PT1335677E - Sistema e método para tratamento de tecido anormal no esófago humano - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

"SISTEMA. E MÉTODO PARA TRATAMENTO DE TECIDO ANORMAL NO ESÓFAGO HUMANO"

Campo de Invenção

Esta invenção refere-se a um sistema para tratar o epitélio anormal num esófago.

Antecedentes da Invenção

Duas das funções mais importantes do esófago humano são o transporte de alimento desde a entrada até o estômago e a prevenção do refluxo do conteúdo gastrointestinal. 0 refluxo é evitado, em grande parte, por um esfincter esofágico inferior que, normalmente, permanece fechado e que separa, de forma funcional, o estômago do esófago. Em particular, o esfincter esofágico inferior permanece fechado até que activações neurais provoquem a sua relaxação, permitindo que o alimento passe para dentro do estômago a partir do esófago. Certos estados, incluindo hérnia do hiato e perda da tonicidade do esfincter podem provocar a relaxação inapropriada ou mau funcionamento do esfincter. vários tipos de alimentos e outras actividades também provocam a relaxação do esfincter, tais como refeições gordurosas, o hábito de fumar e bebidas com teor de xantina. Alguns fármacos ou produtos farmacêuticos também podem provocar a relaxação deste esfincter esofágico inferior, bem como trauma 1 localizado ou outros problemas, tais como distúrbios neuromusculares.

Aqueles com problemas persistentes ou relaxação inapropriada do esfíncter esofágico inferior podem desenvolver um estado conhecido como a doença do refluxo gastroesofágico, manifestada por sintomas clássicos de azia e regurgitação do teor gástrico e intestinal. Conforme sugerido acima, o agente causador de tais problemas pode variar. Os doentes com formas graves da doença do refluxo gastroesofágico, não importa a causa, algumas vezes podem desenvolver danos secundários no esófago devido à interacção dos conteúdos gástricos ou intestinais com as células esofágicas não concebidas para experimentar tal interacção. 0 tratamento da doença do refluxo gastroesofágico, causada pelo mau funcionamento do esfíncter esofágico inferior não é o tema deste pedido de patente, ao contrário, a invenção concentra-se no tratamento dos danos secundários ao tecido esofágico, particularmente, o estado conhecido como esófago de Barrett. 0 esófago é composto por 3 camadas de tecido; uma camada de mucosa interna revestida por células epiteliais escamosas, uma camada de submembrana mediana e uma camada de músculo externa. Quando ocorre o refluxo gastroesofágico, as células epiteliais escamosas internas são expostas ao ácido gástrico, juntamente com ácidos biliares intestinais e enzimas. Esta exposição pode ser tolerada mas, em alguns casos, pode conduzir a dano e alteração das células escamosas, fazendo com que as mesmas se alterem para formar células epiteliais colunares especializadas, mais altas. Esta alteração metaplásica do 2 epitélio mucosal de células escamosas para células colunares é chamada de esófago de Barrett, em homenagem ao cirurgião Britânico que, originalmente, descreveu o estado. 0 esófago de Barrett tem consequências clinicas importantes, uma vez que as células colunares de Barrett podem, em alguns doentes, tornar-se displásicas e, em seguida, progredir para um certo tipo de cancro fatal do esófago. A presença de esófago de Barrett é o principal factor de risco para o desenvolvimento de adenocarcinoma do esófago.

Em concordância, tem-se concentrado a atenção na identificação e remoção deste epitélio colunar anormal de Barrett, a fim de aliviar as implicações mais graves para o doente. Exemplos dos esforços para identificar, apropriadamente, o epitélio de Barrett ou de uma forma mais genérica, do esófago de Barrett, têm incluído técnicas de visualização convencionais conhecidas dos médicos desta área. Embora certas técnicas tenham sido desenvolvidas para caracterizar e distinguir tais células do epitélio, tal como divulgado na Patente dos Estado Unidos N° 5524622 e Patente dos Estado Unidos N° 5888743, ainda estão por serem demonstrados meios seguros e eficazes de remover, de forma precisa, os crescimentos indesejados desta natureza de porções do esófago, a fim de reduzir o risco de transformação maligna.

Dispositivos e métodos para tratar o tecido corporal anormal por aplicação de várias formas de energia a tais tecidos foram descritos e incluem tratamento a laser, ablação com radiofrequência, ablação ultrassónica, terapia fotodinâmica utilizando fármacos fotossensíveis, coagulação com plasma de árgon, crioterapia e raio-X. Estes métodos e dispositivos são, 3 no entanto, todos falhos, uma vez que os mesmos não permitem o controlo da profundidade de penetração dos meios de energia. Isto é um problema, uma vez que a aplicação de energia não controlada pode penetrar muito profundamente na parede esofágica, para além da mucosa e camadas submucosais, dentro da muscularis externa, potencialmente provocando perfuração, estreitamento ou sangramento esofágico. Além disso, a maior parte destes métodos e dispositivos tratam apenas uma pequena porção do epitélio anormal, tornando o tratamento de Barrett prolongado, entediante e dispendioso.

Por exemplo, o Pedido de Patente Internacional Número PCT/US/00/08612 descreve um método e aparelho para tratar estruturas corporais que envolvem características indesejáveis ou outros distúrbios. Numa forma de realização daquela invenção, é descrito um dispositivo e método para tratar uma porção da superfície mucosal do esófago utilizando a aplicação de energia ou outros meios. 0 dispositivo e método para tratar a porção esofágica descreve o tratamento dum arco limitado do tecido esofágico de cada vez e não proporciona a aplicação de energia para efectuar a ablação de tecido a uma profundidade controlada. 0 documento WO 99/35987 descreve um aparelho para tratar um esfíncter. 0 aparelho inclui um membro de apoio dirigível, tendo na sua extremidade distai dois membros expansíveis contíguos ou sobrepostos. Um ou ambos dos membros expansíveis têm uma pluralidade de meios de administrar energia. Um ou ambos dos membros expansíveis são porosos ou têm perfurações para permitir o meio de expansão, na forma de um electrólito, para humedecer, de forma controlável, a superfície do membro e intensificar a transferência de energia. 4 0 documento WO 01/35846 descreve um sistema e método de utilização de ablação por cateter. O sistema e método são proporcionados com o acesso de porções, por meio de endoscopia, do esófago humano que sofre de crescimento indesejável de epitélio colunar. O sistema de ablação por cateter inclui caracteristicas de ablação de profundidade controlada e a utilização de espectro de radiofrequência, radiação ultravioleta não ionizante, radiação de fluido quente ou microondas que também podem ser acompanhadas por agentes sensibilizadores melhorados.

Deste modo, existe uma necessidade de um dispositivo e método para tratar o tecido anormal do esófago até uma profundidade de ablação controlada, de forma segura, restringindo o tratamento apenas à mucosa e submucosa, evitando a camada muscular, por meio da aplicação uniforme de energia ao tecido a ser removido por toda a circunferência do lúmen interno do esófago.

Sumário da Invenção

Os aspectos da invenção estão definidos nas reivindicações apensas.

Um sistema de ablação por cateter é proporcionado para alcançar, por meio de endoscopia, porções do esófago humano que sofrem o crescimento indesejável de epitélio colunar. O sistema e método de ablação por cateter pode incluir caracteristicas de ablação de profundidade controlada e a utilização de espectro de radiofrequência, radiação ultravioleta não ionizante, ultra-sons, radiação de fluido quente ou microondas, luz 5 colimada ou não colimada ou energia luminosa coerente ou incoerente ou outra energia luminosa, que também pode ser acompanhada por agentes de sensibilização melhorados. Uma forma de realização da invenção pode proporcionar a aplicação uniforme de energia por toda a circunferência do lúmen interno do esófago para a ablação de células na porção mucosal e superior das camadas submucosais do esófago, ao mesmo tempo que evita a penetração da camada muscular, também referida como a muscularis externa.

Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é uma vista esquemática de porções de um tracto digestivo superior num humano. A Figura 2 é uma vista esquemática de um dispositivo da invenção, num modo expandido, no interior de um esófago. A Figura 3 é uma vista esquemática de um dispositivo da invenção. A Figura 4 é uma fotografia do dispositivo da Figura 3. A Figura 5 é uma vista do dispositivo da invenção. A Figura 6 ilustra padrões de eléctrodos do dispositivo da Figura 3. A Figura 7 ilustra padrões de eléctrodos que podem ser utilizados com um dispositivo da invenção. 6 A Figura 8 é uma vista esquemática de outra forma de realização da invenção. A Figura 9 ilustra uma vista superior e uma vista inferior de um padrão de eléctrodo do dispositivo da Figura 8.

Descrição Pormenorizada da Invenção

Sabe-se que certos distúrbios podem provocar o refluxo do conteúdo gástrico ou intestinal desde o estômago 10 para dentro do esófago 15, como ilustrado na Figura 1. Este refluxo é ilustrado pelas setas A e B na Figura 1. Embora as causas destes problemas sejam variadas, este refluxo pode resultar em distúrbios secundários, tais como o esófago de Barrett, que exige tratamento independente e bem diferente dos tratamentos apropriados para o distúrbio primário, tais como os distúrbios do esfincter 18 esofágico inferior. O esófago de Barrett é uma doença inflamatória, em que os ácidos do estômago, ácidos biliares e enzimas regurgitadas do estômago e duodeno entram no esófago inferior provocando dano à mucosa esofágica. De facto, quando este tipo de refluxo ocorre com bastante frequência, pode ocorrer dano às células 20 epiteliais esofágicas. Em alguns casos, o dano pode levar à alteração das células escamosas, fazendo com que as mesmas se alterem para formar células epiteliais colunares especializadas, mais altas. Esta alteração metaplásica do epitélio mucosal de células escamosas para células colunares é chamada de esófago de Barrett. Está bem definido que, embora algumas das células colunares possam ser benignas, outras podem resultar em adenocarcinoma. 7

Em concordância, tem-se concentrado a atenção na identificação e remoção deste epitélio colunar anormal, a fim de aliviar as implicações mais graves para o doente. Exemplos dos esforços para identificar apropriadamente estes crescimentos, referidos como epitélio de Barrett ou, de uma forma mais genérica, esófago de Barrett, têm incluído técnicas de visualização convencionais conhecidas dos médicos desta área. Embora certas técnicas tenham sido desenvolvidas para caracterizar e distinguir tais células do epitélio, ainda estão por ser demonstrados meios seguros e eficazes de remover, de uma forma precisa, os crescimentos indesejados e tecido anormal desta natureza de porções do esófago, a fim de reduzir o risco de transformação maligna.

Os meios para conseguir tais remoções de crescimentos e tecidos de acordo com esta invenção incluem a utilização de energia, tal como energia de radiofrequência, em níveis apropriados para conseguir a ablação do tecido a nível mucosal ou submucosal. Tal ablação é concebida para remover os crescimentos 30 colunares das porções do esófago 15 assim afectado. O termo "ablação", como aqui utilizado, significa dano térmico causado ao tecido provocando necrose tecidual.

Numa forma de realização, conforme ilustrado na Figura 2, um bastão 41 alongado, flexível, é proporcionado para inserção no corpo em muitos de vários modos seleccionados pelo provedor de serviços médicos. O bastão pode ser colocado, de uma forma preferida, por endoscopia, e. g., através do esófago, ou pode ser colocado por cirurgia, ou por outros meios. Quando um endoscópio é utilizado, o bastão flexível pode ser inserido no lúmen do endoscópio ou o bastão pode ser posicionado na parte externa do endoscópio. Alternativamente, um endoscópio pode ser utilizado para visualizar o trajecto que o bastão deve seguir durante o posicionamento e, depois, a seguir à remoção do endoscópio 0 bastão pode ser inserido dentro do esófago. É proporcionado um meio de distribuição de energia numa extremidade 45 distai do bastão flexível para proporcionar a energia apropriada para a ablação, conforme desejado. Os meios de distribuição de energia são accionados por meio de electricidade configurada para energizar os meios de distribuição de energia em níveis apropriados para remover tecido a uma profundidade predeterminada de ablação. É reconhecido que a energia de um tipo preferido inclui energia de radiofrequência, energia de microondas, energia ultrassónica ou energia luminosa, incluindo sem limitação, energia ultravioleta, visível, infravermelha, colimada ou não colimada, coerente ou incoerente, ou outra energia luminosa, a energia luminosa, possivelmente, utilizada em combinação com agentes de sensibilização melhorados. É também reconhecido que outra forma de realização desta invenção pode utilizar fluido aquecível como um meio de energia de ablação.

Numa forma de realização, o bastão flexível compreende um cabo contendo uma pluralidade de condutores eléctricos circundados por uma camada de isolamento eléctrico e compreende um meio de distribuição de energia radiante localizado na sua extremidade distai. Numa forma da invenção, um dispositivo de posicionamento e distensão à volta da extremidade distai do instrumento é de tamanho suficiente para entrar em contacto, e expandir, as paredes da cavidade corporal na qual está posicionado (e. g., no esófago), tanto na frente do meio de distribuição, bem como nos lados do meio de distribuição. Por exemplo, a cabeça distai do instrumento pode ser suportada a uma distância controlada desde a parede do esófago, ou em directo 9 contacto com a mesma, por um membro 52 em forma de balão expansível, de modo a regular e controlar a quantidade de energia transferida para o tecido que compreende a parede esofágica. De uma forma preferida, o balão é ligado a uma porção do bastão flexível num ponto espaçado do meio da cabeça distai. 0 membro em forma de balão distensível ou expansível pode ser utilizado como o veículo para administrar a energia de ablação. Uma característica crítica desta forma de realização inclui meios através dos quais a energia é transferida desde a porção da cabeça distai da invenção até a membrana compreendendo o membro em forma de balão. Por exemplo, um tipo de distribuição de energia que pode ser apropriado e está aqui integralmente incorporado está apresentado na Patente dos Estados Unidos N° 5713942, em que um balão expansível é ligado a uma fonte de energia, que proporciona energia de frequência de rádio tendo as características desejadas para aquecer o tecido alvo, de forma selectiva, até uma temperatura desejada. 0 balão 52 da presente invenção pode ser construído de um elastómero electrocondutor, tal como uma mistura de polímero, elastómero e partículas electrocondutoras, ou pode compreender uma bexiga não extensível tendo um formato e um tamanho na sua forma totalmente expandida, que se estenderá de uma forma apropriada até o tecido a ser contactado. Noutra forma de realização, um membro electrocondutor pode ser formado a partir de um elastómero electricamente isolante, em que um material electrocondutor, tal como o cobre, é depositado sobre uma superfície e um padrão de eléctrodo é gravado num material e, depois, o membro electrocondutor é ligado à superfície externa do membro em forma de balão. Numa forma de realização, o membro electrocondutor, e. g., o membro 52 em forma de balão, tem uma configuração expansível na forma para adequar-se às dimensões do lúmen 10 interno expandido (não contraído) do tracto esofágico inferior humano. Além disso, tal membro electrocondutor pode consistir numa pluralidade de segmentos 58 de área de eléctrodo tendo meios termistores ou semelhantes associados com cada segmento de eléctrodo, por meio dos quais a temperatura de cada um de uma pluralidade de segmentos é monitorizada e controlada por disposição de retorno. Noutra forma de realização, é possível que o membro electrocondutor possa ter meios para permitir a transmissão de energia de microondas para o sítio de ablação. Em ainda outra forma de realização, o membro em forma de balão distensível ou expansível pode ter meios para transportar ou transmitir um fluido aquecível no interior de uma ou mais porções do membro, de modo que a energia térmica do fluido aquecível possa ser utilizada como a fonte de energia de ablação.

Um dispositivo da invenção, tal como aquele ilustrado na Figura 2, inclui meios de controlo dirigíveis e direccionais, uma sonda sensor para detectar com precisão a profundidade da ablação e alternar as formas de realização, de um modo apropriado, de maneira que, no evento de um desejo de não colocar os elementos electrocondutores no interior da membrana que forma o membro em forma de balão expansível, é ainda possível utilizar o membro em forma de balão para 0 posicionamento e controlo da localização, ao mesmo tempo que mantém os meios de descarga de energia numa localização no interior do volume do membro em forma de balão, tal como numa cabeça de distribuição de energia distai de desenho convencional.

Conforme ilustrado nas Figuras 4, 5 e 8, numa forma de realização preferida, o meio de descarga ou distribuição de 11 energia pode ser posicionado de modo que a energia é aplicada uniformemente à circunferência do lúmen interno do esófago onde a ablação é desejada. Nesta forma de realização, isto é conseguido pelo posicionamento do meio de descarga de energia na circunferência externa do balão expansível. Um especialista na técnica seria capaz de posicionar o meio de descarga de energia utilizado com as outras fontes de energia em relação ao membro expansível, de modo que a energia seja aplicada de modo uniforme à circunferência do lúmen interno do esófago. Uma maneira de assegurar que a energia é aplicada de modo uniforme à circunferência do lúmen interno do esófago, seria incluir com o dispositivo um elemento de vácuo ou sucção para "sugar" a parede esofágica contra a circunferência externa do membro expansível. Este elemento de sucção pode ser utilizado isolado, para "puxar" a parede esofágica em contacto com o meio de distribuição de energia no cateter ou bastão flexível sem a utilização de um membro expansível ou em conjunto com o membro expansível para assegurar que a parede está em contacto com o meio de distribuição de energia levado na parte externa do membro expansível.

Conforme descrito adiante, a fonte de energia pode ser controlada manualmente pelo utilizador e é adaptada para permitir que o utilizador seleccione o tempo de tratamento apropriado e a regulação de energia para obter uma profundidade de ablação controlada, ou pode ser ligada a um controlador (não ilustrado) que pode ser um controlador digital ou analógico para utilizar com a fonte de RF, ou um computador com software. Quando é utilizado o controlador por computador, o mesmo pode incluir um CPU acoplado através de um sistema de barramento. 0 sistema pode incluir um teclado, uma unidade de disco ou outro sistema de memória não volátil, um ecrã e outros periféricos 12 conhecidos na técnica. Um programa de memória e uma memória de dados também será acoplada ao barramento. A profundidade da ablação obtida com o sistema da invenção é, de uma forma preferida, controlada pela selecção, pelo utilizador, dos parâmetros apropriados de tratamento, conforme descrito nos exemplos aqui apresentados. Uma sonda sensor também pode ser utilizada com o sistema da invenção para monitorizar e determinar a profundidade da ablação. 0 sistema aqui divulgado pode ser utilizado como um método processual para o tratamento do esófago de Barrett. Isto pode incluir a detecção e diagnóstico de epitélio colunar indesejável no interior do esófago. Depois de determinar que a porção ou porções do esófago que tem este tecido indesejado deve ser parcialmente removida, então, o doente é preparado, conforme apropriado, de acordo com a forma de realização do dispositivo a ser utilizado. Em seguida, o médico prepara o doente, conforme apropriado, e insere, por meio de acesso e controlo endoscópico, o dispositivo de ablação aqui ilustrado e discutido, pela boca do doente. Conforme discutido acima, o dispositivo de ablação pode ser inserido através de um canal do endoscópio, localizado na parte externa e ao longo da lateral do endoscópio, ou pode ser inserido pela boca do doente para a localização desejada no esófago sem um endoscópio, depois que um endoscópio tenha sido utilizado para identificar a localização apropriada e identificar 0 trajecto para a inserção do dispositivo. 0 dispositivo pode ser inserido com o endoscópio e uma vez que 0 dispositivo tenha sido inserido, ocorrerá o posicionamento adicional de porções do dispositivo até que uma localização e visualização adequadas identifiquem o local da ablação no esófago. A selecção e activação de toda a série de eléctrodos 13 cincunferenciais ou o(s) quadrante() apropriados ou porção(ões)/segmento(s) no membro do cateter de ablação é realizada pelo médico, incluindo a potência e regulações de tempo apropriadas de acordo com a profundidade de ablação desejada. Podem ser necessárias regulações adicionais, uma vez que uma ablação adicional é necessária em locais diferente e/ou a profundidades diferentes no interior do esófago. A seguir à ablação, são realizados processos de acompanhamento com o doente, conforme são conhecidos na área, durante e depois da remoção do dispositivo do esófago. A seguir ao tratamento de ablação para remover o epitélio de Barrett, o doente pode ser tratado com terapia de supressão ácida, que demonstrou aumentar o crescimento de epitélio normal durante o processo de cicatrização. 0 tratamento de ablação com energia luminosa também pode ser acompanhado por agentes de sensibilização melhorados, tais como os derivados de hematoporfirina, tal como Photofrin® (porfimero sódico, marca registada da Johnson & Johnson Corporation, New Brunswick, NJ). 0 sistema aqui divulgado pode ser utilizado como um método processual para tratar a displasia ou tecido canceroso no esófago. Depois de determinar que a porção ou porções do esófago que tem o tecido indesejado que deve ser parcial ou totalmente removido, então, o doente é preparado, conforme apropriado, de acordo com a forma de realização do dispositivo a ser utilizado e é proporcionado o tratamento, conforme descrito acima.

Ainda noutra forma de realização da invenção, o médico pode, primeiro, determinar por observação visual o comprimento 14 da porção do esófago que necessita ablação por observação visual através de um endoscópio e, depois, pode escolher um cateter de ablação de uma pluralidade de cateteres da invenção, cada cateter tendo um comprimento diferente do meio de descarga de energia associado com o membro expansível. Por exemplo, se o médico determinou que 1 centímetro de comprimento da superfície esofágica necessita ablação, poderia ser escolhido para utilização na ablação um cateter de ablação tendo 1 centímetro de comprimento de um membro de eléctrodo ou outro meio de distribuição de energia que aplicaria a energia a um comprimento de 1 centímetro. 0 comprimento do membro de eléctrodo ou outro meio de distribuição de energia, associado com o membro em forma de balão pode variar de 1 a 10 cm.

Ainda noutra forma de realização, pode ser proporcionada uma pluralidade de cateteres de ablação, em que o meio de distribuição de energia está associado com um membro em forma de balão, em que o diâmetro do membro em forma de balão, quando expandido, varia deste 12 mm até 35 mm. Neste método, o médico escolherá um cateter de ablação tendo um diâmetro que, quando expandido, fará com que o esófago se expanda e a camada mucosal se afine reduzindo, deste modo, o fluxo sanguíneo no local da ablação. Normalmente, o esófago tem 5 a 6 mm de espessura, com o método da invenção o esófago é expandido e afinado de modo que o fluxo sanguíneo através da vasculatura esofágica é obstruído. Crê-se que, pela redução do fluxo sanguíneo na área da ablação, o calor gerado pela energia radiante é menos facilmente disperso para outras áreas do esófago, concentrando a energia no local da ablação.

Um meio que um médico pode utilizar para determinar o diâmetro apropriado do cateter de ablação para utilizar com um 15 doente em particular, seria utilizar num primeiro passo, um balão altamente compatível ligado a um meio sensor de pressão. 0 balão seria inserido dentro do esófago e posicionado no local desejado da ablação e insuflado até que fosse obtida uma leitura de pressão apropriada. 0 diâmetro do balão insuflado seria determinado e um dispositivo de ablação da invenção tendo um membro em forma de balão capaz de se expandir até aquele diâmetro seria seleccionado para utilização no tratamento. É bem conhecido que o esófago pode ser expandido até uma pressão de 60-120 libras/polegada quadrada. É desejável expandir suficientemente o membro electrocondutor expansível, tal como um balão, para obstruir a vasculatura da submucosa, incluindo os vasos arteriais, capilares e venulares. A pressão a ser exercida para o fazer deve, portanto, ser superior à pressão exercida por tais vasos. Alternativamente, o médico pode determinar o diâmetro apropriado de ablação do cateter a utilizar com observação visual utilizando um endoscópio. O funcionamento e utilização de um dispositivo da invenção estão descritos adiante. O dispositivo utilizado está ilustrado, de forma esquemática, nas Figuras 3, 4 e 5. Conforme ilustrado na Figura 5, o bastão 41 flexível alongado, está conectado a um conector 94 eléctrico de pinos múltiplos, que está conectado à fonte de energia e inclui um conector 96 luer macho para ligação a uma fonte de fluido útil em expandir o membro expansível. O bastão flexível alongado tem um eléctrodo 98 envolto na circunferência. O membro expansível do dispositivo ilustrado nas Figuras 3 e 4, um balão, inclui ainda três padrões de eléctrodos diferentes, cujos padrões estão representados em mais pormenores na Figura 6. Normalmente, apenas um padrão de eléctrodo seria utilizada num dispositivo desta invenção, tal como no dispositivo preferido ilustrado na Figura 8 e descrito adiante. 16

No dispositivo ilustrado nas Figuras 3 e 4, o bastão 41 flexível alongado, compreende seis anéis 62 bipolares com 2 mm de separação numa extremidade do bastão (um padrão de eléctrodo), adjacente aos anéis bipolares encontra-se uma secção de seis bandas monopolares ou rectângulos 65 com 1 mm de separação (um segundo padrão de eléctrodo) e outro padrão de eléctrodos 68 bipolares axiais de dedos entrelaçados encontra-se posicionado na outra extremidade do bastão (um terceiro padrão de eléctrodo). Neste dispositivo, um espaço 70 nulo foi posicionado entre a última das bandas monopolares e os eléctrodos axiais bipolares. O cateter utilizado no estudo foi preparado utilizando uma folha plana de poliimida de cerca de 1 mm (0,001") de espessura revestida com cobre. Os padrões de eléctrodos desejados foram, então, gravadas no cobre. Este dispositivo é adaptado para utilização com energia de radiofrequência.

Os padrões de eléctrodos da invenção podem variar dependendo do comprimento do local a ser removido, a profundidade da mucosa e submucosa no local da ablação e outros factores. Outros padrões de eléctrodos que podem ser utilizados com um dispositivo da invenção incluem, sem limitação, aqueles padrões ilustrados na Figura 7 como 80, 84, 88 e 92, respectivamente. O padrão 80 é um padrão de eléctrodos bipolares axiais de dedos entrelaçados com 0,3 mm de separação. O padrão 84 inclui bandas monopolares com 0,3 mm de separação. O padrão 88 inclui anéis bipolares com 0,3 mm de separação. O padrão 92 é de eléctrodos num padrão de eléctrodos ondulantes com 0,2548 mm de separação.

Nos exemplos de utilização dos dispositivos aqui descritos, os eléctrodos foram ligados à superfície externa de 17 um balão 72 de dilatação esofágica tendo um diâmetro de 18 mm. 0 dispositivo foi adaptado para utilizar radiofrequência ligando os fios 74 como ilustrado na Figura 4 aos eléctrodos para conectar os mesmos à fonte de energia. 0 balão foi desinsuflado e o cateter inserido no esófago, conforme descrito adiante. Para além da série de três padrões de eléctrodos diferentes, foram aplicados vários factores de energia diferentes ao esófago de um suíno imaturo normal (cerca de 25 kg). Primeiro, um endoscópio foi passado até o estômago do indivíduo. 0 dispositivo da invenção foi colocado dentro do esófago distai utilizando guia endoscópica. 0 membro em forma de balão foi insuflado para pressionar os eléctrodos contra a mucosa esofágica. Não houve indicação de que a dilatação do balão resultou em efeitos inconvenientes sobre o esófago.

Uma vez que o membro em forma de balão e os eléctrodos estavam em posição, foi realizado o primeiro conjunto de aplicações de radiofrequência ("RF"). Depois da avaliação endoscópica das áreas tratadas, o dispositivo foi removido, proximalmente. 0 posicionamento do dispositivo foi avaliado por endoscopia para assegurar um espaço de tecido normal entre a área da primeira aplicação e a da segunda aplicação, cujo espaço irá assegurar a identificação das duas áreas de tratamento durante a avaliação pós-processo. 0 processo foi repetido uma terceira vez utilizando um processo semelhante ao da segunda aplicação. Durante o tratamento a impedância do tecido foi monitorizada como um indicador do progresso do tratamento, sendo uma alta impedância uma indicação de dessecação. Em concordância, o médico pode determinar, através da monitorização da impedância do tecido, quando ocorreu uma ablação suficiente. 18

Os parâmetros e observações do tratamento do primeiro conjunto de aplicações de RF estão ilustrados na Tabela 1. 0 efeito do tratamento foi avaliado por endoscopia. As áreas tratadas do esófago (os "padrões de tratamento") estavam claramente visíveis como bandas brancas. As áreas não tratadas tinham a cor vermelha/rosa normal. TABELA 1

Conjunto de Tratamento 1: Parâmetros e Observações

Impedância Observada Localização & Configuração do Dispositivo Protocolo de Tratamento Inicial (Ohms)1 Terminal (Ohms) Distal//Bipolar 25 watts @ 30 seg + 40 watts 0 30 seg 33 258 Banda Monopolar 1 25 watts @ 30 seg 125 Desligado aos 29 seg2 Banda 2 25 watts @ 30 seg 107 Desligado aos 20 seg Banda 3 25 watts 0 30 seg 125 Desligado aos 25 seg Banda 4 25 watts 0 30 seg 105 Desligado aos 22 seg Banda 5 25 watts 0 30 seg 125 Total3 aos 30 seg Banda 6 25 watts 0 30 seg 90 Desligado aos 19 seg Proximal//Bipolar 15 watts 0 30 seg + 40 watts 0 30 seg Sem dados Sem alteração da linha de base

Tomada do transformador = 50 Desligamento geralmente ocorre a 300 ohms. "Total" indica que o tratamento progrediu durante todo o intervalo programado sem uma terminação automática do evento. 19

Conforme se pode observar pela tabela, uma vez que a impedância observada no local da ablação alcançou 300 ohms o gerador de radiofrequência desliga o sinal.

Os parâmetros e observações do tratamento do segundo conjunto de aplicações de RF feito ao nível médio no esófago, estão apresentados na Tabela 2. Como antes, o efeito do tratamento foi avaliado por endoscopia. Os padrões do tratamento estavam claramente visíveis. TABELA 2

Conjunto de Tratamento 2: Parâmetros e Observações

Impedância Observada Localização & Configuração do Dispositivo Protocolo de Tratamento Inicial (Ohms)4 Terminal (Ohms) Distai//Bipolar 25 watts @ 60 seg 30 121 (salta aos 30 seg) Banda Monopolar 1 20 watts @ 60 seg 112 103 Total aos 60 seg5 Banda 2 20 watts @ 60 seg 108 300 Desligado aos 25 seg Banda 3 20 watts @ 60 seg 109 301 Desligado aos 31 seg Banda 4 20 watts @ 60 seg 108 300 Desligado aos 27 seg Banda 5 20 watts Θ 60 seg 115 301 Desligado aos 42 seg Banda 6 20 watts Θ 60 seg 109 301 Desligado aos 24 seg Proximal//Bipolar 40 watts @ 60 seg 32 37 20

Tomada do transformador = 50 "Total" indica que o tratamento progrediu durante todo o intervalo programado sem uma terminação automática do evento.

Os parâmetros e observações do tratamento do terceiro conjunto de aplicações de RF estão apresentados na Tabela 3. Os padrões do tratamento estavam claramente visíveis como bandas brancas em comparação com a cor vermelho/rosa normal. TABELA 3

Conjunto de Tratamento 3: Parâmetros e Observações

Impedância Observada Localização & Configuração do Dispositivo Protocolo de Tratamento Inicial (Ohms)6 Terminal (Ohms) Distai//Bipolar 25 watts @ 120 seg 67 168 (diminuído aos 30 seg) 7Banda Monopolar 1 15 watts 0 90 seg 104 283 Total aos 90 seg8 Banda 2 15 watts Θ 90 seg 110 301 Desligado aos 37 seg Banda 3 15 watts 0 90 seg 115 300 Desligado aos 43 seg Banda 4 15 watts 0 90 seg 105 287 Total aos 90 seg Banda 5 15 watts 0 90 seg 104 281 Total aos 90 seg Banda 6 15 watts 0 90 seg 105 289 (aumentado aos 38 seg Proximal//Bipolar 40 watts 0 120 seg 87 105 21

Tomada do transformador bipolar = 35; Monopolar = 50

Tratamento monopolar resultou, em geral, numa diminuição dramática de "watts" lidos no meio e no final do intervalo do tratamento. A diminuição foi de 15 watts (regulação inicial) para 3 ou 4 watts no final do ciclo de tratamento. "Total" indica que o tratamento progrediu durante todo o intervalo programado sem uma terminação automática do evento. A tomada do transformador de tratamento foi alterada para os tratamentos bipolares de 50 para 35. De interesse é a observação que já no final dos tratamentos monopolares, a saida de watts, conforme registada no gerador, diminuiu de uma regulação de 15 watts para uma leitura de 3 a 4 watts. O aumento em impedância observado no estudo pode ser útil como um ponto terminal para controlar a energia de RF no local da ablação. A energia de RF pode ser aplicada aos membros electrocondutores de várias maneiras. Numa forma de realização, a mesma é aplicada no modo bipolar aos anéis bipolares, através da activação simultânea de anéis alternados, é aplicada aos anéis bipolares através da activação sequencial de pares de anéis. Noutra forma de realização, a energia de RF pode ser aplicada no modo monopolar através da activação sequencial das bandas monopolares individuais ou da activação simultânea das bandas monopolares.

Depois do tratamento do esófago do suino utilizando radiofrequência, conforme descrito acima, o esófago foi extirpado e fixado em 10 porcento de formalina tamponada normal 22 (NBF). Foram observadas três áreas de lesão distintas, correspondendo aos três locais de tratamento e o esófago foi dividido em três secções que se aproximaram das três zonas de tratamento. Cada segmento foi cortado em secções transversais de 4 a 5 mm de espessura. As secções seleccionadas de cada segmento de tratamento foram fotografadas e as fotografias dos segmentos representativos do tratamento foram montadas lado a lado para comparar os padrões de eléctrodos de cateter semelhantes entre os três regimes de tratamento. Foram feitas as seguintes observações. Quase todos os segmentos tratados demonstraram necrose da mucosa. Foram observadas alterações com as camadas submucosais, muscularis e adventícias, demonstradas, tipicamente, por descoloração do tecido sugestiva de hemorragia no tecido. Finalmente, ao comparar o tecido à morfologia esofágica normal, a maior parte dos segmentos tratados estavam dilatados com paredes afinadas. Deste modo, todas os padrões de eléctrodos e parâmetros de tratamento resultaram na ablação da camada mucosal do esófago. 0 esófago tratado foi seccionado em 44 secções com cada secção marcada como uma região de tratamento ou uma região adjacente a uma região de tratamento. Cada secção foi processada para exame histológico e coradas com H&E e revistas duas vezes. Foram estimados e registados os seguintes parâmetros. a. Percentagem do Esfacelo Epitelial 0 esfacelo foi definido como uma separação de uma ou mais camadas do epitélio conforme visualizado a uma ampliação de 100-x. b. Epitélio: Percentagem de morte celular: 23

As camadas basais do epitélio foram revistas a uma ampliação de 400-x. A determinação da "morte celular" foi baseada nos seguintes critérios:

Condensação do material nuclear.

Perda de delineamento nuclear bem definido.

Perda de pormenor celular bem definido. c. Lâmina própria //Muscularis mucosa //Submucosa

Percentagem de morte: A morte celular foi baseada principalmente na condensação do material nuclear. d. Muscularis/Adventícia 0 mesmo do acima. A seguinte tabela resume a percentagem do esfacelo, a percentagem de morte na mucosa e submucosa e a percentagem de morte na muscularis conforme determinado durante o estudo acima descrito. 24 TABELA 4 N° da secção Localizaçao da secção Percentagem do Esfacelo Percentagem de morte//Mucosa & submucosa Percentagem de morte// Muscularis 1 Espaçador distai 0 0 0 2 Distai // Anel bipolar 0 0 0 3 Distai // Anel bipolar 33 100 75 4 Distai // Anel bipolar 100 100 50 5 Distai // Banda Monopolar 100 100 75 6 Distai // Banda Monopolar 100 100 75 7 Distai // Banda Nula 100 100 50 8 Distai // Banda Nula 100 100 75 9 Distai //Axial bipolar 50 95 50 10 Distai //Axial bipolar 75 90 25 11 Distai //Axial bipolar 50 75 25 12 Distai //Axial bipolar 50 75 25 13 Distai //Axial bipolar 50 100 25 14 Distai espaçador médio 0 0 0 15 Distai -φ- espaçador médio 0 0 0 16 Distai -v* espaçador médio 0 0 0 17 Distai espaçador médio 0 0 0 18 Distai "v* espaçador médio 5 5 5 19 Tmt médio // Anel bipolar 75 100 25 20 Tmt médio // Anel bipolar 60 100 25 21 Tmt médio // Anel bipolar 90 100 25 25 (continuação) N° da secção Localização da secção Percentagem do Esfacelo Percentagem de morte//Mucosa & submucosa Percentagem de morte// Muscular 22 Tmt médio//Banda mon opolar 60 75 25 23 Tmt médio // Banda Nula 65 95 10 24 Tmt médio // Banda Nula 75 100 10 25 Tmt médio // Axial bipolar 65 95 10 26 Tmt médio // Axial bipolar 35 25 25 27 Tmt médio // Axial bipolar 25 25 10 28 Tmt médio // Axial bipolar 30 50 25 29 Tmt médio -φ- Espaçador proximal 65 25 50 30 Proximal // Anel bipolar 50 75 50 31 Proximal // Anel bipolar 25 75 25 32 Proximal //Anel bipolar 50 80 25 33 Proximal //Anel bipolar 75 75 50 34 Proximal//Banda monopolar 90 50 50 35 Proximal//Banda monopolar 100 99 75 36 Proximal//Banda monopolar 100 100 75 37 Proximal // Banda Nula 90 95 75 38 Proximal // Axial bipolar 50 25 50 39 Proximal // Axial bipolar 90 50 50 40 Proximal // Axial bipolar 100 75 75 41 Proximal // Axial bipolar 90 90 50 42 Espaçador proximal 0 0 0 43 Espaçador proximal 0 0 0 44 Espaçador proximal 0 0 0

Uma forma de realização particularmente preferida de um dispositivo da invenção está ilustrada na Figura 8. Este dispositivo compreende um cateter 110 esofágico em forma de balão com eléctrodo, formado de duas séries de eléctrodos 112 e 114, respectivamente, afixados na parte externa de um balão 130 de 18,25 mm de diâmetro x 40 mm de comprimento que está montado 26 num cateter 160 de 3 pés de comprimento. Um eléctrodo 112 está alinhado com a borda 116 que cruza a região cónica localizada na extremidade distai do balão 132, enquanto o outro 114 está alinhado com a borda cónica que cruza a proximal localizada na extremidade proximal do balão 134. A Figura 9 ilustra uma vista 150 da parte inferior e uma vista 152 da parte superior da série de eléctrodos. Cada série compreende 20 barras paralelas, de 0,25 mm de largura x 60-65 mm de comprimento, separadas por espaços de 0,3 mm. Quando aderidas ao balão, as barras do circuito formam 20 anéis completos continuos à volta da circunferência. A série de eléctrodos propriamente dita é gravada de um laminado consistindo em cobre em ambos os lados de um substrato de poliimida. Uma extremidade de cada barra de cobre tem um pequeno orifício de passagem 154, que permite que os sinais passem para estas barras de 1 de 2 blocos 156 e 15 7 de junção de cobre, respectivamente, na parte de trás do laminado. Um bloco 156 de junção está conectado a todas a barras de números pares, enquanto o outro está conectado a todas as barras de números ímpares.

Conforme ilustrado na Figura 8, cada bloco de junção é, então, ligado por fios a um feixe de fios 136 do tipo 5 34 AWG. A ligação por fios é externa ao balão, com os fios do circuito distai afixados por baixo do circuito proximal. Quando se encontram com o bastão do cateter, estes 4 feixes são, então, soldados a 3 feixes de fios litz. Um feixe serve como condutor comum para ambos os circuitos, enquanto os outros feixes são ligados individualmente a cada um dos dois circuitos. Os fios litz são circundados com tubagem termorretráctil ao longo de todo o comprimento do bastão do cateter. Ao surgir da extremidade proximal do cateter, cada um destes feixes 138 é 27 individualmente isolado com tubagem termorretráctil antes de terminar numa mini tomada 140 de ligação. O conector em forma de y 142 na extremidade proximal do cateter inclui portas de acesso tanto para o lúmen de passagem 144 como para o lúmen de insuflação 146. O lúmen de passagem abarca todo o comprimento do cateter em forma de balão e termina com uma ponta 148 de lúmen flexível na extremidade distai do balão.

Para a administração do dispositivo, o balão é dobrado e colocado no interior de uma bainha (não ilustrada). Durante a instalação, esta bainha é retraída ao longo do bastão para expor o balão de eléctrodo. 0 dispositivo ilustrado na Figura 8 está concebido para utilização com o método de energia de radiofrequência aqui descrito. De uma forma preferida, as séries de eléctrodo são activadas com, aproximadamente, 40 watts de potência de radiofrequência pela duração de tempo necessária para administrar 200 a 600 joules de energia ao tecido. Uma vez que a área total de tratamento de uma série de eléctrodo de 1 centímetro de comprimento envolto num balão de 18,25 milímetros de diâmetro é de cerca de 5,7 centímetros quadrados, isto é igual a, aproximadamente, 35 a 105 joules por centímetro quadrado de área esofágica. Para um dispositivo que emprega uma série de eléctrodos de comprimento diferente ou um balão de diâmetro diferente, a potência e as regulações de energia desejadas devem ser escalonadas conforme necessário para administrar a mesma potência e energia por unidade de área. Estas alterações poderiam ser feitas, tanto automaticamente, como por entrada da fonte de potência de radiofrequência pelo 28 utilizador. Se forem desejadas profundidades de tratamento diferentes, a geometria do eléctrodo pode ser modificada, para criar uma região de tratamento mais profunda ou mais superficial. Fazer os anéis do eléctrodo bipolar mais estreitos e os espaçar para mais próximos um do outro, reduzirá a profundidade do tratamento. Fazer os anéis do eléctrodo bipolar mais largos e os espaçar para mais distantes um do outro, aumentará a profundidade da região de tratamento. Pode-se explorar larguras e espaçamentos não uniformes para conseguir vários efeitos de tratamento. Conforme descrito, num método da invenção, quando se utiliza um dispositivo da invenção, em que a energia de radiofrequência é aplicada ao tecido a ser removido, a profundidade da ablação pode ser controlada pela selecção apropriada das regulações de tratamento. Para o dispositivo da Figura 8, em que a série de eléctrodos tendo um comprimento de cerca de 1 centímetro e um diâmetro de cerca de 18 mm, é desejável proporcionar potência na gama de 20-60 watts durante um período de tempo entre 5 e 20 segundos.

Com a finalidade de assegurar um bom contacto entre a parede esofágica e a série de eléctrodos, pode-se aplicar uma ligeira sucção ao tubo do lúmen de passagem para reduzir a pressão do ar no esófago distai ao balão e uma ligeira sucção poderia ser aplicada, simultaneamente, à porção do esófago proximal ao balão. Esta sucção faria com que a porção da parede esofágica distendida pelo balão fosse puxada contra a série de eléctrodos localizada no balão.

Podem ser feitas várias modificações aos parâmetros de tratamento acima mencionados com as séries de eléctrodos para optimizar a ablação do tecido anormal. Para obter lesões mais superficiais do que as obtidas no estudo acima mencionado, a 29 energia de RF aplicada pode ser aumentada ao mesmo tempo que se diminui o tempo de tratamento. Além disso, os padrões de eléctrodos podem ser modificados, tal como ilustrado na Figura 7, para melhorar a uniformidade e a superficialidade das lesões resultantes. 0 sistema e método da invenção também podem ser modificados para incorporar informação de temperatura, informação de resistência e/ou multiplexagem de canais de eléctrodo.

Embora tenha sido descrita uma forma de realização preferida da invenção, deve ser entendido que várias alterações, adaptações e modificações podem ser feitas à mesma.

Lisboa, 19 de Novembro de 2007 30

Claims (11)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para remover tecido mucosal anormal de um esófago humano, compreendendo: (a) um cateter de balão compreendendo um balão (130) insuflável posicionado na extremidade distai de um cateter (160); (b) meio de distribuição de energia compreendendo duas séries (112, 114) de eléctrodos individualmente ligados por fios, posicionados à volta de uma circunferência de comprimento predeterminado do balão capaz de distribuir energia de radiofrequência, cada série de eléctrodos compreendendo anéis bipolares; e (c) meio de energia configurado para fornecer potência ao meio de distribuição de energia, de modo que a energia seja aplicada ao tecido em níveis apropriados para remover o tecido a uma profundidade predeterminada de ablação.
2. 2. Dispositivo da reivindicação 1, em que o meio é adaptado para activar as séries (112, 114) de eléctrodos com, aproximadamente, 40 watts de potência de radiofrequência durante um período de tempo necessário para administrar desde 200 a 600 joules de energia ao tecido.
3. 3. Dispositivo da reivindicação 1 ou reivindicação 2, em que o meio de energia é adaptado para activar as séries (112, 1 114) de eléctrodos com, aproximadamente, 40 watts de potência de radiofrequência durante um período de tempo necessário para administrar desde 35 a 105 joule por centímetro quadrado de área do esófago.
4. 4. Dispositivo de qualquer reivindicação anterior, em que cada série (112, 114) de eléctrodos é gravada de um laminado consistindo em cobre em ambos os lados de um substrato de poliimida.
5. 5. Dispositivo de qualquer reivindicação anterior, em que o dispositivo inclui um elemento de vácuo ou sucção para sugar a parede esofágica contra a circunferência externa do balão (130).
6. 6. Dispositivo de qualquer reivindicação anterior, em que a profundidade da ablação é controlável por meio da selecção das regulações de tratamento.
7. 7. Dispositivo de qualquer reivindicação anterior, em que o meio de energia é adaptado para permitir que o utilizador seleccione um tempo de tratamento e regulação de potência apropriados para obter uma profundidade de ablação controlada.
8. 8. Dispositivo de qualquer reivindicação anterior, em que o meio de energia é configurado para proporcionar uma quantidade de energia predeterminada para o meio de distribuição de energia durante um período de tempo predeterminado, suficiente para proporcionar o meio de distribuição de energia com potência suficiente para aplicar o nível de energia apropriado ao tecido para obter 2 uma profundidade de ablação que não se estende para além da camada submucosa do esófago.
9. 9. Dispositivo da reivindicação 8, em que o meio de energia compreende ainda um controlador.
10. 10. Dispositivo da reivindicação 9, em que o controlador compreende um computador e software.
11. 11. Dispositivo de qualquer reivindicação anterior, em que os anéis bipolares são espaçados um do outro por não mais de 2 mm. Lisboa, 19 de Novembro de 2007 3