ES2963235T3

ES2963235T3 - Instrumento electroquirúrgico

Info

Publication number: ES2963235T3
Application number: ES19839630T
Authority: ES
Inventors: Christopher Paul Hancock; George Ullrich; Shaun Preston
Original assignee: Creo Medical Ltd
Current assignee: Creo Medical Ltd
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2024-03-25
Anticipated expiration: 2039-11-28
Also published as: AU2019391266A1; KR20210099559A; GB201819683D0; JP7454266B2; CA3119863A1; US20220008129A1; EP3890639C0; GB2579561B; BR112021009450A2; CN113164202A; GB2579561A; IL283323A; EP3890639A1; JP2022509813A; EP3890639B1; WO2020114878A1; SG11202105470PA

Abstract

Un instrumento electroquirúrgico que tiene una porción de punta radiante capaz de realizar ablación de tejido usando energía de microondas y electroporación (por ejemplo, electroporación irreversible no térmica) de una manera mínimamente invasiva. El instrumento electroquirúrgico puede usarse para realizar ablación por microondas y electroporación por separado (por ejemplo, secuencialmente) o simultáneamente. La porción de punta radiante puede dimensionarse para que sea adecuada para su inserción en un páncreas mediante un dispositivo de alcance quirúrgico, para proporcionar una alternativa rápida y precisa a las técnicas de ablación por RF conocidas. Al permitir que los tumores dentro del páncreas se traten mediante un procedimiento mínimamente invasivo, puede ser una opción viable utilizar el tratamiento de ablación y/o electroporación tanto por razones curativas como paliativas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Instrumento 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. En particular, la sonda está configurada para poder insertarse a través de un canal de un dispositivo de exploración quirúrgica o catéter que puede introducirse en un sitio de tratamiento de una manera no invasiva. La sonda puede estar dispuesta para extirpar tejido, tal como un tumor, un quiste u otra lesión. La sonda puede ser especialmente adecuada para el tratamiento en el páncreas.

Antecedentes de la invención

Se ha descubierto que la energía electromagnética (EM) y, en particular, 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 EM y un instrumento electroquirúrgico conectado al generador, para suministrar la energía al tejido. Los instrumentos electroquirúrgicos convencionales a menudo están diseñados para insertarse percutáneamente 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. Esto permite realizar tratamientos mínimamente invasivos, lo que puede reducir el índice de mortalidad de los pacientes y reducir los índices de complicaciones intraoperatorias y posoperatorias.

La extirpación de tejido usando energía EM de microondas se basa en el hecho de que el tejido biológico está compuesto en gran parte de agua. El tejido de los órganos blandos humanos suele tener 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 terapias de extirpación por microondas, donde las moléculas de agua en el tejido diana se calientan rápidamente mediante la aplicación de un campo electromagnético localizado a frecuencias de microondas, produciendo la coagulación del tejido y la muerte celular. Se conoce el uso de sondas emisoras de microondas para tratar diversas afecciones en los pulmones y otros órganos. Por ejemplo, en los pulmones, puede usarse radiación de microondas para tratar el asma y extirpar tumores o lesiones.

Otro tipo de tratamiento contra los tumores usa un efecto conocido como electroporación (o electropermeabilización). En esta técnica, se aplican pulsos eléctricos en el tejido biológico para hacer que se abran los poros a escala nanométrica en las membranas celulares de un sitio diana. Los poros permiten que los fármacos antineoplásicos u otros materiales que normalmente no pueden permear a través la membrana celular entren en las células. A continuación, los poros pueden volver a cerrarse para atrapar el material dentro de la célula, donde puede generar un efecto terapéutico (por ejemplo, matar la célula). También se conoce el uso de la electroporación para crear poros a escala nanométrica permanentes en la membrana celular. Estos poros no se vuelven a cerrar y, por lo tanto, alteran la homeostasis celular, lo que eventualmente deriva en la muerte de la célula. Esta técnica se conoce como electroporación irreversible o electroporación irreversible no térmica. A diferencia de la extirpación térmica, por ejemplo, con el uso de energía de microondas, la electroporación irreversible preserva la matriz extracelular.

Se conoce una técnica de tratamiento de tejido en el páncreas usando la extirpación por radiofrecuencia guiada por ultrasonido endoscópico (Pai, M.,et al.:Endoscopic ultrasound guided radiofrequency ablation, for pancreatic cystic neoplasms and neuroendocrine tumors, World J Gastrointest Surg, 27 de abril de 2015; 7(4): 52-59). En esta técnica, se inserta un cable conductor que tiene un diámetro pequeño (por ejemplo, 0,33 mm) a través del canal de trabajo de un endoscopio habilitado para ultrasonidos. La potencia de RF se aplica al cable junto con una almohadilla de retorno exterior conectada a tierra en contacto con la piel del paciente para coagular el tejido en el hígado y el páncreas. Para extirpar las lesiones es necesario aplicar potencia durante 90-120 segundos y, en algunos casos para retirar y recolocar el cable.

El documento EP3389536A1 divulga un sistema de suministro de energía para realizar una extirpación de tejido en el extremo distal de un instrumento de broncoscopia de navegación electromagnética (ENB). El sistema comprende un cable coaxial con una parte de punta radiante. La porción de punta comprende un primer elemento conductor, conectado eléctricamente al conductor interno del cable coaxial y un segundo elemento conductor, aislado eléctricamente del conductor interno. Los elementos conductores están dispuestos para actuar como: un electrodo activo y un electrodo de retorno para suministrar la energía de RF al tejido que rodea la parte de punta radiante y una antena para irradiar la energía de microondas como un campo de microondas localizado.

El documento US2012310230A1 divulga un dispositivo de suministro de energía que tiene un primer miembro de suministro de energía y un segundo miembro de suministro de energía que tienen miembros de mango colocados a lo largo de un eje longitudinal, teniendo cada miembro de mango un extremo proximal y uno distal.

El documento US2013211176A1 divulga un dispositivo de extirpación que tiene un extremo distal y un extremo proximal y una luz central que se extiende a lo largo de su longitud, comprendiendo el extremo distal un elemento de suministro de energía adecuado para producir la extirpación del tejido. Un miembro penetrante que tiene un extremo distal y un extremo proximal, comprendiendo el extremo distal una punta afilada adecuada para perforar tejido y crear un canal para el dispositivo en el tejido, está colocado coaxialmente dentro de la luz central del dispositivo de extirpación y es posible hacerlo avanzar distalmente fuera del lumen central del dispositivo y retraerlo hacia dentro del lumen central del dispositivo.

El documento WO2018202758A1 divulga un instrumento que tiene una parte de punta radiante y un mecanismo de suministro de fluido para transportar fluido hacia y desde una zona de tratamiento ubicada alrededor de la parte de punta radiante. El mecanismo de suministro de fluido comprende un elemento de inserción rígido dispuesto para extenderse dentro de la zona de tratamiento, de modo que se pueda aspirar fluido de la zona de tratamiento e inyectar una sustancia en la zona de tratamiento para sustituir el fluido aspirado. La sustancia inyectada tiene propiedades dieléctricas que se seleccionan para facilitar el suministro uniforme de energía de tratamiento del tejido biológico en la zona de tratamiento.

Sumario de la invención

La invención es tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones ejemplos o aspectos de la siguiente divulgación que no entran dentro del alcance de las reivindicaciones se presentan únicamente con fines ilustrativos y no forman parte de la invención.

En su forma más general, la invención proporciona un instrumento electroquirúrgico que tiene una parte de punta radiante capaz de realizar una extirpación de tejido usando energía de microondas y electroporación (por ejemplo, electroporación irreversible no térmica) de una manera mínimamente invasiva. El instrumento electroquirúrgico se puede usar para realizar la extirpación por microondas y la electroporación por separado (por ejemplo, de modo secuencial) o de forma simultánea. La parte de punta radiante puede dimensionarse para que sea adecuada para su inserción en un páncreas mediante un dispositivo de exploración quirúrgica, para proporcionar una alternativa rápida y precisa a las técnicas de extirpación por RF conocidas. Al poder tratar los tumores dentro del páncreas usando un procedimiento mínimamente invasivo, una opción viable podría ser usar un tratamiento de extirpación y/o electroporación tanto por razones curativas como paliativas.

Aunque la invención puede encontrar un uso específico en el páncreas, también puede ser adecuada para su uso en otros sitios de tratamiento complicados, tales como los pulmones, etc. La estructura del instrumento divulgada en el presente documento permite proporcionar una parte de punta radiante con una longitud y rigidez adecuadas para su uso en una diversidad de escenarios.

Al combinar la capacidad para realizar la extirpación por microondas y la electroporación con el mismo instrumento, es posible cambiar rápidamente entre modalidades de tratamiento durante un procedimiento electroquirúrgico sin tener que cambiar de instrumentos. La extirpación por microondas y la electroporación se pueden usar de forma complementaria, con el fin de tratar el tejido diana de manera más efectiva y/o minimizar el tiempo de tratamiento. Debido al pequeño diámetro de la parte de punta radiante, la parte de punta radiante puede calentarse cuando se usa para suministrar energía de microondas al tejido. El calentamiento excesivo puede dañar el tejido circundante sano, por lo tanto, a menudo es necesario esperar después de la aplicación de energía de microondas para que la parte de punta radiante se enfríe nuevamente. Con el instrumento de la invención, es posible alternar entre el tratamiento con energía de microondas y electroporación, para evitar un calentamiento excesivo de la parte de punta radiante. Esto puede permitir que se minimice el tiempo total de tratamiento.

Según una realización de la invención, se proporciona un instrumento electroquirúrgico que comprende: un cable coaxial configurado para transmitir la energía de microondas; una parte de punta radiante en forma de barra que se extiende en una dirección longitudinal alejándose de un extremo distal del cable coaxial, en donde la parte de punta radiante comprende: una línea de transmisión coaxial proximal para recibir y transmitir la energía de microondas, incluyendo la línea de transmisión coaxial proximal un conductor interno, un conductor externo y un material dieléctrico que separa el conductor interno del conductor externo; y una punta de aguja distal montada en un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, comprendiendo la punta de aguja distal un manguito dieléctrico rígido que se extiende en la dirección longitudinal desde un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, en donde la parte de punta radiante en forma de barra tiene un diámetro menor que el diámetro del cable coaxial, en donde el manguito dieléctrico rígido rodea un elemento conductor alargado que está eléctricamente conectado al conductor interno de la línea de transmisión coaxial proximal y se extiende más allá de un extremo distal del conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal, en donde el elemento conductor alargado está configurado para funcionar como un transformador de media longitud de onda para la energía de microondas para así irradiar la energía de microondas desde la punta de aguja distal hacia el tejido biológico, en donde el elemento conductor alargado termina en un electrodo activo expuesto en un extremo distal de la punta de aguja distal, y en donde el electrodo activo está separado axialmente de un electrodo de retorno que está conectado eléctricamente al extremo distal del conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal, estando configurados el electrodo activo y el electrodo de retorno para establecer un campo eléctrico para la electroporación de un tejido biológico en la punta de aguja distal.

La punta de aguja distal puede configurarse como un transformador de media longitud de onda si su longitud eléctrica corresponde a la media longitud de onda de la energía de microondas. Una ventaja de configurar la punta de aguja distal como un transformador de media longitud de onda es minimizar las reflexiones en la interfaz entre los componentes, por ejemplo, entre el cable coaxial y la línea de transmisión coaxial proximal, y entre la línea de transmisión coaxial proximal y la punta de aguja distal. Un coeficiente de reflexión en esta última interfaz suele ser mayor debido a una mayor variación en la impedancia. La configuración de media longitud de onda minimiza estas reflexiones de manera que el coeficiente de reflexión dominante se convierte en el de la interfaz entre la línea de transmisión coaxial proximal y el tejido. La impedancia de la línea de transmisión coaxial proximal puede seleccionarse para que sea idéntica o cercana a la impedancia esperada del tejido para proporcionar una buena coincidencia con la frecuencia de la energía de microondas.

Como resultado de la configuración de la parte de punta radiante, el tejido puede "ver" la impedancia de la línea de transmisión coaxial en lugar de la impedancia (más pequeña) de la estructura de la punta de aguja distal. La longitud física de la punta de aguja distal no tiene por qué corresponder (de hecho, probablemente no corresponda) con la media longitud de onda de la energía de microondas en el espacio libre, porque la forma de la punta de aguja distal y su interacción con la línea de transmisión coaxial proximal se pueden seleccionar para controlar la longitud física de la punta de aguja distal, al tiempo que permite que funcione eléctricamente como un transformador de media longitud de onda.

El cable coaxial puede configurarse para transmitir una señal de electroporación que, cuando es recibida por la parte de punta radiante en forma de barra, establece el campo eléctrico para la electroporación del tejido biológico en la punta de aguja distal. El electrodo activo puede disponerse en una superficie de la punta de aguja distal.

La forma de onda de electroporación puede comprender uno o más pulsos de energía de alta tensión configurados para abrir poros en las membranas celulares. La invención se puede usar en un escenario en el que esté presente un agente terapéutico en un sitio de tratamiento, de modo que la apertura de poros de la membrana celular facilite o permita que el agente terapéutico entre en las células. En otras palabras, la invención se puede usar en procedimientos de electroporación convencionales.

Como alternativa o adicionalmente, la energía para la electroporación se puede configurar para abrir los poros de manera permanente, provocando así una alteración irreversible de la membrana celular lo que produce la muerte de las células. En otras palabras, el instrumento se puede usar para la electroporación irreversible (EIR).

La forma de onda de electroporación puede comprender uno o más pulsos rápidos de alta tensión. Cada pulso puede tener un ancho de pulso en un intervalo de 1 ns a 10 ms, preferentemente, en el intervalo de 1 ns a 100 ps, aunque la invención no se limita a este intervalo. Se pueden preferir pulsos de duración más corta (por ejemplo, igual o inferior a 10 ns) para la electroporación reversible. Para la electroporación irreversible, se pueden usar pulsos de mayor duración o más pulsos que en la electroporación reversible.

Preferentemente, el tiempo de subida de cada pulso es igual o inferior a 90 % de la duración del pulso, más preferentemente, es igual o inferior al 50 % de la duración del pulso, y lo más preferentemente, igual o inferior al 10 % de la duración del pulso. Para los pulsos más cortos, el tiempo de subida puede ser del orden de 100 ps. En algunos ejemplos, la forma de onda de electroporación puede ser una señal electromagnética de radiofrecuencia (RF) o de baja frecuencia.

Cada pulso puede tener una amplitud en el intervalo de 10 V a 10 kV, preferentemente, en el intervalo de 1 kV a 10 kV. Cada pulso puede ser un pulso positivo procedente de un potencial de tierra, o una secuencia de pulsos positivos y negativos alternos procedentes de un potencial de tierra.

La forma de onda de electroporación puede ser un solo pulso o una pluralidad de pulsos, por ejemplo, un período de tren de pulsos. La forma de onda puede tener un ciclo de trabajo igual o inferior al 50 %, por ejemplo, en el intervalo del 0,5 % al 50 %.

En un ejemplo, se pueden usar anchos de pulso del orden de 200 ms suministrados en una serie de 10 a 100 pulsos para la electroporación irreversible. En un ejemplo, la forma de onda para electroporación puede comprender pulsos de 10 x 300 ps de amplitud de 1,5 kV suministrados tres veces con aproximadamente 1 minuto entre cada suministro. Esta forma de onda puede provocar la apoptosis o muerte celular en el carcinoma hepatocelular.

La forma de onda de electroporación puede suministrarse durante un período de tratamiento que se selecciona en función del efecto deseado. Por ejemplo, el período de tratamiento puede ser corto, por ejemplo, inferior a 1 segundo, o de unos cuantos segundos, o de aproximadamente 1 minuto. Como alternativa, el período de tratamiento puede ser más largo, por ejemplo, de hasta una hora.

El cable coaxial puede ser un cable coaxial convencional de baja pérdida que se puede conectar en un extremo proximal a un generador electroquirúrgico. El cable coaxial puede tener un conductor central separado de un conductor externo por un material dieléctrico. El cable de coaxial además puede incluir una funda protectora externa para aislar y proteger el cable. En algunos ejemplos, la funda protectora puede estar fabricada o recubierta con un material antiadherente para evitar que el tejido se adhiera al cable. La parte de punta radiante está ubicada en el extremo distal del cable coaxial y está conectada para recibir la energía EM transmitida a lo largo del cable coaxial.

La línea de transmisión coaxial proximal puede conectarse al extremo distal del cable coaxial. En particular, el conductor interno y el conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal pueden conectarse eléctricamente al conductor central y al conductor externo del cable coaxial, respectivamente. Los materiales usados en la línea de transmisión coaxial proximal pueden ser iguales o diferentes a los usados en el cable coaxial. Los materiales usados en la línea de transmisión coaxial proximal pueden seleccionarse para proporcionar una flexibilidad y/o impedancia deseadas de la línea de transmisión coaxial proximal. Por ejemplo, el material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal puede seleccionarse para mejorar la coincidencia de impedancia con el tejido diana.

Las dimensiones de los componentes de la línea de transmisión coaxial proximal pueden elegirse para proporcionarle una impedancia que sea idéntica o cercana a la impedancia del cable coaxial flexible (p. ej., aproximadamente 50 O). El conductor interno puede estar formado por un material de alta conductividad, por ejemplo, plata.

La parte de punta radiante puede fijarse al cable coaxial flexible mediante un collarín montado sobre una unión entre los mismos. El collarín puede eléctricamente conductor, por ejemplo, formado a partir de latón. Puede conectar eléctricamente el conductor externo con un conductor externo del cable coaxial flexible.

El diámetro externo de la parte de punta radiante es más pequeño que el diámetro externo del cable coaxial. Esto puede facilitar la inserción de la parte de punta radiante en el tejido diana y mejorar la maniobrabilidad de la parte de punta radiante. Esta configuración puede ser particularmente adecuada para el tratamiento de tumores en el páncreas, ya que puede facilitar la inserción de la parte de punta radiante en el páncreas a través de la pared del duodeno.

La parte de punta radiante puede incluir un recubrimiento antiadherente (por ejemplo, fabricado con PTFE), para evitar que el tejido se adhiera a él. El recubrimiento antiadherente se puede formar a partir de parileno C o parileno D. El recubrimiento antiadherente se puede formar a lo largo de toda la longitud de la parte de punta radiante excepto en los electrodos activo y de retorno, que están expuestos para facilitar el suministro eficiente de la señal de electroporación al tejido. El recubrimiento antiadherente se puede aplicar solamente a lo largo de una longitud correspondiente en una zona activa de extirpación, por ejemplo, a lo largo de una región que se extiende 2 cm hacia atrás desde el extremo distal (excepto los electrodos activo y de retorno). Cuando la aguja está sólo parcialmente recubierta, la aguja puede ser menos susceptible a la acumulación de energía térmica, que puede hacer que la aguja se caliente.

En algunas realizaciones, el electrodo de retorno puede estar formado por una parte distal del conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal. De esta manera, la parte de punta radiante puede actuar como una sonda de electroporación bipolar cuando recibe una forma de onda de electroporación. Al usar la parte distal del conductor externo como electrodo de retorno, el campo eléctrico puede estar ubicado alrededor de la punta de aguja distal, de manera que la electroporación pueda realizarse en una región alrededor de la punta de aguja distal. La parte distal del conductor externo puede estar ubicada en el extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, adyacente a la punta de aguja distal. Cuando el conductor externo esté formado por nitinol o algún otro material conductor flexible, el electrodo de retorno puede incluir un recubrimiento formado en la parte distal del conductor externo con un material que tenga una conductividad superior a la del nitinol. El material puede ser plata, por ejemplo. Para facilitar el suministro eficiente de la señal de electroporación, los electrodos activo y de retorno pueden estar pulidos, es decir, hacer que sean lo más lisos posible.

El elemento conductor alargado puede irradiar energía de microondas a lo largo de su longitud, para extirpar tejido en una región ubicada alrededor de la punta de aguja distal. En algunos casos, el elemento conductor alargado puede ser una parte distal del conductor interno que se extiende hacia la punta de aguja distal.

El electrodo activo está conectado eléctricamente al elemento conductor alargado. De esta manera, la forma de onda de electroporación se puede suministrar al electrodo activo a través del elemento conductor alargado. El electrodo activo también puede servir para dar forma a un perfil de radiación de microondas de la parte de punta radiante, por ejemplo, para concentrar la emisión de energía de microondas alrededor de la punta de aguja distal.

En algunas realizaciones, el electrodo activo puede ser un anillo conductor dispuesto concéntricamente con el elemento conductor alargado. En otras palabras, un eje central del anillo conductor puede estar alineado con un eje longitudinal del elemento conductor alargado. Esto puede servir para suministrar la forma de onda de electroporación al tejido simétricamente alrededor del eje longitudinal. Esto también puede servir para proporcionar un perfil de radiación de microondas axialmente simétrico.

El anillo conductor puede tener un canal que se extiende longitudinalmente a través del mismo, y una parte del elemento conductor alargado puede estar contenida dentro del canal. De esta manera, el conductor alargado puede conectarse eléctricamente al electrodo activo dentro del canal. El diámetro del canal puede dimensionarse para que coincida sustancialmente con un diámetro externo del elemento conductor alargado, de manera que el canal pueda formar un ajuste de interferencia alrededor del elemento conductor alargado. Esto puede servir para fijar el electrodo activo con respecto al elemento conductor alargado.

En algunas realizaciones, la punta de aguja distal puede comprender un elemento de punta montado en un extremo distal del anillo conductor para cerrar un extremo distal del canal. El elemento de punta puede estar fabricada con un material dieléctrico. El material dieléctrico del elemento de punta distal puede seleccionarse para mejorar la coincidencia de impedancia entre la parte de punta radiante y el tejido diana. Una porción del elemento de punta puede sobresalir dentro del canal, para mantener el elemento de punta en su sitio con respecto al canal.

Un extremo distal del elemento de punta puede ser puntiagudo (por ejemplo, afilado). Esto puede facilitar la inserción de la punta de aguja distal en el tejido diana. Por ejemplo, esto puede facilitar la inserción del instrumento a través de la pared duodenal o gástrica en el páncreas.

El manguito dieléctrico distal puede tener un agujero formado a través del mismo para recibir el elemento conductor alargado. El manguito dieléctrico distal puede estar fabricado a partir de un material diferente del material dieléctrico en la línea de transmisión coaxial proximal.

El manguito dieléctrico distal puede tener una mayor rigidez que el material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal. Al proporcionar una mayor rigidez al manguito dieléctrico distal se puede facilitar la inserción de la punta de aguja distal en el tejido diana, mientras que tener una línea de transmisión coaxial proximal de menor rigidez puede facilitar la flexión de la parte de punta radiante. Esto puede permitir que el instrumento sea guiado a través de una vías de paso estrechas y tortuosas, al tiempo que permite que se inserte en el tejido diana. Por ejemplo, el material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal puede estar fabricado con un material dieléctrico flexible (por ejemplo, PTFE) y el manguito dieléctrico distal puede estar fabricado, por ejemplo, con un material cerámico, poliéter éter cetona (PEE<k>) o PEEK rellena de vidrio. El elemento de punta de la punta de aguja distal puede estar fabricado con el mismo material que el manguito dieléctrico distal.

En algunas realizaciones, el manguito dieléctrico distal puede incluir circonia. Los inventores han descubierto que la circonia proporciona una buena rigidez para insertar la punta de aguja distal en el tejido. Por otra parte, los inventores han descubierto que el uso de un manguito dieléctrico distal de circonia puede proporcionar una buena coincidencia de impedancia con el tejido diana.

En algunas realizaciones, una parte distal del conductor externo puede superponerse a una parte proximal del manguito dieléctrico distal. En otras palabras, la parte proximal del manguito dieléctrico distal puede estar contenida dentro de la parte distal del conductor externo. Esto puede servir para fortalecer la conexión entre la punta de aguja distal y la línea de transmisión coaxial proximal.

La longitud de la parte de punta radiante donde la parte distal del conductor externo se superpone a la parte proximal de la punta de aguja distal puede formar una línea de transmisión coaxial intermedia entre la línea de transmisión proximal y la punta de aguja distal. La línea de transmisión coaxial intermedia puede tener una constante dieléctrica más alta que la línea de transmisión coaxial proximal para permitir una longitud física más pequeña, al tiempo que se obtiene la longitud eléctrica necesaria (media onda). En las frecuencias de microondas, una parte distal de la punta de aguja distal actúa como un monopolo cargado de extremo abierto conectado a la línea de transmisión coaxial intermedia. La punta de aguja distal también puede considerarse como una estructura única que termina en un monopolo coaxial de extremo abierto para conformar la zona de extirpación.

En algunas realizaciones, el manguito dieléctrico distal puede estar formado por un par de piezas cooperantes, teniendo cada una de las piezas cooperantes una ranura longitudinal formada en una superficie de la misma para recibir el conductor alargado. Tal estructura del manguito dieléctrico distal puede facilitar el ensamblaje de la parte de punta radiante. Cuando las piezas cooperantes se ensamblan para formar el manguito dieléctrico distal, las ranuras en las piezas cooperantes pueden formar un agujero en el que se recibe el conductor alargado. Las piezas cooperantes se pueden fijar entre sí usando un adhesivo.

En algunas realizaciones, el conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal puede estar fabricado con nitinol. Por ejemplo, el conductor externo puede estar formado por un tubo de nitinol. Los inventores han descubierto que el nitinol presenta una rigidez longitudinal suficiente para transmitir una fuerza capaz de penetrar la pared del duodeno. Adicionalmente, la flexibilidad del nitinol puede facilitar la flexión de la parte de punta radiante, para que el instrumento pueda guiarse a través de vías de paso de flexión estrechas. La fabricación del conductor externo con nitinol puede facilitar así el uso del instrumento para el tratamiento de tumores en el páncreas.

Se puede formar una capa externa conductora sobre una superficie externa del conductor externo, teniendo la capa externa conductora una conductividad superior a la del nitinol. La capa externa conductora puede servir para reducir las pérdidas de energía de microondas en la parte de punta radiante, para mejorar la eficiencia del suministro de energía de microondas a la punta de aguja distal. Un espesor de la capa externa conductora puede ser menor que un espesor del nitinol, para minimizar cualquier impacto de la capa externa conductora sobre la flexibilidad de la parte de punta radiante.

La parte de punta radiante puede tener una longitud igual o superior a 30 mm y, preferentemente, 40 mm, pero podría ser tan larga como 100 mm. Esta longitud permite el acceso a las regiones de tratamiento en todas las ubicaciones dentro del páncreas. La parte de punta radiante puede tener un diámetro externo máximo igual o inferior a 1,2 mm. Esto puede reducir o minimizar el orificio de penetración provocado por la inserción del instrumento, con el fin de no provocar un retraso indebido en la curación. Al minimizar el tamaño del orificio de penetración también se puede evitar la situación indeseable de que se cicatrice abierto y provoque una fístula o un canal no deseado entre el tracto GI y la cavidad corporal.

En algunas realizaciones, el conductor interno puede extenderse desde un extremo distal del cable coaxial flexible, estando conectado eléctricamente el conductor interno a un conductor central del cable coaxial flexible, y el conductor interno puede tener un diámetro menor que el diámetro del conductor central del cable coaxial flexible. Esto puede mejorar la flexibilidad de la parte de punta radiante. Por ejemplo, el diámetro del conductor interno puede ser de 0,25 mm. El diámetro del conductor interno puede tener en cuenta que el parámetro dominante que determina la pérdida (y el calentamiento) a lo largo de la parte de punta radiante es la pérdida del conductor, que es en función del diámetro del conductor interno. Otros parámetros pertinentes son las constantes dieléctricas del manguito dieléctrico distal y el material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal, y el diámetro y el material usado para el conductor externo.

El instrumento electroquirúrgico expuesto anteriormente puede formar parte de un sistema electroquirúrgico completo. Por ejemplo, el sistema puede incluir un generador electroquirúrgico dispuesto para suministrar energía de microondas y energía electromagnética que tiene una forma de onda de electroporación; y el instrumento electroquirúrgico de la invención conectado para recibir la energía de microondas y la energía electromagnética que tiene una forma de onda de electroporación desde el generador electroquirúrgico. El aparato electroquirúrgico además puede incluir un dispositivo de exploración quirúrgica (por ejemplo, un endoscopio) que tiene un cordón de inserción flexible para insertarlo en el cuerpo de un paciente, en donde el cordón de inserción flexible tiene un canal de instrumentos que discurre a lo largo de su longitud, y en donde el instrumento electroquirúrgico está dimensionado para encajar dentro del canal de instrumentos.

La expresión "dispositivo de exploración quirúrgica" se puede usar 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 un sitio 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.

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 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, el término "microondas" puede usarse en sentido amplio 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. Se podría preferir 5,8 GHz. El dispositivo puede suministrar energía en más de una de estas frecuencias de microondas.

El término "radiofrecuencia" o "RF" se puede usar 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 exponen con detalle a continuación con referencia 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 esquemática lateral en sección transversal de un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con una realización de la invención;

la figura 3 es una vista esquemática lateral en sección transversal de un extremo distal del instrumento electroquirúrgico de la figura 2;

la figura 4 muestra diagramas esquemáticos de un electrodo activo que puede usarse en una realización de la invención;

la figura 5 muestra diagramas esquemáticos de un elemento de punta que puede usarse en una realización de la invención;

la figura 6 muestra diagramas esquemáticos de una parte de un manguito dieléctrico distal que puede usarse en una realización de la invención;

la figura 7 muestra un gráfico simulado de pérdida de retorno para un primer ejemplo del instrumento electroquirúrgico de la figura 2;

la figura 8 muestra un perfil de radiación de microondas simulado para el primer ejemplo del instrumento electroquirúrgico de la figura 2;

la figura 9 es una vista esquemática en perspectiva de otro elemento de punta que se puede usar en la invención; la figura 10 es una vista en sección transversal de una parte de punta distal de un instrumento que incluye el elemento de punta de la figura 9;

la figura 11 muestra un gráfico simulado de pérdida de retorno para un segundo ejemplo del instrumento electroquirúrgico de la figura 2; y

la figura 12 muestra un perfil de radiación de microondas simulado para el segundo ejemplo del instrumento electroquirúrgico de la figura 2.

Descripción detallada; opciones y preferencias adicionales

La figura 1 es un diagrama esquemático de un aparato de extirpación electroquirúrgica 100 que es capaz de suministrar energía de microondas y energía de radiofrecuencia al extremo distal de un instrumento electroquirúrgico invasivo. El sistema 100 comprende un generador 102 para suministrar de forma controlable energía de microondas y energía para la electroporación. La energía para la electroporación puede comprender energía pulsada o sinusoidal (por ejemplo, ondas electromagnéticas de onda continua) en las bandas de radiofrecuencia (RF) o de baja frecuencia (LF).

Un generador adecuado para este fin se describe en el documento WO 2012/076844. El generador puede disponerse para monitorizar las señales reflejadas recibidas desde el instrumento para determinar un nivel de potencia apropiado para el suministro. Por ejemplo, el generador puede disponerse para calcular una impedancia observada en el extremo distal del instrumento con el fin de determinar un nivel de potencia de suministro óptimo.

El generador 102 está conectado a una junta de interfaz 106 mediante un cable de interfaz 104. En el ejemplo mostrado, 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 aparato puede estar dispuesto, adicionalmente o como alternativa, para aspirar un fluido del sitio 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.

Si fuera necesario, la junta de interfaz 106 puede alojar un mecanismo de control de instrumentos que puede accionarse deslizando un gatillo, por ejemplo, para controlar el movimiento longitudinal (hacia delante y hacia atrás) de uno o más cables de control o barras de empuje (no mostradas). Si hay una pluralidad de cables de control, puede haber múltiples gatillos deslizantes en la junta de interfaz para proporcionar un control total. La función de la junta de interfaz 106 es combinar las entradas del generador 102, del dispositivo de suministro de fluido 108 y del mecanismo de control de instrumentos en una única varilla flexible 112, que se extiende desde el extremo distal de la junta de interfaz 106.

La varilla flexible 112 se puede insertar por toda la longitud de un canal de instrumentos (de trabajo) de un dispositivo de exploración quirúrgica 114, que, en realizaciones de la presente invención, puede comprender un dispositivo de ultrasonidos endoscópico.

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 cordón de instrumentos 120. El cordón de instrumentos 120 comprende una camisa externa que rodea una pluralidad de luces. La pluralidad de luces transporta diferentes elementos desde el cuerpo 116 hasta un extremo distal del cordón de instrumentos 120. Una de la pluralidad de luces es un canal de instrumentos para recibir la varilla flexible 112. Otras luces pueden incluir un canal para transmitir radiación óptica, por ejemplo, para proporcionar iluminación en el extremo distal o para recoger imágenes desde el extremo distal, y un canal de señales de ultrasonidos para transmitir una señal de ultrasonidos. El cuerpo 116 puede incluir una pieza ocular 122 para ver el extremo distal.

Un dispositivo de ultrasonidos endoscópico suele incluir un transductor de ultrasonidos en una punta distal del cordón de instrumentos, más allá de una abertura de salida del canal de señal de ultrasonidos. Las señales del transductor de ultrasonidos pueden transmitirse mediante un cable adecuado 126 de regreso a lo largo del cordón de instrumentos hasta un procesador 124, que puede generar imágenes de manera conocida. El canal de instrumentos puede conformarse dentro del cordón 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 cordón de instrumentos.

La estructura del conjunto distal 118 que se expone a continuación puede diseñarse especialmente para su uso con un dispositivo de ultrasonidos endoscópico (USE), de modo que el diámetro externo máximo del conjunto de extremo distal 118 es igual o inferior a de 2,0 mm, por ejemplo, inferior a 1,9 mm (y más preferentemente inferior a 1,5 mm) y la longitud de la varilla flexible 112 puede ser igual o superior a 1,2 m.

El cuerpo 116 incluye un puerto de entrada de potencia 128 para conectarse a la varilla flexible 112. Tal como se explica a continuación, una parte proximal de la varilla flexible 112 puede comprender un cable coaxial convencional capaz de transmitir la energía de microondas y de electroporación desde el generador 102 al conjunto distal 118.

Tal como se ha expuesto anteriormente, es deseable poder controlar la posición de al menos el extremo distal del cordón de instrumentos 120. El cuerpo 116 puede incluir un accionador de control que se acopla mecánicamente al extremo distal del cordón de instrumentos 120 mediante uno o más cables de control (no mostrados), que se extienden a través del cordón 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 catéteres conocido. La manipulación del cordón de instrumentos 120 puede estar asistida por software, por ejemplo, usando un mapa tridimensional virtual ensamblado a partir de imágenes de tomografía computarizada (TC).

Un instrumento electroquirúrgico 200 según una realización de la invención se ilustra en las figuras 2 y 3. La figura 2 muestra una vista lateral esquemática en sección transversal de un extremo distal del instrumento electroquirúrgico 200 (por ejemplo, correspondiente al conjunto distal 118 de la figura 1). La figura 3 muestra una vista esquemática lateral en sección transversal de un extremo distal del instrumento electroquirúrgico 200.

El instrumento electroquirúrgico 200 incluye un cable coaxial flexible 202 y una parte de punta radiante 204 montada en un extremo distal del cable coaxial 202. El cable coaxial 202 puede ser un cable coaxial flexible convencional de 50 O adecuado para desplazarse a través del canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica. El cable coaxial incluye un conductor central 206 y un conductor externo 208 que están separados por un material dieléctrico 210. El cable coaxial 202 se puede conectar en un extremo proximal, por ejemplo, al generador 102, para recibir energía de microondas y/o de electroporación.

La parte de punta radiante 204 incluye una línea de transmisión coaxial proximal 212 y una punta de aguja distal 214 montada en un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal 212. La línea de transmisión coaxial proximal 212 comprende un conductor interno 216 que está conectado eléctricamente al conductor central 206 del cable coaxial 202 en el extremo distal del cable coaxial 202. El conductor interno 216 tiene un diámetro externo más pequeño que el conductor central 206 y está fabricado con un material que tiene una alta conductividad, por ejemplo, plata.

El conductor interno 216 está rodeado a lo largo de una parte proximal del mismo por un manguito dieléctrico proximal 218. El manguito dieléctrico proximal puede estar fabricado con un material aislante flexible, por ejemplo, PTFE o similares. Un manguito dieléctrico distal 220 está montado sobre una parte distal del conductor interno 216 para formar la parte de punta radiante 214. El manguito dieléctrico distal 220 está formado por un material aislante duro que tiene una mayor rigidez que el manguito dieléctrico proximal 218. Por ejemplo, el manguito dieléctrico distal 220 puede estar fabricado con circonia.

La línea de transmisión coaxial proximal 212 se completa con un conductor externo 222 montado alrededor del manguito dieléctrico proximal 218. El conductor externo 222 está formado por un tubo flexible de material conductor. El tubo está configurado para tener rigidez longitudinal suficiente para transmitir una fuerza capaz de penetrar el tejido biológico (por ejemplo, la pared del duodeno), al tiempo que 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.

Los inventores han descubierto que el nitinol es un material especialmente adecuado para el conductor externo 222. El tubo de nitinol puede incluir un recubrimiento conductor, por ejemplo, en su superficie interna, para reducir las pérdidas de transmisión a lo largo de la línea de transmisión coaxial proximal 212. Este recubrimiento puede estar formado por un material que tenga una conductividad superior a la del nitinol, por ejemplo, plata o similar.

El conductor externo 222 se superpone a una parte proximal del manguito dieléctrico distal 220, para formar una porción distal de la línea de transmisión coaxial proximal 212. La región de superposición puede considerarse como una línea de transmisión coaxial intermedia. Como el manguito dieléctrico distal 220 tiene una constante dieléctrica más alta que el manguito dieléctrico proximal 218, la región de superposición entre el conductor externo 222 y el manguito dieléctrico distal 220 permite reducir la longitud física de la parte de punta radiante 212 al tiempo que se mantiene la longitud eléctrica deseada. La longitud de la superposición entre el conductor externo 222 y el manguito dieléctrico distal 220 y los materiales dieléctricos de los manguitos dieléctricos distal y proximal pueden seleccionarse para obtener una longitud eléctrica deseada de la parte de punta radiante 212.

La punta de aguja distal 214 incluye un electrodo activo 224 montado en un extremo distal del conductor interno 216. El electrodo activo es una pieza cilíndrica de material conductor (por ejemplo, latón) que tiene un canal central 226 que se extiende a través de la misma. El electrodo activo se ilustra con más detalle en la figura 4, que muestra una vista en perspectiva del electrodo (a) y una vista lateral en sección transversal del electrodo (b). El extremo distal del conductor interno 216 sobresale dentro del canal 226, donde está conectado eléctricamente al electrodo activo 224 (por ejemplo, a través de una conexión soldada o con un adhesivo conductor). Un diámetro externo del electrodo activo coincide sustancialmente con un diámetro externo del manguito dieléctrico distal 220, de manera que la punta de aguja distal 214 tenga una superficie externa lisa.

Un elemento de punta puntiaguda 228 está montado en una cara distal del electrodo activo 224, para facilitar la inserción del instrumento en el tejido diana. El elemento de punta 228 está preferentemente fabricado con el mismo material que el manguito dieléctrico distal 220 (por ejemplo, circonia). El elemento de punta 228 se muestra con más detalle en la figura 5, que muestra una vista lateral del elemento de punta (a), una vista en perspectiva del elemento de punta (b) y una vista posterior del elemento de punta (c). Se muestra un ejemplo de las dimensiones del elemento de punta 228 en las figuras 5(a) y 5(c). El elemento de punta 228 tiene un cuerpo cónico 230 que tiene una protuberancia 232 que se extiende desde un lado proximal del mismo. La protuberancia 232 está conformada para encajar dentro del canal 226 del electrodo activo 224, para mantener el elemento de punta 228 en su sitio. El elemento de punta 228 se puede fijar al electrodo activo 224, por ejemplo, usando un adhesivo.

El manguito dieléctrico proximal 218 y el manguito dieléctrico distal 220 pueden formarse como tubos que se deslizan sobre el conductor interno 216. En una realización, el manguito dieléctrico distal 220 puede estar compuesto por un par de piezas cooperantes que están montadas alrededor del conductor interno 216. La figura 6 muestra un ejemplo de una pieza 700 que se puede usar para formar el manguito dieléctrico distal 220. La figura 6 muestra una vista lateral de la pieza (a), una vista en perspectiva de la pieza (b) y una vista frontal de la pieza (c). Unos ejemplos de dimensiones de la pieza 700 se muestran en las figuras 6(a) y 6(c). La pieza 700 es una pieza semicilíndrica de material dieléctrico rígido (por ejemplo, circonia) que tiene una ranura longitudinal 702 que se extiende a lo largo de su longitud. Un par de piezas 700 pueden ensamblarse juntas para formar el manguito dieléctrico distal 220, de manera que las ranuras 702 en cada pieza 700 formen juntas un canal en el que se recibe el conductor interno 216. Las dos piezas 700 se pueden fijar entre sí, por ejemplo, usando un adhesivo. Tal estructura del manguito dieléctrico distal 220 puede facilitar el ensamblaje de la parte de punta radiante 212. También se puede usar una estructura similar que comprende un par de piezas cooperantes para el manguito dieléctrico proximal 218.

La parte de punta radiante 212 está fijada al extremo distal del cable coaxial 202 por un collarín 236. El collarín 236 puede actuar como un engarce radial para fijar la parte de punta radiante 212 en su sitio. El collarín 236 también está dispuesto para conectar eléctricamente el conductor externo 208 del cable coaxial 202 al conductor externo 218 de la línea de transmisión coaxial proximal 212. El collarín 236 se forma, por tanto, a partir de un material conductor, por ejemplo, latón o similares.

Las figuras 9 y 10 muestran una disposición alternativa para la punta distal. En esta disposición, el elemento de punta puntiaguda y el collarín se combinan en un único elemento de punta 250. El elemento de punta 250 comprende una punta puntiaguda distal 252, por ejemplo, que tiene una forma cónica, formada integralmente con una parte cilíndrica proximal 254 que tiene un agujero 256 en la misma para recibir una parte distal del conductor interno 216. El elemento de punta 250 se puede fabricar a partir de una sola pieza de material conductor, tal como plata.

En uso, la energía de microondas y la energía que tiene una forma de onda de electroporación se pueden transmitir desde el cable coaxial 202 a la parte de punta radiante. La energía recibida del cable coaxial 202 puede transmitirse a lo largo de la línea de transmisión coaxial proximal 212 a la punta de aguja distal 214, desde donde puede ser suministrada al tejido diana.

Con las energías de microondas, la punta de aguja distal 214 se dispone para actuar como un transformador de media longitud de onda para suministrar la energía de microondas al tejido diana. En otras palabras, una longitud eléctrica de la punta de aguja distal 214 puede corresponder a la mitad de la longitud de onda de la energía de microondas. De esta manera, la energía de microondas puede suministrarse eficientemente al tejido diana, para extirpar el tejido diana.

La energía de microondas puede suministrarse en pulsos para minimizar el calentamiento en la parte de punta radiante 212 durante la extirpación por microondas. Los inventores han descubierto que los ciclos de suministro de energía enumerados a continuación pueden permitir un suministro eficiente de energía de microondas, al tiempo que minimizan el calentamiento en la parte de punta radiante 212, aunque también son posibles otros ciclos de suministro de energía:

• 10 ms de suministro de energía de microondas seguido de 90 ms de inactivación (es decir, sin suministro de energía de microondas);

10 ms de suministro de energía de microondas seguido de 50 ms de inactivación;

10 ms de suministro de energía de microondas seguido de 30 ms de inactivación;

100 ms de suministro de energía de microondas seguido de 900 ms de inactivación;

100 ms de suministro de energía de microondas seguido de 500 ms de inactivación;

100 ms de suministro de energía de microondas seguido de 300 ms de inactivación;

Cuando la energía de electroporación se transmite a la parte de punta radiante, se puede establecer un campo eléctrico entre el electrodo activo 224 y una parte distal 238 (extremo distal) del conductor externo 222. De esta manera, un borde más distal o una terminación final del conductor externo 222 (que puede estar expuesto) puede comportarse como un electrodo de retorno para la energía de electroporación. El campo eléctrico puede causar la electroporación (por ejemplo, electroporación irreversible) del tejido ubicado alrededor de la punta de aguja distal 214. Como el electrodo activo 224 está dispuesto sustancialmente de forma simétrica alrededor de un eje longitudinal del instrumento, el campo eléctrico causado por la forma de onda de electroporación puede ser axialmente simétrico. En otros ejemplos, la región de tratamiento puede ser asimétrica, por ejemplo, mediante una configuración adecuada del electrodo activo.

El instrumento electroquirúrgico 200 está configurado para usarse como un dispositivo de extirpación para suministrar energía de microondas y de electroporación transportada a lo largo del cable coaxial al tejido biológico. El instrumento electroquirúrgico 200 está diseñado, en particular, para ser adecuado para su inserción a través de un canal de instrumentos de un dispositivo de exploración quirúrgica (por ejemplo, un aparato de ultrasonidos endoscópico (USE)) hasta un sitio de tratamiento. El sitio de tratamiento puede ser el páncreas, de modo que se inserta un cordón de instrumentos del dispositivo de exploración quirúrgica en el duodeno, tras lo cual el instrumento electroquirúrgico 200 se extiende para penetrar a través de la pared del duodeno en el páncreas para el tratamiento.

El instrumento electroquirúrgico puede tener varias características que lo hagan adecuado para su uso en este contexto. La porción de punta radiante 212 del instrumento tiene deseablemente una longitud igual o superior a 40 mm con un diámetro externo máximo de 1,2 mm. Esto puede garantizar que la aguja sea lo suficientemente larga para alcanzar los tumores ubicados dentro del páncreas y puede garantizar que el orificio de penetración no sea demasiado grande, para facilitar la cicatrización.

La figura 2 muestra un ejemplo de las dimensiones del instrumento electroquirúrgico 200. En un primer ejemplo, la dimensión indicada por el número de referencia 240, que corresponde a la longitud del manguito dieléctrico proximal 218, puede ser de 37,0 mm. La dimensión indicada por el número de referencia 242, que corresponde a la longitud de superposición entre el conductor externo 222 y el manguito dieléctrico distal 220, puede ser de 4,70 mm. La dimensión indicada por el número de referencia 244, que corresponde a la distancia desde el extremo distal del conductor externo 222 al extremo distal del electrodo activo 224, puede ser de 3,00 mm. En un segundo ejemplo, que usa el elemento de punta que se muestra en la figura 9, la dimensión 240 es de 37,0 mm, la dimensión 242 es de 8,30 mm y la dimensión 244 es de 5,00 mm.

Se usó CST Microwave Studio para diseñar y simular el instrumento electroquirúrgico 200 expuesto anteriormente. Las figuras 7 y 11 muestran gráficos simulados del parámetro S (también conocido como "pérdida de retorno") con respecto a la frecuencia de la energía de microondas para el primer y el segundo ejemplo del instrumento electroquirúrgico 200 expuesto 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 estar definido por la ecuaciónPi = SPr,dondePies la potencia de salida en el instrumento hacia el tejido,Pres la potencia retroreflejada desde el tejido y S es el parámetro S. Como se muestra en la figura 7, el parámetro S tiene es de -21,9 dB a 5,8 GHz, lo que significa que se reflejó muy poca energía de microondas desde el tejido a esta frecuencia (esto corresponde aproximadamente al 0,645 % de la energía reflejada). Esto indica una buena coincidencia de impedancia a la frecuencia de funcionamiento de 5,8 GHz y que la energía de microondas se suministra eficientemente desde la parte de punta radiante al tejido a esta frecuencia. En la figura 11, el parámetro S es de -14,6 dB a 5,8 GHz.

Las figuras 8 y 12 muestran perfiles de radiación calculados en el tejido circundante para el primer y el segundo ejemplo del instrumento electroquirúrgico 200 expuesto anteriormente. El perfil de radiación se calculó para una frecuencia de energía EM de 5,8 GHz, usando un análisis de elementos finitos. El cálculo muestra que la energía de microondas se irradia alrededor de la punta de aguja distal 214 y da una indicación de la forma de un perfil de extirpación producido por el instrumento.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un instrumento electroquirúrgico (200) que comprende:

un cable coaxial (202) configurado para transmitir energía de microondas y una señal de electroporación; una parte de punta radiante en forma de barra (204) que se extiende en una dirección longitudinal alejándose de un extremo distal del cable coaxial;

en donde la parte de punta radiante comprende:

una línea de transmisión coaxial proximal (212) para recibir y transmitir la energía de microondas, incluyendo la línea de transmisión coaxial proximal un conductor interno (216), un conductor externo (222) y un material dieléctrico (218) que separa el conductor interno del conductor externo; y

una punta de aguja distal (214) montada en un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal, comprendiendo la punta de aguja distal un manguito dieléctrico rígido (220) que se extiende en la dirección longitudinal desde un extremo distal de la línea de transmisión coaxial proximal,

en donde la parte de punta radiante en forma de barra tiene un diámetro externo menor que el diámetro externo del cable coaxial,

en donde el manguito dieléctrico rígido rodea un elemento conductor alargado que está eléctricamente conectado al conductor interno de la línea de transmisión coaxial proximal y se extiende más allá de un extremo distal del conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal, en donde el elemento conductor alargado está configurado para funcionar como un transformador de media longitud de onda para la energía de microondas para así irradiar la energía de microondas desde la punta de aguja distal hacia el tejido biológico,

en donde el elemento conductor alargado termina en un electrodo activo (224) expuesto en un extremo distal de la punta de aguja distal, estando el elemento conductor alargado conectado eléctricamente al electrodo activo, y en donde el electrodo activo está separado axialmente de un electrodo de retorno que está conectado eléctricamente al extremo distal del conductor externo de la línea de transmisión coaxial proximal, estando el electrodo activo y el electrodo de retorno configurados para, cuando la señal de electroporación es recibida por la parte de punta radiante en forma de barra, establecer un campo eléctrico para la electroporación del tejido biológico en la punta de aguja distal.

2. Un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el material dieléctrico de la línea de transmisión coaxial proximal es más flexible que el manguito dieléctrico rígido.

3. Un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el electrodo activo es un anillo conductor dispuesto concéntricamente con el elemento conductor alargado.

4. Un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el anillo conductor tiene un canal (226) que se extiende longitudinalmente a través del mismo, y en donde una parte del elemento conductor alargado está contenida dentro del canal; y opcionalmente

en donde la punta de aguja distal comprende un elemento de punta (228) montado en un extremo distal del anillo conductor para cerrar un extremo distal del canal; y opcionalmente

en donde un extremo distal del elemento de punta es puntiagudo.

5. Un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el manguito dieléctrico rígido está fabricado con circonia.

6. Un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde una parte distal del conductor externo se superpone a una parte proximal del manguito dieléctrico rígido.

7. Un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el manguito dieléctrico rígido está formado por un par de piezas cooperantes, teniendo cada una de las piezas cooperantes una ranura longitudinal formada en una superficie de la misma para recibir el elemento conductor alargado.

8. Un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el conductor externo está formado a partir de nitinol; y opcionalmente

en donde se forma un recubrimiento conductor sobre una superficie externa del conductor externo, teniendo la capa externa conductora una conductividad superior a la del nitinol.

9. Un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la parte de punta radiante tiene una longitud en la dirección longitudinal igual o superior a 40 mm; y/o

en donde la parte de punta radiante tiene un diámetro externo máximo igual o inferior a 1,2 mm.

10. Un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde:

el conductor interno se extiende desde un extremo distal del cable coaxial, estando el conductor interno conectado eléctricamente a un conductor central del cable coaxial, y

el conductor interno tiene un diámetro que es menor que el diámetro del conductor central del cable coaxial flexible.

11. Un instrumento electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la parte de punta radiante en forma de barra incluye un recubrimiento antiadherente a lo largo de la longitud distal de la misma; y opcionalmente

en donde el recubrimiento antiadherente está formado a partir de parileno C o parileno D.

12. Un sistema electroquirúrgico (100) para tratar tejido biológico, comprendiendo el aparato:

un generador electroquirúrgico (102) dispuesto para suministrar energía de microondas y una señal de electroporación; y

un instrumento electroquirúrgico (200) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el cable coaxial del instrumento electroquirúrgico está conectado para recibir la energía de microondas y la señal de electroporación del generador electroquirúrgico.

13. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 12, que además comprende un dispositivo de exploración quirúrgica (114) que tiene un cordón de inserción flexible (120) para su inserción en el cuerpo de un paciente, en donde el cordón de inserción flexible tiene un canal de instrumentos que discurre a lo largo de su longitud, y en donde el instrumento electroquirúrgico está dimensionado para encajar dentro del canal de instrumentos.

14. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, en donde la señal de electroporación comprende uno o más pulsos electromagnéticos rápidos; y opcionalmente

en donde cada uno o más pulsos electromagnéticos rápidos tiene una anchura de pulso en un intervalo de 1 ns a 10 ms; y opcionalmente

en donde cada pulso tiene una amplitud en el intervalo de 1 kV a 10 kV.

15. Un sistema electroquirúrgico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, en donde la señal de electroporación comprende un tren de pulsos que tienen un ciclo de trabajo igual o inferior al 50 %.