MX2008008716A - Aplicador de radiacion y metodo para irradiar un tejido - Google Patents

Abstract

Un aplicador de microondas dipolo emite radiación de microondas en un tejido sometido a tratamiento. El aplicador estáformado con un delgado cable coaxial que tienen un conductor interno rodeado por un aislante, el cual estárodeado por un conductor externo. Una porción del conductor interno se extiende más alládel aislante y el conductor externo. Un casquillo en el extremo del conductor externo tiene un escalón y un manguito que rodea una porción del conductor interno extendido. Un arandela de sintonización estáunida al extremo del conductor interno extendido. Una punta dieléctrica aloja la arandela de sintonización, el conductor interno extendido y el manguito del casquillo. El manguito del casquillo y el conductor interno extendido operan como los dos brazos de la antena de microondas dipolo. La arandela de sintonización queda frente al escalón en el casquillo y tienen un dimensiones y forma que cooperan con el escalón para equilibrar y sintonizar el aplicador.

Description

APLICADOR DE RADIACIÓN Y MÉTODO PARA IRRADIAR UN TEJIDO REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS La presente solicitud se relaciona con la solicitud de patente internacional copendiente de propiedad conjunta Núm. O 2006/002943, acerca de un Aplicador de Radiación y Método para Irradiar Tejido, y la cual se considera parte de la presente, como referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN En términos generales, la presente invención se relaciona con tecnología médica y más específicamente con aplicadores de radiación de microondas y métodos de tratamiento por ablación térmica en tejido, por medio de microondas irradiadas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las terapias por ablación térmica se pueden definir como técnicas que de manera intencional disminuyen la temperatura de un tejido corporal (hipotermia) o aumentan la temperatura de un tejido corporal (hipertermia) a las temperaturas requeridas para provocar un efecto citotóxico o a otras temperaturas terapéuticas, dependiendo del tratamiento particular. La ablación térmica por microondas tiene como base el hecho de que las microondas que forman parte del espectro electromagnético producen calentamiento por la interacción entre las moléculas de agua y la radiación de las microondas. El calor se utiliza como mecanismo citotóxico. Por lo general, el tratamiento consiste en la introducción de un aplicador en un tejido, por ejemplo, en tumores. Las microondas se liberan del aplicador y forman un campo alrededor de la punta. El calentamiento de las moléculas de agua se produce en el campo de microondas irradiadas alrededor del aplicador, más que por la conducción a través de la sonda en sí. Por lo tanto, el calentamiento no depende de la conducción a través de los tejidos, y los niveles de calentamiento citotóxicos se logran con rapidez. Las técnicas de ablación térmica por microondas son útiles en el tratamiento de tumores en el hígado, cerebro, pulmones, huesos, etc. La patente de los Estados Unidos Núm. 4,494,539 expone un método de operación quirúgica que usa microondas, caracterizada porque las microondas se irradian al tejido desde un electrodo tipo monopolo unido a la punta de un cable coaxial para transmitir las microondas . La coagulación, hemostasia o transacción se realiza en el tejido mediante el uso de energía térmica generada por la reacción de las microondas en el tejido. De esta manera, el tejido se puede operar de una manera fácil, segura y sin sangre. Por lo tanto, el método se puede utilizar para una operación quirúrgica en un órgano parenquimatoso que tenga gran contenido de sangre o para coagulación o transacción en un tumor parenquimatoso. Según el método, se puede hacer una operación quirúrgica en cáncer hepático, la cual ha sido considerada generalmente como muy difícil. También se expone un aplicador de radiación de microondas . Las patente de los Estados Unidos Núm. 6,325,796 expone una unidad y un método de ablación por microondas, que incluye una sonda alargada y relativamente delgada q e tiene un extremo de acceso proximal y un extremo opuesto de penetración distal adaptado para penetrar en el tejido. La sonda define un conducto insertado que extiende a través de la misma desde el extremo de acceso hasta el extremo de penetración de la misma. Un catéter de ablación incluye una línea de transmisión coaxial con un dispositivo de antena acoplado a un extremo distal de la línea de transmisión y que genera un campo eléctrico lo suficientemente intenso para provocar la ablación del tejido. La línea de transmisión coaxial incluye un conductor interno y un conductor externo separados por un material dieléctrico. Un extremo proximal de la línea de transmisión está acoplado a una fuente de energía de microondas. El dispositivo de antena y la línea de transmisión tienen, cada uno, una dimensión de sección transversal adaptada para recibir por deslizamiento a través del conducto insertado mientras la sonda alargada se coloca en el tejido. Este avance por deslizamiento continúa hasta que el dispositivo de antena se desplaza a una posición más allá del extremo de penetración y después hasta entrar en contacto directo con el tejido. Sin embargo, las desventajas de las técnicas existentes incluyen el hecho de que no están configuradas mecánicamente en forma óptima para inserción y perforación en la piel humana, para aplicarse a una zona de tejido blando sujeto a tratamiento. Por lo general, los sistemas aplicadores de radiación conocidos, no tienen la suficiente rigidez física de altura, que es deseable cuando se emplean estas técnicas. Por otra parte, algunos aplicadores de radiación disponibles en la actualidad, no tienen elementos emisores de radiación que generen un patrón de campo de microondas optimizado para el tratamiento de tumores en tejido blando. Además, dados los niveles de energía empleados en algunos aplicadores y tratamientos, puede haber problemas por quemaduras indeseadas en tejido sano no elegido para tratamiento, debido a temperaturas muy elevadas que alcance el aplicador o los componentes unidos al mismo. Por otra parte, aunque se conocen los aplicadores de diámetro pequeño y se han utilizado técnicas con líquidos refrigerantes, ha habido dificultad para diseñar un dispositivo de diámetro pequeño que tenga suficiente enfriamiento para aplicaciones que emplean los niveles de energía requeridos para tratar tumores en tejido blando. Por lo tanto, existe la necesidad de métodos de tratamiento de tumores en tejido blando y de aplicadores de radiación que superen alguno o todos los problemas anteriormente mencionados, que presentan las técnicas de la técnica anterior, y ofrezcan mejor eficacia.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un aplicador de microondas dipolo para emitir radiación de microondas en tejido, la unidad consta de: un conductor externo que tiene un extremo; un conductor interno dispuesto dentro del conductor externo, y que incluye una sección que se extiende hacia afuera más allá del extremo de conductor externo; un casquillo dispuesto en el extremo del conductor externo, y que tiene una porción de manguito que rodea una porción de la sección que se extiende hacia afuera del conductor interno; y una punta dieléctrica que rodea la porción de manguito del casquillo y la sección del conductor interno que se extiende hacia afuera, por la cual la porción de manguito del casquillo y al menos una porción de la sección que se extiende hacia afuera del conductor interno funcionan como los correspondientes brazos del aplicador de microondas dipolo. Las modalidades particulares se exponen en las reivindicaciones dependientes. En resumen, la presente invención está enfocada a un aplicador de microondas para ablación de tejido. El aplicador es una antena de microondas dipolo que transmite radiación de microondas en el tejido sujeto a tratamiento. El aplicador está formado a partir de un cable coaxial que tiene un conductor interno rodeado por un aislante, el cual está rodeado por un conductor externo o una cubierta. El extremo del cable coaxial está dispuesto de manera que una porción del aislante y del conductor interno se extiende más allá del conductor externo, y una porción del conductor interno se extiende más allá del aislante. El aplicador también incluye un casquillo tubular que define allí una abertura. Un extremo del casquillo está unido al conductor externo, mientras que el otro extremo, que forma un manguito, se extiende hacia afuera más allá del extremo del aislante y alrededor de una porción del conductor interno extendido. De preferencia, se forma un escalón en la superficie exterior del casquillo entre sus dos extremos. Un espaciador sólido que tiene un túnel central para recibir el conductor interno, colinda con un extremo del casquillo y rodea el conductor interno extendido. Un elemento de sintonía está unido al extremo del conductor interno extendido, y colinda con un extremo del espaciador opuesto al casquillo. El elemento de sintonía se encuentra frente al escalón en el casquillo, y el escalón y el elemento de sintonía tienen ambos un tamaño y una forma que les permiten cooperar para balancear y sintonizar el aplicador. Una punta hueca, hecha de un material dieléctrico, tiene un extremo abierto y un extremo cerrado. La punta aloja el elemento de sintonía, el espaciador y el conductor interno extendido. La punta también aloja el manguito del casquillo, definiendo así la superficie exterior del casquillo que está rodeada por la punta dieléctrica. De preferencia, el extremo abierto de la punta colinda con el escalón en el casquillo. Un manguito rígido rodea el cable coaxial y se extiende desde el casquillo opuesto a la punta. El manguito, que colinda con el escalón del casquillo opuesto a la punta, tiene un diámetro interior que es mayor que el cable coaxial, por lo que se define un espacio anular entre el exterior del cable coaxial y la superficie interior del manguito. El manguito también incluye uno o más orificios de drenado, que permiten una comunicación fluida entre el espacio anular alrededor del cable coaxial y el exterior del aplicador. Durante la operación, la energía de microondas generada a partir de una fuente, se aplica al cable coaxial y se transporta a la punta. La porción del conductor interno que se extiende más allá del extremo del casquillo forma un brazo del dipolo, y emite la radiación de microondas. Por otra parte, la energía de microondas que fluye a lo largo del conductor interno del cable coaxial y en la abertura del casquillo, induce una corriente que fluye a lo largo de la superficie exterior del manguito del casquillo que está rodeado por la punta. Esto a su vez, hace que se emita la radiación de microondas desde el manguito del casquillo, que funciona como el segundo brazo del dipolo. De esta forma, se emite la energía de microondas a través de una longitud considerable del aplicador, en lugar de que se emita sólo a partir de la punta. Al distribuir la emisión de la radiación de microondas a lo largo del aplicador, se pueden emplear mayores niveles de energía. Para proteger el cable coaxial y el aplicador contra el sobrecalentamiento, se introduce un líquido refrigerante desde una fuente, en el espacio anular definido por el exterior del cable coaxial y el interior del manguito. El líquido refrigerante fluye a lo largo de este espacio anular, y absorbe el calor del cable coaxial. El líquido refrigerante, después de que ha absorbido el calor del cable coaxial, sale entonces del espacio anular a través de uno o más orificios de drenado en el manguito, y se perfunde en el tejido adyacente. De preferencia, el extremo cerrado de la punta se conforma como una cuchilla o punto de tal manera que el aplicador de microondas se puede insertar directamente en el tejido sujeto a tratamiento. Por otra parte, la punta, el casquillo y el manguito rígido, aportan resistencia y rigidez al aplicador, por lo que se facilita su inserción en el tejido. La presente invención también proporciona un método para tratar el tejido objetivo, por ejemplo, un tumor, el tumor esta formado por tejido blando y/o se encuentra incrustado en tejido blando. El método incluye insertar el aplicador de microondas en el tumor y suministrar energía electromagnética al aplicador, debido a lo cual se irradia energía electromagnética al tumor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Ahora, como ejemplo, se describirán las modalidades de la invención haciendo referencia at los dibujos en los que: La Figura 1 es una vista parcial de sección transversal de un aplicador de radiación según una modalidad de la invención. la Figura 2A, muestra una vista de sección transversal axial y la Figura 2B muestra una vista en alzado del extremo de la punta de irradiación del aplicador de radiación de la Figura 1; la Figura 3 muestra una vista parcial de sección transversal del tubo del aplicador de radiación de la Figura 1 ; la Figura 4A muestra una sección transversal y la Figura 4B muestra una sección transversal axial de la arandela de sintonización del aplicador de radiación de la Figura 1 ; la Figura 5A muestra una sección transversal axial y la Figura 5B muestra una vista en alzado del extremo del casquillo del aplicador de radiación de la Figura 1 ; la Figura 6A muestra una sección transversal axial y la Figura 6B muestra una sección transversal de una sección de mango que se puede unir al aplicador de radiación de la Figura 1; la Figura- 7 ilustra la porción del cable coaxial que pasa a través del tubo del aplicador de radiación de la Figura 1 ; la Figura 8 es una gráfica de S1X contra frecuencia para el aplicador de radiación de la Figura 1 ; la Figura 9A ilustra la distribución del campo E y la Figura 9B ilustra los valores SAR alrededor del aplicador de radiación de la Figura 1, cuando está en uso; la Figura 10A muestra un ensamblado secuencial preferido del aplicador de radiación de la Figura 1. la Figura 11 ilustra de forma esquemática un sistema de tratamiento que emplea el aplicador de radiación de la Figura 1 ; la Figura 12 es una vista en perspectiva y en despiece de otra modalidad de la presente invención; las Figuras 13-18 muestran un ensamblado secuencial preferido del aplicador de radiación de la Figura 12 ; y la Figura 19 es una vista esquemática de sección transversal del aplicador de radiación de la Figura 12.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA MODALIDAD ILUSTRATIVA En la siguiente descripción, se usan referencias iguales para enunciar elementos iguales y cuando se dan dimensiones, éstas son en milímetros (mm) . Por otra parte, las personas con experiencia en la técnica se podrán dar cuenta que los sistemas electrónicos empleados, según la presente invención, para generar, suministrar y controlar la aplicación de radiación en zonas del cuerpo humano se pueden ser como los descritos en la técnica que existe hasta ahora. En particular, se pueden emplear sistemas como los descritos en las solicitudes de patente internacionales de propiedad conjunta W095/04385, W099/56642 y WOOO/49957 (con excepción de las modificaciones descritas en lo que se presenta a continuación) . Por simplificación, no se mencionan todos los detalles de estos sistemas. La Figura 1 es una vista parcial de sección transversal de un aplicador de radiación según una modalidad de la invención. El aplicador de radiación, generalmente designado (102), incluye una porción de extremo distal de un cable coaxial (104) que se usa para conectar a una fuente (que no se muestra) de microondas, un casquillo de cobre (106) , una arandela de sintonización (108) unida en el extremo (110) de la parte aislante del cable coaxial (104) , y una punta (112) . De preferencia, el aplicador (102) también incluye un tubo metálico (114) . El o tubo (114) está unido rígidamente al casquillo (106). Un espacio anular (116) se define entre el conductor externo (118) del cable (104) y la superficie interior del tubo (114) , que permite que un líquido refrigerante entre (en dirección de la flecha A) , haga contacto con las partes calientes del aplicador (102) y salga en dirección de la flecha B a través de los orificios radiales (120) en el tubo (114) , extrayendo de ese modo la energía térmica del aplicador de radiación (102) . En el ensamble del aplicador (102) , la arandela (108) se suelda en una pequeña longitud (122) del conductor central (124) del cable (104) que se extiende más allá del extremo (110) del aislante (126) del cable (104) . El casquillo (106) se suelda en una pequeña sección cilindrica (128) del conductor externo (118) del cable (104) . Luego, el tubo (114) , que de preferencia es de acero inoxidable, pero que puede ser de otros materiales adecuados como titanio o cualquier otro material de uso médico, se adhiere al casquillo (106) por medio de un adhesivo, por ejemplo, el compuesto de fijación Loctite 638, en las superficies de contacto de los mismos, que se indican como (130) y (132) . De preferencia, la punta (112) también se adhiere con el mismo adhesivo a través de sus superficies interiores, con las correspondientes superficies exteriores del casquillo (106) y del aislante (126) . Al ensamblarse, el aplicador (102) forma un dispositivo unitario que es rígido y estable en toda su longitud, el cual puede ser del orden de 250 milímetros aproximadamente, incluido el tubo (114) , lo cual hace al aplicador (102) adecuado para la inserción en varios tipos de tejido blando. El espacio (116) y los orificios (120) permiten que el líquido refrigerante extraiga el calor del aplicador (102) a través del contacto con el casquillo (106) , el conductor externo (118) del cable (104) y el extremo del tubo (114) . El casquillo (106) , entre otras cosas, ayuda a garantizar la rigidez del aplicador. La sección de extremo expuesta (134) del cable (104) del cual se ha retirado el conductor externo (118) , junto con la punta dieléctrica (112) , son alimentados por una fuente de radiación de frecuencia predeterminada. La sección de extremo expuesta (134) y la punta dieléctrica (112) funcionan como una antena de irradiación para irradiar microondas al tejido para tratamiento terapéutico. El aplicador (102) funciona como antena dipolo más que como un dispositivo monopolo y esto da como resultado un patrón de radiación emitida que es muy benéfico en el tratamiento de ciertos tejidos, por ejemplo, tejidos tumorales o malignos, debido a su área calentada directamente esférica y distribuida . La Figura 2A muestra una sección transversal axial y la Figura 2B muestra una vista en alzado del extremo de la punta (112) del aplicador de radiación (102) de la Figura 1. Como se puede observar, la punta (112) tiene las paredes cilindricas interiores (202) , (204) , y paredes colindantes (206) , (208) que reciben y colindan con la arandela (108) y el casquillo (106) , respectivamente, durante el ensamblado. De preferencia, la punta (112) está hecha de una aleación cerámica de zirconia. Con mayor preferencia, es zirconia parcialmente estabilizada (PSZ) que contiene itria como agente oxidante estabilizante. Aún con mayor preferencia, la punta (112) está hecha de Technox 2000, que es una aleación PSZ comercial de Dynamic Ceramic Ltd. de Staffordshire , Inglaterra, la cual tiene grano muy fino y uniforme en comparación con otras aleaciones PSZ, y una constante dieléctrica (k) de 25. Como será comprensible para los expertos en la técnica, la elección del material dieléctrico es importante para determinar las propiedades de la energía de microondas irradiada. Cabe señalar que las dimensiones transversales del aplicador (102) son relativamente pequeñas. En particular, el diámetro del aplicador (102) es de preferencia menor o igual a 2.4 mm aproximadamente. Por otra parte, la punta (112) se diseña para tener las dimensiones y estar formada del material especificado, que permitan realizar una ablación eficaz del tejido a la frecuencia de microondas en operación, la cual en este caso, de preferencia, es de 2.45 Gigahertz (GHz) . El aplicador (102) de la presente invención está así bien adaptado para insertarse en tejido canceroso y/o no canceroso de hígado, cerebro, pulmón, venas, hueso, etc. y suministrar un tratamiento. El extremo (210) de la punta (112) se forma mediante técnicas convencionales de rectificación o amolado llevadas a cabo durante - la fabricación de la punta (112) . El extremo (210) se puede formar como punto fino, como aguja o alfiler, o puede estar formado con una cuchilla terminal, como un buril, es decir, que tenga una dimensión transversal de elongación. Esta última configuración tiene la ventaja de que funciona muy bien para forzar la punta (112) a través del tejido, es decir, perforar o punzonar la superficie del tejido, por ejemplo la piel. En uso, de preferencia, la punta (112) está recubierta con una capa antiadherente como silicona o paraleno y asi facilitar el movimiento de la punta (112) en el tejido. La Figura 3 muestra una sección transversal parcial del tubo (114) . Como se mencionó anteriormente, el tubo (114), de preferencia, está hecho de acero inoxidable. Específicamente, el tubo (114) de preferencia está hecho con una delgada pared (304) calibre 13 soldada y de acero inoxidable estirado en frío (WHD) . El tubo (114) tiene aproximadamente 215 mm de largo. Gomo se puede observar, están dispuestos dos grupos de orificios radiales (120) , (120') a 12 mm y 13 mm, respectivamente, a partir del extremo (302) del tubo (114) . Estos orificios radiales (120), (120')/ como se mencionó, permiten la salida del líquido refrigerante. Aunque se muestran dos grupos de perforaciones, se pueden tener uno, tres, cuatro o más grupos de orificios en variantes de la modalidad ilustrada. Por otra parte, aun cuando se muestran dos orificios por grupo, se pueden disponer tres, cuatro, cinco o más orificios por grupo, siempre que no se comprometa la rigidez estructural del tubo (114) . En esta modalidad, los orificios (120), (120 ') son de 0.5 mm de diámetro," pero se entenderá que este diámetro puede ser muy diferente, por ejemplo, cualquier valor en el intervalo de 0.1 a 0.6 mm, dependiendo del número de grupos de orificios y/o el número de orificios por grupo, con el fin de permitir un una velocidad de flujo eficaz. Aunque la distancia ilustrada a partir del extremo (302) es de 12 ó 13 mm, en modalidades alternativas, esta distancia puede variar de 3 mm a 50 mm a partir del extremo (302) , para controlar la longitud de la banda que requiere cauterización. También, en una modalidad utilizada de otra forma, el tubo (114) se puede omitir. En este caso, el tratamiento puede consistir en hacer llegar el aplicador a la ubicación de tratamiento, por ejemplo, al tejido tumoral, mediante' cirugía u otras técnicas. Por ejemplo, en el caso de un tumor cerebral, el aplicador se puede dejar colocado dentro del tumor, cerrar la herida de acceso, y dejar un conector estéril en la superficie del cráneo para conexión posterior a la fuente de microondas para continuar el tratamiento en una fecha posterior. La Figura 4A muestra una sección transversal y la Figura 4B muestra una sección transversal axial de la arandela de sintonización (108) . De preferencia, la arandela de sintonización (108) está hecha de cobre, aunque se pueden usar otros metales. La arandela de sintonización (108) tiene una superficie cilindrica interior (402) que le permite soldarse al conductor central (124) del cable (104) (Figura 1) . Aun cuando la arandela es pequeña, sus dimensiones son críticas. La arandela (108) sintoniza el aplicador (102) , que funciona como un radiador dipolo, es decir, irradia energía a partir de dos zonas de tal manera que se efectúa un tratamiento más eficaz, es decir, una ablación del tejido. La Figura 5A muestra una sección transversal axial y la Figura 5B muestra una vista en alzado del extremo del casquillo (106) . El casquillo (106) , de preferencia, está hecho de cobre y de preferencia tiene una capa de oro que lo protege contra los efectos corrosivos del líquido refrigerante. El casquillo (106) se puede producir mediante las técnicas de maquinado convencionales como el maquinado CNC. La Figura 6A muestra una sección transversal axial y la Figura 6B muestra una sección transversal en la línea B-B de una sección de mango (602) que puede estar unida al tubo (114) del aplicador de radiación (102) . La sección de mango (602) , de preferencia, está hecha del mismo material que el tubo (114) , es decir, de acero inoxidable. La sección de mango (602) incluye un canal frontal (604) que permite la inserción del tubo (114), y un canal posterior (606) que permite la inserción del cable coaxial (104) durante el ensamblado. Un puerto transversal (608) que tiene un hilo interior (610) permite la conexión, a través de un conector, a una fuente de líquido refrigerante, como se discutirá después. El conector puede ser de plástico. Una vez ensamblado, la configuración de la sección de mango (602) permite que el líquido refrigerante pase en dirección de la flecha C al tubo (114) (no se muestra) . La Figura 7 ilustra la porción de cable coaxial (104) que pasa a través del tubo (114) . El cable (104) de preferencia está constituido por un cable coaxial de pérdida pequeña como el cable SJS070LL-253-Strip . Un conector (702) , de preferencia, un conector tipo hembra SMA, permite la conexión del cable (104) a una fuente de microondas (no se muestra) o a una sección intermedia del cable coaxial (no se muestra) que a su vez se conecta con la fuente de microondas. La Figura 8 es una gráfica de Sil contra frecuencia para el aplicador de radiación (102) de la Figura 1. Esta ilustra la relación de energía de microondas reflectiva proveniente de la interfaz del aplicador (102) y el tejido tratado, con respecto a la energía de entrada total al aplicador (102) . Como se puede observar, el diseño del aplicador (102) hace que la energía reflejada sea mínima y por lo tanto la energía transmitida al tejido sea un máximo, a una frecuencia de 2.45 GHz de las microondas emitidas. La Figura 9A muestra la distribución del campo E alrededor del aplicador de radiación (102) de la Figura 1 durante el uso. Los colores más oscuros adyacentes al aplicador (102) indican puntos de campo eléctrico más intenso. En la Figura 9A, la posición de la arandela (108) está señalada en (902) y la posición de la unión punta-casquillo está señalada en (904) . Dos zonas limitadas y prácticamente cilindricas (906), (908) del campo eléctrico más intenso, se forman alrededor del aplicador (102) en las posiciones (902) y (904) respectivamente. La Figura 9B muestra la distribución del valor de la velocidad de absorción específica (SAR) alrededor del aplicador de radiación (102) de la Figura 1, cuando se está usando. Los colores más oscuros adyacentes al aplicador (102) señalan los puntos del SAR. En la Figura 9B, la posición de la arandela (108) está señalada en (902), la posición de la unión punta-casquillo está señalada en (904) y la posición de la unión casquillo-tubo está señalada en (905) . Dos zonas limitadas y prácticamente cilindricas (910), (912) del SAR- más alto se forman alrededor del aplicador (102) en las posiciones (902) y entre (904 y 905), respectivamente. Las figuras 10A-E muestran un ensamblado secuencial preferido de los componentes que forman el aplicador de radiación (102) de la Figura 1. En la Figura 10A, se muestra el cable coaxial (104) con el conductor externo (118) y el aislante interior (126) dispuesto hacia atrás, c.omo se ilustra en la Figura 7 anterior. Como se muestra en la Figura 10B, el tubo (114) se desliza sobre el cable (104) . Luego, el casquillo (106) se desliza sobre el cable (104) (Figura 10C) , y se fija al tubo (114) y al cable (104), tal como se describió antes. Después, la arandela (108) se une al conductor interno (124) por soldado, tal como se muestra en la Figura 10D. Por último, la punta (112) se desliza sobre el cable (104) y parte del casquillo (106) y se fija allí, tal como se describió antes. El aplicador completo se muestra en la Figura 10E. Esto da como resultado una construcción de gran rigidez y estabilidad mecánica. La Figura 11 ilustra en forma esquemática un sistema de tratamiento (1102) que emplea el aplicador de radiación (102) de la Figura 1. La fuente de microondas (1104) se acopla al conector de entrada (1106) en el mango (602) mediante el cable coaxial (1108) . En esta modalidad, la energía de microondas se suministra a 80 watts. Sin embargo, esta puede ser mayor en aplicadores de mayor tamaño, por ejemplo, hasta 200 watts para aplicadores de radiación que tienen 5 mm de diámetro. Una bomba para jeringa (1110) acciona una jeringa (1112) que suministra líquido refrigerante (1114) a través del conducto (1116) y el conector (1118) unido al mango (602) , hacia el interior de la sección de mango (602) . El líquido no se encuentra a presión alta pero se bombea para tener una velocidad de flujo aproximada de 1.5 a 2.0 mililitros (mi) /minuto a través del tubo (114), en la modalidad ilustrada. Sin embargo, en otras modalidades en las que el aplicador de radiación (102) funciona con energía mayor, se pueden emplear velocidades de flujo más altas para proporcionar el enfriamiento adecuado. El líquido refrigerante, de preferencia, es una solución salina aunque se pueden usar otros líquidos o gases, por ejemplo, etanol . En algunas modalidades, se puede usar un líquido refrigerante que tenga un efecto secundario, por ejemplo, citotóxico, que refuerce el tratamiento del tumor. En la modalidad ilustrativa, el líquido refrigerante (1114) sale del tubo (114) , tal como se muestra por medio de las flechas B en la Figura 1, a una temperatura aproximada 10 °C mayor que la temperatura a la que entra al tubo (114) , como se muestra por medio de las flechas A en la Figura 1. De este modo, se extrae considerable energía térmica del cable coaxial. Por ejemplo, el líquido refrigerante (1114) puede entrar al tubo (114) a la temperatura ambiente. Como alternativa, el líquido refrigerante (1114) puede enfriarse previamente a un temperatura inferior a la temperatura ambiente, mediante cualquier técnica que sea adecuada. Como se muestra, el sistema de enfriamiento es un sistema de enfriamiento de perfusión y abierto, que enfría el cable coaxial conectado al aplicador de radiación (102) . Es decir, después de absorber calor del cable coaxial, el líquido refrigerante perfunde el tejido cerca del aplicador de radiación (102) . La metodología para el uso del aplicador de radiación (102) de la presente invención, se puede emplear de manera convencional en el tratamiento de varios tumores en tejido blando. En particular, el aplicador (102) se introduce en el organismo por vía laparoscópica, percutánea o quirúrgica. Luego, el usuario lo desplaza a la posición correcta, en caso necesario, auxiliado por sensores de ubicación y/o herramientas de imagen como el ultrasonido, con el fin de que la punta (112) se introduzca en el tejido que se someterá a tratamiento. La energía de microondas se emite y así el tejido se somete a ablación durante un periodo de tiempo predeterminado controlado por el usuario. En la mayoría de los casos, el aplicador (102) está fijo durante el tratamiento. Sin embargo, en algunos casos, por ejemplo, en el tratamiento de las venas, el aplicador (102) se puede mover mientras se aplica la radiación de microondas, por ejemplo, mediante un suave movimiento deslizante a través del tejido objetivo. Como se describió antes y como se muestra en las Figuras 9A y 9B, el aplicador de radiación (102) es una antena dipolo. La porción del conductor interno (124) que se extiende más allá del caequillo (106) funciona como un brazo de la antena dipolo. Por otra parte, al transmisión de la energía de microondas a lo largo del conductor interno (124) y en la abertura del casquillo, induce una corriente que fluye en la porción de la superficie exterior del casquillo (106) que está colocado debajo de la punta (112) . Esta corriente inducida hace que esta superficie exterior del casquillo (106) cubierto, emita la radiación de microondas y forme así un segundo brazo de la antena dipolo. La configuración bipolar del aplicador propaga de manera eficaz la radiación de microondas que se transmite por el aplicador (102) a lo largo de una mayor longitud transversal, es decir, longitud axial de la antena (102), en lugar de enfocar la transmisión de radiación solamente a partir de la punta (112) del aplicador (102) . Como resultado, el aplicador (102) de la presente invención se puede accionar a niveles de energía mucho mayores, por ejemplo, hasta de 80 watts aproximadamente, que los de la técnica anterior.

Una modalidad alternativa de la presente invención se muestra en las Figuras 12 a 19. la Figura 12 es una vista en perspectiva y en despiece de un aplicador de radiación (1202) alternativo. Como se muestra, el aplicador (1202) incluye un cable coaxial (1204) que tiene un conductor externo (1206) que rodea al aislante (1208) que a su vez rodea un conductor central o interior (1210) . El aplicador (1202) también incluye un casquillo (1212) . El casquillo (1212) por lo general tiene forma tubular que define allí una abertura y tiene un primero y un segundo extremos (1212a) y (1212b) . El casquillo (1212) también tiene tres partes o secciones. Una primera sección (1214) del casquillo (1212) tiene un diámetro interior con dimensiones tales que se ajusta sobre el conductor externo (1206) del cable coaxial (1204) . Una segunda sección (1216) del casquillo (1212) tiene un diámetro interior con dimensiones tales que se ajusta sobre el aislante (1208) del cable coaxial (1204). La . segunda sección (1216) define así una superficie anular o pestaña (no se muestra) alrededor del interior del casquillo (1212) . El diámetro exterior de la segunda sección (1216) , de preferencia, es mayor que el diámetro exterior de la primera sección (1214) , por lo que se define un escalón o pestaña alrededor del exterior del casquillo (1212) . Una tercera sección (1218) del casquillo (1212) tiene una diámetro interior que también tiene dimensiones tales que se ajusta alrededor del aislante (1208) del cable coaxial (1204) . La tercera sección (1218) tiene un diámetro exterior que es menor que el diámetro exterior de la segunda sección (1216) . La tercera sección (1218) define así una superficie cilindrica o manguito exterior. El aplicador (1202) también incluye un espaciador (1220) . El espaciador (1220) , se preferencia, tiene forma cilindrica con un túnel central (1222) con dimensiones para recibir el conductor interno (1210) del cable coaxial (1204) . El diámetro exterior del espaciador (1220) , de preferencia, coincide con el diámetro exterior de la tercera sección (1218) del casquillo (1212) . El aplicador (1202) también incluye un elemento sintonizador (1224) y una punta (1226) . El elemento de sintonía (1224) que puede tener forma de disco, tiene un orificio central (1228) con dimensiones para ajustarse al conductor interno (1210) del cable coaxial (1204) . La punta (1226) es un miembro alargado y hueco que tiene un extremo abierto (1230) y un extremo cerrado (1232) . El extremo cerrado (1232) se puede conformar como un elemento cortante, por ejemplo, un punto trocar o una cuchilla, para cortar o perforar tejido. El aplicador (1202) también incluye un manguito rígido (1234) . El manguito (1234) tiene un diámetro interno que es ligeramente mayor que el diámetro externo del cable coaxial (1204). Como se describe más adelante, se define asi un espacio anular entre la superficie exterior del cable coaxial (1204) y la superficie interior del manguito (1234) . El manguito (1234) también incluye uno o más orificios de drenado (1236) que se extienden a través del manguito . Las Figuras 13 a 18 ilustran una secuencia preferida de ensamblado del aplicador (1202) . Como se muestra en la Figura 13, el cable coaxial (1204) está dispuesto de manera que hay una longitud "m" de aislante (1208) que se extiende más allá de un extremo (1206a) del conductor externo (1206) y una longitud "1" de conductor interno (1210) que se extiende más allá de un extremo (1208a) del aislante (1208) . El casquillo (1212) se desliza sobre el conductor interno expuesto (1210) y sobre el aislante expuesto (1208) de manera que la primera sección (1214) rodea el conductor externo (1206) y la segunda y tercera secciones (1216) , (1218) rodean la porción expuesta del aislante (1208) . La superficie interior o pestaña formada en la segunda sección (1216) del casquillo (1212) colinda con el extremo (1206a) del conductor externo (1206) , por lo cual detiene el casquillo (1212) y éste no se desliza más en el cable coaxial (1204) . De preferencia, el casquillo (1212) se fija al cable coaxial (1204), por ejemplo, soldando el casquillo (1212) al conductor externo (1206) del cable coaxial (1204) . En la modalidad preferida, la tercera sección (1218) del casquillo (1212) se prolonga y pasa el extremo (1208a) del aislante expuesto (1208) tal como se muestra con la línea punteada de la Figura 14. Luego, el espaciador (1220) se desliza sobre la porción expuesta del conductor interno (1210) y se hace entrar en contacto con e segundo extremo (1212b) del casquillo (1212) . En la modalidad preferida, el espaciador (1220) no está fijo al casquillo (1212) o al conductor interno (1210) . El espaciador (1220) tiene dimensiones tales que una pequeña porción (1210a) (Figura 15) del conductor interno (1210) permanece expuesta. El elemento de sintonización (1224) se desliza entonces sobre esta porción que permanece expuesta (1210a) del conductor interno (1210) . El elemento de sintonización (1224) , de preferencia, está fijo al conductor interno (1210) , por ejemplo, por soldadura. El elemento de sintonización (1224) junto con el casquillo (1212,) mantienen así al espaciador (1220) en su lugar. Con el elemento de sintonización (1224) en su lugar, el siguiente paso es instalar la punta (1226) como se muestra en la Figura 16. El extremo abierto (1230) de la punta (1226) se desliza sobre el elemento de sintonización (1224) , el espaciador (1224) y la tercera sección (1218) del casquillo (1212) . El extremo abierto (1230) de la punta (1226) colinda con la segunda sección o escalón (1216) del casquillo (1212) . La punta (1226) , de preferencia, se fija al casquillo (1212) , por ejemplo, por adhesión. Con la punta (1226) en su lugar, el siguiente paso es instalar el manguito (1234) (Figura 17) . El manguito (1234) se desliza sobre el cable coaxial (1234) y se sube sobre la primera sección (1214) del casquillo (1212) . El manguito (1234) colinda con el escalón (1216) en el casquillo (1212) opuesto a la punta (1226) . El experto en la técnica comprenderá que el aplicador (1202) se puede ensamblar de diferentes maneras o en diferente orden. Como se ilustra en la Figura 18, en el ensamblado, la punta (1226) , la segunda sección (1216) del casquillo (1212) y el manguito (1234) , tienen todos, de preferencia, el mismo diámetro exterior, debido a lo cual el aplicador (1202) tiene una superficie exterior uniforme. De preferencia, el manguito (1234) está hecho de acero inoxidable y el casquillo (1212) está hecho de cobre recubierto con oro. La punta (1226) y el espaciador (1220) están hechos con materiales dieléctricos. En la modalidad ilustrativa, la punta (1226) y el espaciador (1220) están hechos de zirconia estabilizada con itrio, por ejemplo, la marca Technox de material cerámico disponible comercialmente de Dynamic Ceramic Ltd. de Stoke-on-Trent , Staffordshire , Inglaterra, el cual tiene una constante dieléctrica de 25. La punta (1226) también puede estar provista de un recubrimiento compuesto, por ejemplo, una capa primaria de poliimida, para la adhesión, y encima una capa de Paralyne que no tiene propiedades adhesivas. Como alternativa, en lugar del Paralyne se puede usar silicona u otro material adecuado. Además de aplicarse a la punta, el recubrimiento compuesto también se puede aplicar al casquillo y al menos a una parte del manguito de acero inoxidable . El experto en la técnica comprenderá que se pueden usar materiales alternativos en la construcción del aplicador de radiación (1202) . La Figura 19 es una vista esquemática parcial de sección transversal, del aplicador de radiación (1202) . Como se observa, al menos una parte de la primera sección (1214) del casquillo (1212) está unido al conductor externo (1206) y lo cubre. El aislante (1208) se extiende parcialmente a través del interior del casquillo (1212) .

En particular, el extremo (1208a) del aislante (1208) está dispuesto a una distancia predeterminada detrás del segundo extremo (1212b) del casquillo (1212). El conductor interno (1210) se extiende completamente a través de y más allá del casquillo (1212) . El manguito (1234) se une y se desliza sobre la primera sección (1214) del casquillo (1212) . Como se muestra, el diámetro interior del manguito (1234) es mayor que el diámetro exterior del cable coaxial (1204) , por lo que se define un espacio anular (1238) entre el exterior del cable coaxial (1204) y el interior del manguito (1234) . El líquido refrigerante, por ejemplo, la solución salina se bombea a través de este espacio anular (1238) tal como se muestra por medio de las flechas A. El líquido refrigerante absorbe calor del cable coaxial que alimenta la radiación al aplicador (1202) . Luego, el líquido refrigerante se descarga a través de los orificios (1236) en el manguito (1234) , tal como se muestra por medio de las flechas B. En la modalidad preferida, los orificios (1236) están colocados suficientemente atrás del extremo cerrado (1232) de la punta . (1226) para que el líquido refrigerante descargado no entre a la porción de tejido sometido a calentamiento mediante el aplicador de radiación (1202) . En lugar de esto, el líquido refrigerante descargado, de preferencia, perfunde el tejido que esta fuera de esta región caliente. Dependiendo del tejido que se somete a tratamiento, una -distancia adecuada entre el extremo cerrado (1232) de la punta (1226) y los orificios (1236) puede ser de aproximadamente 30 mm. Un primer extremo (1220a) del espaciador (1220) colinda con el segundo extremo (1212b) del casquillo (1212) , mientras que un segundo extremo (1220b) del espaciador (1220) colinda con el elemento de sintonización (1224) . Por lo tanto, un espacio designado en general como (1240) , se define dentro del casquillo (1212) entre el extremo (1208a) del aislante y el segundo extremo (1212b) del casquillo. En la modalidad ilustrativa, este espacio (1240) se llena con aire. El experto en la técnica entenderá que el espacio se puede llenar con otros materiales, por ejemplo un sólido dieléctrico, · o se puede evacuar y formar vacío. La superficie interior de la punta (1226) , de preferencia, se conforma según la forma del elemento de sintonización (1224) , el espaciador (1220) y la tercera sección (1218) del casquillo (1212), de manera que no hay huecos formados a lo largo de la superficie interior de la punta (1226) . Como se indicó antes, la operación del aplicador de radiación (1202) hace que se induzca una corriente en la superficie exterior de la tercera sección (1218) del casquillo (1212) , que se aloja dentro del material dieléctrico de la punta (1226) . Esta corriente inducida hace que la energía de microondas se irradie desde esta superficie del casquillo' (1212) y se forme así un brazo del dipolo. La sección del conductor interno (1210) que se extiende más allá del casquillo (1212) es el otro brazo del dipolo. Tanto la longitud del conductor interno (1210) que se extiende más allá del casquillo (1212) como la longitud de la tercera sección (1218) del casquillo (1212) , que juntas corresponden a los dos brazos del dipolo, se seleccionan para que sean aproximadamente 1/4 de la longitud de onda en la punta dieléctrica (1226) , que en la modalidad ilustrativa es aproximadamente de 6 mm. Sin embargo, el experto en la técnica entenderá que hay otros factores, como la permitividad del tejido, la acción del elemento de sintonización, etc. que afectarán las longitudes últimas de los brazos del dipolo. Por ejemplo, en la modalidad ilustrativa, los dos brazos tienen aproximadamente 5 mm de longitud. Por otra parte, el elemento de sintonización (1224) coopera con la segunda sección o escalón (1216) del casquillo y equilibra la radiación emitida por los dos brazos del dipolo. En particular, el tamaño y la forma del elemento de sintonización (1224) y el escalón (1216) se seleccionan de manera que la suma coherente de la energía de microondas reflejada hacia atrás del cable en la abertura del casquillo, se minimice. Las técnicas para realizar estas optimizaciones de diseño son muy conocidas para los expertos en la técnica. Durante el uso, el aplicador de radiación (1202) está unido a una fuente de radiación de microondas en forma similar a la que se describió antes con relación al aplicador (102) de la Figura 1. El cable coaxial también está unido a una fuente de líquido refrigerante de la misma forma que se describió anteriormente. En la presente invención, la punta dieléctrica, el casquillo y el manguito de acero inoxidable cooperan para impartir la rigidez y resistencia mecánica necesarias para que el aplicador se use en procedimientos de tratamiento. El aplicador no depende del cable coaxial en cuanto a su resistencia. En efecto, se podría usar un cable coaxial flexible que tenga poca o ninguna rigidez con el aplicador de radiación de la presente invención. En lo que precede, se ha hecho una descripción detallada de las modalidades ilustrativas de la invención. Es posible hacer varias modificaciones y adiciones sin desviarse del espíritu y alcance de la misma. Por ejemplo, los materiales descritos aquí no son exclusivos y se puede emplear cualquier material aceptable en cualquiera de los componentes del sistema y método descritos. Por otra parte, se puede hacer modificaciones a los diversos componentes. Por lo tanto, esta descripción se tomará sólo como ejemplo y de ningún modo se limitará el alcance de la invención.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES ; 1. Un aplicador de microondas dipolo para emitir radiación de microondas a un tejido, la unidad comprende : un conductor externo que tiene un extremo; un conductor interno dispuesto dentro del conductor externo, y que incluye una sección que se extiende hacia afuera más allá del extremo del conductor externo; un casquillo dispuesto en el extremo del conductor externo, y que tiene una porción de manguito que rodea una porción de la sección que se extiende hacia afuera del conductor interno; y üna punta dieléctrica que rodea la porción de manguito del casquillo y la sección que se extiende hacia afuera del conductor interno; debido a lo cual la porción de manguito del casquillo y al menos una porción de la sección que se extiende hacia afuera del conductor interno funciona como los correspondientes brazos del aplicador de microondas dipolo .
2. 2. El aplicador de microondas dipolo según la reivindicación 1, también comprende un espaciador dieléctrico dispuesto dentro de la punta dieléctrica, el espaciador dieléctrico rodea al menos una porción del conductor interno que se extiende más allá de la porción de manguito del casquillo.
3. 3.. El aplicador de microondas dipolo según las reivindicaciones 1 ó 2, en donde el casquillo tiene un primer extremo que está unido al extremo del conductor externo .
4. 4. El aplicador de microondas dipolo según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, que también comprende un elemento de sintonización dispuesto dentro de la punta dieléctrica y unido a un extremo del conductor interno, según la reivindicación
5. 5. El aplicador de microondas dipolo según la reivindicación 4, en donde el casquillo también incluye un escalón adyacente a la porción de manguito, y el elemento de sintonización y el escalón cooperan para equilibrar los correspondientes brazos del aplicador de microondas dipolo.
6. 6. El aplicador de microondas dipolo según la reivindicación 5, en donde el elemento de sintonización tiene prácticamente la forma de disco.
7. 7. El aplicador de microondas dipolo según las reivindicaciones 5 ó 6, que también consta de un manguito rígido adyacente al casquillo y que rodea y se separa de al menos una porción del conductor externo y definir así un espacio entre el conductor externo y el manguito rígido.
8. 8. El aplicador de microondas dipolo según la reivindicación 7, en donde uno o más orificios se extienden a través del manguito rígido, el o los orificios permiten una trayectoria de comunicación fluida desde el espacio dentro del manguito rígido a un área fuera del manguito rígido .
9. 9. El aplicador de microondas dipolo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el casquillo está hecho de cobre, y la punta está hecha de zirconio estabilizada con itrio.
10. 10. El aplicador de microondas dipolo según la reivindicación 8, en donde el manguito está hecho de acero inoxidable, el casquillo está hecho de cobre y la punta está hecha de zirconio estabilizada con itrio.
11. 11. El aplicador de microondas dipolo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde al aplicador de aplica energía de microondas a una frecuencia aproximada de 2.45 Gigahertz (GHz) y a una potencia de hasta 80 watts.
12. 12. El aplicador de microondas dipolo según la reivindicación 2 o cualquiera de sus reivindicaciones dependientes, que también consta de un aislante dispuesto entre el conductor externo y el conductor interno, en donde : el espaciador colinda con un extremo del manguito del casquillo y el aislante termina dentro del manguito y define un espacio dentro del manguito del casquillo alrededor del conductor interno.
13. 13. El aplicador de microondas dipolo según la reivindicación 10 o cualquiera de sus reivindicaciones dependientes, en donde el espacio se llena con aire.
14. 14. El aplicador de microondas dipolo según la reivindicación 5 o cualquiera de sus reivindicaciones dependientes, en donde: la punta dieléctrica tiene un extremo abierto que colinda con el escalón en el casquillo y un extremo cerrado opuesto al extremo abierto, y el extremo cerrado está configurado para cortar o para perforar un tejido.
15. 15. El aplicador de microondas dipolo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde al menos uno entre la punta dieléctrica y el casquillo está recubrimiento con una capa interior de poliimida y una capa exterior de Paralyne .