ES2957810T3 - Aparato para tratar infecciones del tracto urinario - Google Patents

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ES2957810T3 ES21194751T ES21194751T ES2957810T3 ES 2957810 T3 ES2957810 T3 ES 2957810T3 ES 21194751 T ES21194751 T ES 21194751T ES 21194751 T ES21194751 T ES 21194751T ES 2957810 T3 ES2957810 T3 ES 2957810T3
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Christopher Paul Hancock
Morgan Bryant
Louis Turner
Sandra Swain
Julian Mark Ebbutt
John Bishop
Richard Craven
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Creo Medical Ltd
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Abstract

La invención proporciona un aparato para tratar infecciones del tracto urinario. El aparato comprende una sonda alargada que comprende un cable coaxial para transportar energía electromagnética (EM) de radiofrecuencia (RF) y/o energía EM de microondas, una punta de sonda conectada en el extremo distal del cable coaxial para recibir la energía EM de RF y/o microondas. y un conducto de gas para transportar gas a la punta de la sonda. El cable coaxial comprende un conductor interior, un conductor exterior y un material dieléctrico que separa el conductor interior del conductor exterior. La punta de la sonda comprende un primer electrodo conectado al conductor interior del cable coaxial y un segundo electrodo conectado al conductor exterior del cable coaxial. El segundo electrodo encierra un volumen interno de la punta de la sonda, en donde el primer electrodo se extiende longitudinalmente dentro del volumen interno. La punta de la sonda comprende además una tapa aislante montada en un extremo distal del cable coaxial para aislar el cable coaxial del volumen interno. El conducto de gas está en comunicación fluida con el volumen interno a través de una trayectoria de flujo formada entre la tapa aislante y el segundo electrodo. El primer electrodo y el segundo electrodo están configurados para recibir la energía de RF y/o microondas del cable coaxial para establecer un campo eléctrico en el volumen interno a través de una trayectoria de flujo de gas recibida desde el conducto de gas para producir una temperatura térmica o no térmica. plasma en el mismo. La punta de la sonda incluye una salida para liberar plasma del volumen interno. La punta de la sonda comprende una tapa conductora montada en el primer electrodo en un extremo distal del volumen interno, estando la tapa conductora espaciada de un extremo distal del segundo electrodo para definir la salida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para tratar infecciones del tracto urinario
Campo técnico
La invención se refiere a un aparato adecuado para usar en el tratamiento de infecciones del tracto urinario (ITU).
Antecedentes de la invención
Las infecciones del tracto urinario (ITU) son un tipo común de infección y pueden afectar a muchas áreas dentro del tracto urinario. Como se muestra en la Fig. 2, el tracto urinario 50 incluye los riñones 52a, 52b; los uréteres 54a, 54b; la vejiga 56 y la uretra 58. Las ITU pueden provocar dolor e incomodidad y por tanto, es deseable un tratamiento rápido.
Las infecciones pueden estar provocadas por varias bacterias diferentes, aunque la causa más común esEscherichia coli(E. coli).Por tanto, el tratamiento convencional para las ITU son los antibióticos. Sin embargo, además de los efectos secundarios de dicho tratamiento, los antibióticos pueden tardar en surtir efecto y en algunos casos, pueden requerir múltiples ciclos de antibióticos. Además, los antibióticos se están volviendo menos efectivos para tratar las infecciones urinarias, debido al crecimiento de tipos de bacterias resistentes a los antibióticos. El tratamiento lento o ineficaz puede ser particularmente dañino cuando la infección se propaga a los riñones del/de la paciente, que puede tener síntomas más graves y requerir un tratamiento invasivo.
Por tanto, es muy deseable un tratamiento mejorado para las ITU, sin el uso de antibióticos.
El documento GB2520197A divulga un instrumento electroquirúrgico configurado para generar un plasma para realizar una coagulación superficial y emitir un campo de microondas no ionizante para realizar la coagulación dentro del tejido.
El documento GB2547941A divulga un instrumento electroquirúrgico que tiene una punta de sonda conectada en un extremo distal de una línea de transmisión coaxial y canales de líquido y gas para transportar respectivamente líquido y gas a la punta de la sonda. Los electrodos primero y segundo en la punta de la sonda pueden operarse selectivamente en un modo de generación de plasma y en un modo de radiación no ionizante.
El documento US2005/149012A1 divulga un método para el tratamiento de la piel que comprende las etapas de suministrar al menos un pulso de energía de radiofrecuencia a al menos un electrodo para crear un campo eléctrico; hacer pasar gas a través del campo eléctrico para formar plasma a partir del gas; y aplicar el plasma a la superficie de la piel.
El documento WO2019/175063A1, publicado después de la fecha de prioridad, divulga un aparato de esterilización que utiliza plasma térmico o no térmico para desinfectar dispositivos de exploración quirúrgicos, tales como endoscopios, gastroscopios, laparoscopios y similares.
Sumario de la invención
En su forma más general, la presente invención proporciona un aparato de tratamiento que utiliza plasma no térmico para tratar infecciones del tracto urinario (ITU) mediante la destrucción de bacterias.
De acuerdo con la invención, se proporciona un aparato para tratar infecciones urinarias como se establece en la reivindicación 1. El aparato comprende, entre otros: una sonda alargada que comprende un cable coaxial para transportar energía electromagnética (EM) de radiofrecuencia (RF) y/o energía EM de microondas, una punta de sonda conectada en el extremo distal del cable coaxial para recibir la energía EM de RF y/o de microondas y un conducto de gas para transportar gas a la punta de la sonda; en donde el cable coaxial comprende un conductor interno, un conductor externo y un material dieléctrico que separa el conductor interno del conductor externo, en donde la punta de la sonda comprende un primer electrodo conectado al conductor interno del cable coaxial y un segundo electrodo conectado al conductor externo del cable coaxial y en donde el primer electrodo y el segundo electrodo están dispuestos para producir un campo eléctrico a partir de la energía EM de RF y/o EM de microondas a través de una trayectoria de flujo de gas recibida del conducto de gas para producir un plasma no térmico.
De este modo, el aparato permite tratar las ITU sin el uso de antibióticos. El tratamiento que utiliza un aparato de acuerdo con la invención es rápido y eficaz, reduciendo el malestar de un/a paciente debido a los síntomas de una ITU que de otro modo persistirían durante el curso del tratamiento convencional con antibióticos.
El uso de plasma térmico o no térmico proporciona una reducción de la carga biológica de una gama de bacterias u hongos asociados con las ITU, que incluyenE. coli, Klebsiella pneumoniaeyStaphylococcus aureus,entre otros. El aparato se puede configurar para producir una combinación de plasma no térmico y de radiación de microondas no ionizante. Preferentemente, el dispositivo está configurado para producir un plasma no térmico, que tiene una temperatura inferior a 41 °C, tal como 37 °C o menos. De esta manera, el aparato puede proporcionar una reducción de la carga biológica y tratar una ITU, evitando al mismo tiempo dañar el tejido circundante.
En algunas realizaciones puede ser preferible controlar un ciclo de trabajo de energía de frecuencia de RF y/o de microondas que se suministra a la punta de la sonda. El caudal de gas también puede ser ajustable, por ejemplo, el caudal de gas puede ajustarse entre 1,5 y 10 litros por minuto. De esta manera, el aparato puede configurarse para permitir que un personal médico controle o ajuste la cantidad de microbios (por ejemplo, bacterias u hongos) que se eliminan mediante el aparato de tratamiento. Esto puede ser útil para ayudar al personal médico a garantizar que una infección se trate adecuadamente sin afectar negativamente a la microbiota (flora o microflora) del/de la paciente, los microorganismos que residen en o dentro de los tejidos humanos, incluido el tracto urinario.
El aparato puede dimensionarse para adaptarse a una uretra y/o un uréter de un/a paciente, de modo que la punta de la sonda pueda tener un diámetro inferior a 10 mm, por ejemplo, 3 mm o menos. En algunas realizaciones, el aparato está dimensionado para adaptarse a un canal de instrumentos de un dispositivo de exploración, tal como un laparoscopio o similar, que puede usarse para introducir la sonda alargada en el tracto urinario de un/a paciente, directamente o mediante una pequeña incisión.
La sonda alargada comprende un revestimiento biocompatible. Por ejemplo, el cable coaxial y el conducto de gas pueden comprender un revestimiento de poliéter en bloque amida (PEBAX) y la punta de la sonda puede comprender un revestimiento de plata. También se pueden considerar otros materiales biocompatibles. La sonda alargada puede introducirse en el tracto urinario de un/a paciente como un aparato independiente o puede introducirse a través de un dispositivo de exploración quirúrgico.
Preferentemente, la sonda alargada puede ser orientable para ayudar al personal médico a colocar la punta de la sonda correctamente durante el tratamiento. Por ejemplo, la punta de la sonda puede ser direccionable mediante alambres de control o de dirección, por ejemplo, varillas de tracción/empuje o similares, que van desde un extremo proximal a un extremo distal de la sonda alargada. La sonda alargada es preferiblemente flexible a lo largo de su longitud, pero en algunas realizaciones puede tener una mayor flexibilidad hacia su extremo distal para ayudar a dirigir la punta de la sonda mediante alambres de control.
En algunas realizaciones, el cable coaxial puede tener un lumen que se prolonga desde un extremo proximal a un extremo distal del mismo. Esto puede usarse para albergar alambres de control que pueden dirigir la punta de la sonda a través del tracto urinario de un/a paciente o en otras realizaciones, puede formar el conducto de gas.
En algunas realizaciones, la sonda alargada puede comprender además un canal óptico, por ejemplo, para transmitir luz para iluminar y/o capturar imágenes de un sitio de tratamiento en el extremo distal de la sonda alargada. Esto puede ayudar al personal médico a localizar la región del tracto urinario que se va a tratar. Cuando la sonda alargada se introduce al/a la paciente a través de un dispositivo de exploración, el dispositivo de exploración puede comprender un canal óptico para transmitir luz para iluminar y/o capturar imágenes del sitio de tratamiento. Adicionalmente o como alternativa, el alcance puede ser detectable mediante fluoroscopía u otras técnicas de imágenes, de manera que un personal médico puede localizar y rastrear el dispositivo dentro del tracto urinario de un/a paciente durante el tratamiento.
Opcionalmente, el aparato puede comprender además un dispositivo de extracción que está configurado para retirar automáticamente la sonda alargada del tracto urinario de un/a paciente a un ritmo predeterminado. El dispositivo de extracción puede comprender un elemento de acoplamiento de cables conectado operativamente a la sonda alargada en un extremo proximal de la misma y un motor dispuesto para impulsar el elemento de acoplamiento de cables para provocar un movimiento relativo entre la sonda alargada y el tracto urinario de un/a paciente en una dirección longitudinal. Por ejemplo, el dispositivo de extracción puede comprender un motor, opcionalmente un motor de pasos, dispuesto para impulsar una o más ruedas o rodillos que se acoplan a una porción de la sonda alargada (por ejemplo, el cable coaxial) para mover la sonda alargada en una dirección proximal de modo que la sonda alargada pueda retirarse de un tracto urinario. Por ejemplo, el motor puede ser ajustable o configurarse de manera que la velocidad de extracción sea inferior a 10 mm/s o inferior a 5 mm/s, tal como 1 mm/s o menos. La velocidad de retirada predeterminada está determinada por la velocidad del motor, que puede ser fijado y ajustado por un personal médico.
El aparato de la presente invención puede formar parte de un sistema quirúrgico asistido robóticamente, que puede ser controlado por un médico directamente o mediante control por ordenador.
El segundo electrodo encierra un volumen interno de la punta de la sonda, en donde el primer electrodo se prolonga longitudinalmente dentro del volumen interno y en donde la punta de la sonda comprende además una caperuza aislante montada en un extremo distal del cable coaxial para aislar el cable coaxial del volumen interno. El conducto de gas está en comunicación fluida con el volumen interno a través de una trayectoria de flujo formada entre la caperuza aislante y el segundo electrodo, en donde el primer electrodo y el segundo electrodo están configurados para recibir la energía de RF y/o de microondas del cable coaxial para establecer un campo eléctrico en el volumen interno para alcanzar en el mismo un plasma y en donde la punta de la sonda incluye una salida para liberar plasma del volumen interno. Tal disposición hace a la producción de plasma muy eficaz, reduciendo el tiempo de tratamiento y asegurando que las bacterias se eliminen hasta tal punto que la infección no se recrudezca después del tratamiento.
La caperuza aislante puede montarse dentro del segundo electrodo, por ejemplo, para definir un extremo proximal del volumen interno. La ruta de flujo puede comprender una pluralidad de aberturas en el segundo electrodo que permiten el flujo de gas alrededor de la caperuza aislante. La pluralidad de aberturas puede estar espaciada regularmente para facilitar un flujo uniforme de gas hacia el interior del volumen interno.
La caperuza aislante puede ayudar a garantizar que se genere plasma en una parte distal de la punta de la sonda y también puede ayudar a dirigir el plasma generado fuera de la punta de la sonda. En algunas realizaciones, la caperuza aislante puede tener un extremo distal achaflanado en la región de una abertura a través del segundo electrodo. Esto puede ayudar a aumentar la velocidad del gas a lo largo de la ruta de flujo del segundo electrodo, ayudando al rendimiento del gas y a la dirección del plasma fuera del extremo distal de la punta de la sonda.
El segundo electrodo puede ser un cilindro. La pluralidad de aberturas puede comprender cada una una muesca longitudinal en el cilindro. Por ejemplo, un extremo proximal del segundo electrodo puede ser almenado para proporcionar la pluralidad de aberturas.
La sonda alargada puede comprender un manguito protector que define un lumen a través del cual se prolonga el cable coaxial. El conducto de gas puede ser un paso formado entre una superficie externa del cable coaxial y una superficie interior del manguito protector. Esto también puede garantizar que el aparato sea compacto para una inserción sencilla a través del tracto urinario del/de la paciente.
La punta de la sonda comprende una caperuza conductora montada sobre el primer electrodo en un extremo distal del volumen interno. La caperuza conductora está aislada del segundo conductor. La caperuza conductora está separada de un extremo distal del segundo electrodo para definir la salida. La caperuza conductora puede garantizar que el plasma se produzca de manera eficaz y ayuda a dirigir el plasma circunferencialmente desde el extremo de la punta de la sonda para destruir eficazmente las bacterias dentro de una región de tratamiento, en particular cuando la infección afecta la pared lateral de la uretra o de los uréteres de un/a paciente. La caperuza conductora actúa eficazmente como una extensión del primer electrodo para la generación de plasma.
En una realización no de acuerdo con la invención reivindicada, el primer electrodo puede ser helicoidal. Un electrodo helicoidal proporciona ventajosamente resonancia en serie en el electrodo en la frecuencia de microondas, entregando por tanto la máxima energía en el gas y el plasma. El primer electrodo está formado a partir de una porción del conductor interno del cable coaxial que se prolonga más allá de un extremo distal del conductor externo.
El conducto de gas puede tener un puerto de entrada situado en un extremo proximal de la sonda alargada para conectarse a una fuente de gas (por ejemplo, un bote de gas presurizado o similar). El gas que se suministra puede ser cualquiera de: aire, helio, argón, nitrógeno y dióxido de carbono. En algunas realizaciones, se pueden utilizar mezclas de gases. El aparato puede incluir un controlador de flujo dispuesto para controlar de manera ajustable el flujo de gas en el conducto de gas. Por ejemplo, el caudal de gas puede ajustarse entre 1,5 y 10 litros por minuto. El caudal de gas puede afectar al tamaño de la columna de plasma o a la energía del plasma; esto puede controlarse mediante el controlador de flujo.
En algunas realizaciones, la punta de la sonda puede incluir medios sensores para proporcionar información concerniente al plasma, para permitir que se realicen ajustes (si es necesario), por ejemplo, contenido espectral, energía del plasma y temperatura del plasma. Por ejemplo, el aplicador de plasma puede incluir un sensor de temperatura y/o uno o más fotodetectores. La información obtenida de estos sensores se puede utilizar en un circuito de retroalimentación para controlar el plasma producido, por ejemplo, controlar el nivel de potencia de las microondas, el coeficiente de utilización, la forma de onda de la potencia de microondas, el caudal de gas, la mezcla de gases, la sincronización del gas, etc.
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 de la sonda alargada. 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 específicas que se han considerado son las siguientes: 915 MHz, 2,45 GHz, 3,3 GHz, 5,8 GHz, 10 GHz, 14,5 GHz y 24 GHz. En cambio, la presente memoria descriptiva usa "radiofrecuencia" o "RF" para indicar un intervalo de frecuencia que es, al menos, tres órdenes de magnitud menor, por ejemplo, hasta 300 MHz, preferentemente de 10 kHz a 1 MHz, y lo más preferentemente de 400 kHz. La frecuencia de microondas se puede ajustar para permitir optimizar la energía de microondas suministrada. Por ejemplo, se puede diseñar una punta de sonda para funcionar a una determinada frecuencia (por ejemplo, 900 MHz), pero en uso la frecuencia más eficaz puede ser diferente (por ejemplo, 866 MHz).
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se analiza en más detalle una realización de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 muestra un aparato de tratamiento que es una realización de la invención;
La Figura 2 es una vista esquemática de un tracto urinario humano en el que se puede utilizar la invención para tratar infecciones;
La Figura 3 muestra una vista en sección transversal de una primera punta de sonda no de acuerdo con la invención reivindicada;
La Figura 4 es una vista en perspectiva de un segundo electrodo que se utiliza con la primera punta de sonda; La Figura 5 muestra una vista en sección transversal de una segunda punta de sonda para usar con la presente invención;
La Figura 6 es un modelo simulado por ordenador que muestra la localización del plasma generado por la segunda punta de sonda.
Descripción detallada; opciones y preferencias adicionales
La Fig. 1 muestra un aparato de tratamiento 10 que es una realización de la invención. El aparato de tratamiento comprende una sonda alargada, por ejemplo, que tiene la forma de un árbol flexible. La sonda alargada comprende un cable coaxial 12 que tiene una punta de sonda 14 en su extremo distal. La sonda alargada puede incluir un manguito protector, por ejemplo hecho de PEBAX, en el que se transporta el cable coaxial 12, pero esto no es fundamental. Un generador 20 está conectado a un extremo proximal del cable coaxial 12. También se conecta un suministro de gas 30 a la sonda alargada para suministrar gas a la punta de la sonda 14 a través de un conducto de gas (no mostrado) que se prolonga a través de la sonda alargada. El conducto de gas puede formar parte del cable coaxial 12, por ejemplo, puede haber un paso hueca longitudinal formado dentro del cable coaxial, por ejemplo, dentro de su conductor interno. Como alternativa, el conducto de gas puede ser un tubo o conducto separado que se prolonga a lo largo del cable coaxial, por ejemplo, dentro del manguito protector. El suministro de gas 30 puede ser un suministro de cualquier gas inerte adecuado para la formación de un plasma térmico o no térmico, por ejemplo, argón, helio, nitrógeno, dióxido de carbono o una combinación de los mismos. El suministro de gas 30 puede configurarse para permitir el ajuste del caudal de gas que se suministra al extremo distal de la sonda alargada. El suministro de gas 30 puede suministrar entre 1,5 y 10 litros de gas por minuto, por ejemplo.
En algunos ejemplos, también puede ser deseable suministrar luz ultravioleta (UV) a través de la sonda alargada, por ejemplo, a través de una fibra óptica, para ayudar en el proceso de tratamiento. También se puede usar una fibra óptica para iluminar y/o capturar imágenes de un sitio de tratamiento en el extremo distal de la sonda alargada.
Durante un proceso de tratamiento, con la punta de la sonda 14 colocada dentro del tracto urinario de un/a paciente, el generador 20 suministra energía electromagnética (EM) de radiofrecuencia (RF) y/o energía EM de microondas a la punta 14 de la sonda. El suministro de gas 30 suministra simultáneamente gas a la punta de la sonda 14 a través del conducto de gas. La energía de RF y/o de microondas y el gas suministrado se combinan en la punta de la sonda 14 para generar un plasma térmico o no térmico, que se emite desde la punta de la sonda 14 para hacer contacto con una superficie del tracto urinario para destruir o eliminar microorganismos. En el documento WO 2009/060213 A1 se divulgan ejemplos de generación de plasma de esta manera, por ejemplo.
El generador puede controlarse para determinar si el plasma generado es un plasma térmico o no térmico. Por ejemplo, la energía de microondas suministrada puede tener una potencia y/o un coeficiente de utilización que se puede seleccionar para producir plasma térmico o no térmico. Preferentemente, el generador se acciona para producir un plasma no térmico que tiene una temperatura inferior a 41 °C, lo que puede ayudar a evitar daños a largo plazo al tejido en el sitio de tratamiento.
El aparato 10 puede incluir además un dispositivo de extracción (no mostrado) acoplado al cable coaxial 12 y operable para retirar el cable coaxial 12 a través del tracto urinario de un/a paciente a una velocidad predeterminada.
La Fig. 2 muestra una vista esquemática de un tracto urinario 50. El tracto urinario comprende los riñones 52a, 52b, los uréteres 54a, 54b, la vejiga 56 y la uretra 58. Una infección del tracto urinario (ITU) puede afectar cualquiera de estas partes de la anatomía humana. Por ejemplo, una ITU puede producirse en una región 60 de un uréter 54b. Los antibióticos generalmente se usan para tratar las infecciones urinarias, pero estos pueden ser ineficaces o lentos. La presente invención proporciona un aparato que permite un método mejorado de tratamiento de una infección en cualquier parte del tracto urinario 50.
Para tratar la infección 60, la punta de la sonda 14 se hace avanzar a través de la uretra 58 y de la vejiga 56 se dirige por un personal médico para que entre en el uréter correcto 54b. Por ejemplo, la punta de la sonda 14 puede dirigirse mediante alambres de control que van desde un extremo proximal a un extremo distal de la sonda alargada. Cuando la punta de la sonda 14 avanza lo suficiente como para situarse en la región 60, el generador 20 se acciona para suministrar energía EM de RF y/o de frecuencia de microondas a la punta de la sonda 14 y el suministro de gas 30 transporta simultáneamente gas a través del conducto de gas a la punta de la sonda 14. El personal médico puede ayudarse a guiar la punta de la sonda 14 a la región de tratamiento 60 mediante imágenes recibidas desde el extremo distal de la sonda alargada y/u otras técnicas de obtención de imágenes del dispositivo, tales como fluoroscopía. De este modo, se puede generar un plasma térmico o no térmico dentro de la región infectada 60 para destruir bacterias u otros microorganismos responsables de la ITU.
A continuación, el personal médico puede retirar manualmente el dispositivo del tracto urinario 50 o puede usarse un dispositivo de extracción separado. El dispositivo de extracción puede tener uno o más rodillos accionados por un motor, de modo que cuando el dispositivo de extracción está conectado al cable coaxial, el motor es operable para retirar automáticamente la sonda alargada del tracto urinario 50 a una velocidad de aproximadamente 1 mm/s.
También se prevé que la punta de la sonda 14 pueda avanzar hasta el sitio de tratamiento 60 a través de un dispositivo de exploración quirúrgico, tal como un laparoscopio o similar. El dispositivo de exploración puede pasar a través de la uretra 58 y la vejiga 26 al uréter 54b. Como alternativa, el dispositivo de exploración se puede pasar a través de una incisión en el abdomen del/de la paciente para acceder directamente al sitio de tratamiento 60, sin pasar por el tracto urinario 50.
La Figura 3 muestra una vista en sección transversal de una primera punta de sonda 100 no de acuerdo con la invención reivindicada, por ejemplo, para usar en el aparato 10 analizado anteriormente. La punta de la sonda 100 se puede conectar al extremo distal de un cable coaxial 12, como se muestra en la Fig. 1. La punta de la sonda 100 está configurada para recibir energía EM de RF y/o de microondas y gas para producir un plasma térmico o no térmico que puede dirigirse fuera del extremo distal de la punta de la sonda 100 hacia un sitio de infección dentro del tracto urinario de un/a paciente.
En esta realización, la punta de la sonda 100 comprende un primer electrodo 102 y un segundo electrodo 104 en un extremo distal del mismo. El primer electrodo 102 tiene forma helicoidal y el segundo electrodo 104 es un cilindro hueco que está abierto en cada extremo, en donde el primer electrodo 102 está colocado generalmente a lo largo del eje longitudinal del segundo electrodo 104. De este modo se define un espacio 103 (también denominado región generadora de plasma) entre el primer electrodo 102 y el segundo electrodo 104. Cada uno del primer electrodo 102 y el segundo electrodo 104 puede comprender un recubrimiento biocompatible, tal como plata.
El segundo electrodo 104 tiene almenas (es decir, una serie de dedos sobresalientes 121 separados por muescas 125 como se muestra en la Fig. 4) formadas en un extremo proximal. Las almenas permiten que el gas fluya desde un conducto anular de gas 106 que rodea el cable coaxial 12 hacia el espacio dentro del segundo electrodo 104. Se puede generar un plasma configurando la radiación EM de RF y/o de microondas suministrada para generar un campo eléctrico elevado entre el primer electrodo 102 y el segundo electrodo 104 en el espacio 103. El plasma puede alcanzarse usando energía EM de RF y sostenerse mediante energía EM de microondas. El plasma generado fluye fuera del extremo abierto distal del segundo electrodo 104 para contactar con una superficie del tracto urinario del/de la paciente en la que se inserta la sonda alargada.
El cable coaxial 12 comprende un conductor interno 108 separado de un conductor externo 110 por un material aislante dieléctrico 111. El primer electrodo 102 está conectado a un conductor interno 108 del cable coaxial y el segundo electrodo 104 está conectado a un conductor externo 110 del cable coaxial 12. En algunas realizaciones, el primer electrodo 102 puede comprender adicionalmente una caperuza en su extremo distal, tal como una caperuza 218 mostrada en la Fig. 5 y analizada a continuación.
El conducto de gas 106 puede estar formado por un hueco anular entre una superficie externa del conductor externo 110 del cable coaxial y un manguito protector 112 que rodea el cable coaxial 12. Tal como se ha analizado anteriormente, se puede introducir gas en el conducto de gas 106 en o alrededor del extremo proximal del cable coaxial 12 desde un suministro de gas 30.
El segundo electrodo 104 está configurado para encajar sobre el conductor externo 110 y dentro del manguito 112 en el extremo distal del cable coaxial 12. Por tanto, el segundo electrodo 104 se asienta dentro del conducto de gas 106 en su extremo distal. El gas puede fluir desde el conducto de gas 106 hasta el interior del segundo electrodo 104 a través de las almenas que se forman en el extremo proximal del segundo electrodo 104.
Dentro del segundo electrodo 104, colocada en el extremo distal del cable coaxial 12, hay una caperuza cerámica 114, generalmente cilíndrica. La caperuza cerámica 114 está separada de un extremo distal del conductor externo 110 del cable coaxial 12. Un hueco longitudinal 116 entre estas partes puede rellenarse con un adhesivo, por ejemplo, un adhesivo de curado por UV, para evitar cualquier formación de arco entre el conductor externo 110 y el conductor interno 108.
La caperuza cerámica 114 puede prolongarse alrededor de 2 mm en la dirección longitudinal. La caperuza cerámica 114 tiene una cara extrema distal achaflanada para estimular el flujo de gas desde el conducto 106 de gas hacia el espacio 103 para pasar entre el primer electrodo 102 y el segundo electrodo 104, donde se alcanza el plasma. El primer electrodo 102 está conectado al conductor interno 108 del cable coaxial mediante un elemento conductor (no mostrado) que se prolonga a través de la caperuza cerámica 114. El elemento conductor puede ser una porción del conductor interno 108 que sobresale más allá del extremo distal del conductor externo 110.
El primer electrodo 102 de esta realización está formado a partir de un alambre que se retuerce para formar una estructura helicoidal o en espiral. En algunas realizaciones, el alambre puede enrollarse alrededor de un núcleo sólido de un material dieléctrico, por ejemplo, PTFE, PEEK o un material cerámico. Como alternativa, el alambre puede enrollarse alrededor de un cilindro abierto de paredes delgadas. Preferentemente, el alambre puede estar hecho de un buen conductor, tal como cobre, plata, oro o acero chapado para garantizar que las pérdidas del conductor se minimicen en la punta de la sonda 100. El alambre puede ser una porción distal del conductor interno 108 que se prolonga fuera de un extremo distal del cable coaxial 12.
El primer electrodo 102 está configurado para ser una estructura resonante en las frecuencias de microondas utilizadas con la presente invención. En estas frecuencias, el alambre que forma el primer electrodo 102 presenta un comportamiento inductivo. Al formar el primer electrodo 102 como una hélice, se crea una capacitancia entre cada vuelta adyacente cuando se suministra energía a la punta 100. Por tanto, esta estructura crea condiciones adecuadas para una resonancia en serie en el primer electrodo 102, que tiene una impedancia mínima en la frecuencia de microondas de la energía EM suministrada a la punta de la sonda 100.
La Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo del segundo electrodo 104. El segundo electrodo 104 es un cilindro hueco que tiene un extremo distal abierto 123 para permitir que el plasma producido dentro del electrodo fluya fuera del extremo distal. El extremo proximal del electrodo 104 también es abierto, de manera que el electrodo puede ajustarse al extremo distal de un cable coaxial como se ha descrito anteriormente. El extremo proximal del electrodo 104 está almenado, de manera que se forman una pluralidad de muescas 125 entre los dedos 121 en el extremo proximal del electrodo 104. Estas muescas 125 permiten que el gas fluya hacia el interior del electrodo 104 desde un conducto de gas 106, como se ha descrito anteriormente, donde se alcanza el gas para crear un plasma térmico o no térmico. Puede ser deseable tener una pluralidad de muescas espaciadas regularmente alrededor de la circunferencia del segundo electrodo 104, de modo que el flujo de gas al interior del espacio 103 sea sustancialmente uniforme con respecto al eje longitudinal.
El segundo electrodo 104 tiene una longitud total de al menos 11 mm, donde la distancia entre la base de las almenas y el extremo distal del segundo electrodo 104 es al menos 3 mm, preferiblemente al menos 5 mm. Por ejemplo, la distancia puede ser de 6,8 mm. Esta distancia es generalmente equivalente a la longitud del volumen dentro del segundo electrodo 104 en el que se genera el plasma térmico o no térmico.
La Fig. 5 muestra una vista en sección transversal de una segunda realización de una punta de la sonda 120 de acuerdo con la presente invención. A las características de la segunda punta de la sonda 120 que se corresponden con la primera punta de la sonda 100 se les asignan los mismos números de referencia y no se describen nuevamente. La punta de la sonda 120 está ajustada en el extremo distal de un cable coaxial de manera similar a la primera punta de sonda 100 descrita anteriormente.
En la punta de la sonda 120, el primer electrodo 102 es recto, en lugar de helicoidal. Por ejemplo, el primer electrodo 102 puede ser simplemente una extensión del conductor interno 108 del cable coaxial. En el extremo distal del primer electrodo 102 hay una caperuza terminal 122 conductora, que está separada del extremo distal del segundo electrodo 104 para definir un hueco 119. La punta de la sonda 120 está configurada para recibir gas y energía EM de RF y/o de microondas para producir un plasma térmico o no térmico. La punta de la sonda 120 funciona de manera similar a la punta de la sonda 100 descrita anteriormente.
La caperuza terminal 122 ayuda a mantener el plasma térmico o no térmico y también funciona para dirigir el plasma hacia una región infectada de un tracto urinario, para destruir bacterias y otros microorganismos, cuando la punta de la sonda 120 se coloca dentro del tracto urinario del/de la paciente. La caperuza terminal 122 puede ser un disco circular, por ejemplo, que tiene un diámetro similar (preferentemente ligeramente mayor que) respecto a un diámetro externo del segundo electrodo 104. La caperuza terminal 122 está hecha de un material conductor, tal como cobre, plata, oro o acero chapado. La caperuza terminal 122 está conectada al extremo distal del primer electrodo 102, de manera que hay un hueco de aproximadamente 0,5 mm entre el extremo distal del segundo electrodo 104 y la caperuza terminal 122. También se puede usar una caperuza terminal en realizaciones que tienen un primer electrodo helicoidal, tal como la punta de la sonda 100 mostrada en la Fig. 2.
En un desarrollo de la disposición mostrada en la Fig. 5, un sensor de temperatura, por ejemplo, un termopar o una pluralidad de termopares, puede estar dispuesto en la proximidad de la región generadora de plasma. Por ejemplo, se puede montar un termopar en un extremo distal del manguito protector 112. Las señales hacia y desde el termopar pueden transmitirse dentro del manguito o del conducto de gas 106.
El sensor de temperatura está dispuesto para detectar una temperatura en la región generadora de plasma y enviar una señal de regreso al controlador que es indicativa de la temperatura. A continuación, se puede disponer el controlador para controlar el instrumento para evitar que el plasma se convierta en plasma térmico.
Durante su uso, el instrumento estará muy cerca de la pared interna de la uretra. Por tanto, es importante que la temperatura se limite a unos 40 °C para que no pueda dañar al órgano. La señal del sensor de temperatura se puede utilizar en un circuito de control de circuito cerrado en el controlador (generador) para controlar los parámetros de generación de plasma. Por ejemplo, el circuito de control puede funcionar para controlar uno cualquiera o más de: (i) el nivel de potencia de microondas de los pulsos sostenidos, (ii) el tiempo de encendido y/o el tiempo de apagado de los pulsos de energía de microondas, (iii) la duración de la ráfaga de voltaje de RF, (iv) el tiempo total de tratamiento, (v) la velocidad de alimentación del aplicador y (vi) el caudal del gas. Como alternativa, el generador puede estar dispuesto para cortar el suministro de energía al detectar que se alcanza una temperatura umbral.
La provisión de un sensor de temperatura puede garantizar que el instrumento funcione dentro de una región de temperatura segura.
La Fig. 6 es una simulación generada por ordenador que muestra la intensidad del campo eléctrico alrededor de la punta de la sonda 120 cuando está en uso. Puede observarse que la presencia de la caperuza terminal 122 actúa para concentrar el campo eléctrico en una región anular 124 que se prolonga entre un extremo distal del segundo electrodo 104 y una porción longitudinalmente opuesta de la caperuza del extremo 122. Esto indica que se puede generar plasma en esta región, tras lo cual el flujo de gas a través del espacio 103 será desviado mediante la caperuza terminal 122. Esto puede ser particularmente útil para dirigir plasma térmico o no térmico a las paredes laterales de una uretra 58 o de unos uréteres 54a, 54b para el tratamiento de una infección en esas áreas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato (10) para tratar infecciones del tracto urinario, el aparato que comprende:
una sonda alargada que comprende un cable coaxial (12) para transportar energía electromagnética (EM) de radiofrecuencia (RF) y/o energía EM de microondas,
una punta de la sonda (120) conectada en el extremo distal del cable coaxial para recibir la energía EM de RF y/o de microondas y
un conducto de gas (106) para transportar el gas a la punta de la sonda;
en donde el cable coaxial comprende un conductor interno (108), un conductor externo (110) y un material dieléctrico (111) que separa el conductor interno del conductor externo,
en donde la punta de la sonda comprende un primer electrodo (102) conectado al conductor interno del cable coaxial y un segundo electrodo (104) conectado al conductor externo del cable coaxial,
en donde el segundo electrodo encierra un volumen interno (103) de la punta de la sonda, en donde el primer electrodo se prolonga longitudinalmente dentro del volumen interno,
en donde la punta de la sonda además comprende una caperuza aislante (114) montada en un extremo distal del cable coaxial para aislar el cable coaxial del volumen interno,
en donde el conducto de gas está en comunicación fluida con el volumen interno a través de una trayectoria de flujo formada entre la caperuza aislante y el segundo electrodo,
en donde el primer electrodo y el segundo electrodo están configurados para recibir la energía de RF y/o de microondas del cable coaxial para establecer un campo eléctrico en el volumen interno a través de una trayectoria de flujo de gas recibido desde el conducto de gas para producir un plasma no térmico en el mismo,
en donde la punta de la sonda incluye una salida (119) para liberar plasma del volumen interno,
en donde la punta de la sonda comprende una caperuza conductora (122) montada sobre el primer electrodo en un extremo distal del volumen interno, estando la caperuza conductora separada de un extremo distal del segundo electrodo para definir la salida; y
en donde la sonda alargada comprende un revestimiento biocompatible.
2. El aparato de la reivindicación 1, en donde la sonda alargada comprende además alambres de dirección para dirigir la punta de la sonda.
3. El aparato de cualquier reivindicación anterior, que comprende además un dispositivo de extracción que se puede montar en la sonda alargada y que se configura para retraer la sonda alargada a través del mismo.
4. El aparato de cualquier reivindicación anterior, que comprende además un dispositivo de exploración quirúrgico para introducir la sonda alargada en un tracto urinario.
5. El aparato de la reivindicación 4, en donde el dispositivo de exploración quirúrgico es un dispositivo de exploración flexible.
6. El aparato de cualquier reivindicación anterior, en donde la caperuza aislante está montada dentro del segundo electrodo y en donde la ruta de flujo comprende una pluralidad de aberturas en el segundo electrodo que permiten el flujo de gas alrededor de la caperuza aislante.
7. El aparato de la reivindicación 6, en donde el segundo electrodo es un cilindro y la pluralidad de aberturas comprende cada una, una muesca longitudinal (125) en el cilindro.
8. El aparato de la reivindicación 3, en donde un extremo proximal del segundo electrodo está almenado para proporcionar la pluralidad de aberturas.
9. El aparato de la reivindicación anterior, en donde la sonda alargada comprende un manguito protector (112) que define un lumen a través del cual se prolonga el cable coaxial y en donde el conducto de gas es un paso formado entre una superficie externa del cable coaxial y una superficie interna del manguito protector.
10. El aparato de cualquier reivindicación anterior, en donde el primer electrodo es helicoidal.
11. El aparato de cualquier reivindicación anterior, en donde el primer electrodo está formado a partir de una porción del conductor interno del cable coaxial que se prolonga más allá de un extremo distal del conductor externo.
12. El aparato de cualquier reivindicación anterior, en donde la caperuza aislante tiene un borde distal achaflanado.
13. El aparato de cualquier reivindicación anterior, en donde el aparato es parte de un sistema quirúrgico asistido robóticamente.
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