ES2954616T3 - Sistema electroquirúrgico - Google Patents

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ES2954616T3 ES20705680T ES20705680T ES2954616T3 ES 2954616 T3 ES2954616 T3 ES 2954616T3 ES 20705680 T ES20705680 T ES 20705680T ES 20705680 T ES20705680 T ES 20705680T ES 2954616 T3 ES2954616 T3 ES 2954616T3
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distal end
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Christopher Paul Hancock
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Creo Medical Ltd
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Abstract

Varias realizaciones proporcionan un sistema electroquirúrgico. El sistema incluye un generador electroquirúrgico dispuesto para suministrar energía de microondas y una señal de electroporación. El sistema también incluye un instrumento electroquirúrgico para insertar en una región de tratamiento en tejido biológico. El instrumento electroquirúrgico incluye un cable coaxial conectado al generador electroquirúrgico para recibir la energía de microondas y la señal de electroporación. Además, el instrumento incluye una porción de punta radiante en forma de varilla acoplada a un extremo distal del cable coaxial para recibir la energía de microondas y la señal de electroporación, la porción de punta radiante para irradiar la energía de microondas desde su extremo distal hacia la región de tratamiento y para establecer un campo eléctrico en su extremo distal usando la señal de electroporación para electroporar tejido biológico en la región de tratamiento. Además, el instrumento incluye un conducto para transportar tejido biológico fuera de la región de tratamiento. Además, el sistema incluye un citómetro en comunicación fluida con el conducto para recibir tejido biológico, el citómetro para detectar la presencia de un primer tipo de célula predeterminado en el tejido biológico recibido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema electroquirúrgico
Campo de la invención
La invención se refiere a un sistema electroquirúrgico para suministrar energía de microondas a un tejido biológico y para realizar la electroporación en un tejido biológico. En concreto, el sistema electroquirúrgico incluye un instrumento electroquirúrgico que tiene un conducto para extraer tejido biológico de una región de tratamiento y un citómetro o clasificador de células para identificar la presencia de un tipo de célula concreto en el tejido biológico extraído. El sistema electroquirúrgico puede disponerse para extirpar tejido, tal como un tumor.
Antecedentes de la invención
Se ha descubierto que la energía electromagnética (EM) y, en especial, la energía de microondas y de radiofrecuencia (RF), es útil en operaciones electroquirúrgicas por su capacidad para cortar, coagular y extirpar tejido corporal. Normalmente, los sistemas para suministrar energía EM a tejidos corporales incluyen un generador que comprende una fuente de energía EM y un instrumento electroquirúrgico conectado al generador para suministrar la energía al tejido. En este contexto, se remite al documento US 2012/191072 A1. Los instrumentos electroquirúrgicos convencionales a menudo están diseñados para insertarse por vía percutánea en el cuerpo del paciente. Sin embargo, puede ser difícil ubicar el instrumento por vía percutánea en el cuerpo, por ejemplo, si el sitio diana está en un pulmón en movimiento o en una sección de paredes delgadas del tracto gastrointestinal (GI). Se pueden suministrar otros instrumentos electroquirúrgicos a un sitio diana mediante un dispositivo de exploración quirúrgica (por ejemplo, un endoscopio) que se puede pasar a través de canales en el cuerpo, como las vías respiratorias o la luz del esófago o del colon. Con esto se pueden realizar tratamientos mínimamente invasivos, lo cual puede reducir el índice de mortalidad de los pacientes y reducir los índices de complicaciones intraoperatorias y posoperatorias.
La extirpación de tejido con energía EM de microondas se basa en el hecho de que el tejido biológico está compuesto en gran parte por agua. El tejido de órganos blandos humanos tiene habitualmente entre el 70 % y el 80 % de contenido de agua. Las moléculas de agua tienen un momento dipolar eléctrico permanente, lo que significa que existe un desequilibrio de carga a través de la molécula. Este desequilibrio de carga hace que las moléculas se muevan en respuesta a las fuerzas generadas por la aplicación de un campo eléctrico variable en el tiempo a medida que las moléculas giran para alinear su momento dipolar eléctrico con la polaridad del campo aplicado. En las frecuencias de microondas, las oscilaciones moleculares rápidas producen un calentamiento por fricción y la consiguiente disipación de la energía de campo en forma de calor. Esto se conoce como calentamiento dieléctrico.
Este principio se emplea en tratamientos de extirpación por microondas, en donde las moléculas de agua en el tejido diana se calientan rápidamente mediante la aplicación de un campo electromagnético localizado a frecuencias de microondas, produciendo la coagulación del tejido y la muerte celular. Se conoce el uso de instrumentos electroquirúrgicos emisores de microondas para tratar diversas afecciones en los pulmones y otros órganos. Por ejemplo, en los pulmones, puede utilizarse radiación de microondas para tratar el asma y extirpar tumores o lesiones.
Otro tipo de tratamiento contra los tumores utiliza un efecto conocido como electroporación (o electropermeabilización). En esta técnica, se aplican pulsos eléctricos en el tejido biológico para hacer que se abran los poros a escala nanométrica en las membranas celulares de un sitio diana. Los poros permiten que los fármacos antineoplásicos u otros materiales que normalmente no pueden permear a través la membrana celular entren en las células. Después, los poros pueden volver a cerrarse para atrapar el material dentro de la célula, en donde puede generar un efecto terapéutico (por ejemplo, matar la célula). También se conoce el uso de la electroporación para crear poros a escala nanométrica permanentes en la membrana celular. Estos poros no se vuelven a cerrar y, por lo tanto, alteran la homeostasis celular, lo que deriva finalmente en la muerte de la célula. Esta técnica se conoce como electroporación irreversible o electroporación irreversible no térmica. A diferencia de la extirpación térmica, por ejemplo, con el uso de energía de microondas, la electroporación irreversible conserva la matriz extracelular.
La dielectroforesis ("dielectrophoresis ", DEP) es un fenómeno en el que se ejerce una fuerza sobre una partícula dieléctrica cuando se somete a un campo eléctrico no uniforme. Esta fuerza no requiere que la partícula esté cargada. Todas las partículas presentan actividad dielectroforética en presencia de campos eléctricos. Sin embargo, la intensidad de la fuerza depende en gran medida de las propiedades eléctricas del medio y de las partículas, de la forma y el tamaño de las partículas, así como en la frecuencia del campo eléctrico. Por consiguiente, los campos con una frecuencia concreta pueden manipular partículas con gran selectividad. La dielectroforesis se puede utilizar para manipular, transporte, separar y clasificar diferentes tipos de partículas. Dado que las células biológicas tienen propiedades dieléctricas, la dielectroforesis tiene aplicaciones médicas. Por ejemplo, se han fabricado instrumentos que separan las células cancerosas de las células sanas.
La presente invención se ha ideado a la luz de las consideraciones anteriores.
Sumario de la invención
La invención se define en el conjunto de reivindicaciones adjuntas. En su forma más general, la invención proporciona un sistema electroquirúrgico para suministrar energía de microondas a un tejido biológico y para realizar la electroporación en un tejido biológico. El sistema incluye un instrumento electroquirúrgico para extraer tejido biológico de una región de tratamiento en un extremo distal del instrumento. El sistema incluye un citómetro o clasificador de células para identificar la presencia de un tipo o categoría de células concretos (por ejemplo, cancerosas, sanas, células madre cancerosas) en el tejido biológico extraído. El sistema además está configurado para irradiar energía de microondas desde el instrumento hacia la región de tratamiento y para establecer un campo eléctrico en el instrumento para la electroporación de tejido biológico en la región de tratamiento. La energía de microondas se puede utilizar para realizar mediciones de tejidos, extirpación de tejidos o activación de fármacos (por ejemplo, calentamiento de tejidos sin extirpación). La electroporación realizada puede ser una electroporación reversible (también conocida como temporal) o una electroporación irreversible no térmica (también conocida como permanente).
El instrumento electroquirúrgico puede tener una parte de punta radiante capaz de realizar la extirpación de tejidos usando energía de microondas y la electroporación de una manera mínimamente invasiva. El instrumento electroquirúrgico se puede usar para realizar la extirpación por microondas y la electroporación por separado (por ejemplo, de modo secuencial) o de forma simultánea. La parte de punta radiante puede tener unas dimensiones de modo que pueda insertarse en el páncreas a través de un dispositivo de exploración quirúrgica para proporcionar una alternativa rápida y precisa a las técnicas de extirpación por RF conocidas. Al poder tratar los tumores dentro del páncreas mediante un procedimiento mínimamente invasivo, puede ser una opción viable utilizar un tratamiento de extirpación y/o electroporación tanto por razones curativas como paliativas.
Aunque la invención puede encontrar un uso específico en el páncreas, también puede ser adecuada para su uso en otras zonas de tratamiento complicadas, tales como los pulmones, el cerebro, etc. La estructura del instrumento divulgada en el presente documento permite proporcionar una parte de punta radiante con una longitud y rigidez adecuadas para su uso en una diversidad de escenarios.
Al combinar la capacidad de realizar la extirpación por microondas y la electroporación con el mismo instrumento, es posible cambiar rápidamente entre modalidades de tratamiento durante un procedimiento electroquirúrgico sin tener que cambiar de instrumentos. La extirpación por microondas y la electroporación se pueden usar de manera complementaria para tratar el tejido diana de forma más eficaz y/o minimizar el tiempo de tratamiento. Debido al pequeño diámetro de la parte de punta radiante, esta puede calentarse cuando se usa para suministrar energía de microondas al tejido. El calentamiento excesivo puede dañar el tejido circundante sano, por lo tanto, a menudo es necesario esperar después de la aplicación de energía de microondas para que la parte de punta radiante se enfríe nuevamente. Con el instrumento de la invención, es posible alternar entre el tratamiento con energía de microondas y la electroporación para evitar un calentamiento excesivo de la parte de punta radiante. Esto puede permitir que se minimice el tiempo total de tratamiento.
El instrumento electroquirúrgico también tiene la capacidad de realizar una extracción de tejido o biopsia de tejido. De este modo, puede obtenerse tejido biológico de una región de tratamiento para su examen con un citómetro o clasificador de células. Por ejemplo, el examen puede implicar determinar si el tejido biológico contiene o no uno o más tipos de células predeterminados, tales como, por ejemplo: células sanas, células cancerosas, células madre cancerosas. En una realización, el citómetro puede ser capaz de distinguir entre dos o más tipos o categorías de células diferentes, por ejemplo, entre células sanas y células cancerosas, o entre células madre cancerosas y células cancerosas. En consecuencia, el citómetro se puede utilizar para identificar la presencia de un tumor. Además, en la detección de células cancerosas, los tratamientos de microondas y/o tratamientos de electroporación antes mencionados se pueden aplicar a la región de tratamiento, por ejemplo, para extirpar el tumor.
Según una realización de la invención, se proporciona un sistema electroquirúrgico que comprende un generador electroquirúrgico dispuesto para suministrar energía de microondas y una señal de electroporación; un instrumento electroquirúrgico para ser insertado en una región de tratamiento en un tejido biológico, comprendiendo el instrumento electroquirúrgico un cable coaxial conectado al generador electroquirúrgico para recibir la energía de microondas y la señal de electroporación, una parte de punta radiante en forma de barra acoplada a un extremo distal del cable coaxial para recibir la energía de microondas y la señal de electroporación, la parte de punta radiante para irradiar la energía de microondas desde su extremo distal hacia la región de tratamiento y para establecer un campo eléctrico en su extremo distal usando la señal de electroporación para electroporar un tejido biológico en la región de tratamiento, y un conducto para transportar el tejido biológico lejos de la región de tratamiento; y un citómetro en comunicación fluida con el conducto para recibir tejido biológico, siendo el citómetro para detectar la presencia de un primer tipo de célula predeterminado en el tejido biológico recibido. Cabe señalar que la detección de la presencia de un tipo de célula concreto puede incluir la posibilidad de separar o clasificar ese tipo de célula concreto con respecto a uno o más tipos de células diferentes. Por ejemplo, una célula cancerosa puede clasificarse (por ejemplo, separarse) de células sanas para detectar la célula cancerosa. Las células sanas pueden conservarse o desecharse. Cabe señalar que la clasificación "célula cancerosa" puede incluir uno o más tipos de células diferentes, pero todas ellas cancerosas. Además, la clasificación "célula sana" puede incluir uno o más tipos de células diferentes, pero todas ellas no son cancerosas.
La parte de punta radiante puede incluir una línea de transmisión coaxial proximal para recibir y transmitir la energía de microondas, incluyendo la línea de transmisión coaxial proximal un conductor interno, un conductor externo y un material dieléctrico que separa el conductor interno del conductor externo; y una punta de aguja distal montada en un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, comprendiendo la punta de aguja distal un manguito dieléctrico rígido que se extiende en la dirección longitudinal desde un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, en donde la parte de punta radiante en forma de barra tiene un diámetro menor que el diámetro del cable coaxial, en donde el manguito dieléctrico rígido rodea un elemento conductor alargado que está eléctricamente conectado al conductor interno de la línea de transmisión coaxial proximal y se extiende más allá de un extremo distal del conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal, en donde el elemento conductor alargado está configurado para actuar como un transformador de media longitud de onda para la energía de microondas para así irradiar la energía de microondas desde la punta de aguja distal hacia el tejido biológico, en donde el elemento conductor alargado termina en un electrodo activo expuesto en un extremo distal de la punta de aguja distal, y en donde el electrodo activo está separado axialmente de un electrodo de retorno que está conectado eléctricamente al extremo distal del conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal, estando configurados el electrodo activo y el electrodo de retorno para establecer un campo eléctrico para la electroporación de un tejido biológico en la punta de aguja distal.
La punta de aguja distal puede configurarse como un transformador de media longitud de onda si su longitud eléctrica corresponde a la media longitud de onda de la energía de microondas. Una ventaja de configurar la punta de aguja distal como un transformador de media longitud de onda es minimizar las reflexiones en la interfaz entre los componentes, por ejemplo, entre el cable coaxial y la línea de transmisión coaxial proximal, y entre la línea de transmisión coaxial proximal y la punta de aguja distal. Un coeficiente de reflexión en esta última interfaz suele ser mayor debido a una mayor variación en la impedancia. La configuración de media longitud de onda minimiza estas reflexiones de tal manera que el coeficiente de reflexión dominante se convierte en el de la interfaz entre la línea de transmisión coaxial proximal y el tejido. La impedancia de la línea de transmisión coaxial proximal puede seleccionarse para que sea idéntica o cercana a la impedancia esperada del tejido para proporcionar una buena coincidencia con la frecuencia de la energía de microondas.
Como resultado de la configuración de la parte de punta radiante, el tejido puede "ver" la impedancia de la línea de transmisión coaxial en lugar de la impedancia (más pequeña) de la estructura de la punta de aguja distal. La longitud física de la punta de aguja distal no tiene por qué corresponder (de hecho, probablemente no corresponda) con la media longitud de onda de la energía de microondas en el espacio libre, porque la forma de la punta de aguja distal y su interacción con la línea de transmisión coaxial proximal se pueden seleccionar para controlar la longitud física de la punta de aguja distal, al tiempo que permite que funcione eléctricamente como un transformador de media longitud de onda.
El cable coaxial puede configurarse para transmitir una señal de electroporación que, cuando es recibida por la parte de punta radiante en forma de barra, establece el campo eléctrico para la electroporación del tejido biológico en la punta de aguja distal. El electrodo activo puede disponerse en una superficie de la punta de aguja distal.
La forma de onda de electroporación puede comprender uno o más pulsos de energía de alta tensión configurados para abrir poros en las membranas celulares. La invención se puede utilizar en un escenario en el que esté presente un agente terapéutico en una zona de tratamiento, de modo que la apertura de poros de la membrana celular facilite o permita que el agente terapéutico entre en las células. Dicho de otro modo, la invención se puede utilizar en procedimientos de electroporación convencionales. En una realización, el agente terapéutico (por ejemplo, un fármaco o enquimioterapia local) puede introducirse en la zona de tratamiento a través del conducto del instrumento electroquirúrgico.
Como alternativa o además, la energía para la electroporación se puede configurar para abrir los poros de manera permanente, provocando así una alteración irreversible de la membrana celular que produce la muerte de las células. Dicho de otro modo, el instrumento se puede utilizar para la electroporación irreversible (EIR).
La forma de onda de electroporación puede comprender uno o más pulsos rápidos de alta tensión. Cada pulso puede tener un ancho de pulso en un intervalo de 1 ns a 10 ms, preferentemente en el intervalo de 1 ns a 100 ps, aunque la invención no se limita a este intervalo. Se pueden preferir pulsos de duración más corta (por ejemplo, igual o inferior a 10 ns) para la electroporación reversible. Para la electroporación irreversible, se pueden utilizar pulsos de mayor duración o más pulsos que en la electroporación reversible.
Preferentemente, el tiempo de subida de cada pulso es igual o inferior al 90 % de la duración del pulso, más preferentemente es igual o inferior al 50 % de la duración del pulso, y lo más preferentemente es igual o inferior al 10 % de la duración del pulso. Para los pulsos más cortos, el tiempo de subida puede ser del orden de 100 ps. En algunos ejemplos, la forma de onda de electroporación puede ser una señal electromagnética de radiofrecuencia (RF) o de baja frecuencia.
Cada pulso puede tener una amplitud en el intervalo de 10 V a 10 kV, preferentemente en el intervalo de 1 kV a 10 kV. Cada pulso puede ser un pulso positivo procedente de un potencial de tierra, o una secuencia de pulsos positivos y negativos alternos procedentes de un potencial de tierra.
La forma de onda de electroporación puede ser un solo pulso o una pluralidad de pulsos, por ejemplo, un período de cadena de pulsos. La forma de onda puede tener un ciclo de trabajo igual o inferior al 50 %, por ejemplo, en el intervalo del 0,5 % al 50 %.
En un ejemplo, se pueden utilizar anchos de pulso del orden de 200 ms suministrados en una serie de 10 a 100 pulsos para la electroporación irreversible. En un ejemplo, la forma de onda para electroporación puede comprender pulsos de 10 x 300 |js de amplitud de 1,5 V suministrados tres veces con aproximadamente 1 minuto entre cada suministro. Esta forma de onda puede provocar la apoptosis o muerte celular en el carcinoma hepatocelular.
La forma de onda de electroporación puede administrarse durante un período de tratamiento que se selecciona en función del efecto deseado. Por ejemplo, el período de tratamiento puede ser corto, por ejemplo, inferior a 1 segundo, o de unos cuantos segundos, o de aproximadamente 1 minuto. Como alternativa, el período de tratamiento puede ser más largo, por ejemplo, de hasta una hora.
El cable coaxial puede ser un cable coaxial convencional de baja pérdida que se puede conectar en un extremo proximal a un generador electroquirúrgico. El cable coaxial puede tener un conductor central separado de un conductor externo por un material dieléctrico. El cable de coaxial puede incluir además una funda protectora externa para aislar y proteger el cable. En algunos ejemplos, la funda protectora puede estar fabricada o revestida con un material antiadherente para evitar que el tejido se adhiera al cable. La parte de punta radiante está ubicada en el extremo distal del cable coaxial y está conectada para recibir la energía EM transmitida a lo largo del cable coaxial.
La línea de transmisión coaxial proximal puede conectarse al extremo distal del cable coaxial. En concreto, el conductor interno y el conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal pueden conectarse eléctricamente al conductor central y al conductor externo del cable coaxial, respectivamente. Los materiales utilizados en la línea de transmisión coaxial proximal pueden ser iguales o diferentes a los utilizados en el cable coaxial. Los materiales usados en la línea de transmisión coaxial proximal pueden seleccionarse para proporcionar una flexibilidad y/o impedancia deseadas de la línea de transmisión coaxial proximal. Por ejemplo, el material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal puede seleccionarse para mejorar la coincidencia de impedancia con el tejido diana.
Las dimensiones de los componentes de la línea de transmisión coaxial proximal pueden elegirse para proporcionarle una impedancia que sea idéntica o cercana a la impedancia del cable coaxial flexible (por ejemplo, aproximadamente 50 O). El conductor interno puede estar formado por un material de alta conductividad, por ejemplo, plata.
La parte de punta radiante puede fijarse al cable coaxial flexible mediante un collar o conector montado sobre una unión entre los mismos. El collar puede ser eléctricamente conductor, por ejemplo, formado a partir de latón. Puede conectar eléctricamente el conductor externo con un conductor externo del cable coaxial flexible.
El diámetro externo de la parte de punta radiante es más pequeño que el diámetro externo del cable coaxial. Esto puede facilitar la inserción de la parte de punta radiante en el tejido diana y mejorar la maniobrabilidad de la parte de punta radiante. Esta configuración puede ser especialmente adecuada para el tratamiento de tumores en el páncreas, ya que puede facilitar la inserción de la parte de punta radiante en el páncreas a través de la pared del duodeno.
La parte de punta radiante puede incluir un recubrimiento antiadherente (por ejemplo, fabricado con PTFE), para evitar que el tejido se adhiera a él. El recubrimiento antiadherente se puede formar a partir de parileno C o parileno D. El recubrimiento antiadherente se puede aplicar a lo largo de toda la parte de punta radiante excepto en los electrodos activo y de retorno, que están expuestos para facilitar el suministro eficiente de la señal de electroporación al tejido. El recubrimiento antiadherente se puede aplicar solamente a lo largo de una longitud correspondiente a una zona activa de extirpación, por ejemplo, a lo largo de una región que se extiende 2 cm hacia atrás desde el extremo distal (excepto los electrodos activo y de retorno). Cuando la aguja está sólo parcialmente recubierta, la aguja puede ser menos susceptible a la acumulación de energía térmica, que puede hacer que la aguja se caliente.
En algunas realizaciones, el electrodo de retorno puede estar formado por una parte distal del conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal. De esta forma, la parte de punta radiante puede actuar como un instrumento electroquirúrgico de electroporación bipolar cuando recibe una forma de onda de electroporación. Al usar la parte distal del conductor externo como electrodo de retorno, el campo eléctrico puede estar localizado alrededor de la punta de aguja distal, de modo que la electroporación pueda realizarse en una región alrededor de la punta de aguja distal. La parte distal del conductor externo puede estar ubicada en el extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, adyacente a la punta de aguja distal. Cuando el conductor externo esté formado por nitinol o algún otro material conductor flexible, el electrodo de retorno puede incluir un recubrimiento formado en la parte distal del conductor externo con un material que tenga una conductividad superior a la del nitinol. El material puede ser plata, por ejemplo. Para facilitar el suministro eficiente de la señal de electroporación, los electrodos activo y de retorno pueden estar pulidos, es decir, hacer que sean lo más lisos posible.
El elemento conductor alargado puede irradiar energía de microondas a lo largo de su longitud para extirpar tejido en una región situada alrededor de la punta de aguja distal. En algunos casos, el elemento conductor alargado puede ser una parte distal del conductor interno que se extiende hacia la punta de aguja distal.
El electrodo activo está conectado eléctricamente al elemento conductor alargado. De esta forma, la forma de onda de electroporación se puede suministrar al electrodo activo a través del elemento conductor alargado. El electrodo activo también puede actuar para dar forma a un perfil de radiación de microondas de la parte de punta radiante, por ejemplo, para concentrar la emisión de energía de microondas alrededor de la punta de aguja distal.
En algunas realizaciones, el electrodo activo puede ser un anillo conductor dispuesto concéntricamente con el elemento conductor alargado. Dicho de otro modo, un eje central del anillo conductor puede estar alineado con un eje longitudinal del elemento conductor alargado. Esto puede servir para administrar la forma de onda de electroporación al tejido simétricamente alrededor del eje longitudinal. Esto también puede servir para proporcionar un perfil de radiación de microondas axialmente simétrico.
El anillo conductor puede tener un canal que se extiende longitudinalmente a través del mismo, y una parte del elemento conductor alargado puede estar contenida dentro del canal. De esta forma, el conductor alargado puede conectarse eléctricamente al electrodo activo dentro del canal. El diámetro del canal puede tener unas dimensiones para que coincida sustancialmente con un diámetro externo del elemento conductor alargado, de modo que el canal pueda formar un ajuste de interferencia alrededor del elemento conductor alargado. Esto puede servir para fijar el electrodo activo con respecto al elemento conductor alargado.
En algunas realizaciones, la punta de aguja distal puede comprender un elemento de punta montado en un extremo distal del anillo conductor. El elemento de punta puede estar fabricada con un material dieléctrico. El material dieléctrico de la punta distal puede seleccionarse para mejorar la coincidencia de impedancia entre la parte de punta radiante y el tejido diana. Una parte del elemento de punta puede sobresalir dentro del canal para mantener el elemento de punta en su lugar en relación con el canal.
Un extremo distal del elemento de punta puede ser puntiagudo (por ejemplo, afilado). Esto puede facilitar la inserción de la punta de aguja distal en el tejido diana. Por ejemplo, esto puede facilitar la inserción del instrumento a través de la pared duodenal o gástrica hacia el páncreas.
El manguito dieléctrico distal puede tener un orificio formado a su través para recibir el elemento conductor interno. El manguito dieléctrico distal puede estar fabricado con un material diferente del material dieléctrico en la línea de transmisión coaxial proximal.
El manguito dieléctrico distal puede tener una mayor rigidez que el material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal. Al proporcionar una mayor rigidez al manguito dieléctrico distal se puede facilitar la inserción de la punta de aguja distal en el tejido diana, mientras que tener una línea de transmisión coaxial proximal de menor rigidez puede facilitar la flexión de la parte de punta radiante. Esto puede permitir que el instrumento sea guiado a través de conductos estrechos y tortuosos, al mismo tiempo que permite que se inserte en el tejido diana. Por ejemplo, el material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal puede estar fabricado con un material dieléctrico flexible (por ejemplo, PTFE) y el manguito dieléctrico distal puede estar fabricado, por ejemplo, con un material cerámico, poliéter éter cetona (PEEk ) o PEEK rellena de vidrio. El elemento de punta de la punta de aguja distal puede estar fabricado con el mismo material que el manguito dieléctrico distal.
En algunas realizaciones, el manguito dieléctrico distal puede incluir circonia. Los inventores han descubierto que la circonia proporciona una buena rigidez para insertar la punta de aguja distal en el tejido. Además, los inventores han descubierto que el uso de un manguito dieléctrico distal de circonia puede proporcionar una buena coincidencia de impedancia con el tejido diana.
En algunas realizaciones, una parte distal del conductor externo puede superponerse a una parte proximal del manguito dieléctrico distal. Dicho de otro modo, la parte proximal del manguito dieléctrico distal puede estar contenida dentro de la parte distal del conductor externo. Esto puede servir para fortalecer la conexión entre la punta de aguja distal y la línea de transmisión coaxial proximal.
La longitud de la parte de punta radiante donde la parte distal del conductor externo se superpone a la parte proximal de la punta de aguja distal puede formar una línea de transmisión coaxial intermedia entre la línea de transmisión proximal y la punta de aguja distal. La línea de transmisión coaxial intermedia puede tener una constante dieléctrica más alta que la línea de transmisión coaxial proximal para permitir una longitud física más pequeña, al mismo tiempo que se obtiene la longitud eléctrica necesaria (media onda). En las frecuencias de microondas, una parte distal de la punta de aguja distal actúa como un monopolo cargado de extremo abierto conectado a la línea de transmisión coaxial intermedia. La punta de aguja distal también puede considerarse como una estructura única que termina en un monopolo coaxial de extremo abierto para conformar la zona de extirpación.
En algunas realizaciones, el manguito dieléctrico distal puede estar formado por un par de piezas cooperantes, teniendo cada una de las piezas cooperantes una ranura longitudinal formada en una superficie de la misma para recibir el conductor alargado. Tal estructura del manguito dieléctrico distal puede facilitar el montaje de la parte de punta radiante. Cuando las piezas cooperantes se ensamblan para formar el manguito dieléctrico distal, las ranuras en las piezas cooperantes pueden formar un orificio en el que se recibe el conductor alargado. Las piezas cooperantes se pueden fijar entre sí usando un adhesivo.
En algunas realizaciones, el conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal puede estar fabricado con nitinol. Por ejemplo, el conductor externo puede estar formado por un tubo de nitinol. Los inventores han descubierto que el nitinol presenta una rigidez longitudinal suficiente para transmitir una fuerza capaz de penetrar la pared del duodeno. Además, la flexibilidad del nitinol puede facilitar la flexión de la parte de punta radiante para que el instrumento pueda ser guiado a través de conductos estrechos curvados. La fabricación del conductor externo con nitinol puede facilitar así el uso del instrumento para el tratamiento de tumores en el páncreas.
Se puede formar una capa externa conductora sobre una superficie externa del conductor externo, teniendo la capa externa conductora una conductividad superior a la del nitinol. La capa externa conductora puede servir para reducir las pérdidas de energía de microondas en la parte de punta radiante para mejorar la eficiencia del suministro de energía de microondas a la punta de aguja distal. El espesor de la capa externa conductora puede ser menor que el espesor del nitinol para minimizar cualquier impacto de la capa externa conductora sobre la flexibilidad de la parte de punta radiante.
La parte de punta radiante puede tener una longitud igual o mayor que 30 mm y preferentemente 40 mm, pero podría ser tan larga como 100 mm. Esta longitud permite el acceso a las regiones de tratamiento en todas las ubicaciones dentro del páncreas. La parte de punta radiante puede tener un diámetro externo máximo igual o inferior a 1,2 mm. Por ejemplo, el diámetro externo máximo puede ser similar o igual a 19G (1,067 mm) o 22G (0,7176 mm). Esto puede reducir o minimizar el orificio de penetración causado por la inserción del instrumento, con el fin de no provocar un retraso indebido en la curación. Al minimizar el tamaño del orificio de penetración también se puede evitar la situación indeseable de que se abra y provoque una fístula o un canal no deseado entre el tracto GI y la cavidad corporal.
En algunas realizaciones, el conductor interno puede extenderse desde un extremo distal del cable coaxial flexible, estando conectado eléctricamente el conductor interno a un conductor central del cable coaxial flexible, y el conductor interno puede tener un diámetro menor que el diámetro del conductor central del cable coaxial flexible. Esto puede mejorar la flexibilidad de la parte de punta radiante. Por ejemplo, el diámetro del conductor interno puede ser de 0,2 mm a 0,4 mm. el diámetro del conductor interno puede tener en cuenta que el parámetro dominante que determina la pérdida (y el calentamiento) a lo largo de la parte de punta radiante es la pérdida del conductor, que es una función del diámetro del conductor interno. Otros parámetros pertinentes son las constantes dieléctricas del manguito dieléctrico distal y el material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal, y el diámetro y el material utilizado para el conductor externo.
En una realización, el conducto puede estar integrado con la parte de punta radiante. Por ejemplo, el conducto puede ser un canal hueco o un orificio en el conductor interno y el elemento conductor alargado. Además, cuando la parte de punta radiante incluye un elemento de punta, el conducto puede ser un canal hueco o un orificio en el elemento de punta. Esta disposición ofrece la ventaja de un sistema compacto. Se puede lograr porque la profundidad de la piel de la energía de microondas propuesta en el presente documento en un buen conductor es lo suficientemente pequeña para que el conductor interno y el elemento conductor alargado sean huecos sin afectar sustancialmente a la energía transmitida.
En una realización, el conducto incluye al menos un tubo conectado al conductor interno para transportar el tejido biológico lejos del orificio.
En una realización, el conducto se extiende a lo largo del eje de la línea de transmisión coaxial proximal e incluye una salida en el eje. En esta realización, el cable coaxial puede tener alimentación lateral en lugar de alimentación final, es decir, se puede disponer un conector en ángulo con respecto a la línea de transmisión coaxial proximal, es decir, a 90° de la longitud de la estructura. Así, la energía de microondas y la señal de electroporación están conectadas a la parte de punta radiante en ángulo, pero el tejido biológico se extrae en línea con un eje longitudinal del instrumento electroquirúrgico. En una realización alternativa, la energía de microondas y la señal de electroporación se suministran a la parte de punta radiante a lo largo del eje de la línea de transmisión coaxial proximal (es decir, en línea) y el tejido biológico se extrae utilizando al menos un tubo que forma un ángulo con el eje de la línea de transmisión coaxial proximal (por ejemplo, a 90° de la longitud de la estructura). Así, la energía de microondas y la señal de electroporación están conectadas a la parte de punta radiante en línea con el eje longitudinal del instrumento electroquirúrgico, pero el tejido biológico se extrae en ángulo.
El sistema electroquirúrgico puede incluir además un dispositivo de exploración quirúrgica (por ejemplo, un endoscopio) que tiene un tubo de inserción flexible para insertarlo en el cuerpo de un paciente, en donde el tubo de inserción flexible tiene un canal de instrumentos que avanza a lo largo de su longitud, y en donde el instrumento electroquirúrgico tienes unas dimensiones para encajar dentro del canal de instrumentos.
La expresión "dispositivo de exploración quirúrgica" puede usarse en el presente documento para indicar cualquier dispositivo quirúrgico provisto de un tubo de inserción que sea un conducto rígido o flexible (por ejemplo, orientable) que se introduce en el cuerpo de un paciente durante un procedimiento invasivo. El tubo de inserción puede incluir el canal de instrumentos y un canal óptico (por ejemplo, para transmitir luz para iluminar y/o capturar imágenes de una zona de tratamiento) en el extremo distal del tubo de inserción. El canal de instrumentos puede tener un diámetro adecuado para recibir herramientas quirúrgicas invasivas. El diámetro del canal de instrumentos puede ser de 5 mm o menos. En realizaciones de la invención, el dispositivo de exploración quirúrgica puede ser un endoscopio habilitado para ultrasonidos.
El sistema electroquirúrgico puede incluir un controlador para controlar la energía de microondas y la señal de electroporación suministrada por el generador electroquirúrgico. Por ejemplo, el controlador puede usarse para establecer una potencia o frecuencia de la energía de microondas. Además, el controlador se puede utilizar para establecer un ancho de pulso, un ciclo de trabajo de pulso o un amplitud de pulso de la señal de electroporación. De este modo, el controlador proporciona un mecanismo para controlar los efectos de la energía de microondas, por ejemplo, para medir tejido o para extirpar tejido, y de la señal de electroporación, por ejemplo, para realizar electroporación reversible o electroporación irreversible.
En uso, la potencia de microondas suministrada por el sistema electroquirúrgico puede reflejarse en diferentes cantidades debido a los diferentes valores de impedancia para diferentes tipos de tejido biológico; esto corresponde a un desajuste de impedancia entre la parte de punta radiante y el tejido de contacto. Dichas reflexiones se pueden tenerse en cuenta al seleccionar el nivel de potencia de salida de la energía de microondas desde el generador. Como alternativa, el sistema puede controlar y ajustar la potencia suministrada al instrumento electroquirúrgico. Por ejemplo, el sistema puede incluir un detector para detectar la potencia de microondas reflejada desde la región de tratamiento y el controlador puede ajustar un nivel de potencia controlable de radiación de microondas basándose en cambios en la potencia de microondas reflejada detectada.
El instrumento electroquirúrgico puede tener la capacidad de realizar mediciones del tejido. La capacidad de medir las propiedades dieléctricas del tejido (la información medida) puede ofrecer una ventaja significativa en términos de localización de tejido canceroso la primera vez que se inserta el instrumento electroquirúrgico en la región del tejido donde se sospecha que hay un tumor, es decir, puede que no haya necesidad de tomar varias muestras de tejido. Además, la capacidad de medir las propiedades del tejido de esta manera puede reducir el riesgo de que se produzcan falsos negativos. De manera específica, un cambio en la potencia reflejada, por ejemplo, un cambio en la magnitud de una señal de microondas que regresa desde la interfaz entre el instrumento electroquirúrgico y el tejido biológico puede indicar un cambio en el tipo de material presente en el extremo distal del instrumento electroquirúrgico. El controlador puede disponerse para reconocer ciertos cambios esperados, por ejemplo, entre el tejido sano y el tejido canceroso. En una realización, el controlador puede notificar a un usuario del sistema cuando se detecta un determinado tipo de tejido (por ejemplo, a través de una interfaz de usuario).
El detector también puede disponerse para detectar la potencia directa suministrada al instrumento electroquirúrgico. El controlador puede así ser capaz de determinar la cantidad de energía que se suministra al tejido biológico. El controlador puede disponerse para ajustar el nivel de potencia controlable de la radiación de microondas basándose en la potencia de microondas reflejada y directa detectada para suministrar energía de microondas según un perfil de suministro de energía predeterminado. El controlador puede disponerse para seleccionar un perfil de suministro de energía predeterminado de una pluralidad de perfiles predeterminados en función de los cambios en la potencia de microondas reflejada detectada.
Cada perfil de suministro de energía predeterminado puede vincularse con un tipo de tejido. Por ejemplo, puede disponerse un perfil de suministro de energía para la sangre para garantizar el suministro de energía suficiente para provocar un aumento de la temperatura que podría sellar un vaso sanguíneo roto. Además, puede disponerse un perfil de suministro de energía para tejidos cancerosos para garantizar el suministro de suficiente energía para extirpar el tejido.
El controlador puede disponerse para medir la magnitud (y/o la fase) de la impedancia del tejido biológico en el extremo distal del instrumento electroquirúrgico y para seleccionar un perfil de suministro de energía predeterminado según la impedancia medida.
Para garantizar una detección precisa, el sistema puede disponerse para aislar la potencia reflejada de la potencia directa. Por ejemplo, el sistema puede incluir un circulador conectado entre el generador, el instrumento y el detector, en donde una ruta directa para la energía de microondas procedente del generador pasa desde un primer puerto a un segundo puerto del circulador, una ruta reflejada para la energía de microondas procedente del instrumento pasa desde el segundo puerto a un tercer puerto del circulador, y el detector incluye un primer acoplador direccional conectado para acoplar la salida de potencia del tercer puerto del circulador.
Para detectar la potencia directa, el detector puede incluir un segundo acoplador direccional conectado para acoplar la entrada de potencia al primer puerto del circulador.
Para mejorar el aislamiento entre las rutas directa y reflejada, se pueden conectar uno o más circuladores adicionales entre el segundo acoplador direccional y el circulador. Esta invención no se limita al uso de uno o más circuladores para proporcionar el aislamiento necesario entre las señales reflejadas y directas, es decir, se puede utilizar un acoplador direccional con un alto valor de directividad, por ejemplo, un acoplador de guía de ondas.
La fuente de energía de microondas del generador electroquirúrgico puede tener una frecuencia de salida ajustable. Por ejemplo, puede haber más de un oscilador en la fuente, pudiendo cada oscilador conectarse selectivamente a un amplificador. Como alternativa, la fuente puede incluir un generador de frecuencia variable. La frecuencia se puede seleccionar antes durante el uso, por ejemplo, dependiendo del tejido a tratar o del tamaño de la región de tratamiento. El controlador puede disponerse para ajustar la frecuencia en uso, por ejemplo, en función de cambios en la potencia de microondas reflejada.
El sistema puede incluir un mecanismo de coincidencia de la impedancia dispuesto para que la impedancia de la parte de punta radiante en el instrumento electroquirúrgico coincida con la del tejido biológico en el extremo distal del instrumento durante un procedimiento quirúrgico (por ejemplo, tunelización). El ajuste de la impedancia y/o el ajuste del perfil de energía basado en las variaciones de impedancia presentadas a la parte de punta radiante se pueden usar para garantizar que se crea una pista de extirpación con un diámetro constante durante el procedimiento de tunelización.
El citómetro (también conocido como clasificador de células) puede ser un clasificador de células de dielectroforesis, en el sentido de que el citómetro utiliza campos electromagnéticos para electromanipular selectivamente las células con fuerzas de dielectroforesis ("dielectrophoresis", DEP) de modo que las células se clasifican dinámicamente en diferentes ubicaciones físicas o contenedores en función de su susceptibilidad al campo electromagnético. Es decir, exponer un primer tipo de célula predeterminado (por ejemplo, una célula cancerosa) a un campo electromagnético determinado puede obligar a esa célula a adoptar una primera trayectoria hacia una primera ubicación física (por ejemplo, un pocillo o un contenedor), mientras que exponer otras células (por ejemplo, una célula sana) al mismo campo electromagnético puede obligar a esas células a adoptar una segunda trayectoria hacia una segunda ubicación física. De este modo, las células cancerosas y las células no cancerosas (por ejemplo, sanas) se separan o clasifican en grupos, siendo situado cada grupo colocado en una ubicación diferente. De este modo, identificar la presencia de células en una ubicación concreta (por ejemplo, la primera ubicación física) proporciona un mecanismo para determinar o detectar la presencia del primer tipo de célula predeterminado (por ejemplo, células cancerosas).
Además, el citómetro puede ser parte de un conjunto (o módulo) de identificación de células que actúa para extraer células de una zona de tratamiento, prepara las células extraídas para la clasificación celular y luego usa el citómetro para identificar la presencia de un primer tipo de célula predeterminado. Por ejemplo, el conjunto de identificación de células puede incluir una bomba de succión en comunicación fluida (por ejemplo, conectada) con el conducto para extraer tejido biológico de una región de tratamiento en un extremo distal del instrumento electroquirúrgico. Además, el conjunto de identificación de células puede incluir un generador de muestras que suspende células del tejido biológico extraído en un líquido para generar una muestra o una muestra de citómetro. A continuación, la muestra se proporciona al citómetro de modo que se pueda realizar la clasificación celular en las células del tejido biológico extraído para determinar la presencia de uno o más tipos concretos de células. En una realización, el citómetro está configurado para identificar células madre cancerosas. En otra realización, el citómetro está configurado para distinguir entre células sanas y células cancerosas, o células madre cancerosas y células cancerosas.
El sistema puede incluir además un mecanismo de inyección de líquidos en comunicación fluida con el conducto, en donde el mecanismo de inyección de líquidos puede actuar para inyectar líquidos (por ejemplo, fármacos o quimioterapia local) en la región de tratamiento. Por ejemplo, el mecanismo de inyección de líquidos puede incluir un tanque (o compartimento o recipiente) en comunicación fluida con el conducto, y una bomba de succión para inyectar líquido desde el tanque a la región de tratamiento en un extremo distal del instrumento electroquirúrgico. El mecanismo de inyección de líquidos puede compartir al menos algunos de los componentes del conjunto de identificación de células (por ejemplo, una bomba de succión o un recipiente). Por ejemplo, una línea de líquidos puede extenderse alejándose del instrumento electroquirúrgico y ramificarse en dos rutas separadas en una unión. La unión puede incluir una o más válvulas que son controlables (por ejemplo, por un controlador) para seleccionar entre una primera ruta, desde el instrumento electroquirúrgico hasta el citómetro (por ejemplo, para la detección de células), y una segunda ruta, desde el mecanismo de inyección de líquidos hasta el instrumento electroquirúrgico (por ejemplo, para la inyección de líquidos).
En el presente documento, el término "interno" significa radialmente más cerca del centro (por ejemplo, eje) del canal de instrumentos y/o del cable coaxial. El término "externo" significa radialmente más alejado del centro (eje) del canal de instrumentos y/o del cable coaxial.
En el presente documento, el término "conductor" se usa con el significado conductor de la electricidad, a menos que el contexto indique lo contrario.
En el presente documento, los términos "proximal" y "distal" se refieren a los extremos del instrumento electroquirúrgico alargado. En uso, el extremo proximal está más cerca de un generador para proporcionar la energía de RF y/o de microondas, mientras que el extremo distal está más alejado del generador.
En la presente memoria descriptiva, "microondas" puede utilizarse en sentido amplio para indicar un intervalo de frecuencia de 400 MHz a 100 GHz, aunque preferentemente un intervalo de 1 GHz a 60 GHz. Las frecuencias puntuales preferidas para la energía EM de microondas incluyen: 915 MHz, 2,45 GHz, 3,3 GHz, 5,8 GHz, 10 GHz, 14,5 GHz y 24 GHz. Puede preferirse 5,8 GHz. El dispositivo puede suministrar energía en más de una de estas frecuencias de microondas.
El término "radiofrecuencia" o "RF" se puede utilizar para indicar una frecuencia de entre 300 kHz y 400 MHz. El término "baja frecuencia" o "LF" ("low frequency") puede significar una frecuencia en el intervalo de 30 kHz a 300 kHz.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones de la invención se explican con detalle a continuación remitiéndose a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema electroquirúrgico que es una realización de la invención; la figura 2(a) es un diagrama de bloques que muestra parte de un sistema electroquirúrgico que es una realización de la invención;
La figura 2(b) muestra un diagrama esquemático del citómetro de la figura 2(a).
la figura 3 es una vista esquemática lateral en sección transversal de un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con una realización de la invención;
la figura 4(a) es una vista esquemática lateral en sección transversal de un extremo distal del instrumento electroquirúrgico de la figura 3;
la figura 4(b) es una vista esquemática lateral en sección transversal de un extremo proximal del instrumento electroquirúrgico de la figura 3;
la figura 5 muestra diagramas esquemáticos de un electrodo activo que puede usarse en una realización de la invención;
la figura 6 muestra diagramas esquemáticos de un elemento de punta que puede usarse en una realización de la invención;
la figura 7 muestra diagramas esquemáticos de una parte de un manguito dieléctrico distal que puede usarse en una realización de la invención;
la figura 8 es una vista esquemática en perspectiva de otro elemento de punta que puede usarse en la invención; la figura 9 es una vista en sección transversal de una parte de punta distal de un instrumento que incluye el elemento de punta de la figura 8; y
La figura 10 muestra una vista esquemática lateral en sección transversal de un extremo proximal alternativo del instrumento electroquirúrgico de la figura 3.
Descripción detallada; otras opciones y preferencias
En esta memoria descriptiva, el término extirpación puede referirse a la extirpación de una región de tejido canceroso, por ejemplo, un tumor, o para sellar una pista o canal formado cuando el instrumento electroquirúrgico pasa a través de capas de tejido sano. Esto último generalmente requerirá niveles más bajos de potencia y la extirpación de la pista se puede realizar con energía dinámica que coincida con la impedancia del tejido que se observa en la ruta para garantizar que se envíen cantidades controladas de energía a los diversos tipos de tejido a medida que el instrumento electroquirúrgico atraviesa el tejido. Sin embargo, esta invención no se limita necesariamente a realizar una extirpación controlada con coincidencia de impedancia dinámica.
En una realización, se utiliza un instrumento electroquirúrgico sustancialmente como se describe en la solicitud de patente GB n.° 1819683.2. Este instrumento electroquirúrgico se modifica de manera que pueda actuar como una antena trifuncional sustancialmente como se describe en el documento PCT/GB2007/003842 o como un instrumento electroquirúrgico sustancialmente como se describe en el documento PCT/GB2010/001858, por ejemplo, el instrumento electroquirúrgico se modifica para incluir un canal para extraer tejido de biopsia (por ejemplo, líquido o células). Además, la combinación luego se modifica para incluir un conjunto de identificación celular o citómetro (también conocido como clasificador de células) para que las células obtenidas a través de una biopsia puedan clasificarse, por ejemplo, en células sanas y cancerosas, o en células cancerosas y células madre cancerosas. En uso, el instrumento electroquirúrgico se puede utilizar para realizar la electroporación en células con el fin de sensibilizarlas, es decir, para abrir su membrana celular (o sus poros) para hacerlas más sensibles a la energía de microondas. Además, se pueden administrar fármacos (por ejemplo, quimioterapia local) a las células sensibilizadas, por ejemplo, a través del canal de biopsia, y luego se puede usar la energía de microondas para activar la quimioterapia. Además, se puede realizar una electroporación irreversible en las células para extirparlas. Además, la extirpación se puede realizar usando energía de microondas.
La figura 1 es un diagrama esquemático de un aparato de extirpación electroquirúrgica 1 que es capaz de suministrar energía de microondas y energía de radiofrecuencia al extremo distal de un instrumento electroquirúrgico invasivo. El sistema 1 comprende un generador 2 para suministrar de forma controlable energía de microondas y energía para la electroporación. La energía para la electroporación puede comprender energía pulsada o sinusoidal (por ejemplo, ondas electromagnéticas de onda continua) en las bandas de radiofrecuencia (RF) o de baja frecuencia (LF).
Un generador adecuado para este fin se describe en el documento WO 2012/076844. El generador puede disponerse para controlar las señales reflejadas recibidas desde el instrumento para determinar un nivel de potencia apropiado para el suministro. Por ejemplo, el generador puede disponerse para calcular una impedancia observada en el extremo distal del instrumento con el fin de determinar un nivel de potencia de suministro óptimo.
El generador 2 está conectado a una junta de interfaz 6 mediante un cable de interfaz 4. En el ejemplo mostrado, la junta de interfaz 6 también está conectada a través de una línea de flujo de líquidos 7 a un sistema de líquidos 8. En algunos ejemplos, el sistema de líquidos 8 incluye un tanque (o recipiente) de recogida y una bomba. El tanque de recolección se puede usar para recolectar tejido de biopsia (líquido o células) de una zona de tratamiento proximal hacia un conjunto de extremo distal (ver a continuación), y la bomba se puede usar para aspirar la muestra de tejido hacia el tanque. Además, el sistema de líquidos 8 puede incluir un mecanismo para introducir líquidos (por ejemplo, fármacos o quimioterapia local) en la zona de tratamiento. En cualquier caso, la línea de flujo de líquidos 7 transporta líquidos entre la junta de interfaz 6 y el sistema de líquidos 8. El sistema de líquidos 8 también incluye un citómetro o clasificador de células para clasificar las células del tejido de la biopsia con el fin de identificar la presencia de uno o más tipos de células concretas en el tejido de la biopsia. Por ejemplo, el citómetro puede configurarse para clasificar las células como una o más de las siguientes: células sanas, células cancerosas, células madre cancerosas. En una realización, el citómetro puede actuar para diferenciar entre células sanas y células cancerosas, o células cancerosas y células madre cancerosas.
Si fuera necesario, la junta de interfaz 6 puede alojar un mecanismo de control del instrumento que puede accionarse deslizando un gatillo, por ejemplo, para controlar el movimiento longitudinal (hacia delante y hacia atrás) de uno o más cables de control o varillas de empuje (no mostradas). Si hay una pluralidad de cables de control, puede haber múltiples gatillos deslizantes en la junta de interfaz para proporcionar un control total. La función de la junta de interfaz 6 es combinar las entradas del generador 2, el sistema de líquidos 8 y el mecanismo de control del instrumento en una sola varilla flexible 12, que se extiende desde el extremo distal de la junta de interfaz 6.
La varilla flexible 12 se puede insertar a lo largo de todo un canal de instrumentos (de trabajo) de un dispositivo de exploración quirúrgica 14, que, en realizaciones de la presente invención, puede comprender un dispositivo de ultrasonidos endoscópico.
El dispositivo de exploración quirúrgica 14 comprende un cuerpo 16 que tiene varios puertos de entrada y un puerto de salida desde el cual se extiende un tubo de instrumentos 20. El tubo de instrumentos 20 comprende una camisa externa que rodea una pluralidad de lúmenes. La pluralidad de lúmenes transporta diferentes elementos desde el cuerpo 16 hasta un extremo distal del tubo de instrumentos 20. Uno de la pluralidad de lúmenes es un canal de instrumentos para recibir la varilla flexible 12. Otros lúmenes pueden incluir un conducto para transmitir radiación óptica, por ejemplo, para proporcionar iluminación en el extremo distal o para recoger imágenes desde el extremo distal, y un canal de señal de ultrasonidos para transmitir una señal de ultrasonido. El cuerpo 16 puede incluir una pieza ocular 22 para ver el extremo distal.
Un dispositivo de ultrasonidos endoscópico suele incluir un transductor de ultrasonidos en una punta distal del tubo de instrumentos, más allá de una abertura de salida del canal de señal de ultrasonidos. Las señales del transductor de ultrasonidos pueden transmitirse mediante un cable adecuado 26 de regreso a lo largo del tubo de instrumentos hasta un procesador 24, que puede generar imágenes de manera conocida. El canal de instrumentos puede conformarse dentro del tubo de instrumentos para dirigir un instrumento que sale del canal de instrumentos a través del campo de visión del sistema de ultrasonidos para proporcionar información sobre la ubicación del instrumento en el sitio diana.
La varilla flexible 12 tiene un conjunto distal 18 (no dibujado a escala en la figura 1) que está conformado para pasar a través del canal de instrumentos del dispositivo de exploración quirúrgica 14 y sobresalir (por ejemplo, dentro del paciente) en el extremo distal del tubo de instrumentos.
La estructura del conjunto distal 18 que se explica a continuación puede diseñarse especialmente para su uso con un dispositivo de ultrasonidos endoscópico (USE), en donde el diámetro externo máximo del conjunto del extremo distal 18 es igual o menor que 2,0 mm, por ejemplo, inferior a 1,9 mm (y más preferentemente inferior a 1,5 mm) y la longitud de la varilla flexible 12 puede ser igual o superior a 1,2 m. En una realización, el diámetro externo máximo del conjunto del extremo distal 18 es de aproximadamente 19G (1,067 mm) o 22G (0,7176 mm).
El cuerpo 16 incluye un puerto de entrada de potencia 28 para conectarse a la varilla flexible 12. Tal como se explica a continuación, una parte proximal de la varilla flexible 12 puede comprender un cable coaxial convencional capaz de transmitir la energía de microondas y de electroporación desde el generador 2 al conjunto distal 18.
Tal como se ha analizado anteriormente, sería deseable poder controlar la posición de al menos el extremo distal del tubo de instrumentos 20. El cuerpo 16 puede incluir un accionador de control que se acopla mecánicamente al extremo distal del tubo de instrumentos 20 mediante uno o más cables de control (no mostrados), que se extienden a través del tubo de instrumentos 20. Los cables de control pueden desplazarse dentro del canal de instrumentos o dentro de sus propios canales específicos. El accionador de control puede ser una palanca o botón rotatorio, o cualquier otro dispositivo de manipulación de catéteres conocido. La manipulación del tubo de instrumentos 20 puede estar asistida por software, por ejemplo, usando un mapa tridimensional virtual ensamblado a partir de imágenes de tomografía computarizada (TC).
En términos generales, una realización del conjunto distal 18 (también conocido como antena de aguja o estructura de antena) comprende cualquier estructura de antena adecuada que permita que la energía de microondas se transfiera en dirección directa e inversa para permitir la medición de la información dieléctrica y para provocar la extirpación controlada del tejido o la medición del tejido, al mismo tiempo que permite la extracción de muestras de tejido (líquido o células) sin perturbar la configuración del entorno para permitir que las señales de microondas se propaguen con el fin de realizar una medición dieléctrica o con el fin de introducir un nivel suficientemente alto de energía de microondas en el tejido biológico para provocar una extirpación controlada del tejido. Además, la estructura de la antena debe ser capaz de establecer un campo eléctrico utilizando una señal de electroporación para realizar la electroporación (por ejemplo, electroporación reversible o irreversible) de tejidos (por ejemplo, células).
La invención aprovecha el hecho de que el conductor central dentro de la antena tiene un diámetro de aproximadamente 0,3 a 0,5 mm, pero sólo se requiere un espesor de pared de aproximadamente 0,01 mm para que casi toda la energía de microondas fluya o sea transportada a lo largo de un material conductor adecuado cuando la frecuencia de ejecución es de 14,5 GHz. Por tanto, en teoría, el centro del conductor central se puede retirar para exponer un orificio (o conducto) con un diámetro de aproximadamente 0,2 a 0,4 mm disponible como un canal que se puede usar para inyectar o extraer líquidos hacia una zona de tratamiento o desde esta, por ejemplo, para eliminar líquido de un quiste o células dentro de una masa sólida. Cabe señalar que este canal también podría usarse para transportar otros líquidos y/o sólidos dentro y fuera de la antena de aguja. Por ejemplo, líquidos, fármacos (por ejemplo, quimioterapia local), medios de obtención de imágenes o medios de contraste para el marcaje y/o identificación de tejidos específicos.
En la presente memoria descriptiva, se describe una estructura y sistema de antena que tiene el potencial para realizar las siguientes funciones:
- medir la información dieléctrica para determinar el tipo, el estado y la ubicación del tejido sano y canceroso, - realizar una biopsia con aguja con la confianza de que la punta de la aguja se encuentra dentro del centro del tumor u otro tejido biológico que pueda requerir tratamiento,
- realizar una biopsia con aguja y utilizar la clasificación de células o la citometría en el tejido de la biopsia para identificar la presencia de determinados tipos de células (por ejemplo, células cancerosas),
- extirpar de forma controlada (mediante energía de microondas y mediante electroporación irreversible) el tumor u otras estructuras de tejido que no están sanas y una pequeña región de tejido sano (un margen de seguridad), - sensibilizar de forma controlada las células mediante electroporación reversible para abrir sus membranas celulares (o poros) y hacerlas más susceptibles a la extirpación por microondas,
- administrar fármacos (por ejemplo, quimioterapia local) a las células sensibilizadas y luego activar los medicamentos utilizando energía de microondas (por ejemplo, mediante calentamiento sin extirpación),
- tomar más biopsias con aguja durante y después del proceso de tratamiento, y
- eliminar de forma controlada el canal (mediante energía de microondas o mediante electroporación irreversible) creado por la antena de aguja durante la retirada de la aguja para evitar la siembra.
El procedimiento combinado que implica la medición de tejidos, la biopsia de tejidos y la extirpación de tejidos pueden permitir que se ubique tejido canceroso (líquido o células) durante un primer intento, y el riesgo de arrastrar células cancerosas de regreso a través del canal puede mitigarse debido al hecho de que el canal de la aguja (o pista) se somete a una extirpación controlada, causando así la muerte de cualquier célula cancerosa que pueda estar presente en la punta distal de la antena de la aguja o alrededor de aquella.
Cabe señalar que este dispositivo se puede utilizar para realizar cualquier combinación de las funciones enumeradas anteriormente. Por ejemplo, se podría usar para: (i) medir la información dieléctrica para determinar el tipo, el estado y la ubicación del tejido sano y canceroso; (ii) en la ubicación de tejido canceroso, realizar una biopsia con aguja con la seguridad de que la punta de la aguja se encuentra dentro del centro del tumor; (iii) usar la clasificación celular o la citometría en el tejido de la biopsia para identificar la presencia de un tipo determinado de células (por ejemplo, células madre cancerosas); (iv) sensibilizar de forma controlada las células mediante electroporación reversible para abrir sus membranas celulares (o poros) y hacerlas más susceptibles a la extirpación por microondas; (v) administrar fármacos (por ejemplo, quimioterapia local) a las células sensibilizadas y luego activar los fármacos utilizando energía de microondas (por ejemplo, mediante calentamiento sin extirpación); y (vi) eliminar de forma controlada el canal (mediante energía de microondas o mediante electroporación irreversible) formado por la antena de aguja durante la retirada de la aguja para evitar la siembra.
También puede ser deseable utilizar la presente invención para depositar materiales (por ejemplo, quimioterapia) en el sistema biológico en lugar o además de eliminar tejido del sistema biológico. En este modo de funcionamiento, la característica de medición y caracterización de tejidos se puede utilizar para identificar la región del cuerpo donde se requiere ubicar un material (sólido o líquido) con un alto grado de precisión, y el material se puede depositar en la ubicación exacta deseada (las características asociadas con el uso del transceptor de frecuencia de microondas de baja potencia facilitan esto). Este aspecto de la presente invención puede ser especialmente útil para depositar un fármaco determinado o un colorante radiactivo en el cuerpo, por ejemplo. Esta idea se puede utilizar con la braquiterapia. La capacidad de dirigirse a la ubicación exacta donde se administrará un fármaco puede ofrecer una ventaja significativa en términos de minimizar la concentración y la cantidad de fármaco requerida.
También se debe tener en cuenta que el tubo central se puede usar para succionar o eliminar tejido extirpado para aumentar la zona de extirpación. Esto puede ser especialmente útil cuando el tejido extirpado se ha carbonizado. Una vez que se ha eliminado el tejido, el proceso de extirpación puede comenzar de nuevo y repetirse varias veces.
Esta invención no se limita a la eliminación de líquidos o células asociadas con tumores cancerosos; la antena de aguja se puede usar para extraer otros tejidos de regiones sensibles del cuerpo donde se requiere ubicar con precisión el tejido de la biopsia dentro del tejido diana. En estas aplicaciones, la invención sólo puede ejecutarse en modo de medición.
Una característica de la presente invención puede ser bombear agua o solución salina a través del canal de biopsia durante la extirpación para mantener la antena de aguja lo más fría posible. Puede resultar ventajoso utilizar esta característica en aplicaciones en las que se desea tratar lesiones grandes. En este caso, puede ser necesario aumentar el nivel de potencia de microondas con respecto al utilizado cuando se actúa en el modo de tratamiento en condiciones normales, por ejemplo, cuando se van a tratar tumores esféricos de más de 2 cm de diámetro, o cuando se requiere suministrar energía durante períodos de tiempo más prolongados. Por ejemplo, puede ser necesario generar hasta 100 W de potencia de onda continua (OC) durante diez minutos para tratar una lesión esférica, por ejemplo, de 10 cm de diámetro.
Como alternativa, la biopsia se puede utilizar para introducir un material (por ejemplo, material biocompatible suelto) que puede aumentar el efecto de extirpación, por ejemplo, aumentar el volumen de extirpación que se puede lograr con el aparato. La presencia del material dentro de la aguja puede no afectar el campo de microondas generado porque la energía de microondas solo fluye en la sección externa del conductor interno.
En una realización, el canal de biopsia se puede usar para succionar tejido necrosado o carbonizado desde la punta de la aguja durante la extirpación. Esto puede ser especialmente beneficioso cuando se aplica la coincidencia de impedancia dinámica, porque elimina el tejido carbonizado con el que, de otro modo, tendría que coincidir la aguja. Generalmente, el tejido carbonizado presenta una carga que es muy diferente de la que la aguja puede estar diseñada para coincidir en ausencia de un sintonizador.
Aparato de biopsia
La figura 2(a) muestra un diagrama de bloques de parte del sistema general. Esta configuración permite (i) la biopsia, (ii) la extirpación de tejido a través de energía de microondas, y (iii) la medición del tejido, realizándose los modos de operación usando un instrumento electroquirúrgico 104, que puede incluir el conjunto de extremo distal y la antena de aguja mencionados anteriormente. Debe entenderse que, tal como se ha mencionado anteriormente, el instrumento electroquirúrgico 104 también está configurado para realizar la electroporación, aunque, por motivos de claridad, el aparato requerido para habilitar las capacidades de electroporación no se muestra en la figura 2(a).
El aparato 100 comprende un primer canal (de tratamiento) que tiene una fuente de alimentación de energía de microondas 102 conectada para suministrar energía de microondas al instrumento electroquirúrgico 104. El instrumento electroquirúrgico 104 incluye un conducto (no mostrado) para recolectar tejido de biopsia (líquido o células) de una zona de tratamiento utilizando la succión proporcionada por la bomba de succión 106.
La fuente 102 comprende un oscilador 108, por ejemplo, un oscilador controlado por voltaje u oscilador resonante dieléctrico, dispuesto para emitir una señal a una frecuencia estable, por ejemplo, 14,5 GHz. El oscilador 108 puede estar conectado a una referencia de cristal estable en una configuración de bucle bloqueado en fase (no mostrada) para mantener estable su frecuencia. La salida del oscilador está conectada al puerto de entrada de un divisor de potencia 110 (por ejemplo, un divisor de 3 dB), que separa la señal de salida entre un canal de tratamiento y un canal de medición (analizado a continuación). El canal de medición puede no ser necesario (es decir, es opcional), por lo que el divisor 110 puede ser opcional. La salida del divisor 110 en el canal de tratamiento es recibida por un atenuador variable 112, cuya función es variar la amplitud de la señal bajo el control de la señal de control C1 del controlador 114 para controlar de forma ajustable el nivel de potencia de salida global del canal de tratamiento. La salida del atenuador variable 112 es recibida por un interruptor 116 (por ejemplo, un interruptor de diodo PIN), cuya función es modular la señal bajo el control de la señal de control C2 del controlador 114 para permitir la ejecución pulsada (u otro formato de modulación, es decir, una forma de onda triangular o una rampa que cae abruptamente a cero una vez que se ha alcanzado el valor máximo). Otras formas posibles incluyen una onda continua o una señal pulsada de onda cuadrada, un perfil de forma gaussiana o un perfil redondeado. La salida del interruptor 116 es recibida por un amplificador de potencia 118 (por ejemplo, una matriz de amplificadores MMIC), cuya función es amplificar el nivel de potencia de la señal hasta un nivel adecuado para el tratamiento. Una realización concreta del amplificador de potencia 118 es un Triquint TGA4521-EPU MMIC, cuya salida se conecta en cascada a la entrada de un Triquint t Ga 4046-EPU MMIC de mayor potencia. El dispositivo TGA4521-EPU es capaz de producir una ganancia de 15 dB y un nivel de potencia de 23 dBm (200 mW) cuando se satura utilizando una señal de transmisión adecuada a una frecuencia de hasta 47 GHz, y el dispositivo TGA4046-EPU es capaz de producir una ganancia de 16 dB y un nivel de potencia de 33 dBm (2 W) cuando se satura utilizando una señal de transmisión adecuada a una frecuencia de hasta 46 GHz. En esta realización, el sistema puede controlarse utilizando un oscilador de fuente 108 que genera una frecuencia de 46 GHz y una potencia de salida de 2 dBm para permitir que se produzcan 2 W de potencia en la salida del segundo MMIC conectado en la disposición en cascada. El oscilador fuente 108 puede ser un dispositivo disponible en Castle Microwave Ltd, número de pieza: OFD-KF460105-01, que es un oscilador resonador dieléctrico que es capaz de producir un nivel de potencia de salida de hasta 5 dBm, tiene un intervalo de sintonización mecánica de ± 25 MHz, una estabilidad de frecuencia de ± 4 ppm/grado C y un ruido de fase de -95 dBc/Hz con una compensación de 100 kHz.
Como se ha explicado anteriormente, el control de la potencia de entrada al amplificador 118 usando el atenuador variable 112 permite el control del nivel de potencia de salida.
El nivel de potencia de salida puede controlarse dinámicamente en función de la información de un detector 120 que está conectado en el canal de tratamiento entre la fuente 102 y el instrumento electroquirúrgico 104. En esta realización, el detector 120 está dispuesto para detectar señales directas desde la fuente 102 al instrumento electroquirúrgico 104 y señales reflejadas que regresan desde el instrumento electroquirúrgico 104. En otras realizaciones, el detector puede detectar solamente señales reflejadas. En otras realizaciones, el detector puede omitirse por completo.
El detector 120 comprende un acoplador direccional directo 122 conectado para acoplar potencia desde la salida del amplificador 118. El puerto acoplado del acoplador 122 está conectado a un interruptor 124, cuya función es seleccionar la potencia acoplada directa o acoplada reflejada bajo el control de la señal de control C3 del controlador 114 para ser transmitida para la medición por un detector heterodino 126. La salida del acoplador direccional directo 122 en el canal de tratamiento es recibida por el primer puerto de un primer circulador 128, cuya función es aislar las señales reflejadas que regresan desde el instrumento electroquirúrgico 104 desde la fuente 102. Las señales directas en el canal de tratamiento viajan desde el primer puerto del primer circulador 128 a su segundo puerto, desde donde se emiten. Cualquier señal reflejada recibida en el segundo puerto del primer circulador 128 viaja al tercer puerto y se envía a una carga de descarga de energía 130. La salida del segundo puerto del primer circulador 128 es recibida por el primer puerto de un segundo circulador 132, cuya función es transmitir la señal reflejada hacia un acoplador direccional reflejado mientras aísla la señal reflejada de la señal directa. Las señales directas en el canal de tratamiento viajan desde el primer puerto del segundo circulador 132 a su segundo puerto, desde donde se emiten. Las señales reflejadas del instrumento electroquirúrgico 104 se reciben en el segundo puerto del segundo circulador 132, desde donde viajan al tercer puerto y son emitidas. La salida del tercer puerto del segundo circulador 132 es recibida por un acoplador direccional reflejado 134, cuya función es acoplar la potencia de la señal reflejada. Después de pasar por el acoplador 134, la señal reflejada se absorbe en una carga de descarga de energía 136. El puerto acoplado del acoplador de potencia reflejada 134 está conectado al interruptor 124 para ser transportado al detector heterodino 126 cuando se selecciona. Es ventajoso utilizar dos circuladores en esta configuración, pero esta invención no se limita al uso de dos, es decir, se pueden utilizar uno, tres o más.
La salida del detector 120 en el canal de tratamiento es recibida por un mecanismo de sintonización de la impedancia 138, cuya función es hacer coincidir la impedancia de los componentes en el canal de tratamiento con la impedancia del instrumento electroquirúrgico 104 cuando está en el tejido para facilitar la transferencia eficiente de energía al tejido. El mecanismo de sintonización de la impedancia 138 puede ser opcional. En esta realización, el mecanismo de sintonización de la impedancia 138 comprende una cavidad con tres terminales que se pueden insertar bajo el control de la señal de control C4 del controlador 114. El mecanismo de sintonización de la impedancia 138 puede ser como se describe en el documento WO 2005/115235. El mecanismo de sintonización de la impedancia puede estar operativo solo durante la inserción (tunelización) del instrumento electroquirúrgico como se explica a continuación. El mecanismo de ajuste de la impedancia no necesita estar limitado a esta configuración, es decir, podría comprender un único o una pluralidad de varactores de potencia o diodos PIN de potencia conectados a una microbanda u otra línea de transmisión entre la salida del generador de energía y la antena, o una longitud variable (o ajustable) de microbanda (o línea de banda) configurada como un terminal de sintonización variable que también se puede mover a lo largo de una microbanda de impedancia constante u otra línea de transmisión entre la salida del generador y la antena. Todas las posiciones de sintonización pueden lograrse mediante un cambio en la longitud del terminal variable, y su movimiento a lo largo de la microbanda o la línea coaxial puede estar limitado hasta la mitad de la longitud de onda cargada en la frecuencia de interés.
La salida del mecanismo de sintonización de la impedancia 138 es recibida por un interruptor 140, cuya función es seleccionar una señal de canal de tratamiento o una señal de canal de medición para la entrada al instrumento electroquirúrgico 104 bajo el control de la señal de control C5 del controlador 114. Este interruptor puede ser un interruptor de guía de ondas, un interruptor de diodo PIN/varactor de potencia, un interruptor coaxial o similar.
La señal de salida del interruptor 140 se transmite al instrumento electroquirúrgico 104 mediante un cable de transmisión flexible 142 (por ejemplo, un cable coaxial) que termina en un conector 144 en el instrumento electroquirúrgico 104. El cable 142 puede formar parte del instrumento electroquirúrgico 104. El conector 144 transfiere la señal a una antena (no mostrada) que incluye una antena (o parte de punta radiante) 146 dispuesta para emitir un campo de radiación de microondas desde el extremo distal del instrumento electroquirúrgico 104. La frecuencia de la radiación de microondas y el nivel de potencia de la señal enviada al instrumento electroquirúrgico se seleccionan de manera que el campo de radiación de microondas adopte configuraciones en el tejido que permitan diferentes capacidades del sistema, por ejemplo, la extirpación de tejidos, la medición de tejidos o la activación de fármacos (por ejemplo, quimioterapia) contenidos en el tejido.
Un conducto u orificio (no mostrado) en el instrumento electroquirúrgico 104 incluye una o más aberturas en el extremo distal del instrumento electroquirúrgico 104. El extremo proximal del conducto está conectado a través de un tubo de transporte 148 a un tanque o recipiente de recolección 150, que se usa para recolectar tejido de biopsia (líquido o células) presente en un extremo distal del instrumento electroquirúrgico 104. Se usa una bomba 106 para succionar la muestra de tejido a lo largo del conducto dentro del instrumento electroquirúrgico 104 (no mostrado aquí) y succionar el tejido a través del tubo de transporte 148 hacia el tanque 150. Se debe asegurar que no haya fugas en el sistema. Se utiliza una válvula 151 para garantizar que el tejido no pueda dirigirse a la bomba 106. El controlador 114 se utiliza para controlar el funcionamiento de la bomba 106. Puede ser deseable conectar aparatos de control o sensores del nivel de líquido (no mostrados) dentro del recipiente de tejido 150 para controlar el nivel de tejido dentro del recipiente; el controlador 114 se puede usar para procesar señales procedentes de aparatos de control o sensores del nivel y esta información se puede mostrar usando la interfaz de usuario 152. El controlador 114 también se puede usar para controlar la operación de una válvula (no mostrada), que se utiliza para vaciar el recipiente 150. El funcionamiento de esta válvula puede basarse en la información obtenida de los sensores del nivel.
El recipiente 150 incluye un citómetro (o clasificador de células) 153 que se puede usar para ordenar o clasificar las células contenidas dentro del recipiente 150 en diferentes grupos. Por ejemplo, el citómetro 153 puede configurarse para clasificar las células del recipiente 150 como una o más de los siguientes: células sanas, células cancerosas, células madre cancerosas. En una realización, el citómetro 153 puede actuar para diferenciar entre células sanas y células cancerosas, o entre células cancerosas y células madre cancerosas. Además, el recipiente 150 y/o el citómetro 153 están acoplados al controlador 114 de manera que el controlador 114 se usa para controlar el funcionamiento del sistema (por ejemplo, instrumento electroquirúrgico y generador electroquirúrgico) en función de las clasificaciones realizadas por el citómetro 153. A continuación, se proporcionan más detalles del citómetro 153 con referencia a la figura 2(b).
Un usuario puede interactuar con el controlador 114 a través de una interfaz de usuario 152, que puede ser una pantalla táctil, un teclado de membrana y una pantalla LCD/LED, o similar.
El detector heterodino 126 comprende un mezclador 154 dispuesto para recibir una señal de referencia de una fuente de frecuencia fija 156 y una señal de medición del detector 120 o el detector en el canal de medición (analizado a continuación) a través del interruptor 158. Tras el mezclado, las señales de salida pasan a través de un filtro 160 para permitir que sólo la señal de diferencia de frecuencia más baja esté disponible para la medición de la magnitud y, opcionalmente, de la fase utilizando un procesador de señal digital 162 de manera convencional. También se puede utilizar una solución de hardware para permitir que se extraiga la información de magnitud y fase, es decir, se puede utilizar un mezclador I-Q en cuadratura. El resultado de la medición se envía al controlador 114, en donde se utiliza en operaciones posteriores asociadas al control del dispositivo.
En uso, las mediciones obtenidas de las señales producidas por el detector 120 proporcionan una indicación de la cantidad de energía que se suministra al tejido biológico en un extremo distal del instrumento electroquirúrgico 104. Los cambios en la potencia suministrada pueden ser indicativos de cambios en el tipo de tejido en el extremo distal del instrumento electroquirúrgico 104. El controlador 114 puede seleccionar un perfil de suministro de energía en base a las mediciones. Fundamentalmente, es la combinación de la frecuencia de microondas y el nivel de potencia de salida lo que determina el volumen y la cantidad de calentamiento que se produce en la región de tratamiento.
La cantidad de energía que reflejan las células sanas puede ser diferente a la cantidad de energía que reflejan las células cancerosas. El detector puede detectar este cambio y el controlador puede disponerse para reconocer que un cambio dado corresponde a la aparición de células cancerosas. El cambio en la cantidad de energía reflejada puede afectar a la cantidad de energía transferida a diferentes tipos de células. El aparato puede ser ajustable para tener esto en cuenta. Por ejemplo, el controlador 114 puede controlar la cantidad de energía suministrada utilizando las señales del detector y ajustar el nivel de potencia de salida si es necesario. También se puede aplicar la coincidencia de impedancia dinámica para garantizar que el coeficiente de reflexión permanezca lo más cerca posible de cero durante el procedimiento, independientemente de cualquier cambio en el coeficiente de reflexión debido a un desajuste de impedancia entre el extremo del instrumento electroquirúrgico y el tejido de contacto.
La frecuencia del oscilador 108 puede ser ajustable, por ejemplo, en función del tamaño de la región de tratamiento. A frecuencias más altas, la profundidad de penetración es menor.
El aparato se puede utilizar para ayudar en un proceso de tunelización, es decir, el proceso de insertar el instrumento electroquirúrgico en la región de tratamiento. El instrumento electroquirúrgico puede disponerse para irradiar energía de microondas a medida que se inserta el instrumento electroquirúrgico para formar un canal para insertar la antena sin causar dolor, previniendo la pérdida de sangre y reduciendo el nivel de malestar experimentado por el paciente. En el proceso de tunelización, es deseable que el instrumento electroquirúrgico produzca calor concentrado con una profundidad de penetración limitada para calentar las estructuras tisulares de tal manera que se produzca un canal uniforme. Dado que puede haber muchas estructuras tisulares diferentes en la ruta hacia la región de tratamiento, puede ser necesario el ajuste de la sensibilidad del aparato y el ajuste dinámico del nivel de potencia. Para facilitar esto, se puede proporcionar un canal de medición entre el oscilador 108 y el instrumento electroquirúrgico 104. El propósito del canal de medición es emitir señales de baja potencia en el instrumento electroquirúrgico que permiten medir las propiedades de cualquier tejido presente allí. Puede seleccionarse un nivel de potencia para una señal a través del canal de tratamiento en función de las mediciones realizadas utilizando el canal de medición. Esta disposición permite que se genere un canal uniforme en el tejido.
La salida del divisor 110 en el canal de medición es recibida por un acoplador direccional directo 164 conectado para acoplar energía desde el canal de medición. El puerto acoplado del acoplador 164 está conectado a un interruptor 166, cuya función es seleccionar la potencia acoplada directa o acoplada reflejada bajo el control del controlador 114 para ser transmitida para la medición por el detector heterodino 126. La salida del acoplador direccional directo 164 en el canal de medición es recibida por el primer puerto de un circulador 168, cuya función es aislar las señales reflejadas que regresan desde el instrumento electroquirúrgico 104 desde la fuente 102. Las señales directas en el canal de medición viajan desde el primer puerto del circulador 168 a su segundo puerto, desde donde se emiten. Cualquier señal reflejada recibida en el segundo puerto del circulador 168 viaja al tercer puerto y se envía a una carga de descarga de energía 170. La salida del segundo puerto del circulador 168 es recibida por un acoplador direccional 172, que está configurado como un acoplador direccional de potencia directa y forma parte de un circuito de cancelación del transporte. La salida del acoplador direccional 172 se introduce en el primer puerto del circulador 174. El segundo puerto del circulador 174 está conectado al instrumento electroquirúrgico 104 a través de un interruptor 140. El tercer puerto del circulador 174 está conectado a la entrada de un acoplador direccional 176, que está configurado como un acoplador direccional de potencia directa y forma parte del circuito de cancelación del transporte. La función del circulador 174 es transmitir la señal reflejada hacia el detector heterodino 126 mientras aísla la señal reflejada de la señal directa. Las señales directas en el canal de medición viajan desde el primer puerto del segundo circulador 174 a su segundo puerto, desde donde se emiten. Las señales reflejadas del instrumento electroquirúrgico 104 se reciben en el segundo puerto del circulador 174, desde donde viajan al tercer puerto y son emitidas. La salida del tercer puerto del circulador 174 es recibida por el acoplador direccional 176, que es parte del circuito de cancelación del transporte. Después de pasar por el acoplador 176, la señal reflejada conectada al interruptor 166 se transmite al detector heterodino 126 cuando se selecciona.
El circuito de cancelación del transporte proporciona aislamiento además del proporcionado por los circuladores 168, 174. El circuito de cancelación del transporte comprende el acoplador direccional directo 172, un ajustador de fase 178, un atenuador ajustable 180 y un segundo acoplador direccional directo 176. El circuito de cancelación del transporte actúa tomando una parte de la señal directa del puerto acoplado del acoplador 172 y ajustando la fase y el nivel de potencia de manera que esté desfasada 180° y tenga la misma amplitud que cualquier señal no deseada que llegue hasta el tercer puerto del circulador 174 para permitir que se cancele el componente de señal no deseado. La señal de cancelación del transporte se inyecta en la salida del tercer puerto del circulador 174 utilizando el segundo acoplador directo 176.
Dado que el canal de medición proporciona señales reflejadas directamente (es decir, no a través de un acoplador) al detector heterodino 126, la potencia suministrada en el canal de medición puede ser mucho menor que la del canal de tratamiento.
Los interruptores 140, 158 están dispuestos para cambiar juntos para seleccionar el canal de tratamiento o el de medición. El aparato puede cambiar periódicamente al canal de medición durante la tunelización para controlar el tejido en el extremo distal del instrumento electroquirúrgico. Esta información de medición se puede utilizar para permitir el ajuste adecuado del perfil de energía (nivel de potencia durante períodos de tiempo específicos) suministrado al tejido biológico de interés. También se puede utilizar como base para el ajuste de la red de adaptación de potencia utilizada para igualar la impedancia del extremo del instrumento electroquirúrgico con el tejido de contacto, es decir, para garantizar que el coeficiente de reflexión sea lo más cercano posible a cero.
La disposición de los acopladores direccionales 122, 134 en el canal de tratamiento proporciona una ventaja adicional de esta realización. Tradicionalmente, los acopladores directo e inverso se insertan en la misma ruta, por ejemplo, entre la salida del amplificador y la entrada al instrumento electroquirúrgico. Esto puede limitar la sensibilidad de las señales de medición (o el intervalo dinámico del sistema) porque es posible que la señal no deseada sea de una magnitud similar a la señal (de medición) deseada. Esto es especialmente importante cuando la señal reflejada es pequeña debido a un pequeño desajuste entre la antena y la impedancia de carga. En esta invención puede ser importante hacer una medición en esta situación, por ejemplo, cuando la impedancia del sistema es de 50 O y la impedancia de carga es de 46 O (es decir, en el que se refleja el 4,17 % de la potencia incidente). El problema en este caso es que una señal no deseada de un puerto desacoplado que viaja en dirección opuesta a la señal de medición deseada puede tener una magnitud similar a la señal deseada, por tanto, la señal de medición no puede distinguirse de la señal de ruido. En los sistemas convencionales, el aislamiento entre las señales directa e inversa depende únicamente del factor de acoplamiento del acoplador direccional (la potencia incidente muestreada) y la directividad (lo bien que distingue el acoplador entre las ondas viajeras directa e inversa), y el aislamiento total (dB) entre las señales directa e inversa es igual a la suma del factor de acoplamiento (dB) y la directividad (dB).
Este problema puede empeorar si la señal reflejada se usa para controlar automáticamente el perfil de suministro de energía (por ejemplo, a través del controlador 114), porque la señal reflejada se corromperá debido al hecho de que siempre habrá más señal directa que señal reflejada debido a las pérdidas de ruta entre el acoplador de medición y la carga, es decir, pérdida de inserción del cable y la antena/varilla del instrumento electroquirúrgico, etc.
La invención puede superar estos problemas en disposiciones en las que no hay coincidencia o sintonización de impedancia dinámica mediante la reubicación de los acopladores direccionales directo e inverso entre la salida del amplificador de potencia (u oscilador en el canal de medición) y la entrada al primer puerto del circulador y entre el tercer puerto del circulador y la carga de descarga de energía, respectivamente.
Se puede lograr un mayor aislamiento o una mayor sensibilidad de medición entre las señales directa e inversa insertando uno o más circuladores adicionales (con 50 cargas de descarga conectadas entre el tercer puerto y tierra) entre el acoplador de señal directa y el primer puerto del primer circulador, usándose el circulador final para medir la señal reflejada. Cada circulador adicional aumentará el aislamiento en términos de la señal de potencia inversa que corrompe la señal de potencia directa por el aislamiento del flujo de potencia no deseado del circulador, es decir, tres circuladores adicionales con aislamiento en la ruta no deseada de 20 dB aumentarán el aislamiento general en 60 dB.
En el modo de tratamiento, la interfaz de usuario 152 puede indicar la dosis de energía suministrada al tejido, el tiempo de tratamiento y cualquier otra información útil y/o pertinente. Se observa que, en el modo de tratamiento, la interfaz de usuario 152 puede proporcionar tanto información sobre el tratamiento con microondas como sobre el tratamiento por electroporación (por ejemplo, ancho del pulso, ciclo de trabajo, amplitud, etc.). En el modo de biopsia, puede ser deseable que la interfaz de usuario 152 muestre un tipo de célula detectada por el citómetro 153, un nivel de tejido contenido en el recipiente 150 y el momento en que la bomba 106 ha sido activada. En el modo de medición, puede ser deseable que la interfaz de usuario 152 muestre o presente el tipo de tejido y/o el estado del tejido. Además, en el modo de biopsia y/o en el modo de medición, también puede ser deseable hacer sonar una alarma audible o hacer parpadear la pantalla cuando se detecta tejido canceroso.
Tal como se ha mencionado anteriormente, el instrumento electroquirúrgico 104 también está configurado para realizar la electroporación, sin embargo, por motivos de claridad, el aparato requerido para habilitar las capacidades de electroporación no se muestra en la figura 2(a). En una realización, el aparato para realizar la electroporación es parte del generador como se describe en el documento WO 2012/076844. Este aparato podría incorporarse al sistema de la figura 2(a) de varias formas. Por ejemplo, el aparato podría conectarse en el interruptor 140, es decir, el interruptor 140 puede modificarse para que tenga una tercera posición adicional para suministrar señales de electroporación al instrumento electroquirúrgico 104. Como alternativa, un interruptor adicional que tenga dos posiciones podría insertarse en un lado distal del interruptor 140, en donde una posición conecta el cable de transmisión flexible 142 al interruptor 140, y la otra posición conecta el cable de transmisión flexible 142 al aparato de electroporación. En cualquier caso, el sistema de la figura 2(a) se puede actualizar para proporcionar una señal de electroporación al instrumento electroquirúrgico 104 además de la energía de microondas. Las señales de electroporación y la energía de microondas se pueden suministrar al instrumento electroquirúrgico 104 por separado o simultáneamente.
En la figura 2(a), el citómetro 153 se incluye como parte del recipiente 150. Sin embargo, en otras realizaciones, uno o más del recipiente 150, la bomba 106, la válvula 151 y el citómetro 153 pueden combinarse en el mismo aparato físico. Por ejemplo, el recipiente 150 puede ser una región dentro del citómetro 153 (por ejemplo, una región de detección), y la bomba 106 y la válvula 151 pueden ser partes del citómetro 153 que actúan para extraer células de la región de tratamiento al citómetro 153 para su clasificación. Es decir, el recipiente 150, la bomba 106, la válvula 151 y el citómetro 153 pueden ser reemplazados por un solo aparato que está conectado al controlador 114 y es controlado por este. Esta combinación (también conocida como conjunto de identificación de células) puede tener todas o algunas de las capacidades del recipiente 150, la bomba 106, la válvula 151 y el citómetro 153. En consecuencia, el conjunto de identificación de células puede aplicarse para obtener tejido de biopsia (por ejemplo, líquido y células) de una zona de tratamiento usando el instrumento electroquirúrgico 104. El conjunto de identificación de células puede aplicarse para generar una muestra del tejido de la biopsia y clasificar las células de la muestra para detectar la presencia de uno o más tipos de células diferentes, tales como, por ejemplo, células cancerosas, células madre cancerosas, células sanas, células no cancerosas. Además, el conjunto de identificación de células puede proporcionar una señal de detección al controlador 114 para informar al controlador 114 de la presencia de determinados tipos de células (por ejemplo, células cancerosas o células madre cancerosas). De este modo, el controlador 114 puede realizar diferentes operaciones basadas en la señal de detección, por ejemplo, en la detección de células madre cancerosas, el controlador 114 puede controlar el aparato para realizar la electroporación usando un perfil de pulso concreto durante una duración concreta y/o la extirpación por microondas a una potencia concreta durante una duración concreta. En consecuencia, el conjunto de identificación de células proporciona un mecanismo para detectar un tipo de célula concreta en tejido de biopsia y notificar al controlador 114 de la detección, para que el controlador 114 pueda controlar el sistema en función de la notificación.
Tal como se ha mencionado anteriormente con respecto a la figura 2(a), algunas realizaciones pueden incluir un detector 120 que detecta cambios en la cantidad de energía de microondas reflejada por el tejido biológico en una zona de tratamiento. El controlador 114 puede entonces configurarse para reconocer que un cambio determinado corresponde a la aparición de células cancerosas. Así, el detector 120 y el controlador 114 pueden realizar una primera etapa de detección utilizando la energía de microondas. Además, las realizaciones incluyen un conjunto de identificación de células que identifica la presencia o la ausencia de determinados tipos de células en una muestra de biopsia utilizando un citómetro 153. Así, el conjunto de identificación celular puede realizar una segunda etapa de detección. Por ejemplo, la primera etapa de detección se puede usar para identificar células cancerosas a partir de células sanas, y la segunda etapa de detección se puede realizar en las células cancerosas identificadas para identificar las células madre cancerosas con respecto a otras células cancerosas. Sin embargo, en otras realizaciones, la segunda etapa de detección puede usarse para confirmar el resultado de la primera etapa de detección. Además, en otras realizaciones, la primera etapa de detección está ausente y sólo está presente la segunda etapa de detección.
En una realización, el sistema de la figura 2(a) se puede configurar además para administrar líquidos (por ejemplo, fármacos o quimioterapia) a la región de tratamiento a través del conducto en el instrumento electroquirúrgico 102 y el tubo de transporte 148. En una realización, el recipiente 150 puede contener un compartimento (no mostrado) para almacenar líquidos para ser suministrados a la región de tratamiento, y una o más válvulas (no mostradas) pueden abrir y cerrar selectivamente una primera ruta, desde el instrumento electroquirúrgico hasta el citómetro 153 para extracción de tejido, y una segunda ruta, desde el compartimento hasta el instrumento electroquirúrgico, para el suministro de líquidos. Dichas una o más válvulas pueden ser controladas por el controlador 114. La bomba 106 puede accionarse en sentido inverso para inyectar líquidos al instrumento electroquirúrgico a lo largo de la segunda ruta, o puede proporcionarse una bomba de inyección distinta. En otra realización, el compartimento puede estar separado del recipiente 150 y puede unirse al tubo de transporte 148 en una unión conmutable (no mostrada). La unión conmutable puede ser controlada por el controlador 114 para abrir y cerrar selectivamente las rutas primera y segunda para permitir la extracción de tejido y el suministro de líquidos. En otra realización, se puede liberar una conexión entre el tubo de transporte 148 y el recipiente 150 o el citómetro 153 para que el tubo de transporte 148 se pueda separar del recipiente 150 o del citómetro 153 y luego volver a unirlo al compartimento, y viceversa. Así, en una realización, el sistema de la figura 2(a) tiene un mecanismo de inyección de líquidos en comunicación fluida con el conducto del instrumento electroquirúrgico 102, de manera que se pueden inyectar líquidos (por ejemplo, fármacos o quimioterapia) en la región de tratamiento.
Instrumento de citómetro
El citómetro (o clasificador de células) 153 como se ha descrito anteriormente con referencia a la figura 2(a) se describirá a continuación con más detalle. En una realización, el citómetro 153 puede ser un citómetro de flujo que detecta y mide las características físicas y químicas de una población de células o partículas. En otra realización, el citómetro 153 puede ser un espectrómetro (por ejemplo, un espectrómetro en miniatura), por ejemplo, que utiliza la espectroscopia Raman para detectar la presencia de uno o más tipos de células particulares o distinguirlas.
En una realización, el citómetro 153 puede incluir un citómetro disponible en el mercado, tal como el sistema DEPArray™ de Menarini-Silicon Biosystems.
En una realización, se puede proporcionar un generador de muestras para generar una muestra para ser clasificada por el citómetro 153. El generador de muestras puede ser parte del recipiente 150, el citómetro 153, o puede ser un elemento distinto conectado tanto al recipiente 150 como al citómetro 153. En cualquier caso, el generador de muestras forma una muestra para el análisis suspendiendo células del recipiente 150 en un líquido (por ejemplo, un líquido tampón) y luego proporcionando (por ejemplo, inyectando) la muestra al citómetro 153. El líquido puede provenir de un depósito de líquido que puede ser parte del recipiente 150, el citómetro 153, o puede ser un elemento distinto conectado tanto al recipiente 150 como al citómetro 153. En cualquier caso, la muestra se puede enfocar para que fluya idealmente una célula a la vez a través de una región de detección del citómetro 153 donde se realiza la clasificación de células en función de la diferencia de firmas electromagnéticas entre diferentes tipos de células (por ejemplo, células madre cancerosas frente a otras células). En una realización que combina manipulación hidrofluídica y electromagnética, las células se clasifican dinámicamente en diferentes ubicaciones físicas o contenedores en función de su susceptibilidad a una señal electromagnética específica. De manera específica, se utilizan campos electromagnéticos en el régimen de MHz para electromanipular selectivamente las células con fuerzas de dielectroforesis (DEP), tal como se ilustra en la figura 2(b). La figura 2(b) muestra una muestra de células que ingresan a una región de entrada 182 (por ejemplo, un canal de microfluidos) del citómetro 153. La muestra incluye una suspensión que contiene células madre cancerosas y uno o más tipos de células. La región de entrada 182 puede configurarse (por ejemplo, adoptar unas dimensiones concretas) para que las células de la muestra fluyan sustancialmente en una sola fila. La región de entrada 182 está en comunicación fluida con una región de detección 184 de modo que la muestra de células fluya hacia la región de detección 184. La región de detección 184 incluye un canal microfluídico entre un primer conjunto de electrodos 186 y un segundo conjunto de electrodos 188. El primer conjunto de electrodos 186 está conectado a un primer circuito de transmisión 187 compuesto por componentes electrónicos (por ejemplo, incluida una fuente de CA), mientras que el segundo conjunto de electrodos 188 está conectado a un segundo circuito de transmisión 189 formado por componentes electrónicos (por ejemplo, incluida una fuente de CA). El primer y el segundo circuito de transmisión pueden ser parte del mismo circuito electrónico. En cualquier caso, el primer y el segundo circuito de transmisión aplican una señal electromagnética a la primera y la segunda matriz para clasificar la muestra de células en ubicaciones concretas dentro de una región de clasificación 190. De manera específica, la región de clasificación 190 incluye un primer contenedor 192 y un segundo contenedor 194. Una célula que entre en la región de detección 184 se desviará (por ejemplo, se moverá) por un campo electromagnético generado por la primera y la segunda matriz debido a la señal electromagnética que se les aplica. La trayectoria de una célula determinada dependerá de las características de la célula (por ejemplo, si la célula es una célula madre cancerosa o no) y de la señal electromagnética. En consecuencia, la señal electromagnética se puede seleccionar de manera que las células madre cancerosas (por ejemplo, un primer tipo de célula predeterminado) sigan una primera trayectoria hacia el primer contenedor 192, mientras que las células madre no cancerosas (es decir, no son el primer tipo de célula predeterminado) siguen una segunda trayectoria hacia el segundo contenedor 194. De este modo, la muestra de células que entra en el citómetro 153 se clasifica en diferentes contenedores. A continuación, el citómetro 153 se puede usar para detectar la presencia o la ausencia de células madre cancerosas en una muestra concreta determinando la presencia o la ausencia de células en el primer contenedor 192. Esta determinación puede ser realizada por el propio citómetro 153 o por un aparato de detección separado (por ejemplo, que es parte del recipiente 150). En cualquier caso, se puede generar una señal de detección para indicar la presencia y/o la ausencia de células madre cancerosas. Esta señal de detección puede enviarse al controlador 114 para que el funcionamiento del sistema pueda basarse en la indicación.
Debe entenderse que en algunas realizaciones se puede proporcionar solamente un único contenedor, por ejemplo, el contenedor 192. De este modo, solo se pueden recolectar las células de un tipo de interés (por ejemplo, células madre cancerosas), mientras que todos los demás tipos de células pueden descartarse.
En un ejemplo, durante un procedimiento de tunelización, el instrumento electroquirúrgico 104 puede usarse (por ejemplo, por un cirujano que opera a un paciente) con la bomba 106 para obtener un primer conjunto de células de biopsia en el recipiente 150, y el citómetro 153 puede usarse para determinar que el primer conjunto de células de biopsia no incluye células madre cancerosas. En este caso, el controlador 114 puede simplemente notificar al usuario (por ejemplo, a través de la interfaz de usuario 152) que no se han detectado células cancerosas. En consecuencia, el usuario puede confiaren que puede tunelizar el instrumento electroquirúrgico 104 más hacia el interior del paciente. Esta secuencia de operaciones puede repetirse una o más veces. En algún momento, el citómetro 153 puede detectar la presencia de células madre cancerosas y transmitir una señal de detección al controlador 114 para informar al controlador 114 de la presencia de células madre cancerosas. Al recibir la señal de detección, el controlador 114 puede realizar varias operaciones diferentes. Por ejemplo, el controlador 114 puede notificar al usuario (por ejemplo, a través de la interfaz de usuario 152) que se han detectado células madre cancerosas. Además o como alternativa, el controlador 114 puede iniciar alguna forma de maniobra de tratamiento usando el instrumento electroquirúrgico 104 y otras partes del sistema. La maniobra de tratamiento puede incluir una o más de las siguientes: realizar una electroporación temporal durante un primer período de tiempo para abrir los poros de las células madre cancerosas (es decir, para sensibilizar las células madre cancerosas); inyectar fármacos (por ejemplo, quimioterapia local) en células madre cancerosas sensibilizadas; activar fármacos inyectados usando la energía de microondas; extirpar las células madre cancerosas usando la energía de microondas durante un segundo período de tiempo; y realizar una electroporación irreversible en las células madre cancerosas durante un tercer período de tiempo (es decir, para extirpar las células). Por supuesto, aunque el sistema podría configurarse para realizar tales maniobras automáticamente (por ejemplo, a través del controlador 114) durante la detección de células madre cancerosas, también es posible que el sistema solo notifique al usuario la presencia de células madre cancerosas (por ejemplo, a través de la interfaz de usuario 152) para que el usuario pueda realizar tales maniobras manualmente.
El ejemplo anterior se concentra en el citómetro 153 que distingue entre células madre cancerosas y otros tipos de células. Sin embargo, debe entenderse que el citómetro 153 puede configurarse para distinguir entre otros tipos o categorías de células. Por ejemplo, el citómetro 153 puede configurarse para distinguir entre células sanas y células cancerosas, o entre células cancerosas y células madre cancerosas, o entre células sanguíneas y células grasas. Cabe señalar que, en este contexto, la expresión "configurado para" incluye seleccionar una señal electromagnética concreta para aplicar a las matrices de la región de detección 184 que desvía un tipo o categoría de célula de manera diferente a uno o más tipos o categorías de células.
Además, tal como se ha analizado anteriormente, en otras realizaciones, uno o más del recipiente 150, la bomba 106, la válvula 151 y el citómetro 153 pueden combinarse en el mismo aparato físico. Por ejemplo, el recipiente 150, la bomba 106, la válvula 151 y el citómetro 153 pueden ser reemplazados por un solo aparato (también conocido como conjunto de identificación de células) que está conectado y controlado por el controlador 114.
Instrumento electroquirúrgico
Un instrumento electroquirúrgico 200 según una realización de la invención se ilustra en las figuras 3 y 4. La figura 3 muestra una vista esquemática lateral en sección transversal de un extremo distal del instrumento electroquirúrgico 200. La figura 4a muestra una vista lateral ampliada en sección transversal de una parte distal del instrumento electroquirúrgico 200, y la figura 4b muestra una vista lateral ampliada en sección transversal de una parte proximal del instrumento electroquirúrgico 200. El instrumento electroquirúrgico 200 puede proporcionar el conjunto distal 118 de la figura 1 o el instrumento electroquirúrgico 104 de la figura 2(a).
El instrumento electroquirúrgico 200 incluye un cable coaxial flexible 202 y una parte de punta radiante 204 montada en un extremo distal del cable coaxial 202. El cable coaxial 202 puede ser un cable coaxial flexible convencional de 50 O adecuado para desplazarse a través del canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica. El cable coaxial incluye un conductor central 206 y un conductor externo 208 que están separados por un material dieléctrico 210. El cable coaxial 202 se puede conectar en un extremo proximal a un generador electroquirúrgico para recibir energía de microondas y una señal de electroporación.
La parte de punta radiante 204 incluye una línea de transmisión coaxial proximal 212 y una punta de aguja distal 214 montada en un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal 212. La línea de transmisión coaxial proximal 212 comprende un conductor interno 216 que está conectado eléctricamente al conductor central 206 del cable coaxial 202 en el extremo distal del cable coaxial 202. El conductor interno 216 tiene un diámetro externo más pequeño que el conductor central 206 y está fabricado con un material que tiene una alta conductividad, por ejemplo, plata.
El conductor interno 216 está rodeado a lo largo de una parte proximal del mismo por un manguito dieléctrico proximal 218. El manguito dieléctrico proximal puede estar fabricado con un material aislante flexible, por ejemplo, PTFE o similares. Un manguito dieléctrico distal 220 está montado sobre una parte distal del conductor interno 216 para formar la parte de punta radiante 214. El manguito dieléctrico distal 220 está formado por un material aislante duro que tiene una mayor rigidez que el manguito dieléctrico proximal 218. Por ejemplo, el manguito dieléctrico distal 220 puede estar fabricado con circonia.
La línea de transmisión coaxial proximal 212 se completa con un conductor externo 222 montado alrededor del manguito dieléctrico proximal 218. El conductor externo 222 está formado por un tubo flexible de material conductor. El tubo está configurado para tener una rigidez longitudinal suficiente para transmitir una fuerza capaz de penetrar el tejido biológico (por ejemplo, la pared del duodeno), al mismo tiempo que presenta una flexión lateral adecuada para permitir que el instrumento se desplace a través del canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica. Los inventores han descubierto que el nitinol es un material especialmente adecuado para el conductor externo 222. El tubo de nitinol puede incluir un recubrimiento conductor, por ejemplo, en su superficie interna, para reducir las pérdidas de transmisión a lo largo de la línea de transmisión coaxial proximal 212. Este recubrimiento puede estar formado por un material que tenga una conductividad superior a la del nitinol, por ejemplo, plata o similar.
El conductor interno 216 incluye una sección hueca que define un orificio (o canal o conducto) 217 desde la interfaz entre un tubo de conexión con el tejido 101 hasta la punta distal de la parte de punta radiante 214, en donde el tejido biológico es succionado hacia el conductor interno 216. El conductor interno 216 también puede tener una sección sólida (es decir, no hueca) entre su conexión con el conductor central 206 y su conexión con el tubo de conexión con el tejido 101. El orificio 217 del conductor interno 216 tiene un diámetro tal que el grosor de la pared entre la sección sólida y la punta distal del conductor interno 216 es tal que el transporte de energía de microondas no se ve afectado por la eliminación de la sección central del conductor interno 216, y la pared de la sección hueca tiene suficiente resistencia para sostenerse y permitir que el instrumento electroquirúrgico se monte con facilidad cuando se fabrica el instrumento. Es preferible que el grosor de la pared de la sección hueca del conductor interno 216 tenga un grosor de al menos cinco o seis profundidades de piel para garantizar que se transfiera la mayor parte de la energía de microondas. La profundidad de la piel está determinada por las propiedades del material y la frecuencia de operación. Por ejemplo, el espesor de la pared de la sección hueca del conductor interno 216 puede ser de aproximadamente cinco micrómetros. El tubo de conexión 101 conecta el orificio 217 del conductor interno 216 al tubo de transporte 148 de la figura 2(a), que está unido al recipiente de recogida 150 (o conjunto de identificación celular). El tubo 101 puede estar fabricado con un material dieléctrico o un conductor. Es preferible que el tubo 101 esté fabricado con un material similar al del manguito dieléctrico 218 para conservar la impedancia característica de la estructura coaxial y minimizar las discontinuidades dentro de la estructura. La ubicación, el tamaño y el material utilizado para el tubo 101 pueden afectar los campos electromagnéticos transversales (EMT) establecidos en la estructura coaxial, pero cualquier cambio en la distribución del campo puede compensarse incluyendo un transformador de ajuste dentro de la estructura cerca del tubo 101; el transformador de ajuste puede ser un terminal de sintonización, que puede ser una patilla conductora o un poste dieléctrico. Si se requiere un medio para igualar el efecto del tubo de conexión 101, entonces la estructura de ajuste puede ser simplemente un cambio en la permitividad relativa del manguito dieléctrico 218 o una patilla adicional insertada a través de la pared del conductor externo 222 en la región del tubo de conexión 101. La realización específica de la estructura de ajuste dependerá de la geometría específica del instrumento electroquirúrgico 200 y puede ser necesario realizar una simulación de campo electromagnético del instrumento electroquirúrgico completo para determinar la mejor estructura de ajuste a utilizar. Cabe señalar que para los canales de alimentación pequeños 217 y los tubos de conexión pequeños 101, la discontinuidad de campo producida por incluir el tubo de conexión 101 en la estructura será despreciable y, por lo tanto, puede ser ignorada. Esta invención no se limita al uso de un solo tubo de alimentación 101. Puede ser preferible usar una pluralidad de tubos de alimentación para minimizar la constricción del flujo dentro del canal de biopsia (o de material) 217. Por ejemplo, se pueden usar cuatro tubos de alimentación en lugar del único tubo de alimentación 101 que se muestra en la figura 3. Puede ser preferible disponer los cuatro tubos de alimentación de modo que la sección transversal total de los tubos sea igual a la sección transversal del canal de biopsia 217 para minimizar una posible constricción que pueda suceder. En este caso, la muestra de biopsia (u otro material) se recogería de cuatro salidas (o entradas si se va a administrar material al cuerpo) en la pared del conductor externo 222. El espacio entre los tubos de alimentación se puede ajustar para minimizar el desajuste causado por la introducción del único tubo de alimentación 101 en el sistema, es decir, esto puede eliminar la necesidad de introducir un transformador de impedancia distinto (o terminal correspondiente).
El conductor externo 222 se superpone a una parte proximal del manguito dieléctrico distal 220 para formar una parte distal de la línea de transmisión coaxial proximal 212. La región de superposición puede considerarse como una línea de transmisión coaxial intermedia. Como el manguito dieléctrico distal 220 tiene una constante dieléctrica más alta que el manguito dieléctrico proximal 218, la región de superposición entre el conductor externo 222 y el manguito dieléctrico distal 220 permite reducir la longitud física de la parte de punta radiante 212 mientras se mantiene la longitud eléctrica deseada. La longitud de la superposición entre el conductor externo 222 y el manguito dieléctrico distal 220 y los materiales dieléctricos de los manguitos dieléctricos distal y proximal pueden seleccionarse para obtener una longitud eléctrica deseada de la parte de punta radiante 212.
La punta de aguja distal 214 incluye un electrodo activo 224 montado en un extremo distal del conductor interno 216. El electrodo activo es una pieza cilíndrica de material conductor (por ejemplo, latón) que tiene un canal central 226 que se extiende a través de la misma. El electrodo activo se ilustra con más detalle en la figura 5, que muestra una vista en perspectiva del electrodo (a) y una vista lateral en sección transversal del electrodo (b). El extremo distal del conductor interno 216 sobresale dentro del canal 226, en donde está conectado eléctricamente al electrodo activo 224 (por ejemplo, a través de una conexión soldada, o con un adhesivo conductor). Un diámetro externo del electrodo activo coincide sustancialmente con un diámetro externo del manguito dieléctrico distal 220, de modo que la punta de aguja distal 214 tenga una superficie externa lisa.
Un elemento de punta puntiaguda 228 está montado en una cara distal del electrodo activo 224 para facilitar la inserción de la punta radiante en el tejido diana. El elemento de punta 228 está preferentemente fabricado con el mismo material que el manguito dieléctrico distal 220 (por ejemplo, circonia). El elemento de punta 228 se muestra con más detalle en la figura 6, que muestra una vista lateral del elemento de punta (a), una vista en perspectiva del elemento de punta (b) y una vista posterior del elemento de punta (c). Se muestra un ejemplo de las dimensiones del elemento de punta 228 en las figuras 6(a) y 6(c). El elemento de punta 228 tiene un cuerpo cónico 230 que tiene una protuberancia 232 que se extiende desde un lado proximal del mismo. La protuberancia 232 tiene una forma para que encaje dentro del canal 226 en el electrodo activo 224, para mantener el elemento de punta 228 en su lugar. El elemento de punta 228 se puede fijar al electrodo activo 224, por ejemplo, utilizando un adhesivo. El elemento de punta 228 también tiene un canal 235 que se extiende a través del mismo. Como se ve más concretamente en la figura 6b, el canal 235 tiene una entrada 237 y una salida 238. La entrada 237 está dispuesta (por ejemplo, tiene unas dimensiones y una colocación) para alinearse con el extremo distal del orificio 217 del conductor interno 216 de modo que el canal 235 proporcione una extensión al orificio 217. La salida 238 se muestra en una parte lateral del elemento de punta 224, aunque debe entenderse que, en otras realizaciones, la salida 238 puede estar ubicada en el vértice del elemento de punta 228. Así, el canal 235 puede o no tener la curva que se muestra en las figuras 3 y 4a.
El manguito dieléctrico proximal 218 y el manguito dieléctrico distal 220 pueden formarse como tubos que se deslizan sobre el conductor interno 216. En una realización, el manguito dieléctrico distal 220 puede estar compuesto por un par de piezas cooperantes que están montadas alrededor del conductor interno 216. La figura 7 muestra un ejemplo de una pieza 700 que puede usarse para formar el manguito dieléctrico distal 220. La figura 7 muestra una vista lateral de la pieza (a), una vista en perspectiva de la pieza (b) y una vista frontal de la pieza (c). Las dimensiones de ejemplo de la pieza 700 se muestran en las figuras 7(a) y 7(c).La pieza 700 es una pieza semicilíndrica de material dieléctrico rígido (por ejemplo, circonia) que tiene una ranura longitudinal 702 que se extiende a lo largo de su longitud. Un par de piezas 700 pueden ensamblarse juntas para formar el manguito dieléctrico distal 220, de modo que las ranuras 702 en cada pieza 700 juntas forman un canal en el que se recibe el conductor interno 216. Las dos piezas 700 se pueden fijar entre sí, por ejemplo, utilizando un adhesivo. Tal estructura del manguito dieléctrico distal 220 puede facilitar el montaje de la parte de punta radiante 212. También se puede usar una estructura similar que comprende un par de piezas cooperantes para el manguito dieléctrico proximal 218.
La línea de transmisión coaxial proximal 212 se fija al extremo distal del cable coaxial 202 mediante un collar (o conector) 236. El collar 236 puede actuar como un engarce radial para fijar la línea de transmisión coaxial proximal 212 en su lugar. El collar 236 también está dispuesto para conectar eléctricamente el conductor externo 208 del cable coaxial 202 al conductor externo 218 de la línea de transmisión coaxial proximal 212. El collar 236 se forma, por lo tanto, a partir de un material conductor, por ejemplo, latón o similares. El collar 236 puede proporcionar al menos parte del conector 144 de la figura 2(a).
Las figuras 8 y 9 muestran una disposición alternativa para la punta distal. En esta disposición, el elemento de punta puntiaguda y el electrodo activo se combinan en un único elemento de punta 250. El elemento de punta 250 comprende una punta puntiaguda distal 252, por ejemplo, que tiene una forma cónica, formado integralmente con una parte cilíndrica proximal 254 que tiene un orificio 256 para recibir una parte distal del conductor interno 216. Como antes, el elemento de punta 250 tiene un canal interno 235 que conecta el interior hueco del conductor interno 216 (es decir, el orificio 217) con la salida 238. El elemento de punta 250 se puede fabricar a partir de una sola pieza de material conductor, tal como plata. En uso, la energía de microondas y la energía que tiene una forma de onda de electroporación se pueden transmitir desde el cable coaxial 202 a la parte de punta radiante. La energía recibida del cable coaxial 202 puede transmitirse a lo largo de la línea de transmisión coaxial proximal 212 a la punta de aguja distal 214, desde donde puede ser suministrada al tejido diana.
Con las energías de microondas, la punta de aguja distal 214 se dispone para actuar como un transformador de media longitud de onda para suministrar la energía de microondas al tejido diana. Dicho de otro modo, una longitud eléctrica de la punta de aguja distal 214 puede corresponder a la mitad de la longitud de onda de la energía de microondas. De esta forma, la energía de microondas se puede suministrar de manera eficiente al tejido diana para realizar la extirpación del tejido.
La energía de microondas puede administrarse en pulsos para minimizar el calentamiento en la parte de punta radiante 212 durante la extirpación por microondas. Los inventores han descubierto que los ciclos o perfiles de suministro de energía enumerados a continuación pueden permitir un suministro eficiente de energía de microondas, al tiempo que minimizan el calentamiento en la parte de punta radiante 212, aunque también son posibles otros ciclos de suministro de energía:
• 10 ms de suministro de energía de microondas seguido de 90 ms de inactivación (es decir, sin suministro de energía de microondas);
• 10 ms de suministro de energía de microondas seguido de 50 ms de inactivación;
• 10 ms de suministro de energía de microondas seguido de 30 ms de inactivación;
• 100 ms de suministro de energía de microondas seguido de 900 ms de inactivación;
• 100 ms de suministro de energía de microondas seguido de 500 ms de inactivación;
• 100 ms de suministro de energía de microondas seguido de 300 ms de inactivación;
Cuando la energía de electroporación se transmite a la parte de punta radiante, se puede establecer un campo eléctrico entre el electrodo activo 224 y una parte distal 239 (extremo distal) del conductor externo 222. De esta forma, un borde más distal o una terminación final del conductor externo 222 (que puede estar expuesto) puede comportarse como un electrodo de retorno para la energía de electroporación. El campo eléctrico puede causar la electroporación (por ejemplo, electroporación irreversible) del tejido ubicado alrededor de la punta de aguja distal 214. Como el electrodo activo 224 está dispuesto sustancialmente de forma simétrica alrededor de un eje longitudinal del instrumento, el campo eléctrico causado por la forma de onda de electroporación puede ser axialmente simétrico. En otros ejemplos, la región de tratamiento puede ser asimétrica, por ejemplo, mediante una configuración adecuada del electrodo activo.
El instrumento electroquirúrgico 200 está configurado para usarse como un dispositivo de extirpación para suministrar energía de microondas y de electroporación transportada a lo largo del cable coaxial al tejido biológico. El instrumento electroquirúrgico 200 está diseñado, en especial, para ser adecuado para la inserción a través de un canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica (por ejemplo, un aparato de ultrasonidos endoscópico (USE)) hasta una zona de tratamiento. La zona de tratamiento puede ser el páncreas, por lo que se inserta un tubo de instrumentos del dispositivo de exploración quirúrgica en el duodeno, después de lo cual el instrumento electroquirúrgico 200 se extiende para penetrar a través de la pared del duodeno en el páncreas para el tratamiento.
El instrumento electroquirúrgico puede tener varias características que lo hagan adecuado para su uso en este contexto. La parte de punta radiante 212 del instrumento tiene, de modo deseable, una longitud igual o superior a 40 mm con un diámetro externo máximo de aproximadamente 19G (1,067 mm) o 22G (0,7176 mm). Esto puede garantizar que la aguja sea lo suficientemente larga para llegar a los tumores, por ejemplo, ubicados dentro del páncreas, y puede garantizar que el orificio de penetración no sea demasiado grande para facilitar la curación.
La figura 3 muestra un ejemplo de las dimensiones del instrumento electroquirúrgico 200. En un primer ejemplo, la dimensión indicada por la referencia 240, que corresponde a la longitud del manguito dieléctrico proximal 218, puede ser de 37,0 mm. La dimensión indicada por la referencia 242, que corresponde a la longitud de superposición entre el conductor externo 222 y el manguito dieléctrico distal 220, puede ser de 4,70 mm. La dimensión indicada por la referencia 244, que corresponde a la distancia desde el extremo distal del conductor externo 222 al extremo distal del electrodo activo 224, puede ser de 3,00 mm. En un segundo ejemplo, que utiliza el elemento de punta que se muestra en la figura 9, la dimensión 240 es de 37,0 mm, la dimensión 242 es de 8,30 mm y la dimensión 244 es de 5,00 mm.
La figura 10 muestra una disposición alternativa para el extremo proximal del instrumento electroquirúrgico 200. En esta realización, el extremo distal del instrumento electroquirúrgico 200 es como se presenta en la figura 4(a) descrita anteriormente. Se observa que el extremo distal está situado a la derecha de la figura 10 (es decir, opuesto a la figura 4(b)). Tal como se ha señalado anteriormente, el instrumento electroquirúrgico 200 tiene una estructura de alimentación coaxial que comprende el conductor externo 222 separado del conductor interno 216 por el material dieléctrico 218. El conductor interno 216 es hueco para definir el canal 217 para extraer tejido de biopsia (por ejemplo, células o líquido) de una zona de tratamiento en el extremo distal del instrumento. Sin embargo, en esta disposición alternativa, la estructura de alimentación es de alimentación lateral, es decir, la energía de microondas se suministra al instrumento 200 desde una dirección que forma un ángulo con respecto al eje de la estructura de alimentación, es decir, 90° al eje. Como antes, la energía de microondas se suministra desde un conjunto de cables 202; sin embargo, esta vez el cable 202 está conectado al instrumento 200 a través de un conector 300. El conector 300 puede formar parte del conector 144 de la figura 2(a). El conector 300 puede ser convencional, por ejemplo, de tipo N, de tipo SMA y/o MCX. El conector 300 tiene una patilla central 302 que se extiende desde el conector 300 a través del material dieléctrico 218 para hacer contacto con el conductor interno 216. El conector 300 también tiene un manguito externo conductor 304 en contacto eléctrico con el conductor externo 222. Para garantizar que la alimentación de energía sea eficiente, el conductor interno 216 (302) y el conductor externo 222 (304) se ponen en contacto eléctrico entre sí en un extremo proximal 306 del instrumento 200 para crear una condición de cortocircuito, y la patilla central 302 se pone en contacto con el conductor interno 216 a un distancia que es un múltiplo impar de un cuarto de longitud de onda desde la ubicación del cortocircuito para producir un máximo de campo E en este punto. Esto se muestra como el signo de referencia 'd' en la figura 10.
Una ventaja de la disposición de alimentación lateral es que el tejido de la biopsia (por ejemplo, líquido o células) se puede extraer a lo largo del eje de la estructura coaxial, por ejemplo, a través del tubo de extracción flexible 101 unido al extremo proximal 306 del instrumento 200. La ruta de extracción puede así estar libre de curvas cerradas, lo cual puede facilitar un flujo sin obstáculos. Se puede unir un tapón 308 para sellar alrededor de la interfaz entre el instrumento 200 y el tubo de extracción 101 para evitar fugas.
Las características divulgadas en la descripción anterior, o en las siguientes reivindicaciones, o en los dibujos adjuntos, expresadas en sus formas específicas o en términos de un medio para realizar la función divulgada, o un método o proceso para obtener los resultados divulgados, según sea apropiado, pueden, por separado, o en cualquier combinación de tales características, utilizarse para realizar la invención en diversas formas de la misma.
Si bien la invención se ha descrito junto con las realizaciones a modo de ejemplo descritas anteriormente, muchas modificaciones y variaciones equivalentes serán evidentes para los expertos en la materia cuando se les proporcione esta divulgación. En consecuencia, los ejemplos de realizaciones de la invención expuestos anteriormente se consideran ilustrativos y no limitantes. Se pueden realizar diversos cambios en las realizaciones descritas sin apartarse del alcance de la invención.
Para evitar cualquier duda, cualquier explicación teórica proporcionada en este documento se proporciona con el fin de mejorar la comprensión del lector. Los inventores no desean verse limitados por ninguna de estas explicaciones teóricas.
Los títulos de sección usados en el presente documento son solo para fines organizativos y no deben interpretarse como una limitación de la materia objeto descrita.
A lo largo de esta memoria descriptiva, incluidas las reivindicaciones que siguen, salvo que el contexto requiera lo contrario, los términos "tener", "comprender" e "incluir", y variaciones, tales como "tiene", "comprende", "que comprende" e "incluido" se entenderá que implican la inclusión de un número entero o etapa o grupo de números enteros o etapas establecidos, pero no la exclusión de cualquier otro número entero o etapa o grupo de números enteros o etapas.
Cabe señalar que, tal como se utilizan en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas en singular "un/una" y "el/la" incluyen los referentes a los plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario. En el presente documento, los intervalos se pueden expresar como desde "aproximadamente" un valor concreto y/o hasta "aproximadamente" otro valor concreto. Cuando se expresa un intervalo de este tipo, otra realización incluye desde el valor concreto y/o hasta el otro valor concreto. De forma similar, cuando los valores se expresan como aproximaciones, mediante el uso del antecedente "aproximadamente", se entenderá que el valor concreto forma otra realización. El término "aproximadamente" en relación con un valor numérico es opcional y significa, por ejemplo, /-10 %.
Los términos "preferido" y "preferentemente" se utilizan en el presente documento para referirse a realizaciones de la invención que pueden proporcionar ciertos beneficios en algunas circunstancias. Cabe advertir, sin embargo, que también se pueden preferir otras realizaciones bajo las mismas o diferentes circunstancias. Por lo tanto, la enumeración de una o más realizaciones preferidas no significa ni implica que otras realizaciones no sean útiles, y no pretende excluir otras realizaciones del alcance de la divulgación o del alcance de las reivindicaciones.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema electroquirúrgico, que comprende:
un generador electroquirúrgico (102) dispuesto para suministrar energía de microondas y una señal de electroporación;
un instrumento electroquirúrgico (104) para su inserción en una región de tratamiento en un tejido biológico, comprendiendo el instrumento electroquirúrgico:
un cable coaxial conectado al generador electroquirúrgico para recibir la energía de microondas y la señal de electroporación,
una parte de punta radiante en forma de barra acoplada a un extremo distal del cable coaxial para recibir la energía de microondas y la señal de electroporación, estando configurada la parte de punta radiante para irradiar la energía de microondas desde su extremo distal hacia la región de tratamiento y para establecer un campo eléctrico en su extremo distal usando la señal de electroporación para electroporar tejido biológico en la región de tratamiento, y
un conducto (148) configurado para transportar tejido biológico lejos de la región de tratamiento; y
un citómetro (150) en comunicación fluida con el conducto para recibir tejido biológico, estando configurado el citómetro para detectar la presencia de un primer tipo de célula predeterminado en el tejido biológico recibido.
2. El sistema electroquirúrgico de la reivindicación 1, en donde la parte de punta radiante comprende:
una línea de transmisión coaxial proximal configurada para recibir y transmitir la energía de microondas, incluyendo la línea de transmisión coaxial proximal un conductor interno, un conductor externo y un material dieléctrico que separa el conductor interno del conductor externo; y
una punta de aguja distal montada en un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, comprendiendo la punta de aguja distal un manguito dieléctrico rígido que se extiende en la dirección longitudinal desde un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, en donde la parte de punta radiante en forma de barra tiene un diámetro menor que el diámetro del cable coaxial,
en donde el manguito dieléctrico rígido rodea un elemento conductor alargado que está eléctricamente conectado al conductor interno de la línea de transmisión coaxial proximal y se extiende más allá de un extremo distal del conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal, en donde el elemento conductor alargado está configurado para actuar como un transformador de media longitud de onda para la energía de microondas para así irradiar la energía de microondas desde la punta de aguja distal hacia el tejido biológico, en donde el elemento conductor alargado termina en un electrodo activo expuesto en un extremo distal de la punta de aguja distal, y en donde el electrodo activo está separado axialmente de un electrodo de retorno que está conectado eléctricamente al extremo distal del conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal, estando configurados el electrodo activo y el electrodo de retorno para establecer el campo eléctrico para la electroporación del tejido biológico en la punta de aguja distal.
3. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal es más flexible que el manguito dieléctrico rígido.
4. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en donde el electrodo activo es un anillo conductor dispuesto concéntricamente con el elemento conductor alargado.
5. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el anillo conductor tiene un canal que se extiende longitudinalmente a través del mismo, y en donde una parte del elemento conductor alargado está contenida dentro del canal.
6. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la punta de aguja distal comprende un elemento de punta montado en un extremo distal del anillo conductor, y en donde un extremo distal del elemento de punta es puntiagudo.
7. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en donde una parte distal del conductor externo se superpone a una parte proximal del manguito dieléctrico rígido.
8. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en donde el conducto incluye un orificio en el conductor interno y el elemento conductor alargado, y en donde el conducto incluye al menos un tubo conectado al conductor interno para transportar el tejido biológico lejos del orificio.
9. Un sistema electroquirúrgico de la reivindicación 8, en donde el conducto incluye una salida en el eje de la línea de transmisión coaxial proximal, y la energía de microondas y la señal de electroporación están conectadas a la parte de punta radiante formando un ángulo con el eje de la línea de transmisión coaxial proximal.
10. Un sistema electroquirúrgico de la reivindicación 8, en donde la energía de microondas y la señal de electroporación se introducen en la parte de punta radiante a lo largo del eje de la línea de transmisión coaxial proximal, y el tejido biológico se extrae utilizando al menos un tubo que forma un ángulo con el eje de la línea de transmisión coaxial proximal.
11. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el conducto está integrado con la parte de punta radiante.
12. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un dispositivo de exploración quirúrgica que tiene un tubo de inserción flexible para insertarlo en el cuerpo de un paciente, en donde el tubo de inserción flexible tiene un canal de instrumentos que avanza a lo largo de su longitud, y en donde el instrumento electroquirúrgico tienes unas dimensiones para encajar dentro del canal de instrumentos.
13. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:
un detector configurado para detectar la potencia de microondas reflejada desde la región de tratamiento, y un controlador configurado para detectar un segundo tipo de célula predeterminado en el tejido biológico en la región de tratamiento en función de los cambios en la potencia de microondas reflejada detectada.
14. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un mecanismo de coincidencia de la impedancia dispuesto para hacer coincidir la impedancia del generador electroquirúrgico con la de la parte de punta radiante.
15. El sistema electroquirúrgico de cualquier reivindicación anterior, que comprende además un conjunto de identificación de células que comprende:
el citómetro,
una bomba de succión en comunicación fluida con el conducto para extraer tejido biológico del mismo, un generador de muestras para suspender células del tejido biológico extraído en un líquido para generar una muestra, en donde el citómetro está configurado para detectar la presencia del primer tipo de célula predeterminado utilizando la muestra.
16. El sistema electroquirúrgico de cualquier reivindicación anterior, que comprende además un mecanismo de inyección de líquidos en comunicación fluida con el conducto, estando configurado el mecanismo de inyección de líquidos para inyectar líquidos en la región de tratamiento.
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