ITMO20120041A1 - Dispositivo a microonde per l¿ablazione di tessuti - Google Patents
Dispositivo a microonde per l¿ablazione di tessuti Download PDFInfo
- Publication number
- ITMO20120041A1 ITMO20120041A1 IT000041A ITMO20120041A ITMO20120041A1 IT MO20120041 A1 ITMO20120041 A1 IT MO20120041A1 IT 000041 A IT000041 A IT 000041A IT MO20120041 A ITMO20120041 A IT MO20120041A IT MO20120041 A1 ITMO20120041 A1 IT MO20120041A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- layer
- microwave device
- metallic material
- sleeve
- metal
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 47
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 30
- 238000002679 ablation Methods 0.000 claims description 22
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 19
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 9
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 6
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 4
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 8
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 2
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 description 2
- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/1815—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using microwaves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00053—Mechanical features of the instrument of device
- A61B2018/00107—Coatings on the energy applicator
- A61B2018/00148—Coatings on the energy applicator with metal
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
- A61B2018/00577—Ablation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/1815—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using microwaves
- A61B2018/1869—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using microwaves with an instrument interstitially inserted into the body, e.g. needles
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Description
Dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti
La presente invenzione riguarda un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti, in particolare un applicatore interstiziale a microonde per trattamenti in ipertermia di tessuti biologici, in particolare per la termoablazione di detti tessuti.
La termoablazione consiste nella distruzione di tessuti bersaglio tramite l’induzione di un aumento della temperatura delle cellule oltre una soglia di danno irreversibile. Tale soglia à ̈ legata al tempo di esposizione ad una determinata temperatura; nel caso di temperature comprese tra i 50°C e i 60°C il tempo à ̈ di alcuni minuti mentre dai 60°C in su la morte cellulare à ̈ pressoché istantanea. L’incremento di temperatura viene ottenuto erogando energia nei tessuti bersaglio tramite appositi applicatori più o meno invasivi. Le forme di energia comunemente utilizzate per la termoablazione comprendono onde meccaniche, correnti a radiofrequenza, radiazioni infrarosse, microonde.
Una delle forme di energia per termoablazione più promettenti à ̈ attualmente l’energia a microonde, che risulta fornire un ottimo compromesso tra l’efficienza di trasferimento di energia e la profondità di penetrazione nei tessuti biologici. L’invio di energia a microonde in tessuti destinati alla termoablazione avviene tramite l’inserzione per via percutanea, endoscopica, laparotomica o laparoscopica di applicatori interstiziali costituiti da un’antenna coassiale comprendente un conduttore interno, uno strato di dielettrico che ricopre il conduttore interno per tutta la sua lunghezza, un conduttore esterno che ricopre coassialmente lo strato di dielettrico e il conduttore interno, ad eccezione di una porzione terminale distale di questi ultimi, costituente l’estremità radiante dell’antenna. La progettazione di antenne per termoablazione deve tenere in considerazione alcuni requisiti costruttivi legati all’impiego che ne viene fatto, in particolare: biocompatibilità , elevata resistenza meccanica, necrosi coagulativa sferica, diametro dell’antenna quanto minore possibile.
L’antenna per garantire una necrosi coagulativa sferica necessita sia di una figura di radiazione a sua volta sferica, che di un sistema di raffreddamento per dissipare il calore generato della linea di alimentazione della antenna stessa. Alle frequenze di lavoro di un sistema termoablativo a microonde il transito di potenza attraverso il cavo coassiale à ̈ caratterizzato da una forte attenuazione a cui corrisponde un riscaldamento dello stesso. Il calore generato potrebbe causare la necrosi dei tessuti a contatto con lo stelo esterno dell’antenna per tutta la sua lunghezza. La presenza di un circuito di raffreddamento della linea di alimentazione consente l’asportazione del calore e quindi consente di ridurre l’eccentricità della necrosi.
Un problema comune a molti design d’antenna per termoablazione a microonde à ̈ l’allungamento della figura di radiazione lungo la linea di alimentazione dell’antenna, con conseguente bassa sfericità . Tale allungamento può essere evitato tramite diverse migliorie al progetto d’antenna. Uno dei modi più comuni di conservare un buon confinamento della figura di radiazione à ̈ l’impiego di un dispositivo, detto choke elettromagnetico, o più brevemente choke, che realizza un trasformatore di impedenza a quarto d’onda terminato in corto circuito. Il choke à ̈ fisicamente una linea coassiale costituita da un conduttore cilindrico che circonda coassialmente il conduttore esterno dell’antenna e su di esso à ̈ chiuso in cortocircuito alla propria estremità prossimale, mentre à ̈ aperto alla propria estremità distale. I termini “distale†e “prossimale†, si riferiscono alle estremità del dispositivo, o di una parte o componente di esso, rivolte, rispettivamente, in direzione della punta dell’antenna, o in direzione opposta.
Tra il conduttore cilindrico e il conduttore esterno dell’antenna sono interposti uno o più manicotti in materiale dielettrico, per brevità indicato nel seguito come “dielettrico†, a riempimento dell’intera lunghezza del choke. La lunghezza del choke à ̈ pari ad un numero dispari (solitamente uno) di quarti della lunghezza d’onda in detto dielettrico delle microonde emesse dall’antenna. Lunghezze alquanto diverse da un quarto d’onda conferiscono al choke proprietà sub-ottime e, tuttavia, ancora utili allo scopo di ottenere un confinamento prossimale e, quindi, una spiccata sfericità della figura di radiazione dell’antenna. Il choke viene usualmente ottenuto inserendo intorno al dielettrico che circonda il conduttore esterno dell’antenna un cilindro metallico di diametro interno pari al diametro esterno del dielettrico stesso e di lunghezza tale da realizzare una lunghezza elettrica equivalente secondo quanto già descritto. L’estremità del cilindro metallico più lontana dall’estremità radiante dell’antenna viene cortocircuitata sul conduttore esterno dell’antenna, completando la struttura del choke.
Un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti del tipo precedentemente citato à ̈ descritto nel brevetto italiano per invenzione industriale n. 0001361771 a nome della stessa richiedente.
Il dielettrico deve essere di un materiale che presenti basse perdite alle microonde. I materiali più comuni con tali caratteristiche sono polimeri e ceramiche. I polimeri sono raramente utilizzati nelle antenne per termoablazione in quanto l’antenna può raggiungere temperature di alcune centinaia di gradi Celsius, alle quali tutti i polimeri oggi conosciuti fondono o comunque perdono le loro proprietà meccaniche. Le antenne per termoablazione sono quindi generalmente costruite utilizzando delle ceramiche come dielettrico.
Tutte le antenne per termoablazione hanno in comune una struttura composita della parte deputata all’erogazione delle microonde, nella quale sono presenti diversi particolari di diversi materiali. Data l’esigenza di un ingombro trasversale molto ridotto, tipicamente inferiore a 3 mm, i particolari che costituiscono l’antenna hanno spessori molto sottili e superfici di giunzione estremamente ridotte. Ciò rende generalmente le antenne a microonde soggette a rotture meccaniche con conseguente distacco delle componenti durante l’impiego clinico. In particolare questo fenomeno si può verificare all’atto dell’estrazione dell’antenna dal paziente, nel caso in cui si sia verificata un’adesione intensa dei tessuti all’antenna stessa. In tal caso l’antenna può essere sottoposta ad una trazione di alcuni chilogrammi da parte del medico per ottenerne lo sfilamento.
Le giunzioni tra le varie parti metalliche possono essere ottenute per brasatura o interferenza meccanica, che risulta particolarmente facile da effettuare tra materiali metallici a causa della loro malleabilità . Le giunzioni più problematiche tra quelle normalmente presenti nelle antenne per termoablazione sono solitamente quelle tra il dielettrico e le parti metalliche. Essendo la giunzione costituita in parte da materiali non metallici, risulta impossibile la brasatura, che consentirebbe di ottenere giunzioni con resistenza a trazione paragonabile a quella dei materiali che vengono connessi. Le giunzioni tra ceramica e metallo sono solitamente ottenute nelle antenne per termoablazione tramite incollaggi o per interferenza meccanica. Nel primo caso la giunzione risulta essere un punto debole della struttura, in quanto le colle generalmente perdono tenacità all’aumentare della temperatura. La temperatura di lavoro stimata à ̈ infatti, come detto, di alcune centinaia di gradi Celsius. Nel caso in cui la giunzione sia invece ottenuta per interferenza meccanica, si incorre generalmente in un aumento dell’ingombro trasversale dell’antenna, in quanto le ceramiche sono materiali non malleabili e quindi inadatti allo schiacciamento necessario ad ottenere un’interferenza meccanica soddisfacente con una superficie di contatto limitata. Per ovviare a ciò il bloccaggio per interferenza meccanica tra ceramica e metallo deve essere ottenuto con dispositivi di dimensioni macroscopiche, ad esempio per avvitamento o punzonatura, con conseguente aumento dell’ingombro trasversale dell’applicatore
Oltre che dalla sfericità della figura di radiazione, i diversi tipi di antenne a microonde sono quindi caratterizzati anche per le soluzioni ingegneristiche adottate per raggiungere una resistenza alle sollecitazioni meccaniche quanto maggiore possibile.
La presente invenzione si propone di fornire un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti organici che presenti un’ottima sfericità della figura di radiazione delle microonde, un’elevata resistenza meccanica e dimensioni trasversali il più possibile ridotte.
Lo scopo dell’invenzione à ̈ raggiunto con un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti secondo la rivendicazione 1.
Grazie all’invenzione à ̈ possibile ottenere un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti nel quale le dimensioni trasversali del choke sono ridotte al minimo e le giunzioni tra il dielettrico e le parti metalliche dell’antenna hanno elevata resistenza meccanica.
Questo risultato viene ottenuto realizzando il choke tramite metallizzazione della superficie del dielettrico in materiale ceramico, ottenuta per mezzo di deposizione fisica o chimica di vapori metallici sulla superficie del materiale ceramico. Il fattore comune a tutte le metallizzazioni à ̈ uno spessore dello strato metallico di alcuni micrometri ed una adesione tenace dello stesso al substrato ceramico. Questo comporta due importanti vantaggi: la possibilità di realizzare choke di dimensioni trasversali minime, grazie allo spessore minimo dello strato di metallizzazione, e la possibilità di realizzare giunzioni tra dielettrico ceramico e le parti metalliche dell’antenna con elevata robustezza meccanica, superiore rispetto alle soluzioni oggi presenti sul mercato. Ciò à ̈ possibile sfruttando lo strato di metallizzazione per realizzare le suddette giunzioni.
Alcuni modi di attuare l’invenzione sono descritti qui di seguito, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:
Figure 1A e 1B illustrano un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti secondo lo stato della tecnica;
Figura 2A à ̈ una vista in sezione longitudinale che illustra un primo esempio di attuazione di un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti secondo l’invenzione;
Figura 2B Ã ̈ una vista in sezione longitudinale di un particolare di figura 2A.
Figure da 2C a 2F sono viste prospettiche che illustrano il primo esempio di attuazione di un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti secondo l’invenzione;
Figura 3A à ̈ una vista in sezione longitudinale che illustra un secondo esempio di attuazione di un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti secondo l’invenzione; Figura 3B à ̈ una vista in sezione longitudinale di un particolare di figura 3A.
Figure da 3C a 3E sono viste prospettiche che illustrano il secondo esempio di attuazione di un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti secondo l’invenzione;
Nelle Figure 1A a 1B à ̈ illustrato un dispositivo a microonde 1 per l’ablazione di tessuti, secondo lo stato della tecnica noto, che comprende:
- un’antenna coassiale costituita da un conduttore esterno 2 a forma di cilindro cavo, da un conduttore interno 3 in forma di filo, disposto coassialmente all’interno del conduttore esterno 2 e da un materiale isolante dielettrico, non visibile nelle figure, interposto tra il conduttore esterno 2 e il conduttore interno 3;
- una parte radiante, costituita da un prolungamento del conduttore interno 3 al quale à ̈ fissata una punta metallica 4, ad esempio di forma conica, per conferire al dispositivo 1 la capacità di penetrare nei tessuti;
- un primo manicotto 5 in materiale dielettrico, preferibilmente un materiale ceramico, inserito sull’estremità distale del conduttore esterno 2 e fissato, ad una sua estremità distale, alla punta 4; il primo manicotto 5 presenta una parte distale 5a di maggior diametro e una parte prossimale 5b di minor diametro;
- un trasformatore d’impedenza a quarto d’onda, cosiddetto “choke†, costituito da un secondo manicotto 6 in materiale elettricamente conduttore, inserito coassialmente sulla parte prossimale 5b del primo manicotto 5 in materiale dielettrico, l’estremità prossimale 7 del choke essendo chiusa in corto circuito sul conduttore esterno 2 dell’antenna coassiale;
- una cannula di protezione 8, che avvolge sia l’antenna coassiale, sia il choke per conferire robustezza meccanica al dispositivo 1.
Un dispositivo 1 a microonde per l’ablazione di tessuti come quello illustrato nelle Figure 1A e 1B presenta due inconvenienti. Il primo à ̈ che à ̈ estremamente difficile realizzare delle giunzioni con elevata resistenza meccanica tra le componenti del dispositivo. In particolare risultano critiche, le giunzioni tra il primo manicotto 5 in materiale ceramico e la punta metallica 4, tra il secondo manicotto 6 in materiale elettricamente conduttore, costituente il choke, e la parte distale 5a del primo manicotto 5 e tra la cannula e la prima parte distale 5a del primo manicotto 5. Infatti, non à ̈ possibile realizzare dette giunzioni mediante saldature, a causa della presenza del primo manicotto 5 in materiale ceramico ed à ̈ necessario, quindi, ricorrere a giunzioni tramite incollaggio, che hanno una resistenza meccanica molto inferiore alle giunzioni realizzate mediante saldature.
Il secondo inconveniente di applicatori per termoablazione progettati secondo il modello di Figura 1A e 1B Ã ̈ che la realizzazione del choke implica una sezione trasversale dello stesso relativamente larga.
Entrambi i suddetti inconvenienti vengono superati in un dispositivo a microonde per l’ablazione di tessuti secondo l’invenzione.
Un primo esempio di attuazione di un dispositivo 10 a microonde per l’ablazione di tessuti à ̈ raffigurato nelle Figure da 2A a 2F.
Il dispositivo 10 secondo l’invenzione comprende un’antenna coassiale 11 costituita da un conduttore esterno 12 e da un conduttore interno 13, coassiale al conduttore esterno 12, tra il conduttore interno 13 e il conduttore esterno 12 essendo interposto un materiale dielettrico non mostrato in figura.
Il conduttore interno 13 à ̈ connesso, alla sua estremità distale, ad una punta 14, ad esempio di forma conica, atta a facilitare la penetrazione del dispositivo 10 nei tessuti del corpo di un paziente.
Sul conduttore esterno 12 dell’antenna coassiale 11 à ̈ inserito un manicotto 15 in materiale dielettrico, preferibilmente un materiale ceramico resistente ad alte temperature.
All’estremità prossimale del manicotto 15 à ̈ realizzato un trasformatore di impedenza 16 a quarto d’onda, cosiddetto choke, metallizzando la superficie esterna di detta estremità prossimale tramite deposizione su di essa di un sottile strato 16a di materiale metallico, cioà ̈ di un materiale elettricamente conduttore.
La deposizione del materiale metallico può avvenire tramite deposizione fisica o chimica di vapori di detto materiale metallico.
La metallizzazione della superficie esterna di detta estremità prossimale si estende per una lunghezza pari ad un quarto della lunghezza d’onda del campo elettromagnetico alla frequenza di lavoro del dispositivo 10 o di multipli dispari di detto quarto di lunghezza d’onda. Poiché choke di lunghezza prossima ma non uguale a quella sopra citata consentono ugualmente di ottenere una figura di radiazione anch’essa pressoché sferica, si intende che l’invenzione proposta include anche la realizzazione, tramite metallizzazione di detto manicotto 15, di trasformatori di impedenza, o choke, di lunghezza prossima ma non uguale ad un quarto della lunghezza d’onda del campo elettromagnetico alla frequenza di lavoro del dispositivo 10 o di multipli dispari di detto quarto di lunghezza d’onda. Il cortocircuito del choke può essere realizzato tramite un cilindro metallico 17, inserito sul conduttore esterno 12 dell’antenna coassiale, a contatto con detta estremità prossimale del manicotto 15, e connesso elettricamente con il conduttore esterno 12 dell’antenna coassiale 11 e con detto strato 16a di materiale metallico.
Per ridurre al minimo l’ingombro trasversale del choke 16, à ̈ possibile realizzare lo strato 16a di metallizzazione con uno spessore pari a quello minimo necessario per garantire una riflessione pressoché ideale delle microonde. E’ noto che all’interfaccia tra un dielettrico ed un metallo, le microonde penetrano all’interno del metallo per pochi micrometri subendo un’attenuazione esponenziale. Tale andamento à ̈ caratterizzato da una lunghezza, detta “lunghezza di penetrazione†, definita come la distanza tra l’interfaccia dielettrico/metallo ed il punto all’interno del metallo in cui l’intensità del campo elettrico si sia ridotta di un fattore pari al numero e (numero di Nepero) rispetto all’intensità del campo elettrico in corrispondenza di detta interfaccia. Per ottenere l’effetto di choke à ̈ sufficiente che lo spessore dello strato 16a di metallo sia pari a poche lunghezze di penetrazione, ad esempio tre. Lo spessore del choke risulterà così di pochi micron, in confronto ad uno spessore di alcuni decimi di millimetro dei choke dei dispositivi noti dallo stato della tecnica.
Tale risultato à ̈ ottenibile solo tramite la tecnica di deposizione del metallo sulla superficie della ceramica sopra descritta e consente di costruire un choke il cui ingombro trasversale sia il minimo possibile: si definisce nel seguito tale particolare implementazione di un choke con la dicitura micro-choke.
Anche l’estremità distale del manicotto 15 viene ricoperta con uno strato di metallo 18, deposto con la stessa tecnica utilizzata per realizzare il micro-choke 16. Lo strato di metallo 18 serve per connettere tramite saldatura il manicotto 15 con la punta 14, in modo da realizzare una connessione ad elevata resistenza meccanica.
Il dispositivo 10 Ã ̈ completato da una cannula metallica 19 inserita sopra a detto manicotto 15, e, eventualmente, da una seconda cannula 20 in materiale plastico antiaderente interposta tra la cannula 19 e la punta 14 del dispositivo 10.
Se il cortocircuito del choke à ̈ realizzato tramite il cilindro metallico 17, à ̈ vantaggioso che quest’ultimo sia dotato di sistemi di tenuta idraulica tra il cilindro metallico 17 e la cannula 19. Infatti, dal momento che il dispositivo 10 à ̈ dotato di un sistema di raffreddamento per asportare il calore prodotto sia dalla dissipazione di potenza lungo l’antenna coassiale 11, sia dall’interazione delle microonde con i tessuti organici, la tenuta idraulica serve ad evitare che del liquido refrigerante possa infiltrarsi nella parte radiante del dispositivo.
Nelle figure da 7 a 10 à ̈ illustrata una seconda versione di un dispositivo a microonde 100 secondo l’invenzione. I particolari di questa seconda versione uguali a quelli descritti nelle Figure da 1 a 6 con riferimento alla prima versione 10 del dispositivo a microonde secondo l’invenzione sono indicati con gli stessi numeri di riferimento.
Analogamente al dispositivo 10 precedentemente descritto, il dispositivo 100 comprende antenna coassiale 11 costituita da un conduttore esterno 12 e da un conduttore interno 13, coassiale al conduttore esterno 12, tra il conduttore interno 13 e il conduttore esterno 12 essendo interposto un materiale dielettrico.
Il conduttore interno 13 à ̈ connesso, alla sua estremità distale, ad una punta 14, ad esempio di forma conica, atta a facilitare la penetrazione del dispositivo 100 nei tessuti del corpo di un paziente.
Sul conduttore esterno 12 dell’antenna coassiale 11 à ̈ inserito un manicotto 115 in materiale dielettrico, preferibilmente un materiale ceramico resistente ad alte temperature.
Il manicotto 115 Ã ̈ costituito da una prima parte distale 115a e da una seconda parte prossimale 115b aventi diametri diversi, la prima parte 115a avendo un diametro maggiore della seconda parte 115b.
La seconda parte 115b e un tratto della prima parte 115a adiacente alla seconda parte 115b sono ricoperti da uno strato 116a di materiale metallico ottenuto tramite deposizione fisica o chimica di vapori di detto materiale metallico. Lo strato di materiale metallico 116 costituisce il trasformatore di impedenza a quarto d’onda, o choke, descritto in precedenza, realizzato con gli stessi criteri descritti in precedenza.
Lo strato di materiale metallico 116a si estende anche sulla superficie di raccordo 117 tra la prima parte 115a e la seconda parte 115b del manicotto 115.
Inoltre, lo strato di materiale metallico 116a si estende anche sulla superficie frontale 118 dell’estremità prossimale del manicotto 115, fino a giungere a contatto con il conduttore esterno 12 dell’antenna coassiale 11, per realizzare il cortocircuito del choke. Il cortocircuito può essere realizzato connettendo elettricamente lo strato di materiale metallico 116a al conduttore esterno 12 tramite una saldatura.
All’estremità distale del manicotto 115, destinata ad essere connessa alla punta 14, à ̈ realizzato un secondo strato 119 di materiale metallico, realizzato in modo analogo allo strato 116a. Il secondo strato 119 serve per consentire una connessione tramite saldatura tra il manicotto 115 e la punta metallica 14, in modo da ottenere una connessione ad elevata resistenza meccanica.
Il dispositivo 100 Ã ̈ completato da una cannula 19 in materiale metallico che viene inserita sopra la seconda parte 115b del manicotto 115 fino a giungere a battuta sulla superficie di raccordo 117 metallizzata e viene saldata allo strato 116a di materiale metallico per ottenere una connessione che garantisca una tenuta idraulica tra la cannula 19 e il manicotto 115, ad evitare che liquido di raffreddamento possa infiltrarsi tra la cannula 20 e il manicotto 115.
Nell’attuazione pratica, i materiali, le dimensioni e i particolari esecutivi potranno essere diversi da quelli indicati, ma ad essi tecnicamente equivalenti, senza uscire dall’ambito della presente invenzione.
Claims (20)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo a microonde (10; 100) per l’ablazione di tessuti biologici comprendente un’antenna coassiale (11), detta antenna coassiale (11) comprendendo un conduttore interno (13), circondato da uno strato di materiale dielettrico, un conduttore esterno (12) coassiale esternamente a detto strato di materiale dielettrico, una punta (14) connessa a detto conduttore interno (13), un trasformatore di impedenza (16; 116) a quarto d’onda terminato in cortocircuito, caratterizzato dal fatto che detto trasformatore d’impedenza (16; 116) comprende un manicotto (15; 115) in materiale dielettrico avente un’estremità prossimale ricoperta con uno strato di materiale metallico (16a; 116a) ottenuto tramite deposizione di detto materiale metallico sulla superficie di detto materiale dielettrico, detto strato di materiale metallico (16a; 116a) estendendosi per una lunghezza prossima ad un quarto della lunghezza d’onda del campo elettromagnetico in detto materiale dielettrico alla frequenza di lavoro del dispositivo (10; 100) o di multipli dispari di detto quarto di lunghezza d’onda, detto strato di materiale metallico essendo connesso elettricamente a detto conduttore esterno (12).
- 2. Dispositivo a microonde (10; 100), secondo la rivendicazione 1, in cui detto materiale dielettrico à ̈ un materiale ceramico.
- 3. Dispositivo a microonde (10; 100) secondo la rivendicazione 1, oppure 2, in cui detto strato di materiale metallico (16a; 116a) Ã ̈ realizzato tramite deposizione fisica o chimica di vapori di detto materiale metallico sulla superficie di detto manicotto (15; 115).
- 4. Dispositivo a microonde (10; 100), secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto strato di materiale metallico (16a; 116a) si estende per una lunghezza pari ad un valore prossimo ad un quarto della lunghezza d’onda del campo elettromagnetico all’interno di detto materiale dielettrico alla frequenza di lavoro del dispositivo (10; 100) o a multipli dispari di detto quarto di lunghezza d’onda tali da garantire una sfericità della figura di radiazione.
- 5. Dispositivo a microonde (10; 100), secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto strato di materiale metallico (16a; 116a) ha uno spessore almeno pari a circa tre volte la lunghezza di penetrazione di dette microonde in detto materiale metallico, all’interfaccia tra detto materiale metallico e detto materiale dielettrico.
- 6. Dispositivo a microonde (10), secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un cilindro metallico (17), inserito sul conduttore esterno (12) dell’antenna coassiale (11), a contatto con detta estremità prossimale del manicotto (15) in materiale dielettrico, detto cilindro metallico (17) essendo connesso elettricamente con detto conduttore esterno (12) e con detto strato (16a) di materiale metallico.
- 7. Dispositivo a microonde (10), secondo la rivendicazione 6, in cui detto dispositivo à ̈ dotato di mezzi di tenuta idraulica.
- 8. Dispositivo a microonde (10), secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detto strato (16a) di materiale metallico si estende anche su una superficie frontale (15a) dell’estremità prossimale di detto manicotto (15) ed à ̈ connesso elettricamente a detto conduttore esterno (12).
- 9. Dispositivo a microonde (10), secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre una cannula metallica (19) inseribile sopra detto manicotto (15).
- 10. Dispositivo a microonde (10), secondo la rivendicazione 9 in cui detto strato di materiale metallico (16a) sulla superficie di detto materiale dielettrico può essere utilizzato per garantire la tenuta idraulica con la cannula metallica (19) tramite brasature o incollaggi.
- 11. Dispositivo a microonde (10), secondo la rivendicazione 9, oppure 10, comprendente inoltre una seconda cannula (20) in materiale plastico antiaderente, detta seconda cannula (20) potendo essere interposta tra detta cannula metallica (19) e detta punta (14).
- 12. Dispositivo a microonde (10), secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l’estremità distale di detto manicotto (15) à ̈ ricoperta con un ulteriore strato (18) di materiale metallico, ottenuto tramite deposizione di detto materiale metallico sulla superficie di detto materiale dielettrico.
- 13. Dispositivo a microonde (10) secondo la rivendicazione 12 in cui detto ulteriore strato (18) di materiale metallico à ̈ connesso tramite brasatura a detta punta (14).
- 14. Dispositivo a microonde (100), secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detto manicotto (115) in materiale dielettrico comprende una prima parte distale (115a) e una seconda parte prossimale (115b) aventi diametro diverso, detta prima parte (115a) avendo diametro maggiore di detta seconda parte (115b), detto strato di materiale metallico (116a) estendendosi su detta seconda parte (115b) e su un tratto di detta prima parte (115a) adiacente a detta seconda parte (115b).
- 15. Dispositivo a microonde (100), secondo la rivendicazione 2, in cui detto strato di materiale metallico (116a) si estende anche su una superficie di raccordo (117) tra la prima parte (115a) e la seconda parte (115b) del manicotto (115).
- 16. Dispositivo a microonde (100), secondo la rivendicazione 2, in cui detto strato di materiale metallico (116a) si estende anche su una superficie frontale (118) dell’estremità prossimale del manicotto (115) ed à ̈ connesso elettricamente a detto conduttore esterno (12).
- 17. Dispositivo a microonde (100), secondo una delle rivendicazioni da 14 a 16, in cui ad un’estremità distale del manicotto (115), destinata ad essere connessa alla punta (14), à ̈ realizzato un secondo strato (119) di materiale metallico.
- 18. Dispositivo a microonde (100), secondo la rivendicazione 17, in cui detto secondo strato (119) di materiale metallico à ̈ connesso tramite brasatura a detta punta (14).
- 19. Dispositivo a microonde (100), secondo una delle rivendicazioni da 15 a 18, comprendente inoltre una cannula (19) in materiale metallico inseribile sopra la seconda parte (115b) del manicotto (115) fino a giungere a battuta sulla superficie di raccordo (117).
- 20. Dispositivo a microonde (100), secondo la rivendicazione 19, in cui detta cannula (19) Ã ̈ saldata a detto strato (116) di materiale metallico.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000041A ITMO20120041A1 (it) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | Dispositivo a microonde per l¿ablazione di tessuti |
PCT/IB2013/051312 WO2013121403A1 (en) | 2012-02-17 | 2013-02-18 | Microwave device for tissue ablation |
JP2014557162A JP6169621B2 (ja) | 2012-02-17 | 2013-02-18 | 組織切除のためのマイクロ波装置 |
KR20147025870A KR20140133581A (ko) | 2012-02-17 | 2013-02-18 | 마이크로파 장치 |
CN201380008054.6A CN104185454B (zh) | 2012-02-17 | 2013-02-18 | 用于组织消融的微波装置 |
US14/379,390 US10098696B2 (en) | 2012-02-17 | 2013-02-18 | Microwave device for tissue ablation |
ES13716397.8T ES2581536T3 (es) | 2012-02-17 | 2013-02-18 | Dispositivo de microondas para la ablación de tejidos |
EP13716397.8A EP2819605B1 (en) | 2012-02-17 | 2013-02-18 | Microwave device for tissue ablation |
HK15100524.8A HK1200072A1 (zh) | 2012-02-17 | 2015-01-16 | 用於組織消融的微波裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000041A ITMO20120041A1 (it) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | Dispositivo a microonde per l¿ablazione di tessuti |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ITMO20120041A1 true ITMO20120041A1 (it) | 2013-08-18 |
Family
ID=46000062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT000041A ITMO20120041A1 (it) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | Dispositivo a microonde per l¿ablazione di tessuti |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10098696B2 (it) |
EP (1) | EP2819605B1 (it) |
JP (1) | JP6169621B2 (it) |
KR (1) | KR20140133581A (it) |
CN (1) | CN104185454B (it) |
ES (1) | ES2581536T3 (it) |
HK (1) | HK1200072A1 (it) |
IT (1) | ITMO20120041A1 (it) |
WO (1) | WO2013121403A1 (it) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4338701A3 (en) | 2009-05-11 | 2024-06-05 | TriAgenics, Inc. | Method of volume scanning |
WO2014143014A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Triagenics, Llc | Therapeutic tooth bud ablation |
US10624697B2 (en) | 2014-08-26 | 2020-04-21 | Covidien Lp | Microwave ablation system |
CN105726121B (zh) * | 2016-02-02 | 2020-07-14 | 四川大学华西医院 | 一种套筒加载型多缝隙电磁止血针 |
CN105596079B (zh) * | 2016-02-18 | 2018-09-28 | 赛诺微医疗科技(浙江)有限公司 | 用于微波消融的天线组件及采用其的微波消融针 |
CN105769338A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-07-20 | 上海大学 | 一种用于肝癌介入治疗的微波消融针 |
CN105816240B (zh) * | 2016-05-24 | 2018-09-28 | 赛诺微医疗科技(浙江)有限公司 | 用于微波消融的天线组件及采用其的微波消融针 |
GB2559604A (en) | 2017-02-13 | 2018-08-15 | Creo Medical Ltd | Microwave energy transfer component for electrosurgical apparatus |
EP3381393A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-03 | National University of Ireland Galway | An ablation probe |
US11730537B2 (en) * | 2018-11-13 | 2023-08-22 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Cooled chokes for ablation systems and methods of use |
CN109953824B (zh) * | 2019-04-25 | 2023-05-05 | 南京康友医疗科技有限公司 | 一种微波消融针体、微波消融针及微波消融方法 |
EP3979938B1 (en) * | 2019-06-06 | 2024-07-24 | TriAgenics, Inc. | Ablation probe systems |
WO2020247885A1 (en) | 2019-06-06 | 2020-12-10 | TriAgenics, Inc. | Ablation probe systems |
JP7469461B2 (ja) * | 2019-08-07 | 2024-04-16 | バイオコンパティブルズ ユーケー リミテッド | マイクロ波アブレーションプローブ |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4700716A (en) * | 1986-02-27 | 1987-10-20 | Kasevich Associates, Inc. | Collinear antenna array applicator |
US5129396A (en) * | 1988-11-10 | 1992-07-14 | Arye Rosen | Microwave aided balloon angioplasty with lumen measurement |
US20030088242A1 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-08 | Mani Prakash | High-strength microwave antenna assemblies |
US20030100894A1 (en) * | 2001-11-23 | 2003-05-29 | John Mahon | Invasive therapeutic probe |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITPI20010006A1 (it) * | 2001-01-31 | 2002-07-31 | Cnr Consiglio Naz Delle Ricer | Antenna interstiziale con choke miniaturizzato per applicazioni di ipertemia a microonde in medicina e chirurgia |
US7128739B2 (en) * | 2001-11-02 | 2006-10-31 | Vivant Medical, Inc. | High-strength microwave antenna assemblies and methods of use |
ITMO20050034A1 (it) | 2005-02-11 | 2006-08-12 | Hs Hospital Service Spa | Dispositivo a microonde per l'ablazione di tessuti. |
US8463396B2 (en) * | 2009-05-06 | 2013-06-11 | Covidien LLP | Power-stage antenna integrated system with high-strength shaft |
US8292881B2 (en) * | 2009-05-27 | 2012-10-23 | Vivant Medical, Inc. | Narrow gauge high strength choked wet tip microwave ablation antenna |
US8409187B2 (en) * | 2009-09-08 | 2013-04-02 | Covidien Lp | Microwave antenna probe with high-strength ceramic coupler |
US8394092B2 (en) | 2009-11-17 | 2013-03-12 | Vivant Medical, Inc. | Electromagnetic energy delivery devices including an energy applicator array and electrosurgical systems including same |
US9561076B2 (en) * | 2010-05-11 | 2017-02-07 | Covidien Lp | Electrosurgical devices with balun structure for air exposure of antenna radiating section and method of directing energy to tissue using same |
-
2012
- 2012-02-17 IT IT000041A patent/ITMO20120041A1/it unknown
-
2013
- 2013-02-18 US US14/379,390 patent/US10098696B2/en active Active
- 2013-02-18 EP EP13716397.8A patent/EP2819605B1/en active Active
- 2013-02-18 ES ES13716397.8T patent/ES2581536T3/es active Active
- 2013-02-18 JP JP2014557162A patent/JP6169621B2/ja active Active
- 2013-02-18 CN CN201380008054.6A patent/CN104185454B/zh active Active
- 2013-02-18 KR KR20147025870A patent/KR20140133581A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-02-18 WO PCT/IB2013/051312 patent/WO2013121403A1/en active Application Filing
-
2015
- 2015-01-16 HK HK15100524.8A patent/HK1200072A1/zh unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4700716A (en) * | 1986-02-27 | 1987-10-20 | Kasevich Associates, Inc. | Collinear antenna array applicator |
US5129396A (en) * | 1988-11-10 | 1992-07-14 | Arye Rosen | Microwave aided balloon angioplasty with lumen measurement |
US20030088242A1 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-08 | Mani Prakash | High-strength microwave antenna assemblies |
US20030100894A1 (en) * | 2001-11-23 | 2003-05-29 | John Mahon | Invasive therapeutic probe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2819605A1 (en) | 2015-01-07 |
HK1200072A1 (zh) | 2015-07-31 |
US20150038956A1 (en) | 2015-02-05 |
CN104185454B (zh) | 2017-07-21 |
CN104185454A (zh) | 2014-12-03 |
KR20140133581A (ko) | 2014-11-19 |
EP2819605B1 (en) | 2016-04-27 |
WO2013121403A1 (en) | 2013-08-22 |
JP6169621B2 (ja) | 2017-07-26 |
JP2015509390A (ja) | 2015-03-30 |
ES2581536T3 (es) | 2016-09-06 |
US10098696B2 (en) | 2018-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ITMO20120041A1 (it) | Dispositivo a microonde per l¿ablazione di tessuti | |
US10363096B2 (en) | Method for constructing a dipole antenna | |
EP2128929B1 (en) | Slidable choke microwave antenna | |
EP2736122B1 (en) | Unbalanced dipole microwave antenna | |
US8409187B2 (en) | Microwave antenna probe with high-strength ceramic coupler | |
JP6644863B2 (ja) | 組織切除のためのマイクロ波装置 | |
WO2023115669A1 (zh) | 一种采用空心内导体同轴电缆的微波消融针 | |
AU2015261719B2 (en) | Slidable choke microwave antenna | |
AU2014201120B2 (en) | Slidable choke microwave antenna |