 5,8 GHz, 14,5 GHz, 24 GHz, 31 GHz, 45 GHz y 61,25 GHz. A estas altas frecuencias, la profundidad de penetración de la radiación (que está relacionada con el tamaño de la zona de tratamiento) es pequeña, lo que ayuda al control de la ubicación de la zona de tratamiento y a la capacidad de medir claramente las propiedades dieléctricas del material de la zona de tratamiento. También puede existir algún beneficio en que la energía de microondas deshidrate el tejido, lo que también ayudará a la contracción del tejido objetivo.
La antena puede comprender un radiador ranurado de onda progresiva en una región emisora situada en su extremo distal.
En otro aspecto, la invención puede usarse en un método para tratar térmicamente tejido de ligamento, comprendiendo el método: situar una antena en una zona de tratamiento; emitir un campo electromagnético de frecuencia de microondas desde la antena hasta la zona de tratamiento para provocar el calentamiento del tejido biológico de la zona de tratamiento; detectar una señal de potencia directa suministrada a la antena y una señal de potencia reflejada devuelta por la antena; determinar a partir de las señales detectadas de potencia directa y potencia reflejada un cambio en las propiedades dieléctricas del tejido biológico de la zona de tratamiento; y controlar la magnitud de la señal de potencia directa basándose en el cambio determinado de las propiedades dieléctricas.
En otro aspecto más, la invención puede usarse en un método para tratar térmicamente tejido de ligamento, comprendiendo el método: situar una antena en una zona de tratamiento; emitir un campo electromagnético de frecuencia de microondas, a un nivel de potencia de medición, desde la antena hasta la zona de tratamiento; detectar una señal de potencia directa suministrada a la antena y una señal de potencia reflejada devuelta por la antena; determinar a partir de las señales detectadas de potencia directa y potencia reflejada la presencia o ausencia de tejido nervioso en la zona de tratamiento; y si se determina la ausencia de tejido nervioso en la zona de tratamiento, emitir el campo electromagnético de frecuencia de microondas a un nivel de potencia terapéutica desde la antena hasta la zona de tratamiento, teniendo el nivel de potencia terapéutica una magnitud mayor que el nivel de potencia de medición.
El aparato de la invención puede usarse para tratar los ligamentos del hombro (por ejemplo, por capsulorrafia térmica), los ligamentos del tobillo (es decir, para tratar la inestabilidad del tobillo), y los ligamentos de la rodilla (por ejemplo, para tratar lesiones de los ligamentos colaterales).
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describen con detalle ejemplos de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Fig. 1 es un diagrama esquemático general de un aparato electroquirúrgico de acuerdo con una primera realización de la invención;
La Fig. 2 es un diagrama esquemático de un aparato electroquirúrgico de acuerdo con una segunda realización de la invención;
La Fig. 3 es un diagrama de circuito esquemático de un ajustador de impedancia y un detector de señales de microondas usados en realizaciones de la invención;
La Fig. 4 es un diagrama de circuito esquemático de otro ejemplo de un ajustador de impedancia adecuado para su uso en realizaciones de la invención;
La Fig. 5 es un diagrama de circuito esquemático de otro ejemplo más de un ajustador de impedancia adecuado para su uso en realizaciones de la invención;
La Fig. 6 es un diagrama esquemático de la estructura completa de suministro de energía de microondas tratada como un circuito de elementos distribuidos;
La Fig. 7 es un diagrama esquemático de un aparato electroquirúrgico de acuerdo con una tercera realización de la invención que tiene un canal de medición independiente;
La Fig. 8 es un diagrama esquemático de otro aparato electroquirúrgico de acuerdo con la tercera realización de la invención, que tiene un canal de medición independiente y un medio para sintonizar el generador;
La Fig. 9 es una vista esquemática de una estructura de sonda general adecuada para su uso con la invención; Las Figs. 10A y 10B son unas vistas esquemáticas, superior y en sección transversal, de un primer ejemplo de estructura de sonda;
La Fig. 11 es una vista lateral esquemática en sección transversal de un segundo ejemplo de estructura de sonda; Las Figs. 12A y 12B son unas vistas esquemáticas, en sección transversal lateral y superior, de un tercer ejemplo de estructura de sonda;
La Fig. 13 es una vista lateral esquemática de un cuarto ejemplo de estructura de sonda;
Las Figs. 14A y 14B son unas vistas esquemáticas de un quinto ejemplo de estructura de sonda en una configuración no desplegada y desplegada, respectivamente;
La Fig. 15 es una vista esquemática de un sexto ejemplo de estructura de sonda; y
La Fig. 16 es una vista esquemática de un séptimo ejemplo de estructura de sonda.
Descripción detallada; otras opciones y preferencias
En general, el aparato de tratamiento de ligamentos proporciona un medio para la generación de potencia de microondas de alta frecuencia en una fuente acoplada a una estructura de suministro de energía situada en el extremo distal de una sonda de tensado de ligamentos, estando la estructura de suministro de energía adaptada para lanzar un campo electromagnético enfocado a una pequeña y delicada estructura de tejido de ligamento para provocar un aumento de temperatura local virtualmente instantáneo, lo que puede permitir que se efectúe un tensado eficiente del ligamento o músculo.
Además, el aparato puede incluir un medio para medir las propiedades dieléctricas del material (tejido corporal) al que se ha lanzado el campo electromagnético. Al proporcionar un aparato de medición sensible, los efectos de calentamiento pueden quedar limitados a zonas de tratamiento que contengan sustancialmente solo tejido objetivo (por ejemplo, tejido de ligamento) y se evitan daños al tejido nervioso.
Con estructuras de sonda adecuadamente formadas, la invención se puede utilizar para tratar los ligamentos de los músculos del ojo, los ligamentos de la rodilla, los ligamentos del tobillo y/o los ligamentos del hombro, por ejemplo.
Algunas realizaciones discutidas a continuación incorporan técnicas de identificación del tipo de tejido, aunque la invención no tiene por qué limitarse a tales técnicas. Estas técnicas son capaces de caracterizar el tipo de tejido de la zona de tratamiento de acuerdo con las propiedades dieléctricas, usando un modo de medición, con el fin de determinar qué tejido, nervioso o de ligamento, está presente en la zona de tratamiento. Por ejemplo, se puede ajustar en consecuencia la magnitud de la potencia de microondas suministrada a la antena, por ejemplo, aumentándola sustancialmente cuando no se detecte tejido nervioso, para suministrar la energía adecuada para tensar los ligamentos en modo terapéutico. Por lo tanto, pueden reducirse sustancialmente los efectos de calentamiento en la zona de tratamiento debidos al suministro de radiación de microondas al tejido nervioso, evitando que se produzcan daños nerviosos.
Algunas realizaciones discutidas a continuación también incorporan técnicas dinámicas de adaptación al tejido, para asegurar el suministro máximo de energía al tejido por medio de una gama de impedancias que puede variar desde menos de 10 O hasta más de 100 kü, cuando se ha detectado una zona de tratamiento adecuada (por ejemplo una zona de tratamiento que no contenga tejido nervioso).
En otras realizaciones, En otras realizaciones, la sonda de tratamiento de ligamentos puede incluir un sensor de temperatura u otro transductor que proporcione una salida indicativa de la temperatura en la zona de tratamiento. El suministro de energía de microondas puede controlarse basándose en la temperatura detectada.
Configuración general del aparato y del generador
A continuación se describen aspectos del sistema general de tratamiento de ligamentos, y del generador electroquirúrgico que se puede usar en ese sistema, con referencia a las Figs. 1 a 8.
La Fig. 1 muestra un diagrama general de un aparato electroquirúrgico 100 de tensado de ligamentos que constituye una primera realización de la invención.
El aparato 100 contiene componentes para generar y controlar una señal electromagnética de frecuencia de microondas a un nivel de potencia adecuado para tratar (por ejemplo, tensar) ligamentos. En la presente realización, el aparato 100 incluye un oscilador de fase bloqueada 1007 (fuente de energía de microondas), un amplificador de señal 1008, un atenuador de señal variable 1009 (por ejemplo, un atenuador de diodo analógico o digital), una unidad de amplificación (en este caso un amplificador de control 1010 y un amplificador de potencia 1011), un acoplador de potencia directa 1012, un circulador 1013 y un acoplador de potencia reflejada 1014. El circulador 1013 aísla la señal directa de la señal reflejada para reducir los componentes de señal no deseados presentes en los acopladores 1012, 1014, es decir, aumenta la directividad de los acopladores. En el generador, los acopladores 1012, 1014 pueden considerarse colectivamente como un detector de señales directas y reflejadas. Opcionalmente, el generador 104 incluye un sub-aparato de adaptación de impedancia (no representado) que tiene una impedancia ajustable. Esta opción se analiza a continuación con más detalle con referencia a la Fig. 2.
En este contexto, la energía de microondas es cualquiera que supere 300 MHz, es decir, entre 1 GHz y 300 GHz, y de preferencia 2,45 GHz, 5,8 GHz, 24 GHz, etc.
El aparato 100 incluye un generador 104 en comunicación con un controlador 106, que puede comprender unos circuitos 108 de acondicionamiento de señal y de interfaz general, un microcontrolador 110 y un perro guardián 1015. El perro guardián 1015 puede monitorizar una gama de potenciales condiciones de error, que podrían resultar en que el aparato no funcionase de acuerdo con su especificación prevista, es decir, que el aparato suministrase una dosis incorrecta de energía al tejido corporal del paciente debido a que el tiempo de salida o de tratamiento fuera mayor que el demandado por el usuario. El perro guardián 1015 comprende un microprocesador independiente del microcontrolador 110 para asegurar que el microcontrolador 110 está funcionando correctamente. El perro guardián 1015 puede, por ejemplo, monitorizar los niveles de voltaje de las fuentes de alimentación de CC o la sincronización de los pulsos determinada por el microcontrolador 110. El controlador 106 está dispuesto para comunicar señales de control a los componentes del generador 104. En esta realización, el microprocesador 110 está programado para producir una señal de control de microondas CM para el atenuador de señal variable 1009. Esta señal de control se usa para ajustar el perfil y la magnitud de potencia del suministro de energía que debe entregar la antena de la salida de radiación EM de microondas del generador 104. En particular, el atenuador de señal variable 1009 es capaz de controlar el nivel de potencia de la radiación de salida. Por ejemplo, el atenuador está dispuesto de preferencia para mantener un modo de medición con una magnitud de potencia de medición de 10 mW hasta que se detecte una región sin tejido nervioso, en cuyo momento el controlador 106 controla el atenuador para conmutar la salida del aparato o generador al modo terapéutico, con una magnitud de potencia aumentada. Además, el atenuador de señal ajustable 1009 puede incluir un circuito de conmutación capaz de ajustar la forma de onda (por ejemplo, ancho de pulso, ciclo de trabajo, etc.) de la radiación de salida.
El microprocesador 110 está programado para emitir la señal de control de microondas CM basándose en la información de la señal de los acopladores de potencia directa y reflejada 1012, 1014. En esta realización, el generador de microondas puede controlarse midiendo únicamente la información de fase, que puede obtenerse del generador (a partir de la información muestreada de la potencia directa y reflejada). El acoplador de potencia directa 1012 emite una señal Sm1 indicativa del nivel de potencia directa y el acoplador de potencia reflejada 1014 emite una señal Sm2 indicativa del nivel de potencia reflejada. Las señales Sm-i, Sm2 de los acopladores de potencia directa y reflejada 1012, 1014 se comunican a los circuitos 108 de interfaz general y acondicionamiento de señales, donde se adaptan a una forma adecuada para pasar al microprocesador 110.
Una interfaz de usuario 112, por ejemplo, un panel de pantalla táctil, teclado, pantalla LED/LCD, teclado de membrana, interruptor de pedal o similar, está comunicada con el controlador 106 para proporcionar al usuario (por ejemplo, un médico o cirujano) información sobre el tratamiento y permite seleccionar o controlar manualmente diversos aspectos del tratamiento (por ejemplo, el tipo de tejido de ligamento a tratar), por ejemplo, mediante comandos de usuario adecuados. El aparato se puede operar usando un interruptor de pie convencional 1016, que también está conectado al controlador l06.
El controlador 106 comprende una memoria (no representada) y está dispuesto para ejecutar instrucciones de software para operar el aparato. En particular, el controlador 106 controla la magnitud y el perfil (es decir, la forma y duración del pulso) de la señal de potencia directa suministrada a la sonda. Este control puede basarse en un cambio en la información obtenida, indicativa del tipo de tejido en el extremo distal de la antena, cuando la antena se mueve con relación al paciente, o basarse en una comparación de la información obtenida con datos de referencia predeterminados, que pueden estar almacenados en la memoria. Por ejemplo, la memoria puede almacenar condiciones de umbral para las mediciones de impedancia, mediante las cuales se obtiene la información que satisface una condición de umbral (es decir, una condición de umbral indicativa de la presencia de tejido de ligamento y/o indicativa de la ausencia de tejido nervioso) que puede iniciar el tratamiento.
El aparato puede así permitir que el médico ajuste la cantidad de potencia de microondas (es decir, la dosis de calentamiento del tejido) suministrada a la zona de tratamiento, y puede proporcionar un control dinámico sobre la potencia suministrada muestreando de forma continua los niveles de potencia directa y reflejada y haciendo ajustes para asegurar que la potencia suministrada sea igual a la demandada. La interfaz de usuario 112, en comunicación con el controlador 106, permite a un usuario (por ejemplo, un médico o cirujano) introducir un conjunto de parámetros definidos por el usuario y también mostrar información útil, por ejemplo, la dosis de energía seleccionada y la energía suministrada al tejido. La interfaz de usuario 112 también puede permitir la visualización de parámetros de ingeniería, por ejemplo, la potencia reflejada y la potencia directa, en función del tiempo. Esta información se puede utilizar para establecer unos perfiles de energía óptimos.
El software de control puede ejecutarse en un solo ordenador de a bordo, por ejemplo una placa de microprocesador o un DSP. La interfaz de usuario 112 puede comprender una pantalla plana adecuada y un teclado de membrana, o una pantalla táctil.
El aparato puede ser controlable por un interruptor de pedal (no representado) o un interruptor situado en un mango que contiene la antena 118.
Por último, el aparato incluye una unidad de fuente de alimentación 1017 que recibe energía de una fuente externa 1018 (por ejemplo, la red eléctrica) y la transforma en señales de potencia V1-V6 para alimentación de CC a los componentes del aparato. Por tanto, la interfaz de usuario recibe una señal de potencia V1, el microprocesador 110 recibe una señal de potencia V2, el generador recibe una señal de potencia V4 , el acondicionador de señal y los circuitos generales de interfaz 108 reciben una señal de potencia V5, y el perro guardián 1015 recibe una señal de potencia V6.
La Fig. 2 es un diagrama de un aparato electroquirúrgico 101 de acuerdo con una segunda realización de la invención. Se ilustran los subcomponentes de una sección de generador 104 del aparato que, en esta realización, incluyen elementos de sintonización, como se explica a continuación. Los componentes comunes a la Fig. 1 reciben los mismos números de referencia y no se describen de nuevo.
El generador 104 incluye una fuente de potencia 148 de microondas que se usa para generar energía de microondas de baja potencia. La fuente de potencia 148 puede ser un oscilador controlado por voltaje (VCO), un oscilador de resonador dieléctrico (DRO), un oscilador de diodo Gunn o similares. La salida de la fuente de potencia 148 es recibida por una unidad de controlador y modulador de nivel de potencia 150. La unidad de controlador y modulador de nivel de potencia 150 puede incluir un dispositivo de modulación de señal dispuesto para permitir que el generador funcione en un modo pulsado, y un atenuador de control de potencia dispuesto para permitir al usuario controlar el nivel de la potencia suministrada al tejido. Para el tratamiento de ligamentos, un solo pulso de energía, por ejemplo, 50 W durante 20 ms, puede ser suficiente para calentar el ligamento con el fin de tensarlo. El dispositivo de modulación de señal proporciona la capacidad de controlar la duración del pulso.
El atenuador existente en la unidad de modulación se usa para permitir al usuario controlar el nivel o magnitud de la potencia suministrada al tejido, por ejemplo, el tejido de ligamento en la zona de tratamiento. La salida del interruptor de modulación es la entrada a una unidad de amplificador y protección 152 que está dispuesta para amplificar la señal de potencia a un nivel de potencia adecuado para el tratamiento, es decir, adecuado para provocar un aumento muy rápido de temperatura en el tejido biológico de la zona de tratamiento con el fin de provocar el tensado del ligamento. El primer nivel de potencia puede ser de 10 W o superior, por ejemplo 50 W. El atenuador puede servir para controlar la potencia de entrada y, por lo tanto, indirectamente la potencia de salida del amplificador 152. Como alternativa, el atenuador puede omitirse y puede utilizarse una señal de control para controlar el nivel de potencia, por ejemplo, controlando la ganancia de la unidad de amplificador y protección 152.
La unidad de amplificador y protección 152 puede incluir un amplificador de control para amplificar el nivel de la señal de salida producida por la fuente de frecuencia 148, y un amplificador de potencia para amplificar la señal producida por el amplificador de control hasta un nivel adecuado para provocar el tensado del ligamento. Por lo tanto, la unidad de amplificador y protección 152 puede ser controlada por el controlador 106 para cambiar la salida del generador del modo de medición al modo terapéutico (por ejemplo, amplificando la señal de potencia directa hasta la magnitud de la potencia terapéutica) cuando el modo de medición detecte que existe, o no, tejido nervioso en la zona de tratamiento. Para proteger los amplificadores y la fuente frente a altos niveles de energía de microondas reflejada, la salida del amplificador de potencia se puede conectar a un circulador de microondas. El circulador permite que la potencia de microondas fluya únicamente en el sentido de las agujas del reloj, por lo que cualquier potencia reflejada que regrese al amplificador de potencia será absorbida por una carga de disipación de potencia si el circulador es un dispositivo de tres puertos, donde el primer puerto toma la potencia de salida del amplificador. El segundo puerto envía esta potencia a una estructura de alimentación y una sonda y recibe energía de la sonda y de la estructura de alimentación cuando el extremo distal de la sonda no está adaptado a la impedancia del tejido corporal. El tercer puerto está conectado a una carga de potencia capaz de absorber la potencia reflejada y está muy bien adaptada a la impedancia del circulador. La impedancia de la carga adaptada es preferiblemente igual a la impedancia del aparato, es decir, 50 j0 O. Se puede conectar un acoplador direccional, entre el tercer puerto del circulador y la entrada a la carga adaptada, para permitir el muestreo de la potencia reflejada.
La salida de la unidad de amplificador y protección 152 se introduce en una primera unidad de acoplamiento de potencia 154, que puede comprender un acoplador direccional directo y un acoplador direccional reflejado dispuestos para muestrear la energía de microondas directa y reflejada del generador. Los niveles de potencia directa y reflejada muestreados se introducen respectivamente en una primera unidad de detección de potencia directa y reflejada 156, en la que se detectan los niveles de potencia, por ejemplo, utilizando detectores de diodos o detectores heterodinos u homodinos, para muestrear una parte de la potencia directa y reflejada y poder extraer información sobre magnitud, o magnitud y fase, o sólo fase de la señal muestreada. Las señales producidas por la primera unidad de detección de potencia 156 son introducidas en el controlador 106 para poder usar la magnitud y/o fase de la potencia directa y reflejada para calcular la potencia neta suministrada al tejido y para determinar las señales de entrada necesarias que llegan al controlador y modulador de nivel de potencia 150 para asegurar que la potencia real suministrada es igual a la potencia o energía demandada.
Entonces puede utilizarse la magnitud de las señales directa y de retorno (indicativas de la atenuación del tejido corporal de la zona de tratamiento), que es un indicador de las propiedades dieléctricas del tejido de la zona de tratamiento, para determinar la presencia o ausencia de tejido nervioso y/o tejido de ligamento. La potencia directa se puede ajustar entonces en consecuencia. De forma adicional o alternativa, se puede usar la información de fase de las señales directa y de retorno. Tal como se ha analizado anteriormente, la información de fase y/o atenuación se puede comparar con los datos de referencia predeterminados para determinar el tipo de tejido de la zona de tratamiento.
Esta realización también puede usar un aparato de adaptación de impedancia dinámica (ajustador de impedancia) para permitir que la energía de microondas desarrollada por la unidad de amplificador y protección 152 coincida, en términos de impedancia, con la carga presentada ante el extremo distal de la sonda 118 por el tejido de la zona de tratamiento, cuando se determina (a partir de las propiedades dieléctricas medidas) que la zona de tratamiento no contiene tejido nervioso. Esta invención no se limita al uso de un mecanismo de sintonización automática para el aparato de suministro de potencia de microondas, es decir, puede adaptarse el extremo distal de la sonda (el radiador) a la frecuencia de operación de un tipo o estado de tejido biológico particular, o puede ajustarse mecánicamente la impedancia de la sonda, es decir, por medio de un mecanismo incluido en el mango, para proporcionar un nivel de adaptación entre la impedancia de la sonda y la impedancia del tejido en contacto con la sonda. En el generador 104, la salida de la primera unidad de acoplamiento de potencia 154 es recibida por una red de sintonización 158, que tiene una impedancia ajustable que es determinada por el estado de un mecanismo de ajuste 160 de la red de sintonización, bajo el control del controlador 106, basándose en la información recopilada por la primera unidad de detección de potencia 156 y la segunda unidad de detección de potencia 164.
La salida del adaptador de impedancia 158 se introduce en una segunda unidad de acoplamiento de potencia 162, que puede estar configurada de una manera similar a la primera unidad de acoplamiento de potencia 154 para muestrear los niveles de potencia directa y reflejada del generador 104 y llevarlos respectivamente a una segunda unidad de detección de potencia directa y reflejada 164, que envía al controlador 106 los niveles de potencia detectados y/o la información de fase.
Se puede comparar la información puesta a disposición por la primera y segunda unidades de detección de potencia 156, 164 para determinar los ajustes necesarios del ajustador de impedancia 158 para poder adaptar la impedancia de la fuente de potencia a la impedancia del tejido corporal de la zona de tratamiento.
A continuación se comentan ejemplos más detallados del generador 104 con referencia a las Figs. 3 a 5.
En uso, el controlador 106 sirve para controlar los valores de capacitancia e inductancia de los elementos de sintonización distribuidos del ajustador de impedancia 158, durante el suministro de energía de microondas, para adaptar la impedancia de los canales respectivos a la carga existente en el extremo distal de la sonda 118. En la práctica, los elementos de sintonización del ajustador de impedancia pueden ser líneas de transmisión de tetones o microbandas variables o diodos de potencia PIN o Varactor (elementos distribuidos). La adaptación de impedancia en este contexto se refiere a maximizar la transferencia de energía al tejido (a través de radiación de energía de microondas) mediante la adaptación conjugada compleja de la fuente (es decir, el aparato) al tejido de la zona de tratamiento. Cabe señalar que la fuente de microondas puede suministrar energía por radiación y conducción, pero la trayectoria de retorno está localizada para las corrientes de microondas.
Puede ser preferible que el oscilador 148 esté bloqueado en fase a una fuente de referencia de cristal compensado a temperatura estable, a fin de que la energía a la frecuencia de microondas esté a una frecuencia fija a la temperatura estable.
El adaptador de impedancia puede ser utilizado para asegurar que la estructura de antena en contacto con el tejido esté bien adaptada a la impedancia del tejido, para poder conseguir la máxima transferencia de energía al tejido de ligamento (no nervioso) y que la energía liberada por la sección radiante del aplicador se pueda cuantificar correctamente, es decir, teniendo en cuenta la pérdida por inserción del cable de suministro y del aplicador, se puede conseguir una demanda del usuario de 10 W durante 10 segundos para suministrar 100 J de energía al tejido objetivo con un alto grado de confianza, incluso cuando la impedancia del tejido (es decir, del colágeno) cambie como resultado de los efectos del calentamiento.
La Fig. 3 muestra un dibujo esquemático de los componentes del generador del aparato de una realización. La fuente de potencia 228 emite una señal de microondas que tiene una frecuencia de microondas estable (por ejemplo, fija). La salida de la fuente de potencia 228 se introduce en un atenuador variable 230, que controla la magnitud de la salida en función de una señal de control Cg del controlador (no mostrado). La salida del atenuador variable 230 se introduce en una unidad de conmutación 232, que modula la salida en función de una señal de control C10 procedente del controlador. En la práctica, las unidades 230 y 232 podrían combinarse en una sola unidad utilizando un atenuador variable con un tiempo de respuesta (tiempo para cambiar la atenuación de la señal cuando se reciben las nuevas señales digitales de entrada) que sea lo suficientemente rápido como para permitir que el dispositivo actúe como modulador o permitir que el aparato funcione en modo pulsado, es decir, si el tiempo de respuesta del atenuador es de 100 ns y el aparato va a funcionar en modo pulsado, siendo el ancho del pulso de 5 ms y siendo el tiempo de inactividad entre pulsos de 20 ms, entonces este dispositivo puede utilizarse fácilmente para dos propósitos. La salida de la unidad de conmutación 232 es recibida por un amplificador de potencia 234, que amplifica la señal de microondas a un nivel de potencia adecuado para producir un efecto terapéutico útil de tensado del ligamento, cuando no se haya detectado tejido nervioso en la zona de tratamiento. La salida del amplificador de potencia 234 se introduce en el primer puerto de un circulador 236. El circulador 236 aísla el amplificador de las señales reflejadas que regresan de la sonda. Cualquier señal reflejada recibida en el segundo puerto del circulador sale por el tercer puerto hacia una carga 238 de disipación de energía.
La señal directa del amplificador se emite desde el segundo puerto del circulador, que está conectado a un acoplador direccional directo 240 que acopla una parte de la señal directa a un detector 242. La salida del detector 242 está conectada al controlador. La salida del acoplador direccional directo 240 se introduce en un acoplador direccional inverso 244, que acopla una parte de cualquier señal reflejada a un detector 246. La salida del detector 246 está conectada al controlador. La salida del acoplador direccional inverso 244 se introduce en un ajustador de impedancia de microondas 248 que tiene una impedancia ajustable. La salida del ajustador de impedancia 248 se introduce en un acoplador direccional directo 250 y un acoplador direccional inverso 252 para acoplar una parte de la señal directa y de la reflejada respectivamente en los detectores 254, 256, de una manera similar a los acopladores direccionales directo e inverso 240, 244. Las salidas de los detectores 254, 256 están conectadas al controlador. La presente invención no se limita al uso de detectores de diodos, es decir, detectores de magnitud logarítmica, sino que pueden usarse detectores homodinos de magnitud y fase, detectores heterodinos de magnitud y fase o detectores de fase mediante puerta OR exclusiva (XOR) para implementar los elementos 242, 246, 254 y 256. La capacidad de extraer información de fase así como información de magnitud es beneficiosa en términos de poder realizar ajustes precisos y dinámicos de la red de sintonización de microondas, proporcionar un mayor grado de control, prevenir eficazmente daños a los nervios y mejorar el rendimiento del aparato de adaptación en términos de impedancias accesibles que se pueden igualar, pero la invención no está limitada por la necesidad de extraer información de fase ni de magnitud para controlar el aparato. En el generador, la información de medición se puede realizar midiendo únicamente la información de fase, por ejemplo.
El controlador puede usar las salidas de los detectores de diodos (u otros tipos de detectores) 242, 246, 254, 256 para determinar la cantidad de potencia suministrada a la carga (por ejemplo, el tejido de ligamento) y/o como medio para controlar la impedancia del ajustador de impedancia 248 para minimizar la potencia reflejada y adaptar la energía producida por el generador a la impedancia cambiante de la carga del tejido, para proporcionar una eficiencia óptima de suministro de energía al tejido de ligamento a medida que sus propiedades dieléctricas cambian debido al calentamiento, y para proporcionar un óptimo rendimiento del aparato, en términos de minimización del calentamiento de los componentes, debido a que la energía se devuelve al generador, y una cuantificación precisa del suministro de energía al tejido de ligamento objetivo (no nervioso).
El adaptador de impedancia 248 de la Fig. 3 comprende tres interruptores de diodo PIN 258 conectados en paralelo en el generador. Para controlar su estado, cada interruptor de diodo PIN 258 tiene una señal de control de voltaje C11-C13 (producida por el controlador) de CC independiente o con una frecuencia relativamente baja, es decir, hasta 10 kHz. En el generador, los interruptores de diodo PIN sirven para interrumpir una respectiva capacitancia en derivación 260 (que puede estar formada por una sección de línea de transmisión, es decir, microbanda o coaxial). Unos inductores en serie 262 (que también pueden ser una sección de la línea de transmisión) aparecen conectados entre los elementos de derivación. La combinación de capacitancia en derivación e inductancia en serie forma una red o filtro de sintonización, y la posibilidad de conectar y desconectar los elementos individuales que forman el valor general de capacitancia o inductancia permite que la red actúe como un filtro de sintonización variable. Para aumentar el intervalo de sintonización, se puede aumentar el número de elementos de la red. Los valores fijos de capacitancia en derivación que componen el valor total de la capacitancia de sintonización pueden ser ponderados, es decir, ponderados binariamente, para proporcionar el mayor intervalo de variación posible. La posición de los inductores y condensadores que forman la red de ajuste de impedancia o sintonización puede intercambiarse, es decir, los inductores pueden conectarse en derivación y los condensadores en serie. Los valores de capacitancia e inductancia utilizados en la red pueden realizarse insertando líneas de transmisión de longitud variada entre los elementos en derivación y/o entre las líneas de transmisión y los interruptores conectados en derivación a través del elemento de sintonización, es decir, una longitud de línea de transmisión de longitud física igual a un octavo de la longitud de onda guiada producirá una reactancia inductiva de valor igual a la impedancia característica de la línea de transmisión.
El ajustador de impedancia 248 puede implementarse de otras maneras. La Fig. 4 muestra una disposición alternativa en la que una pluralidad de primeros diodos varactores (o diodos PIN de potencia) 264 están conectados en serie en el generador y una pluralidad de segundos diodos varactores (o diodos PIN de potencia) 266 están conectados en paralelo en el generador. Se pueden aplicar unas señales de polarización de CC controlables C14-C19 para controlar el voltaje que atraviesa cada diodo varactor 264, 266 para modificar la longitud de la región de agotamiento, que a su vez varía la capacitancia. Los inductores de bloqueo 268 impiden que la energía de microondas regrese a la fuente de CC. Estos inductores pueden realizarse en microbanda, es decir, un inductor impreso o pequeñas bobinas de alambre. De esta manera, los diodos varactores en serie actúan como parte de una línea de transmisión que tiene una longitud eléctrica que puede variar hasta p donde A es la longitud de onda de la energía de microondas. Los diodos varactores de derivación en paralelo pueden actuar como un tetón que tiene una longitud eléctrica que puede variar hasta en \ Un condensador de bloqueo 270 de CC está conectado entre la red de sintonización y la sonda para evitar que se suministren al paciente corrientes de CC, o de CA de baja frecuencia, es decir, proporciona una barrera de aislamiento de CC para el paciente.
La Fig. 5 muestra otra disposición alternativa para el ajustador de impedancia, que se implementa mediante tetones de microbanda. En este ejemplo, En este ejemplo, tres tetones de microbanda 272, que tienen diferentes longitudes, están conectados a una línea de microbanda en el generador. Cada tetón 272 puede conmutarse independientemente entre cortocircuito (contacto o unión del interruptor cerrado) y circuito abierto (interruptor o canal abierto) utilizando unos interruptores de diodo PIN (o electromecánicos) 274 bajo el control de unas señales C20-C22 de CC. La línea de transmisión que forma el tetón 272 se puede establecer en una longitud que represente un intervalo de reactancias (capacitivas o inductivas) o impedancias. La disposición que se muestra en la Fig. 5 permite seleccionar ocho posiciones de sintonización diferentes, es decir, 23 Como en el ejemplo de la Fig. 3, los inductores 276 se representan conectados en serie entre los tetones en derivación. Estos inductores se representan en este caso como finas líneas de transmisión, realizadas en línea de microbanda por impresión de líneas en un material dieléctrico, que son más estrechas que las líneas que forman la impedancia característica de la línea de transmisión. También se pueden utilizar otras configuraciones de línea de transmisión, en las que el ancho o diámetro y/o la longitud de la línea permiten realizar inductores con la inductancia requerida a la frecuencia de funcionamiento. Esta configuración no se limita al uso de inductores 276, es decir, el ancho de la línea de microbanda puede aumentarse para que sea mayor que el requerido para formar una línea con impedancia igual a la impedancia característica de la línea de transmisión, para producir una capacitancia de sintonización en lugar de una inductancia de sintonización.
En otro ejemplo, pueden usarse secciones de tetón o guía de ondas de línea de transmisión (rectangulares o cilíndricas), en lugar de tetones de microbanda, para formar los tetones y pueden implementarse estructuras de trombón coaxiales para variar la fase.
La Fig. 6 muestra un circuito distribuido 302 para el generador que puede usarse para analizar el funcionamiento del aparato electroquirúrgico.
El análisis del generador que se muestra en la Fig. 6 está basado en una red distribuida de impedancias, donde cada elemento se representa como una impedancia compleja. El generador de microondas 318 se muestra conectado en serie con la impedancia 320 del generador y es nominalmente de 50 O. La impedancia de la fuente está conectada a un sintonizador de microondas, de elementos distribuidos, que comprende cuatro impedancias fijas conectadas en serie 322, 324, 326, 328 y tres impedancias variables conectadas en derivación 330, 332, 334 y conectadas entre los extremos distal y proximal de las impedancias en serie mencionadas anteriormente. La salida de la red de sintonización está conectada al conjunto de cable coaxial, que tiene una impedancia nominal 336 de 50 O.
Desde el aparato de sintonización de microondas por elementos distribuidos, representado por una gama de valores de impedancia y de tramos de línea variables y fijos, y que se muestra en la Fig. 6, los elementos variables 330, 332, 334 dentro de la red de sintonización deben adaptar la impedancia de fuente 320 a la impedancia de tejido 340 cuando el conjunto de cable coaxial (con impedancia 336) y la antena (con impedancia 338) están conectados entre el puerto de salida del sintonizador de impedancia y el tejido en contacto con la antena.
La Fig. 7 muestra un diagrama completo del aparato electroquirúrgico 400 de acuerdo con una tercera realización de la invención. En esta realización, el generador tiene una fuente de energía de microondas 402, un canal terapéutico y un canal de medición independiente del canal terapéutico.
El canal terapéutico comprende un módulo de control de potencia que comprende un atenuador variable 404, controlado por el controlador 406 a través de la señal de control V10, y un modulador de señal 408 controlado por el controlador 406 a través de la señal de control V11, y un módulo amplificador que comprende un amplificador de control 410 y un amplificador de potencia 412 para generar una radiación EM de microondas directa, para suministrar desde una sonda 420 a un nivel de potencia adecuado para el tratamiento. Después del módulo amplificador, el canal terapéutico continúa con un módulo de acoplamiento de señal de microondas (que forma parte del detector de señal de microondas) que comprende un circulador 416 conectado para suministrar energía EM de microondas desde la fuente hasta la sonda a lo largo de una trayectoria entre su primer y segundo puerto, un acoplador delantero 414 en el primer puerto del circulador 416 y un acoplador reflejado 418 en el tercer puerto del circulador 416. Después de pasar por el acoplador reflejado, la energía EM de microondas del tercer puerto se absorbe en una carga de descarga de potencia 422. El módulo de acoplamiento de señal de microondas incluye también un interruptor 415, operado por el controlador 406 mediante una señal de control V12, para conectar ya sea la señal acoplada directa o la señal acoplada reflejada a un receptor heterodino para su detección.
Para crear el canal de medición de esta realización, se usa un divisor de potencia 424 (por ejemplo, un divisor de potencia de 3 dB) para dividir la señal de la fuente 402 en dos ramas. En una realización alternativa, se puede omitir el divisor de potencia 424 y se puede usar una fuente independiente para el canal de medición. Una rama del divisor de potencia 424 forma el canal terapéutico y tiene conectados al mismo los componentes descritos anteriormente. La otra rama forma el canal de medición. El canal de medición contornea el amplificador o amplificadores del canal terapéutico y, por lo tanto, está dispuesto para suministrar una señal de baja potencia desde la sonda, por ejemplo, una señal de potencia CW de 10 mW, adecuada para usar en el modo de medición para detectar el tipo de tejido de la zona de tratamiento sin provocar efectos de calentamiento significativos en la zona de tratamiento. En esta realización, En esta realización, un conmutador de selección de canal primario 426, controlado por el controlador 406 mediante una señal de control V13, sirve para seleccionar una señal del canal terapéutico o del canal de medición para suministrar a la sonda. Por ejemplo, el controlador 406 puede hacer que el conmutador 426 cambie al canal terapéutico para suministrar una salida de alta potencia para realizar el tensado del ligamento, cuando se ha determinado en el modo de medición que no existe tejido nervioso en la zona de tratamiento.
En la presente realización, el canal de medición incluye componentes dispuestos para detectar la fase y la magnitud de la potencia reflejada por la sonda, que pueden proporcionar información sobre el material, por ejemplo, el tipo de tejido biológico (ligamento o nervio) presente en el extremo distal de la sonda. El canal de medición comprende un circulador 428 conectado para suministrar energía EM de microondas desde la fuente 402 hasta la sonda a lo largo de una trayectoria entre sus puertos primero y segundo. Una señal reflejada devuelta desde la sonda se dirige al tercer puerto del circulador 428. El circulador 428 se usa para proporcionar aislamiento entre la señal directa y la señal reflejada para facilitar una medición precisa. Sin embargo, como el circulador no proporciona un aislamiento completo entre sus puertos primero y tercero, es decir, parte de la señal directa puede atravesar el tercer puerto e interferir con la señal reflejada, se usa un circuito de cancelación de corrientes portadoras que inyecta una parte de la señal directa (desde el acoplador directo 430) de nuevo en la señal que sale del tercer puerto (a través del acoplador de inyección 432). El circuito de cancelación de corrientes portadoras incluye un ajustador de fase 434 para garantizar que la porción inyectada esté desfasada 180° con cualquier señal que entre en el tercer puerto desde el primer puerto para cancelarla. El circuito de cancelación de corrientes portadoras también incluye un atenuador de señal 436 para garantizar que la magnitud de la porción inyectada sea la misma que cualquier señal entrante.
Para compensar cualquier deriva en la señal de avance, se proporciona un acoplador directo 438 en el canal de medición. La salida acoplada del acoplador directo 438 y la señal reflejada desde el tercer puerto del circulador 428 están conectadas al terminal de entrada respectivo de un conmutador 440, que puede operarse mediante el controlador 406 a través de la señal de control V14 para conectar la señal directa acoplada o la señal reflejada a un receptor heterodino para la detección.
La salida del interruptor 440 (es decir, la salida desde el canal de medición) y la salida del interruptor 415 (es decir, la salida desde el canal terapéutico) están conectadas a un respectivo terminal de entrada de un interruptor de selección de canal secundario 442, el cual es operable por el controlador 406 mediante una señal de control V15, junto con el interruptor de selección de canal primario, para asegurar que la salida del canal de medición esté conectada al receptor heterodino cuando el canal de medición esté suministrando energía a la sonda y que la salida del canal terapéutico esté conectada al receptor heterodino cuando el canal terapéutico esté suministrando energía a la sonda.
El receptor heterodino se usa para extraer la información de fase y magnitud de la salida de señal mediante el conmutador de selección de canal secundario 442. En la realización mostrada en la Fig. 7 se usa un solo receptor heterodino. Si es necesario, se puede utilizar un receptor heterodino doble (que contenga dos osciladores y mezcladores locales) para mezclar dos veces la frecuencia de la fuente antes de que la señal entre en el controlador. El receptor heterodino comprende un oscilador local 444 y un mezclador 448 para mezclar la salida de señal mediante el conmutador de selección de canal secundario 442. La frecuencia de la señal del oscilador local se selecciona de modo que la salida del mezclador 448 esté en una frecuencia intermedia adecuada para ser recibida en el controlador 406. Se proporcionan filtros de paso de banda 446, 450 para proteger el oscilador local 444 y el controlador 406 de las señales de microondas de alta frecuencia.
El controlador 406 recibe la salida del receptor heterodino y determina (por ejemplo, extrae) de él información indicativa de fase y magnitud de las señales directas y/o reflejadas en el canal terapéutico y/o de medición. Esta información se puede utilizar para controlar el suministro de radiación EM de microondas de alta potencia en el canal terapéutico, por ejemplo, dependiendo del tipo de tejido de ligamento detectado en la zona de tratamiento. En una realización, el controlador conmuta el aparato para suministrar radiación EM de microondas de alta potencia cuando las propiedades dieléctricas del material de la zona de tratamiento, determinadas a partir de las señales directa y reflejada, son indicativas de una zona de tratamiento que no contiene tejido nervioso. Tal como se ha analizado anteriormente, esta determinación se puede hacer con el uso de datos de referencia. Un usuario también puede interactuar con el controlador 406 mediante una interfaz de usuario 452, según se ha descrito ya en las realizaciones anteriores.
La Fig. 8 muestra un diagrama completo del aparato electroquirúrgico 500, que es una ligera modificación del aparato mostrado en la tercera realización de la Fig. 7. Los componentes comunes a las Figs. 7 y 8 reciben el mismo número de referencia y no se describen de nuevo.
En el canal terapéutico, un ajustador de impedancia 502 está conectado entre el módulo de amplificador y la sonda. El ajustador de impedancia 502 es controlado por el controlador 406 mediante una señal de control V17. Un circulador 504 actúa como aislador entre el módulo amplificador y el ajustador de impedancia 502 para proteger el amplificador de potencia 412 frente a las señales reflejadas. Un acoplador directo 506, conectado entre el amplificador de potencia 412 y el circulador 504, acopla una señal de monitorización del amplificador de potencia. En el generador, antes del ajustador de impedancia 502, un acoplador directo 508 y un acoplador reflejado 510 están conectados entre el circulador 504 y el ajustador de impedancia 502 para proporcionar información sobre las señales de potencia directa y reflejada. En el generador, después del ajustador de impedancia 502, un acoplador directo 512 y el acoplador reflejado 514 están conectados entre el ajustador de impedancia 502 y la sonda 420 para proporcionar información sobre las señales de potencia directa y reflejada. En combinación, los acopladores 508, 510, 512, 514 pueden extraer la información que permite al controlador 406 determinar la potencia suministrada desde la sonda y la pérdida de potencia en el ajustador de impedancia 502. Esto último es opcional, por lo que puede que sólo sea necesario un par de acopladores 512, 514. Un interruptor de selección de señal 516, operable por el controlador 406 mediante una señal de control V12, conecta una de las salidas de los acopladores 506, 508, 510, 512, 514 al receptor heterodino, desde donde se envía al controlador 406 para proporcionar la información de la señal de microondas.
La información disponible de fase y magnitud puede usarse para controlar los elementos variables contenidos dentro del ajustador de impedancia 502, para maximizar la eficiencia del suministro de energía desde el canal terapéutico.
Estructuras de sonda
A continuación se describen estructuras de sonda adecuadas para su uso con el aparato analizado anteriormente, con referencia a las Figs. 9 a 16. En la Fig. 9 se muestra una estructura de sonda 600 general. La sonda comprende un eje flexible 602 que contiene (por ejemplo, transportado a través de una luz de la misma) un cable de microondas (por ejemplo, un cable coaxial) que puede colocarse en un sitio objetivo. En el extremo distal del eje flexible 602 hay un aplicador 604 que tiene una estructura de suministro de energía conectada para recibir energía electromagnética (EM) de microondas desde el cable y suministrar esa energía al tejido en el sitio objetivo. A continuación se discuten ejemplos de configuraciones para la estructura de suministro de energía. La energía se puede suministrar de una manera direccional, por ejemplo, para dar al operador control sobre la región del tejido a tratar, mediante la orientación apropiada del aplicador. El extremo proximal del eje flexible 602 puede estar conectado a un generador (no representado en la Fig. 9) que alimenta y controla la energía e M de microondas tal como se ha analizado anteriormente.
Se contemplan dos escenarios de uso. Si la sonda se usa en cirugía abierta o general, uno o más alambres guía (no mostrados) pueden transportarse a través de una luz del eje 602. El aplicador 604 puede comprender una punta flexible que se puede mover manipulando los alambres guía. Si la sonda se usa con un dispositivo de exploración quirúrgico, por ejemplo, con un endoscopio en cirugía del ligamento cruzado anterior o reconstrucción del tendón de Aquiles, el aplicador 604 y el eje flexible 602 pueden insertarse a través del canal de instrumentos del dispositivo de exploración. En este ejemplo, el movimiento (por ejemplo, la dirección) de la sonda puede controlarse manipulando el endoscopio.
Las Figs. 10A y 10B muestran un primer ejemplo de sonda 610. La sonda 610 comprende una estructura de suministro de energía montada en el extremo distal de un eje 612. En este ejemplo, la estructura de suministro de energía comprende un cuerpo plano 614 de material dieléctrico (por ejemplo, cerámica o similar ) que tiene un borde distal curvado (por ejemplo, sustancialmente en forma de parábola). Una superficie superior del cuerpo plano 614 tiene un primer material conductor 618 formado (por ejemplo, depositado) en un lado del mismo. El material conductor puede ser metal, por ejemplo, oro o acero inoxidable. Similarmente, se puede formar un segundo material conductor 620 en una superficie inferior del cuerpo plano 614. La superficie inferior tiene una carcasa protectora 622 montada sobre la misma. La carcasa protectora 622 está fabricada con un material dieléctrico y está ahusada gradualmente hasta el borde del cuerpo plano 614.
Según se muestra en la vista lateral en sección transversal de la Fig. 10B, un cable coaxial está transportado por el interior del eje 612. El cable coaxial comprende un conductor interno 613, un conductor externo 617 y un material dieléctrico 615. El conductor interno 613 se extiende distalmente más allá del extremo distal del material dieléctrico 615 para contactar eléctricamente con el primer material conductivo 618. El conductor externo 617 está conectado eléctricamente al segundo material conductivo 620 mediante un conector conductivo 619. De esta manera, el primer material conductivo 618 y el segundo material conductivo 620 forman una estructura de suministro de energía. Cuando se suministra energía de microondas a la sonda, la energía de microondas es irradiada desde el lado del cuerpo 614 que está cubierto con el material conductivo 618.
Una cubierta de protección ahusada 616 está montada sobre la conexión entre el conductor interno 613 y el primer material conductivo para proteger la unión.
El recubrimiento conductivo del que dispone sólo una parte de la superficie superior del cuerpo 614 da direccionalidad a la sonda 610 en la manera en que esta irradia la energía.
La Fig. 11 muestra un segundo ejemplo de sonda 624. Las características en común con las Figs. 10A y 10B reciben el mismo número de referencia y no se describen de nuevo. En este ejemplo, el aplicador comprende una antena de microondas simple que se forma montando una tapa dieléctrica 628 en un extremo distal del eje 612. El conductor interno 613 del cable coaxial incluye una porción distal 626 que sobresale más allá del resto del cable coaxial en la tapa dieléctrica para formar la antena. Las propiedades dieléctricas de la tapa dieléctrica 628 se eligen para proporcionar una forma de campo deseable. La sonda 624 comprende además un elemento de gancho 630 que se extiende más allá del extremo distal de la tapa dieléctrica 628. El gancho 630 puede usarse para sujetar el tejido objetivo antes de aplicar la energía de microondas. El gancho 630 puede ser retráctil, por ejemplo, mediante la manipulación de una varilla guía adecuada (no mostrada).
Las Figs. 12A y 12B muestran un tercer ejemplo de sonda 632. Las características en común con las Figs. 10A y 10B reciben el mismo número de referencia y no se describen de nuevo. La estructura de suministro de energía utilizada por la sonda 632 es una línea de transmisión del tipo "alimentador con fugas", donde se forman ranuras en un plano de tierra para permitir que escape la energía. En este ejemplo, la estructura de suministro de energía comprende una hoja dieléctrica flexible 642 que está metalizada por ambos lados. La capa de metalización externa está conectada a un conductor externo de un cable coaxial 634 transportado a través del eje 612. La capa de metalización interna está conectada a un conductor interno del cable coaxial 634. Según se muestra en la Fig. 12B, en la capa de metalización externa está formada una pluralidad de ranuras 644 para formar una antena ranurada de ondas progresivas. El tamaño y la posición de las ranuras se seleccionan, de manera conocida, basándose en las propiedades de la hoja dieléctrica flexible 642 y la frecuencia de la energía de microondas. En este ejemplo, la sonda 632 está configurada adicionalmente para que la hoja dieléctrica flexible pueda expandirse contra el tejido del sitio objetivo y se adapte al mismo (por ejemplo, lo envuelva). Esto se hace montando la hoja flexible dentro de un marco 640 y proporcionando un volumen inflable 638 entre el marco 640 y la hoja flexible 642. El volumen inflable 638 (que puede ser un globo o similar) está en comunicación fluida con un medio de inflado (p. ej. un gas o líquido inerte o biocompatible adecuado) para permitir un inflado controlable del mismo. Se puede llevar un conducto 636 de suministro de fluido a través del eje 612 para este propósito. El volumen inflable puede tener una forma predeterminada dispuesta de modo que, cuando se infle, haga que la hoja flexible 642 adopte una forma deseada. Por ejemplo, puede ser deseable que la hoja flexible presente una superficie cóncava al tejido del sitio objetivo.
La Fig. 13 muestra un cuarto ejemplo de sonda 646. Las características en común con las Figs. 10A y 10B reciben el mismo número de referencia y no se describen de nuevo. El aplicador de la sonda 646 tiene la forma de una pinza definida por un par de mordazas 650. Las mordazas 650 están dispuestas de manera opuesta para definir un espacio entre ellas para recibir el tejido a tratar. Una o ambas mordazas 650 pueden tener una estructura de suministro de energía 652 montada en la misma para hacer contacto con el tejido presente en el espacio. Las mordazas 650 pueden ajustarse para abrir y cerrar el espacio. En esta realización también existe un transductor 648 dispuesto para detectar información indicativa de la temperatura del espacio. El transductor 648 puede ser un termopar o similar. Cualquiera de las otras estructuras de sonda analizadas en el presente documento puede estar provista de un transductor similar. En otros ejemplos, puede usarse un elemento de formación de imágenes (p. ej. un haz de fibras ópticas con una lente) con el transductor, o en lugar de este, para monitorizar el sitio de tratamiento.
Las Figs. 14A y 14B muestran un quinto ejemplo de sonda 654. Las características en común con las Figs. 10A y 10B reciben el mismo número de referencia y no se describen de nuevo. En este ejemplo, el aplicador comprende una estructura de alambre 656 que tiene una forma ajustable. Según se muestra esquemáticamente en la Fig. 14B, la estructura de alambre 656 puede configurarse para adoptar una forma helicoidal cuando está en uso, por ejemplo, para envolver el tejido a tratar. La energía puede salir de la estructura de alambre por los puntos de contacto con el tejido. La estructura de alambre 656 puede deformarse elásticamente, alejándose de la configuración helicoidal y adoptando una configuración más recta según se muestra en la Fig. 14A. La deformación de la estructura de alambre se puede realizar manipulando una o más varillas de guía que se extienden a través del eje 612. El aplicador puede ser situado en el sitio objetivo con la estructura de alambre 656 en la configuración más recta, tras lo cual puede ser liberado para que adopte la configuración helicoidal para rodear el tejido a tratar.
La Fig. 15 muestra un sexto ejemplo de sonda 658. En este ejemplo, el aplicador es una guía de ondas rectangular abierta 662 unida al extremo distal de un cable de alimentación 660. La potencia suministrada por una guía de ondas abierta 662 varía a través de la abertura de la guía de ondas según el coseno del campo eléctrico al cuadrado. El campo eléctrico es cero en las paredes laterales de la abertura y máximo en el centro. La guía de ondas 662 puede rellenarse con un material dieléctrico 664 para reducir el tamaño de la abertura radiante. La reducción de tamaño es proporcional a la raíz cuadrada de la constante dieléctrica, por lo que si se rellena la guía con un material que tenga una permitividad de 25, la reducción de tamaño será de 5. En otras palabras, un aplicador de guía de ondas con una pared larga descargada de 25 mm de longitud, tendrá una pared cargada de 5 mm de longitud si la permitividad relativa del material de carga es 25. Si la pared corta tuviera 10 mm, entonces esta se reduciría a 2 mm, puesto que una estructura que tenga 10 mm x 25 mm con aire, se convierte en una estructura de 2 mm x 5 mm cuando está rellena de un material que tenga una permitividad de 25. Un material que podría utilizarse para esto es el ECCOSTOCK® HiK500F.
La Fig. 16 muestra un séptimo ejemplo de sonda 668. En este ejemplo, el aplicador es una antena de bocina 672 unida al extremo distal de un cable de alimentación 670. La antena de bocina 672 puede estar configurada para que produzca un ancho de haz enfocado, p. ej. de 18 grados, para enfocar la energía sobre el ligamento. En otro ejemplo, el aplicador puede estar provisto de una serie de antenas, por ejemplo, bocinas u otras estructuras. En dicho ejemplo, la direccionalidad de la energía emitida puede ser ajustable controlando las propiedades de las antenas o las señales que recibe cada una. Por ejemplo, controlando la fase de cada antena en una matriz, el haz emitido por las antenas puede estar dispuesto para converger en un punto.
Para mantener un estrecho control sobre la temperatura en el sitio objetivo, cualquiera de las sondas que se han descrito anteriormente puede estar dispuesta para enfriar el tejido en la superficie. Eso se puede hacer suministrando un refrigerante directamente al sitio de tratamiento, por ejemplo, a través de un conducto de alimentación de fluido transportado por el eje. O se puede aplicar enfriamiento independientemente de la sonda, por ejemplo, a través de la superficie de la piel adyacente al sitio de tratamiento. El enfriamiento de la superficie puede ayudar a proteger la piel y otras estructuras tisulares (por ejemplo, la fascia) frente a daños térmicos. El enfriamiento se puede realizar antes de introducir la energía de microondas, por ejemplo, para reducir la temperatura del tejido circundante (no objetivo).
Otros posibles campos de uso
El anterior análisis presenta la invención en términos del tensado de ligamentos. En este contexto, la invención puede encontrar un uso particular en el tratamiento de ligamentos del hombro, la rodilla y el pie. La invención también se puede usar para tensar o tratar de otro modo tendones, por ejemplo, el tendón de Aquiles, etc.
La invención también puede ser aplicable a otros campos. Por ejemplo, la invención puede resultar útil en el tratamiento de un útero prolapsado, por ejemplo, para tensar los músculos y las estructuras asociadas que se hayan estirado después del parto. Similarmente, la invención puede usarse para tensar los músculos o crear estenosis alrededor de la vejiga para ayudar a la incontinencia urinaria.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato electroquirúrgico para tensar ligamentos, comprendiendo el aparato:
un generador electroquirúrgico dispuesto para generar y emitir energía electromagnética (EM) de microondas; una sonda conectada al generador electroquirúrgico, comprendiendo la sonda:
un eje flexible que contiene una línea de transmisión coaxial para transportar la energía EM de microondas; y un aplicador en el extremo distal del eje flexible, teniendo el aplicador una estructura de suministro de energía dispuesta para recibir la EM de microondas desde la línea de transmisión coaxial y emitir la energía EM de microondas recibida hacia una zona de tratamiento adyacente al aplicador;
un detector dispuesto para monitorizar una propiedad de la zona de tratamiento; y
un controlador dispuesto para controlar el perfil de suministro de la energía EM de microondas suministrada a la sonda en función de la información obtenida por el detector,
en donde el perfil de suministro de energía es:
(i) un perfil de suministro de energía de medición, o
(ii) un perfil de suministro de energía terapéutica,
en donde la magnitud de potencia del perfil de suministro de energía terapéutica es mayor que la magnitud de potencia del perfil de suministro de energía de medición;
en donde el detector comprende un módulo de detección de potencia dispuesto para detectar una señal de potencia directa del perfil de suministro de energía de medición que se propaga desde el generador electroquirúrgico hasta la sonda y una señal de potencia reflejada que la sonda refleja hacia atrás,
en donde el controlador está dispuesto para procesar las señales de potencia directa y reflejada detectadas para obtener información indicativa del tipo de tejido corporal de la zona de tratamiento, y
en donde el controlador incluye una memoria que almacena datos de referencia y un microprocesador dispuesto para:
ejecutar comandos de software para comparar la información indicativa del tipo de tejido corporal de la zona de tratamiento con los datos de referencia, y
detectar la presencia de tejido nervioso en la zona de tratamiento a partir de la comparación; y seleccionar el perfil de suministro de energía terapéutica cuando se determina que el tejido nervioso está ausente de la zona de tratamiento.
2. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el detector comprende un sensor de temperatura.
3. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde el detector comprende un dispositivo de formación de imágenes.
4. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el controlador está dispuesto para determinar, a partir de las señales de potencia directa y reflejada detectadas, ya sea:
(i) la impedancia compleja, o
(ii) las constantes de atenuación y/o de fase
del tipo de tejido corporal de la zona de tratamiento, siendo la información indicativa del tipo de tejido corporal de la zona de tratamiento el resultado de determinar la impedancia compleja o las constantes de atenuación y/o fase.
5. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende un mecanismo de enfriamiento para eliminar la energía térmica de la zona de tratamiento.
6. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la sonda incluye un conducto de alimentación de fluido que se extiende a través del eje flexible y en donde el mecanismo de enfriamiento comprende un actuador para suministrar refrigerante a la zona de tratamiento a través del conducto de alimentación de fluido.
7. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende un dispositivo de exploración quirúrgico que tiene un cordón de instrumento orientable con un canal de instrumento que se extiende a través del mismo, en donde la sonda está dimensionada para ser insertada a través del canal de instrumento para alcanzar la zona de tratamiento.
8. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la magnitud de potencia del perfil de suministro de energía de medición es de 10 mW o inferior.
9. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior 10, en donde la magnitud de potencia del perfil de suministro de energía terapéutica es igual o inferior a 15 W.
10. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la estructura de suministro de energía comprende un radiador ranurado de onda progresiva.
11. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la estructura de suministro de energía comprende una antena de microbanda.
12. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la estructura de suministro de energía comprende una guía de ondas abierta.
13. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la estructura de suministro de energía está dispuesta para conformarse a una zona de tratamiento del cuerpo humano o animal.
14. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el aplicador comprende una parte inflable dispuesta para expandirse para extender la estructura de suministro de energía hasta la zona de tratamiento.
15. Un aparato electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la sonda comprende una parte de gancho para retener una parte de tejido contra la estructura de suministro de energía.
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