ES2955237T3 - Sistema electroquirúrgico - Google Patents

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ES2955237T3 ES20722564T ES20722564T ES2955237T3 ES 2955237 T3 ES2955237 T3 ES 2955237T3 ES 20722564 T ES20722564 T ES 20722564T ES 20722564 T ES20722564 T ES 20722564T ES 2955237 T3 ES2955237 T3 ES 2955237T3
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Shaun Preston
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Abstract

Diversas realizaciones proporcionan un sistema electroquirúrgico para tratar tejido biológico. El sistema comprende: un generador electroquirúrgico configurado para suministrar energía de microondas pulsada; y un instrumento electroquirúrgico. El instrumento electroquirúrgico comprende un cable coaxial flexible dispuesto para transmitir la energía de microondas pulsada; y una porción de punta radiante conectada a un extremo distal del cable coaxial y configurada para recibir la energía de microondas pulsada. La porción de punta radiante tiene un diámetro exterior máximo que es de 1,0 mm o menos, y en donde el diámetro exterior máximo de la porción de punta radiante es menor que el diámetro exterior del cable coaxial. Además, la porción de punta radiante comprende: una línea de transmisión coaxial proximal para transportar la energía de microondas pulsada; y una punta de aguja distal montada en un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, estando dispuesta la punta de aguja distal para suministrar la energía de microondas pulsada al tejido biológico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema electroquirúrgico
Campo de la invención
La invención se refiere a un instrumento electroquirúrgico para suministrar energía electromagnética a un tejido biológico con el fin de extirpar un tejido diana. El sistema electroquirúrgico incluye un generador electroquirúrgico para suministrar energía de microondas y un instrumento electroquirúrgico dispuesto para recibir la energía de microondas y suministrarla al tejido diana. El instrumento electroquirúrgico puede disponerse para extirpar tejidos, tales como un tumor, un quiste u otra lesión. El sistema puede ser especialmente adecuado para el tratamiento de tejidos en el páncreas, el pulmón o el hígado.
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, el dispositivo para suministrar energía EM al tejido corporal incluye un generador que comprende una fuente de energía e M y un instrumento electroquirúrgico conectado al generador para suministrar la energía al tejido. 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 el 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 los órganos blandos humanos tiene habitualmente entre el 70 % y el 80 % de contenido en 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 en frecuencias de microondas, produciendo la coagulación del tejido y la muerte celular. Se conoce el uso de sondas emisoras 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. En este contexto, se remite al documento US2001/0039416 A1.
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 que está dispuesto para suministrar energía de microondas pulsada al tejido biológico a través de una parte de punta radiante de diámetro pequeño (por ejemplo, 1,0 mm o menos). Una ventaja de usar una parte de punta radiante de diámetro pequeño es que se puede minimizar el tamaño de un orificio de inserción que se produce cuando se inserta la parte de punta radiante en el tejido diana, lo que puede reducir el sangrado y facilitar la cicatrización. Sin embargo, un inconveniente de una dicha parte de punta radiante de diámetro pequeño de este tipo es que la transmisión de energía de microondas a través de la parte de punta radiante puede provocar un calentamiento excesivo de la parte de punta radiante. Este calentamiento excesivo puede causar quemaduras y, por lo tanto, dañar el tejido sano. Los inventores han superado este inconveniente configurando el sistema electroquirúrgico para suministrar la energía de microondas de forma pulsada. Al suministrar la energía de microondas de manera pulsada, es posible evitar un calentamiento excesivo de la parte de punta radiante. Esto puede permitir un tratamiento eficaz del tejido biológico diana con la parte de punta radiante, al tiempo que se evita dañar al tejido sano circundante.
La parte de punta radiante de los instrumentos electroquirúrgicos convencionales que se pueden usar para tratar el hígado suele tener un diámetro externo de entre 2 y 3 mm. Los inventores han descubierto que el uso de dichos instrumentos electroquirúrgicos en el hígado puede producir un sangrado excesivo que puede ser difícil de controlar durante un procedimiento quirúrgico. Si un cirujano no puede controlar dicho sangrado durante un procedimiento quirúrgico, puede ser necesario retirar el instrumento electroquirúrgico e intentar continuar el procedimiento con otros medios.
En cambio, el sistema electroquirúrgico de la invención puede ser especialmente adecuado para tratar tejidos en regiones altamente vascularizadas del cuerpo (por ejemplo, en donde puede haber un sangrado excesivo cuando se perfora el tejido), ya que el pequeño orificio de inserción producido por la parte de punta radiante puede evitar o reducir el sangrado. Por tanto, la combinación de una parte de punta radiante de diámetro pequeño y el suministro de energía de microondas pulsada puede permitir que las regiones altamente vascularizadas del cuerpo sean tratadas con energía de microondas. En concreto, los inventores han descubierto que el uso de la parte de punta radiante de diámetro pequeño del sistema electroquirúrgico de la invención puede evitar un sangrado excesivo cuando se usa para tratar un tejido diana en el hígado. Por tanto, el sistema electroquirúrgico de la invención puede ser especialmente adecuado para su uso en el tratamiento de tejidos en el hígado. Además, la parte de punta radiante de diámetro pequeño puede ser beneficiosa cuando la cicatrización puede ser un problema. Por ejemplo, el instrumento electroquirúrgico de la invención puede permitir reducir la cicatrización cuando se usa para extirpar tumores en las mamas.
De acuerdo con la invención, se proporciona un instrumento electroquirúrgico para el tratamiento de tejidos biológicos, comprendiendo el sistema un generador electroquirúrgico configurado para suministrar energía de microondas pulsada; y un instrumento electroquirúrgico que comprende un cable coaxial flexible dispuesto para transportar la energía de microondas pulsada; y una parte de punta radiante conectada en un extremo distal del cable coaxial y configurada para recibir la energía de microondas pulsada, en donde la parte de punta radiante tiene un diámetro externo máximo de 1,0 mm o menos, y en donde el diámetro externo máximo de la parte de punta radiante es menor que el diámetro externo del cable coaxial, comprendiendo la parte de punta radiante una línea de transmisión coaxial proximal para transportar la energía de microondas pulsada; y una punta de aguja distal montada en un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, estando dispuesta la punta de aguja distal para suministrar la energía de microondas pulsada al tejido biológico.
Los inventores han descubierto que, al hacer que un diámetro externo máximo de la parte de punta radiante sea de 1,0 mm o menos, el sangrado puede reducirse o evitarse significativamente cuando la parte de punta radiante se inserta en el tejido diana. Tal como se ha explicado anteriormente, el uso de energía de microondas pulsada puede garantizar que no se genere un calor excesivo en la parte de punta radiante cuando la energía de microondas se suministra a la parte de punta radiante. A diferencia con el suministro de energía de microondas como una onda continua que puede causar que la parte de punta radiante se caliente rápidamente, la energía de microondas pulsada puede facilitar el mantenimiento de la parte de punta radiante a una temperatura aceptable. El suministro de energía de microondas pulsada también puede permitir que se reduzca la cantidad total de tiempo durante el cual la energía de microondas se suministra a la parte de punta radiante, por ejemplo, suministrando pulsos cortos de alta potencia. De esta forma, el sistema electroquirúrgico se puede utilizar para tratar con eficacia (por ejemplo, extirpar) el tejido diana evitando dañar el tejido sano cercano.
El generador electroquirúrgico puede ser cualquier generador adecuado para suministrar de forma controlada energía de microondas. Un generador adecuado para este fin se describe en el documento WO 2012/076844. El generador electroquirúrgico puede generar energía de microondas pulsada modulando una fuente de energía de microondas para producir un perfil (o forma de onda) que tenga una serie de periodos "activados" (correspondientes a los pulsos de microondas) separados por una serie de periodos "inactivados". En términos generales, la energía de microondas pulsada puede ser energía de microondas que tenga un perfil que comprenda una pluralidad de pulsos (o estallidos) de energía de microondas que están separados por períodos sin energía de microondas. La energía de microondas pulsada puede ser periódica, por ejemplo. puede tener ciclos periódicos con periodos "activados" e "inactivados".
Se pueden utilizar diferentes perfiles de energía de microondas pulsados. Por ejemplo, todos los pulsos de microondas pueden tener la misma duración o pueden tener duraciones diferentes. De forma similar, los períodos entre pulsos pueden ser todos iguales o pueden variar con el tiempo. Los pulsos pueden tener un perfil de potencia predeterminado (es decir, potencia frente a tiempo). En algunos casos, diferentes pulsos pueden tener diferentes perfiles de potencia, en función de un perfil de suministro de energía deseado.
El instrumento electroquirúrgico puede tener unas dimensiones de modo que pueda insertarse en un canal de instrumentos (o de trabajo) de un dispositivo de exploración quirúrgica. Esto puede facilitar la inserción del instrumento electroquirúrgico en el cuerpo del paciente para permitir el acceso a una zona de tratamiento.
El cable coaxial flexible puede ser un cable coaxial convencional de baja pérdida que se puede conectar en un extremo proximal a un generador electroquirúrgico para recibir la energía de microondas pulsada. En algunos casos, el cable coaxial puede estar permanentemente conectado al generador electroquirúrgico. El cable coaxial puede tener un conductor central separado de un conductor externo por un material dieléctrico. El cable 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 a ella y/o facilitar la inserción del instrumento en el canal del instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica. La parte de punta radiante está ubicada en el extremo distal del cable coaxial y está conectada para recibir la energía de microondas pulsada transportada a lo largo del cable coaxial.
La línea de transmisión coaxial proximal puede conectarse eléctricamente al extremo distal del cable coaxial para recibir la energía de microondas pulsada y transmitirla a la punta de aguja distal, donde la energía de microondas pulsada se suministra al tejido diana. 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, se puede seleccionar un material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal para mejorar la coincidencia de impedancia con el tejido diana.
La punta de aguja distal se forma en el extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal. La punta de aguja distal puede incluir una estructura emisora que está dispuesta para recibir la energía de microondas pulsada desde la línea de transmisión coaxial proximal y suministrar la energía al tejido diana. La estructura emisora puede configurarse para producir un perfil de extirpación deseado en el tejido diana. Por ejemplo, la estructura emisora puede ser una antena de microondas monopolar o bipolar para irradiar energía de microondas al tejido circundante. En algunos casos, la estructura del emisor también puede ser capaz de suministrar energía de radiofrecuencia al tejido diana, por separado o en combinación con la energía de microondas pulsada.
La punta de aguja distal puede incluir una punta distal puntiaguda para facilitar la inserción de la punta radiante en el tejido diana.
El diámetro externo máximo de la parte de punta radiante es de 1,0 mm o menos. Por ejemplo, la parte de punta radiante puede ser de calibre 19. En algunos ejemplos, el diámetro externo máximo puede ser de 0,95 mm, de 0,9 mm o menos. El diámetro externo máximo puede referirse al diámetro externo más grande de la parte de punta radiante a lo largo de la longitud de la parte de punta radiante.
El diámetro externo de la parte de punta radiante es menor que el diámetro externo del cable coaxial. Mediante el uso de una parte de punta radiante de diámetro más pequeño, la parte de punta radiante puede ser más flexible que el cable coaxial. Esto puede facilitar la conducción de la punta de aguja distal a la ubicación deseada, por ejemplo, cuando sea necesario conducir el dispositivo a través de una curva cerrada. Una ventaja de usar un cable coaxial con un diámetro externo mayor que el de la parte de punta radiante es que se puede reducir el calentamiento en el cable coaxial, ya que el calentamiento generalmente está relacionado con el diámetro del cable coaxial.
La duración de un pulso de la energía de microondas pulsada puede ser más corta que el tiempo de respuesta térmica de la parte de punta radiante. Esto puede reducir el calentamiento de la parte de punta radiante, ya que la parte de punta radiante puede no reaccionar térmicamente a una magnitud de la energía de microondas pulsada dentro del marco de tiempo de la duración del pulso. Esto puede mejorar la eficiencia con la que se puede suministrar la energía de microondas a la punta de aguja distal, ya que pueden reducirse los efectos de calentamiento (por ejemplo, disipación de energía de microondas) a lo largo de la parte de punta radiante. Esto puede servir para mejorar la eficacia general con la que se puede suministrar energía de microondas al tejido diana.
La duración del pulso puede corresponder a una duración de tiempo de un pulso de energía de microondas en la energía de microondas pulsada suministrada por el generador electroquirúrgico. El tiempo de respuesta térmica puede corresponder a la cantidad de tiempo que tarda la temperatura de la parte de punta radiante en reaccionar (por ejemplo, cambiar en una cantidad dada) cuando se suministra energía de microondas a un nivel de potencia dado a la parte de punta radiante. El tiempo de respuesta térmica de la parte de punta radiante puede depender de la capacidad calorífica de la parte de punta radiante, por ejemplo, cuanto mayor sea la capacidad calorífica, mayor será el tiempo de respuesta térmica. El tiempo de respuesta térmica de la parte de punta radiante se puede medir de modo experimental para determinar un tiempo de duración de pulso adecuado.
En algunas realizaciones, el generador electroquirúrgico puede configurarse para suministrar la energía de microondas pulsada con un ciclo de trabajo del 25 % o menos. Al hacer que el ciclo de trabajo de la energía de microondas pulsada sea del 25 % o menos se puede evitar o reducir los efectos de calentamiento en la parte de punta radiante. Por ejemplo, un ciclo de trabajo del 25 % o menos puede garantizar que los pulsos de microondas sean lo suficientemente cortos como para que la parte de punta radiante no tenga suficiente tiempo para reaccionar térmicamente a los pulsos. En el presente documento, un ciclo de trabajo puede referirse a una fracción de un período de la energía de microondas pulsada en donde el generador electroquirúrgico suministra energía de microondas (el resto del período puede corresponder a un período "activado" en donde no se suministra energía de microondas). Por tanto, con un ciclo de trabajo del 25 % o menos no se puede suministrar energía de microondas durante al menos el 75 % del período de la energía de microondas pulsada. Esto puede garantizar que las pausas entre los pulsos de energía de microondas sean lo suficientemente largas, de modo que haya poca o ninguna acumulación de efectos térmicos a través de múltiples pulsos.
La duración de un pulso de la energía de microondas pulsada puede estar entre 10 ms y 200 ms. Los inventores han descubierto que, usando una duración de pulso entre 10 ms y 200 ms, puede ser posible evitar o reducir los efectos de calentamiento en la parte de punta radiante, de modo que la parte de punta radiante pueda mantenerse a una temperatura aceptable. La combinación de una duración de pulso entre 10 ms y 200 ms con un ciclo de trabajo del 25 % o menos puede garantizar aún más que se eviten o reduzcan los efectos de calentamiento.
En algunas realizaciones, la energía de microondas pulsada puede ser suministrada de acuerdo con uno de los siguientes ciclos:
a) 10 ms de duración del pulso, con 90 ms entre pulsos;
b) 10 ms de duración del pulso, con 50 ms entre pulsos;
c) 10 ms de duración del pulso, con 30 ms entre pulsos;
d) 100 ms de duración del pulso, con 900 ms entre pulsos;
e) 100 ms de duración del pulso, con 500 ms entre pulsos;
f) 100 ms de duración del pulso, con 300 ms entre pulsos; y
g) 200 ms de duración del pulso, con 800 ms entre pulsos.
Los ciclos a) y d) corresponden a un ciclo de trabajo del 10 %;
los ciclos b) y e) corresponden a un ciclo de trabajo de 16,67 %; los ciclos c) y f) corresponden a un ciclo de trabajo
del 25 %; y el ciclo g) corresponde a un ciclo de trabajo del 20 %. Estos ciclos de trabajo pueden permitir que la par de punta radiante se mantenga a una temperatura aceptable durante el tratamiento del tejido diana, al mismo tiempo
que permiten tratar con eficacia el tejido diana.
En algunas realizaciones, una longitud de la parte de punta radiante puede ser igual o superior a 140 mm. Los cables coaxiales que se utilizan normalmente en instrumentos electroquirúrgicos (por ejemplo, el cable coaxial Sucoform 86) suelen tener una cubierta externa muy estañada para permitir el accionamiento longitudinal del cable. Sin embargo, esto puede provocar que el cable coaxial sea relativamente rígido, de modo que sea necesaria una fuerza grande para doblar el cable coaxial. Esto puede causar una gran cantidad de fricción cuando el dispositivo se mueve a través de una curva, por ejemplo, en un canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica. Esto puede impedir el control preciso de una posición de la parte de punta radiante. Los inventores se han dado cuenta de que la inclusión
de una parte de punta radiante larga puede facilitar la flexión del instrumento cerca de su extremo distal, ya que la parte de punta radiante puede tener una mayor flexibilidad en comparación con el cable coaxial. Al hacer que la parte de punta radiante sea de 140 mm o más larga, puede ser posible evitar tener que mover el cable coaxial a través de una parte distal doblada del dispositivo de exploración quirúrgica. Esto puede facilitar, por ejemplo, el despliegue de la parte de punta radiante cuando una parte distal del dispositivo de exploración quirúrgica está en retroflexión. Esta configuración puede ser especialmente beneficiosa para su uso en el páncreas, en donde puede ser necesario que una parte distal del instrumento esté en retroflexión.
En algunas realizaciones, la línea de transmisión coaxial proximal puede comprender un conductor interno que se extiende desde un extremo distal del cable coaxial flexible, estando el conductor interno conectado eléctricamente a un conductor central del cable coaxial flexible; un manguito dieléctrico proximal montado alrededor del conductor interno; y un conductor externo montado alrededor del dieléctrico proximal, en donde la punta de aguja distal comprende un manguito dieléctrico distal montado alrededor del conductor interno, y en donde una parte distal del conductor externo se superpone a una parte proximal del manguito dieléctrico distal. El manguito dieléctrico distal se puede fijar mediante engaste o similar.
El conductor externo puede ser un tubo conductor, por ejemplo, formado a partir de nitinol, un material que presenta
la rigidez longitudinal suficiente para transmitir una fuerza capaz de penetrar el tejido diana. Preferentemente, el tubo conductor también presenta una flexión lateral adecuada para permitir que el instrumento se desplace a través del canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica. Ventajosamente, el nitinol puede proporcionar la rigidez longitudinal suficiente para perforar la pared del duodeno, para permitir el tratamiento de tejidos en el páncreas, sin dejar de proporcionar un alto grado de flexibilidad lateral. La punta de aguja distal puede ser sustancialmente rígida para facilitar la inserción en el tejido biológico.
El conductor interno puede formarse a partir de un material de alta conductividad, por ejemplo, plata. El conductor interno puede tener un diámetro menor que el diámetro del conductor central del cable coaxial flexible. Esto puede
facilitar que la parte de punta radiante se doble. Por ejemplo, el diámetro del conductor interno puede ser de 0,25 mm.
El diámetro preferido 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 de los manguitos dieléctricos distal y proximal, y el diámetro y el material usado para el conductor externo. 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 Q).
La parte de punta radiante puede fijarse al cable coaxial flexible mediante un collar 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.
Un extremo distal del manguito dieléctrico distal puede estar afilado, por ejemplo, puede ahusarse hasta un punto.
Como alternativa, se puede montar un elemento de punta puntiagudo separado en un extremo distal del manguito dieléctrico distal. Esto puede facilitar la inserción del instrumento en el tejido diana, por ejemplo, a través de la pared duodenal o gástrica hacia el páncreas.
El manguito dieléctrico distal puede fabricarse a partir de un material diferente al manguito dieléctrico proximal. El manguito dieléctrico proximal puede fabricarse a partir del mismo material que el material dieléctrico del cable coaxial flexible, por ejemplo, PTFE o similares. En cambio, el manguito dieléctrico distal puede estar fabricado con cualquier material cerámico, poliéter éter cetona (PEEK), PEEK rellena de vidrio. Estos materiales pueden mostrar una rigidez deseable y pueden afilarse. También permiten controlar (por ejemplo, reducir u optimizar) la longitud física de la parte de punta radiante mientras se mantiene su longitud eléctrica. Por tanto, el manguito dieléctrico distal puede tener una mayor rigidez que el manguito dieléctrico proximal. La mayor rigidez del manguito dieléctrico distal puede facilitar la inserción de la parte de punta radiante en el tejido diana, mientras que la mayor flexibilidad del manguito dieléctrico proximal puede facilitar la maniobra de la parte de punta radiante, por ejemplo, a través de curvas.
En algunas realizaciones, un extremo proximal del manguito dieléctrico distal puede incluir una protuberancia dispuesta alrededor del conductor interno, y la protuberancia puede ser recibida en una cavidad con una forma complementaria en un extremo distal del manguito dieléctrico proximal. Tal configuración puede mejorar la conexión mecánica entre los manguitos dieléctricos proximal y distal. Además, la protuberancia puede servir para aumentar un voltaje de ruptura de la parte de punta radiante en una unión entre el manguito dieléctrico proximal y el manguito dieléctrico distal, lo que puede mejorar la seguridad eléctrica de la parte de punta radiante.
La punta de aguja distal está configurada para funcionar como un transformador de media longitud de onda para suministrar la energía de microondas desde la punta de aguja distal. Una ventaja de configurar la punta de aguja distal como un transformador de media longitud de onda puede ser que se minimizan 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 puede minimizar 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 prevista del tejido para proporcionar una buena coincidencia con la frecuencia de la energía de microondas.
En algunas realizaciones, el sistema electroquirúrgico puede incluir 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 tiene unas dimensiones que le permiten encajar dentro del canal de instrumentos.
El sistema electroquirúrgico analizado en el presente documento también puede ser adecuado para tratar tejidos en zonas de tratamiento que son difíciles de alcanzar, por ejemplo, el páncreas o los pulmones, debido a la parte de punta radiante de diámetro pequeño.
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. Por ejemplo, el dispositivo de exploración quirúrgica puede ser un broncoscopio con ultrasonidos, en donde el tubo de inserción está adaptado para su inserción a través de las vías respiratorias de un paciente hacia el árbol bronquial. El broncoscopio puede comprender uno o más transductores de ultrasonidos en un extremo distal del tubo de inserción. Los transductores de ultrasonidos pueden funcionar para ayudar a la inserción y colocación del instrumento electroquirúrgico. En concreto, pueden estar dispuestos para generar imágenes de ultrasonidos de la punta radiante a medida que se extiende desde el extremo distal del canal del instrumento (y más allá del catéter) para penetrar en el tejido en su camino hacia la zona de tratamiento.
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 de 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 alargado. En uso, el extremo proximal está más cerca de un generador para suministrar 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 ampliamente para indicar un intervalo de frecuencia de 400 MHz a 100 GHz, aunque, preferentemente, el 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. La expresión "baja frecuencia" o el término "LF" ("low frequency") puede indicar 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 para la extirpación de tejido que es una realización de la invención;
la figura 2 es una vista en sección esquemática a través de un tubo de instrumentos de un endoscopio que puede usarse con la presente invención;
la figura 3 es una vista lateral esquemática de un instrumento electroquirúrgico que puede utilizarse en un sistema electroquirúrgico de la invención;
la figura 4 es un diagrama en sección transversal del instrumento electroquirúrgico de la figura 3, en donde se ha omitido un conductor externo con fines ilustrativos;
la figura 5 es un diagrama en sección transversal de una sección distal del instrumento electroquirúrgico de la figura 3;
la figura 6 es un gráfico que muestra el perfil de suministro de potencia de la energía de microondas pulsada suministrada por un generador electroquirúrgico que forma parte de un sistema electroquirúrgico de la invención; la figura 7 es un diagrama esquemático en sección transversal de una parte de punta radiante que puede usarse en un sistema electroquirúrgico de la invención;
la figura 8a es un diagrama esquemático en sección transversal de una parte de punta radiante que puede usarse en un sistema electroquirúrgico de la invención;
la figura 8b es una vista en perspectiva de una punta distal de la parte de punta radiante de la figura 8a;
la figura 9a es un diagrama esquemático en sección transversal de una parte de punta radiante que puede usarse en un sistema electroquirúrgico de la invención;
la Fig. 9b es un diagrama esquemático en sección transversal de una parte distal de la parte de punta radiante de la Fig. 9a;
la figura 10 es un diagrama esquemático en sección transversal de una parte de punta radiante que puede usarse en un sistema electroquirúrgico de la invención;
la figura 11 es un diagrama esquemático en sección transversal de una parte de punta radiante que puede usarse en un sistema electroquirúrgico de la invención;
La figura 12 muestra gráficos de pérdida de retorno simulada para instrumentos electroquirúrgicos que tienen las partes de punta radiante en las figuras 8, 8a, 9a, 10 y 11.
Descripción detallada; otras opciones y preferencias
La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema electroquirúrgico 100 que es una realización de la invención. El sistema electroquirúrgico 100 es capaz de suministrar energía de microondas a un extremo distal de un instrumento electroquirúrgico invasivo para realizar la extirpación de tejido. El sistema electroquirúrgico también es capaz de suministrar un líquido, por ejemplo, un medicamento líquido o un líquido refrigerante, al extremo distal de un instrumento electroquirúrgico invasivo. El sistema 100 comprende un generador electroquirúrgico 102 para suministrar de forma controlada energía de microondas. El generador electroquirúrgico está configurado para suministrar energía de microondas pulsada, como se analiza con más detalle a continuación. Un generador adecuado para este fin se describe en el documento WO 2012/076844. El generador electroquirúrgico 102 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 102 puede disponerse para calcular una impedancia observada en el extremo distal del instrumento con el fin de determinar un nivel óptimo de potencia de suministro.
El sistema electroquirúrgico 100 incluye además una junta de interfaz 106 que está conectada al generador electroquirúrgico 102 a través de un cable de interfaz 104. La junta de interfaz 106 también está conectada a través de una línea de flujo de líquido 107 a un dispositivo de suministro de líquido 108, tal como una jeringa. En algunos ejemplos, el sistema puede estar dispuesto, además o como alternativa, para aspirar un líquido de la zona de tratamiento. En este contexto, la línea de flujo de líquido 107 puede transportar líquido lejos de la junta de interfaz 106 hasta un colector adecuado (no mostrado). El mecanismo de aspiración puede estar conectado en un extremo proximal de la línea de flujo de líquido 107.
La junta de interfaz 106 puede albergar un mecanismo de control del instrumento para controlar la posición del instrumento electroquirúrgico. El mecanismo de control puede usarse para controlar la posición longitudinal del instrumento electroquirúrgico y/o la flexión de un extremo distal del instrumento electroquirúrgico. El mecanismo de control se acciona deslizando un gatillo para controlar el movimiento longitudinal (de ida y vuelta) de uno o más cables de control o barras de empuje (no se muestran). 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 106 es combinar las entradas del generador 102, el dispositivo de suministro de líquido 108 y el mecanismo de control del instrumento en una sola varilla flexible (o instrumento electroquirúrgico) 112, que se extiende desde el extremo distal de la junta de interfaz 106.
El sistema electroquirúrgico incluye además un dispositivo de exploración quirúrgica 114, que, en la realización de la presente invención, puede comprender un dispositivo de ultrasonidos endoscópico. La varilla flexible 112 se puede insertar a lo largo de todo un canal de instrumentos (de trabajo) de un dispositivo de exploración quirúrgica 114.
El dispositivo de exploración quirúrgica 114 comprende un cuerpo 116 que tiene varios puertos de entrada y un puerto de salida desde el cual se extiende un tubo de instrumentos 120. El tubo de instrumentos 120, que se ilustra con más detalle en la figura 2, comprende una cubierta externa que rodea una pluralidad de lúmenes. La pluralidad de lúmenes transmite diferentes cosas desde el cuerpo 116 hasta un extremo distal del tubo de instrumentos 120. Uno de la pluralidad de lúmenes es el canal de instrumentos comentado anteriormente. Otros lúmenes pueden incluir un canal para transmitir radiación óptica, por ejemplo, para proporcionar iluminación en el extremo distal o para recopilar imágenes del extremo distal. El cuerpo 116 puede incluir una pieza ocular 122 para ver el extremo distal.
Un dispositivo de ultrasonidos endoscópico, en general, proporciona un transductor de ultrasonidos en una punta distal del tubo de instrumentos, más allá de una abertura de salida del canal de instrumentos. Las señales del transductor de ultrasonidos pueden transmitirse mediante un cable adecuado 126 de regreso a lo largo del tubo de instrumentos hasta un procesador 124, 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 112 tiene un conjunto distal 118 (no dibujado a escala en la figura 1) que está conformado para pasar a través del canal de instrumentos del dispositivo de exploración quirúrgica 114 y sobresalir (por ejemplo, dentro del paciente) en el extremo distal del tubo de instrumentos.
La estructura del conjunto distal 118 que se explica a continuación puede diseñarse especialmente para su uso con un dispositivo de ultrasonidos endoscópico (USE). El diámetro externo máximo del conjunto distal 118 es igual o inferior a 1,0 mm, por ejemplo, menos de 0,95 mm o 0,90 mm. La longitud de la varilla flexible puede ser igual o superior a 1,2 m.
El cuerpo 116 incluye un puerto de entrada 128 para conectarse a la varilla flexible 112. Tal como se explica a continuación, una parte proximal de la varilla flexible puede comprender un cable coaxial convencional capaz de transportar la energía de microondas pulsada desde el generador electroquirúrgico 102 al conjunto distal 118. Los cables coaxiales que son físicamente capaces de ajustarse en el canal de instrumentos de un dispositivo USE están disponibles con los siguientes diámetros externos: 1,19 mm (0,047 pulgadas), 1,35 mm (0,053 pulgadas), 1,40 mm (0,055 pulgadas), 1,60 mm (0,063 pulgadas), 1,78 mm (0,070 pulgadas). También se pueden usar cables coaxiales de tamaño a medida (es decir, fabricados por encargo).
Para controlar una posición de un extremo distal del tubo de instrumentos 120, el cuerpo 116 puede incluir además un accionador de control que se acopla mecánicamente al extremo distal del tubo de instrumentos 120 mediante uno o más cables de control (no mostrados), que se extienden a través del tubo de instrumentos 120. 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 catéter conocido. La manipulación del tubo de instrumentos 120 puede estar asistida por software, por ejemplo, usando un mapa tridimensional virtual ensamblado a partir de imágenes de tomografía computarizada (TC).
La invención puede ser especialmente adecuada para el tratamiento del páncreas. Para alcanzar un sitio diana en el páncreas, el tubo de instrumentos 120 puede necesitar ser guiado a través de la boca, el estómago y el duodeno. El instrumento electroquirúrgico está dispuesto para acceder al páncreas atravesando la pared del duodeno. La invención también puede ser especialmente adecuada para el tratamiento de tejidos en el hígado.
La figura 2 es una vista hacia abajo del eje del tubo de instrumentos 120. En esta realización, hay cuatro lúmenes dentro del tubo de instrumentos 120. El lumen más grande es el canal de instrumentos 132 en el que se recibe la varilla flexible 112. Los otros lúmenes comprenden un canal de señal de ultrasonidos 134, un canal de iluminación 136 y un canal de cámara 138, pero la invención no se limita a esta configuración. Por ejemplo, puede haber otros lúmenes, por ejemplo, para cables de control o suministro o succión de líquidos.
Ahora se describirá un instrumento electroquirúrgico 300 que puede ser parte de un sistema electroquirúrgico de la invención, remitiéndose a las figuras 3 y 4. Las figuras 3 y 4 muestran vistas laterales de una parte distal del instrumento electroquirúrgico 300, que puede corresponder al conjunto distal 118 mencionado anteriormente. El instrumento electroquirúrgico 300 incluye un cable coaxial flexible 302 y una parte de punta radiante 304 que está conectada en un extremo distal del cable coaxial 302. El cable coaxial 302 puede ser un cable coaxial flexible convencional de 50 O adecuado para transportar energía de microondas. El cable coaxial incluye un conductor central y un conductor externo que están separados por un material dieléctrico. El cable coaxial 302 se puede conectar en un extremo proximal a un generador, por ejemplo, al generador 102, para recibir la energía de microondas.
La parte de punta radiante 304 incluye una línea de transmisión coaxial proximal 306 y una punta de aguja distal 308 formada en un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal 306. La línea de transmisión coaxial proximal 306 está conectada eléctricamente al extremo distal del cable coaxial 302 para recibir la energía electromagnética del cable coaxial 302 y transmitirla a la punta de aguja distal 308. La punta de aguja distal 308 está configurada para suministrar la energía electromagnética recibida al tejido biológico diana. En el presente ejemplo, la punta de aguja distal 308 está configurada como un transformador de media longitud de onda para suministrar energía de microondas al tejido biológico diana para extirpar el tejido diana. Dicho de otro modo, una longitud eléctrica de la punta de aguja distal 308 corresponde a media longitud de onda de la energía de microondas (por ejemplo, a 5,8 GHz). Cuando se suministra energía de microondas a la punta de aguja distal 308, ésta puede irradiar la energía de microondas a lo largo de su longitud hacia el tejido biológico circundante.
Un conductor interno 310 de la línea de transmisión coaxial proximal 306 está eléctricamente conectado al conductor central del cable coaxial 302. La parte de punta radiante 304 está asegurada al cable coaxial 302 a través de un collar 312 montado sobre una unión entre el cable coaxial 302 y la parte de punta radiante 304. El collar 312 está fabricado con un material conductor (por ejemplo, latón) y conecta eléctricamente el conductor externo del cable coaxial 302 a un conductor externo 314 de la línea de transmisión coaxial proximal 306. El conductor externo 314 está formado por un tubo de nitinol, que es flexible y proporciona una rigidez longitudinal suficiente para perforar el tejido (por ejemplo, la pared del duodeno). Con fines ilustrativos, el conductor externo 314 se omite de la figura 4 para revelar una estructura interna de la parte de punta radiante 304. También con fines ilustrativos, se ha omitido una longitud de la línea de transmisión coaxial proximal 306 en las figuras 3 y 4, tal como lo indican las líneas discontinuas 307.
La línea de transmisión coaxial proximal 306 incluye un manguito dieléctrico proximal 320 que está dispuesto alrededor del conductor interno 310 y que separa el conductor interno 310 del conductor externo 314. El conductor externo 314 se forma sobre una superficie externa del manguito dieléctrico proximal 320. Un manguito dieléctrico distal 322 está dispuesto alrededor de una parte distal del conductor interno 310 para formar la punta de aguja distal 308. La punta de aguja distal 308 incluye además una punta puntiaguda 324 en su extremo distal para facilitar la inserción de la punta radiante en el tejido diana. El manguito dieléctrico distal 322 puede estar fabricada con un material dieléctrico diferente en comparación con el manguito dieléctrico proximal 504. En un ejemplo, el manguito dieléctrico proximal 504 puede estar fabricado con PTFE (por ejemplo, puede ser un tubo de PTFE) y el manguito dieléctrico distal puede estar fabricado con PEEK. Los ejemplos específicos de materiales que pueden usarse en la parte de punta radiante 304 se analizan a continuación en relación con las figuras 7 a 11.
Una parte distal del conductor externo 314 se superpone a una parte proximal del manguito dieléctrico distal 322. De esta forma, una parte distal de la línea de transmisión coaxial proximal 306 incluye la parte proximal del manguito dieléctrico distal 322. Los materiales de los manguitos dieléctricos proximal y distal y la longitud de la superposición entre el conductor externo 314 y el manguito dieléctrico distal 322 pueden seleccionarse para ajustar una longitud eléctrica de la parte de punta radiante 308 y hacer coincidir la impedancia con la del tejido diana.
El collar 312 incluye un cuerpo sustancialmente cilíndrico 316 que está montado sobre el extremo distal del cable coaxial 302 y que está eléctricamente conectado al conductor externo del cable coaxial 302. El collar 312 incluye además una parte distal 318 que se extiende desde el cuerpo 316 del collar 312 hasta un extremo proximal del conductor externo 314 de la línea de transmisión coaxial proximal 306. La parte distal 318 del collar 312 incluye una superficie distal redondeada. Esto puede reducir la fricción entre el instrumento electroquirúrgico 300 y un canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica cuando el instrumento electroquirúrgico 300 se mueve a lo largo del canal, evitando bordes afilados en la interfaz entre el cable coaxial 302 y la parte de punta radiante 304. Esto también puede facilitar el movimiento del instrumento electroquirúrgico a lo largo del canal cuando el canal está en retroflexión.
El diámetro externo máximo de la parte de punta radiante 304 se indica en la figura 3 mediante flechas 326. En el presente ejemplo, el diámetro externo máximo de la parte de punta radiante 304 corresponde a un diámetro externo del conductor externo 314, ya que este es el componente de la parte de punta radiante 304 que tiene el diámetro externo más grande. El diámetro externo máximo de la parte de punta radiante 304 es de 1,0 mm o menos. Por ejemplo, puede ser de 1,0 mm, 0,95 mm o 0,90 mm. Esto puede garantizar que el tamaño de un orificio de inserción producido por la parte de punta radiante 304 cuando se inserta en el tejido diana sea pequeño, lo cual puede minimizar el sangrado. Esto puede hacer que el instrumento electroquirúrgico 300 sea especialmente adecuado para su uso en regiones altamente vascularizadas del cuerpo, por ejemplo, en el hígado, en donde el sangrado excesivo puede ser un problema.
El diámetro externo del cable coaxial 302 está indicado por las flechas 328 en la figura 3. El diámetro externo del cable coaxial 302 es mayor que el diámetro externo máximo de la parte de punta radiante 304. Por ejemplo, el diámetro externo del cable coaxial 302 puede estar entre 1,19 mm y 2,0 mm, o puede ser superior a 2,0 mm. Al proporcionar la parte de punta radiante 304 con un diámetro externo máximo más pequeño que el cable coaxial, es posible aumentar la flexibilidad de la parte de punta radiante 304 en relación con el cable coaxial 302. Esto puede facilitar la maniobra de la parte de punta radiante 304 hacia una ubicación concreta de tratamiento. Al mismo tiempo, al proporcionar el cable coaxial 302 con un diámetro mayor, las pérdidas de transmisión (por ejemplo, debido al calentamiento) en el cable coaxial 302 pueden reducirse, ya que las pérdidas de transmisión generalmente están relacionadas con el diámetro del cable coaxial 302. Esto puede permitir que la energía de microondas se transmita de manera más eficiente a lo largo del cable coaxial 302 hasta la parte de punta radiante 304.
En algunas realizaciones, el instrumento electroquirúrgico 300 puede estar alojado en un catéter (no mostrado). El instrumento electroquirúrgico 300 puede moverse con respecto al catéter, de modo que la parte de punta radiante 304 pueda retraerse hacia el interior del catéter cuando no esté en uso. Esto puede servir para proteger la parte de punta radiante y evitar que se enganche en el cable del instrumento cuando se inserta en el tubo de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica.
La parte de punta radiante 304 puede tener una longitud igual o superior a 30 mm, por ejemplo, 40 mm. De esta forma, la parte de punta radiante 304 puede ser lo suficientemente larga para que la punta de aguja distal 308 alcance una zona de tratamiento sin tener que insertar una parte del cable coaxial 302 en el tejido. En algunos casos, la parte de punta radiante 304 puede tener una longitud de 140 mm o mayor. Los inventores han descubierto que esto puede facilitar la inserción del instrumento electroquirúrgico 300 en un tubo de instrumentos cuando una parte distal del tubo de instrumentos está en retroflexión, ya que puede evitar tener que empujar el cable coaxial 302 más rígido a través de la parte distal del tubo de instrumentos.
La figura 5 ilustra con más detalle una interfaz entre el manguito dieléctrico proximal 320 y el manguito dieléctrico distal 322. La figura 5 muestra una vista en sección transversal de una sección distal de la parte de punta radiante 304. Con fines ilustrativos, el conductor externo 314 se omite en la figura 5. Un extremo proximal del manguito dieléctrico distal 322 incluye una protuberancia 502 que se extiende desde el extremo proximal del manguito dieléctrico distal 322. La protuberancia 502 tiene una forma generalmente cilíndrica, con un diámetro externo más pequeño que el del manguito dieléctrico distal 322, y está dispuesta alrededor del conductor interno 310. El manguito dieléctrico proximal 320 incluye una cavidad que tiene una forma complementaria a la de la protuberancia 502, en la que se recibe la protuberancia 502. Por tanto, el manguito dieléctrico proximal 320 rodea la protuberancia 502. Puesto que la protuberancia 502 del manguito dieléctrico distal 322 es recibida en el manguito dieléctrico proximal 320, esto sirve para proporcionar una fuerte conexión mecánica entre los manguitos dieléctricos distal y proximal. Además, la protuberancia 502 puede servir para aumentar el voltaje de ruptura de la parte de punta radiante 304 en la interfaz entre el manguito dieléctrico distal 322 y el manguito dieléctrico proximal 320. Esto puede mejorar la seguridad eléctrica de la parte de punta radiante 304.
Como la parte de punta radiante 304 del instrumento electroquirúrgico tiene un diámetro pequeño (es decir, 1,0 mm o menos), puede calentarse rápidamente cuando se le suministra energía de microondas. Esto puede dar como resultado un suministro poco eficiente de energía de microondas a la punta de aguja distal. El calentamiento de la parte de punta radiante 304 también puede dañar el tejido circundante sano. Los inventores han superado este inconveniente configurando el generador electroquirúrgico (por ejemplo, el generador electroquirúrgico 102) del sistema electroquirúrgico de la invención para suministrar la energía de microondas en pulsos. Los inventores han descubierto que el suministro pulsado de energía de microondas puede evitar o reducir los efectos de calentamiento en la parte de punta radiante, de modo que la parte de punta radiante pueda mantenerse a una temperatura aceptable durante un procedimiento quirúrgico.
Para evitar el calentamiento de la parte de punta radiante durante la aplicación de energía de microondas, se puede establecer una duración de pulso de los pulsos de microondas para que sea mayor que un tiempo de respuesta térmica de la parte de punta radiante. De esta forma, la parte de punta radiante puede no tener tiempo para reaccionar térmicamente a la energía de microondas pulsada en la escala de tiempo de los pulsos de microondas. El tiempo de respuesta térmica de la parte de punta radiante se puede medir de modo experimental, mediante la determinación de la cantidad de tiempo que tarda la temperatura de la parte de punta radiante en aumentar en una cantidad determinada (por ejemplo, 5 °C) cuando se suministra energía de microondas a un nivel de potencia determinado (por ejemplo, un nivel de potencia que se utilizará durante un procedimiento electroquirúrgico). a la parte de punta radiante. La duración del pulso se puede ajustar en consecuencia para garantizar que la temperatura de la parte de punta radiante permanece a una temperatura aceptable durante el transcurso de un procedimiento electroquirúrgico.
Los inventores han descubierto que configurar el generador electroquirúrgico para suministrar energía de microondas pulsada con un ciclo de trabajo del 25 % o menos puede evitar o reducir los efectos de calentamiento en la parte de punta radiante para que pueda mantenerse a una temperatura aceptable durante el uso. El generador electroquirúrgico puede configurarse para suministrar energía de microondas de acuerdo con uno de los siguientes ciclos de ejemplo:
a) 10 ms de duración del pulso, con 90 ms entre pulsos;
b) 10 ms de duración del pulso, con 50 ms entre pulsos;
c) 10 ms de duración del pulso, con 30 ms entre pulsos;
d) 100 ms de duración del pulso, con 900 ms entre pulsos;
e) 100 ms de duración del pulso, con 500 ms entre pulsos;
f) 100 ms de duración del pulso, con 300 ms entre pulsos; y
g) 200 ms de duración del pulso, con 800 ms entre pulsos.
Los ciclos a) y d) corresponden a un ciclo de trabajo del 10 %; los ciclos b) y e) corresponden a un ciclo de trabajo de 16,67 %; los ciclos c) y f) corresponden a un ciclo de trabajo del 25 %; y el ciclo g) corresponde a un ciclo de trabajo del 20 %.
La figura 6 ilustra un perfil de suministro de potencia según el ciclo a) indicado anteriormente. El perfil de suministro de potencia de la figura 6 muestra la potencia de la energía de microondas suministrada por el generador electroquirúrgico frente al tiempo. El perfil de suministro de potencia incluye una serie de pulsos de microondas 600, cada uno con una duración de 10 ms. Los pulsos de microondas 600 están separados por intervalos 602, cada uno con una duración de 90 ms. Los pulsos de microondas 600 tienen cada uno una potencia P, tal como se indica en la figura 6. Durante los intervalos 602, el generador electroquirúrgico no suministra energía de microondas (es decir, la potencia suministrada es de 0 W). Cada uno de los pulsos 600 es idéntico e incluye un nivel de potencia constante. Cabe señalar que el perfil de suministro de potencia de la figura 6 no está dibujado a escala. En otros ejemplos, el nivel de potencia de un pulso de microondas puede variar en el transcurso del pulso, en función de un perfil de suministro de energía deseado. En algunos casos, un ciclo de pulsos de microondas puede incluir pulsos que tienen diferentes duraciones y/o niveles de potencia.
Ahora se describirán ejemplos específicos de partes de punta radiante de instrumentos electroquirúrgicos que pueden usarse en un sistema electroquirúrgico de la invención, remitiéndose a las figuras 7 a 11. Las partes de punta radiante descritas a continuación pueden utilizarse, por ejemplo, en lugar de la parte de punta radiante 304 del instrumento electroquirúrgico 300 analizado anteriormente. Las partes de punta radiante 700, 800, 900, 1000 y 1100 que se analizan a continuación tienen, cada una, una configuración general similar. De manera similar a la parte de punta radiante 304, cada una de las partes de punta radiante 700, 800, 900, 1000 y 1100 tiene un conductor interno conectado eléctricamente a un conductor central de un cable coaxial (no mostrado) y un conductor externo conectado eléctricamente a un conductor externo del cable coaxial. Las partes de punta radiante 700, 800, 900, 1000 y 1100 incluyen además cada una un manguito dieléctrico proximal y un manguito dieléctrico distal dispuestos alrededor del conductor interno para formar una línea de transmisión proximal y una punta de aguja distal como se analizó anteriormente en relación con la parte de punta radiante 304.
La figura 7 muestra una vista en sección transversal de una sección distal de una parte de punta radiante 700. Un manguito dieléctrico proximal 706 de la parte de punta radiante 700 puede estar fabricada con un material aislante flexible, por ejemplo, PTFE. Un manguito dieléctrico distal 708 de la parte de punta radiante 700 está formado por una pieza cilíndrica de circonia. Se afila una punta distal 710 del manguito dieléctrico distal 708 para facilitar la inserción de la parte de punta radiante 700 en el tejido. Al fabricar el manguito dieléctrico distal 708 con circonia se puede proporcionar una punta de aguja distal rígida a la parte de punta radiante 700, lo que puede facilitar la perforación del tejido. El uso de circonia también puede permitir acortar la longitud física de la parte de punta radiante, al mismo tiempo que se mantiene una longitud eléctrica deseada.
En la figura 7 se muestra un ejemplo de las dimensiones de la parte de punta radiante 700. La dimensión indicada por la referencia numérica 712, que corresponde a una longitud del manguito dieléctrico proximal 706, puede ser de 37 mm. Cabe señalar que la longitud total del manguito dieléctrico proximal 706 no se muestra en la figura 7. La dimensión indicada por la referencia numérica 714, que corresponde a una superposición entre un conductor externo 704 de la parte de punta radiante 700 y el manguito dieléctrico distal 708, puede ser de 3,6 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 716, que corresponde a una longitud de un conductor interno 702 de la parte de punta radiante 700 que sobresale más allá de un extremo distal del conductor externo 704, puede ser de 1,5 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 718, que corresponde a una longitud de la punta distal 710, puede ser de 1,5 mm. Un diámetro externo máximo de la parte de punta radiante 700, indicado por la referencia numérica 720, es de 1,0 mm o menos. La unión entre el manguito dieléctrico distal 708 y el manguito dieléctrico proximal se puede engastar, por ejemplo, alrededor de la superficie externa del conductor externo 704, 706, para fortalecer la conexión entre el manguito dieléctrico distal 708 y el resto del instrumento.
La figura 8a muestra una vista en sección transversal de una sección distal de una parte de punta radiante 800. Un manguito dieléctrico proximal 806 de la parte de punta radiante 800 puede estar formado por un tubo flexible de material aislante, por ejemplo, PTFE. Un manguito dieléctrico distal 808 de la parte de punta radiante 800 está formado por una pieza cilíndrica de circonia. El manguito dieléctrico distal 808 incluye un orificio en el que se recibe el conductor interno. Una punta distal 810 fabricada con circonia está montada en un extremo distal del manguito dieléctrico distal 808. En la figura 8b se muestra una vista en perspectiva de la punta distal 810. La punta distal 810 tiene un cuerpo cónico 812 que forma una punta puntiaguda para facilitar la inserción de la parte de punta radiante 800 en el tejido. La punta distal 810 incluye una protuberancia 814 que se extiende desde una cara proximal 816 del cuerpo cónico 812. La protuberancia de la punta distal 810 es recibida en el orificio del manguito dieléctrico distal 808, en donde se fija.
La punta se puede fijar usando un adhesivo. Además o como alternativa, la punta se puede fijar engastando el extremo distal.
En la figura 8a se muestra un ejemplo de las dimensiones de la parte de punta radiante 800. La dimensión indicada por la referencia numérica 818, que corresponde a una longitud del manguito dieléctrico proximal 806, puede ser de 37 mm. Cabe señalar que la longitud total del manguito dieléctrico proximal 806 no se muestra en la figura 8a. La dimensión indicada por la referencia numérica 820, que corresponde a una superposición entre un conductor externo 804 de la parte de punta radiante 800 y el manguito dieléctrico distal 808, puede ser de 3,6 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 822, que corresponde a una longitud del manguito dieléctrico distal 808 que sobresale más allá de un extremo distal del conductor externo 804, puede ser de 2,0 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 824, que corresponde a una longitud del cuerpo cónico 812 de la punta distal 810, puede ser de 1,5 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 826, que corresponde a una longitud de la protuberancia 814, puede ser de 0,5 mm. Un diámetro externo máximo de la parte de punta radiante 800, indicado por la referencia numérica 828, es de 1,0 mm o menos.
La figura 9a muestra una vista en sección transversal de una sección distal de una parte de punta radiante 900. Un manguito dieléctrico proximal 906 de la parte de punta radiante 900 puede estar formado por un tubo flexible de material aislante, por ejemplo, PTFE. Un manguito dieléctrico distal 908 de la parte de punta radiante 900 está fabricado con una pieza cilíndrica de poliéter éter cetona (PEEK). El manguito dieléctrico distal 908 incluye una cavidad en un extremo distal del mismo en el que se recibe una punta distal 910 fabricada con circonia. Se forma una conexión de "ajuste a presión" entre la punta distal 910 y el manguito dieléctrico distal 908.
La figura 9b muestra la conexión entre la punta distal 910 y el manguito dieléctrico distal 908 con mayor detalle. La punta distal incluye un cuerpo 912 que se recibe en la cavidad del manguito dieléctrico distal 908. El cuerpo 912 incluye una protuberancia 914 en su superficie externa, que está dispuesta para presionar hacia afuera contra el manguito dieléctrico distal 908 para retener la punta distal 910 en la cavidad. Por tanto, la punta distal 910 puede quedar retenida automáticamente dentro de la cavidad una vez que se ha insertado en la cavidad. La punta distal 910 también se puede fijar en la cavidad usando un adhesivo. La punta distal 910 incluye además una parte cónica 916, que forma una punta puntiaguda en un extremo distal de la parte de punta radiante 900. Una superficie externa del manguito dieléctrico distal 908 se estrecha en un ángulo que coincide con un ángulo de estrechamiento de la parte cónica 916, de modo que una superficie externa de la parte de punta radiante 900 sea lisa. Al fabricar la punta distal 910 con circonia se puede proporcionar una punta distal más afilada, ya que la circonia puede tener una mayor rigidez que la PEEK.
En la figura 9a se muestra un ejemplo de las dimensiones de la parte de punta radiante 900. La dimensión indicada por la referencia numérica 918, que corresponde a una longitud del manguito dieléctrico proximal 906, puede ser de 37 mm. Cabe señalar que la longitud total del manguito dieléctrico proximal 906 no se muestra en la figura 9a. La dimensión indicada por la referencia numérica 920, que corresponde a una superposición entre un conductor externo 904 de la parte de punta radiante 900 y el manguito dieléctrico distal 908, puede ser de 7,0 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 922, que corresponde a una longitud de un conductor interno 902 de la parte de punta radiante 900 que sobresale más allá de un extremo distal del conductor externo 904, puede ser de 5,0 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 924, que corresponde a una longitud de la punta distal 910, puede ser de 2,0 mm. Un diámetro externo máximo de la parte de punta radiante 900, indicado por la referencia numérica 926, es de 1,0 mm o menos.
La figura 10 muestra una vista en sección transversal de una sección distal de una parte de punta radiante 1000. Un manguito dieléctrico proximal 1006 de la parte de punta radiante 1000 puede estar formado por un tubo flexible de material aislante, por ejemplo, PTFE. Un manguito dieléctrico distal 1008 de la parte de punta radiante 1000 está formado por una pieza cilíndrica de PEEK. De manera similar a la parte de punta radiante 800, la punta radiante 1000 incluye una punta distal 1010 fabricada con circonia montada en un extremo distal del manguito dieléctrico distal 1008. La punta distal 1010 tiene una configuración similar a la punta distal 810 que se muestra en la figura 8b, es decir, incluye un cuerpo cónico y una protuberancia 1014 que es recibida en un orificio en el manguito dieléctrico distal 1008.
En la figura 10 se muestra un ejemplo de las dimensiones de la parte de punta radiante 1000. La dimensión indicada por la referencia numérica 1018, que corresponde a una longitud del manguito dieléctrico proximal 1006, puede ser de 37 mm. Cabe señalar que la longitud total del manguito dieléctrico proximal 1006 no se muestra en la figura 10. La dimensión indicada por la referencia numérica 1020, que corresponde a una superposición entre un conductor externo 1004 de la parte de punta radiante 1000 y el manguito dieléctrico distal 1008, puede ser de 6,0 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 1022, que corresponde a una longitud del manguito dieléctrico distal 1008 que sobresale más allá de un extremo distal del conductor externo 1004, puede ser de 5,5 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 1024, que corresponde a una longitud del cuerpo cónico de la punta distal 810, puede ser de 1,5 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 1026, que corresponde a una longitud de la protuberancia 1014, puede ser de 0,5 mm. Un diámetro externo máximo de la parte de punta radiante 1000, indicado por la referencia numérica 1028, es de 1,0 mm o menos.
La figura 11 muestra una vista en sección transversal de una sección distal de una parte de punta radiante 1100. Un manguito dieléctrico proximal 1106 de la parte de punta radiante 1100 puede estar formado por un tubo flexible de material aislante, por ejemplo, PTFE. Un manguito dieléctrico distal 1108 de la parte de punta radiante 1100 está formado por una pieza cilíndrica de PEEK. Se afila una punta distal 1110 del manguito dieléctrico distal 1108 para facilitar la inserción de la parte de punta radiante 1100 en el tejido.
En la figura 11 se muestra un ejemplo de las dimensiones de la parte de punta radiante 1100. La dimensión indicada por la referencia numérica 1118, que corresponde a una longitud del manguito dieléctrico proximal 1106, puede ser de 37 mm. Cabe señalar que la longitud total del manguito dieléctrico proximal 1106 no se muestra en la figura 11. La dimensión indicada por la referencia numérica 1120, que corresponde a una superposición entre un conductor externo 1104 de la parte de punta radiante 1000 y el manguito dieléctrico distal 1108, puede ser de 6,0 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 1122, que corresponde a una longitud de un conductor interno 1102 de la parte de punta radiante 1100 que sobresale más allá de un extremo distal del conductor externo 1004, puede ser de 5,5 mm. La dimensión indicada por la referencia numérica 1024, que corresponde a una longitud de la punta distal 1110, puede ser de 1,5 mm. Un diámetro externo máximo de la parte de punta radiante 1100, indicado por la referencia numérica 1028, es de 1,0 mm o menos.
La figura 12 muestra gráficos simulados del parámetro S (también conocido como "pérdida de retorno") frente a la frecuencia de la energía de microondas para instrumentos electroquirúrgicos que tienen partes de punta radiante 700, 800, 900, 1000 y 1100 descritas anteriormente. Como es bien sabido en el campo técnico, el parámetro S es una medida de la pérdida de retorno de la energía de microondas debido al desajuste de la impedancia y, como tal, el parámetro S indica el grado de desajuste de la impedancia entre el tejido diana y la parte de punta radiante. El parámetro S se puede definir mediante la ecuación Pi = SPr, en donde Pi es la potencia saliente que va hacia el tejido desde el instrumento, Pr es la potencia retroreflejada desde el tejido y S es el parámetro S. En la figura 12, la curva 1200 corresponde a una simulación para la parte de punta radiante 700; la curva 1202 corresponde a una simulación para la parte de punta radiante 800; la curva 1204 corresponde a una simulación para la parte de punta radiante 900; la curva 1206 corresponde a una simulación para la parte de punta radiante 1000; la curva 1208 corresponde a una simulación para la parte de punta radiante 1100. Cabe señalar que las curvas 1200 y 1202 están muy cerca una de la otra y, por lo tanto, parecen superponerse.
Tal como se muestra en la figura 12, a una frecuencia de energía de microondas de 5,8 GHz, el parámetro S es -19,2 dB para la parte de punta radiante 700, -19,3 dB para la parte de punta radiante 800, -26,7 dB para la parte de punta radiante 900, -33,5 dB para la parte de punta radiante 1000 y -30,4 dB para la parte de punta radiante 1100. Esto significa que para cada una de estas partes de punta radiante, muy poca energía de microondas se refleja desde el tejido a 5,8 GHz. Esto indica una buena coincidencia de impedancia entre las partes de la punta radiante y el tejido biológico a la frecuencia aplicada de 5,8 GHz, y que la energía de microondas puede suministrarse de modo eficiente desde la punta radiante al tejido a esta frecuencia.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema electroquirúrgico para el tratamiento de tejidos biológicos, comprendiendo el sistema:
un generador electroquirúrgico configurado para suministrar energía de microondas pulsada; y comprendiendo un instrumento electroquirúrgico:
un cable coaxial flexible dispuesto para transportar la energía de microondas pulsada; y
una parte de punta radiante conectada en un extremo distal del cable coaxial y configurada para recibir la energía de microondas pulsada, en donde la parte de punta radiante tiene un diámetro externo máximo de 1,0 mm o menos, y en donde el diámetro externo máximo de la parte de punta radiante es menor que el diámetro externo del cable coaxial, comprendiendo la parte de punta radiante:
una línea de transmisión coaxial proximal para transportar la energía de microondas pulsada; y una punta de aguja distal montada en un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, estando dispuesta la punta de aguja distal para suministrar la energía de microondas pulsada al tejido biológico.
2. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la duración del pulso de la energía de microondas pulsada es más corta que el tiempo de respuesta térmica de la parte de punta radiante.
3. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2,
en donde el generador electroquirúrgico está configurado para suministrar energía de microondas pulsada con un ciclo de trabajo del 25 % o menos.
4. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 3,
en donde la duración del pulso de la energía de microondas pulsada está entre 10 ms y 200 ms.
5. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 4,
en donde la energía de microondas pulsada se suministra de acuerdo con uno de los siguientes ciclos:
a) 10 ms de duración del pulso, con 90 ms entre pulsos;
b) 10 ms de duración del pulso, con 50 ms entre pulsos;
c) 10 ms de duración del pulso, con 30 ms entre pulsos;
d) 100 ms de duración del pulso, con 900 ms entre pulsos;
e) 100 ms de duración del pulso, con 500 ms entre pulsos;
f) 100 ms de duración del pulso, con 300 ms entre pulsos; y
g) 200 ms de duración del pulso, con 800 ms entre pulsos.
6. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la longitud de la parte de punta radiante es igual o superior a 140 mm.
7. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la línea de transmisión coaxial proximal comprende:
un conductor interno que se extiende desde un extremo distal del cable coaxial flexible, estando el conductor interno conectado eléctricamente a un conductor central del cable coaxial flexible;
un manguito dieléctrico proximal montado alrededor del conductor interno; y
un conductor externo montado alrededor del dieléctrico proximal,
en donde la punta de aguja distal comprende un manguito dieléctrico distal montado alrededor del conductor interno, y
en donde una parte distal del conductor externo se superpone a una parte proximal del manguito dieléctrico distal.
8. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el manguito dieléctrico distal está fabricado con un material diferente al manguito dieléctrico proximal.
9. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 8, en donde un extremo proximal del manguito dieléctrico distal incluye una protuberancia dispuesta alrededor del conductor interno, y en donde la protuberancia es recibida en una cavidad con una forma complementaria en un extremo distal del manguito dieléctrico proximal.
10. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la punta de aguja distal está configurada para actuar como un transformador de media longitud de onda para suministrar la energía de microondas desde la punta de aguja distal.
11. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que incluye además un dispositivo de exploración quirúrgica que tiene un tubo de inserción flexible para la inserción 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 tiene unas dimensiones que le permiten encajar dentro del canal de instrumentos.
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