PT1833552E

PT1833552E - ELéCTRODOS PARA APLICAR UM CAMPO ELéCTRICO IN-VIVO AO LONGO DE UM EXTENSO PERODO DE TEMPO

Info

Publication number: PT1833552E
Application number: PT05826419T
Authority: PT
Inventors: Yoram Palti
Original assignee: Standen Ltd
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2010-07-13
Also published as: DK2345451T3; DK2161054T3; ES2663779T3; PT2364748T; CN101115522B; DK2364748T3; ES2663782T3; JP2012143590A; EP2345451B1; DK2364747T3; JP2008532564A; DE602005020504D1; DK1833552T3; ES2660829T3; ES2563282T3; EP2364747A1; HK1142019A1; CN102389618A; WO2006061688A1; CA2590342C

Description

ΡΕ1833552 1

DESCRIÇÃO "ELÉCTRODOS PARA APLICAR UM CAMPO ELÉCTRICO IN-VIVO AO LONGO DE ΌΜ EXTENSO PERÍODO DE TEMPO" ANTECEDENTES.

Esta invenção relaciona-se com eléctrodos para aplicar campos eléctricos In-vlvo ao longo de um extenso periodo de tempo.

Os organismos vivos proliferam por divisão celular, incluindo tecidos, culturas celulares, microorganismos (tais como bactérias, micoplasma, leveduras, protozoários, e outros organismos unicelulares), fungos, algas, células vegetais, etc. As células de organismos em divisão podem ser destruídas, ou a sua proliferação controlada, por métodos que são baseados na sensibilidade das células em divisão destes organismos para certos agentes químicos ou físicos. Por exemplo, certos antibióticos param o processo de multiplicação das bactérias. É bem conhecido que os tumores, particularmente os tumores malignos ou cancerosos, crescem muito descontroladamente em comparação com o tecido normal. Tal crescimento acelerado permite aos tumores ocuparem um 2 ΡΕ1833552 espaço cada vez maior e danificarem ou destruírem o tecido adjacente a eles. Além disso, certos cancros são caracterizados por uma capacidade para difundirem metástases para novas localizações onde as células cancerosas metastáticas crescem em tumores adicionais. 0 crescimento rápido de tumores, em geral, e dos tumores malignos em particular, como descrito acima, é o resultado de uma relativamente frequente divisão celular ou multiplicação destas células em comparação com as células de tecidos normais. A divisão celular marcadamente frequente das células cancerosas é a base para a eficácia de muitos tratamentos existentes para o cancro, por exemplo, a terapia por irradiação e a utilização de vários agentes quimioterapêuticos. Tais tratamentos são baseados no facto de que as células em processo de divisão são mais sensíveis à radiação e aos agentes quimioterapêuticos do que as células que não estejam em processo de divisão. Porque as células tumorais se dividem muito mais frequentemente do que as células normais, é possível, até uma certa extensão, danificar ou destruir selectivamente as células tumorais por terapia de radiação e/ou por quimioterapia. A sensibilidade real das células à radiação, agentes terapêuticos, etc., é também dependente de características específicas de diferentes tipos de células normais ou malignas. Assim, infelizmente, a sensibilidade das células tumorais não é suficientemente mais elevada do que a de muitos tipos de tecidos normais. Isto diminui a capacidade para se fazer a distinção entre células tumorais 3 PE1833552 e células normais, e portanto, os tratamentos existentes para o cancro causam tipicamente danos significativos nos tecidos normais, limitando assim a eficácia terapêutica de tais tratamentos. Da mesma forma, certos tipos de tumores não são sensíveis de todo aos métodos de tratamento existentes.

Os campos e as correntes eléctricas têm sido utilizados há muitos anos para propósitos médicos. 0 mais comum é a criação de correntes eléctricas, num corpo humano ou animal, pela aplicação de um campo eléctrico por intermédio de um par de eléctrodos condutores entre os quais é mantida uma diferença de potencial. Estas correntes eléctricas são utilizadas tanto para exercerem os seus efeitos específicos, isto é, para estimular tecidos excitáveis, como para produzirem calor pela passagem através do corpo dado que este actua como uma resistência. Os exemplos do primeiro tipo de aplicação incluem o seguinte: desfibriladores cardíacos, estimuladores de nervos periféricos e dos músculos, estimuladores cerebrais, etc. As correntes são utilizadas para aquecimento, por exemplo, em dispositivos para a ablação de tumores, ablação de tecido cardíaco ou cerebral com funcionamento deficiente, cauterização, relaxação na dor muscular reumática e noutras dores, etc.

Uma outra utilização de campos eléctricos para propósitos médicos envolve a utilização de campos oscilantes com alta-frequência transmitidos a partir de uma 4 ΡΕ1833552 fonte que emite uma onda eléctrica, tal como uma fonte de ondas de radiofrequência ou de microondas, que é dirigida para a parte do corpo com interesse (isto é, um alvo) . Nestes casos, não há energia eléctrica a ser conduzida entre a fonte e o corpo; em vez disso, a energia é transmitida para o corpo por radiação ou indução. Mais especificamente, a energia eléctrica gerada pela fonte atinge a vizinhança do corpo por via de um condutor e é transmitida a partir dele, através do ar ou de qualquer outro material isolante eléctrico, para o corpo humano.

Os campos eléctricos que podem ser utilizados em aplicações médicas podem ser, assim, separados geralmente em dois modos diferentes. No primeiro modo, os campos eléctricos são aplicados ao corpo ou tecidos por meio de eléctrodos condutores. Estes campos eléctricos podem ser separados em dois tipos, nomeadamente (1) campos constantes ou campos que variam com taxas relativamente baixas, e campos alternados de baixas frequências que induzem correntes eléctricas correspondentes no corpo ou tecidos, e (2) campos alternados de alta-frequência (acima de 1 MHz) aplicados ao corpo por meio dos eléctrodos condutores ou por meio de eléctrodos isolantes. 0 primeiro tipo de campo eléctrico é utilizado, por exemplo, para estimular nervos e músculos, ritmar o coração, etc. De facto, tais campos são utilizados na natureza para propagarem sinais nos nervos e nas fibras musculares, no sistema nervoso central (SNC), coração, etc. 5 ΡΕ1833552 0 registo de tais campos naturais é a base para o ECG, EEG, EMG, ERG, etc. A intensidade do campo em aplicações com eléctrodos condutores, assumindo um meio com propriedades eléctricas homogéneas, é simplesmente a voltagem aplicada aos eléctrodos estimuladores/registadores dividida pela distância entre eles. As correntes assim geradas podem ser calculadas pela Lei de Ohm e podem ter efeitos estimuladores perigosos sobre o coração e o SNC e podem resultar em alterações potencialmente perigosas nas concentrações iónicas. Da mesma forma, se as correntes forem suficientemente fortes, elas podem causar aquecimento excessivo nos tecidos. Este aquecimento pode ser calculado pela potência dissipada no tecido (o produto da voltagem e da corrente).

Quando tais campos e correntes eléctricas são alternados, o seu poder estimulador, nos nervos, músculos, etc. é uma função inversa da frequência. A frequências acima de 1-10 kHz, o poder estimulador dos campos aproxima-se de zero. Esta limitação é devida ao facto de que a excitação induzida pela estimulação eléctrica ser normalmente mediada por alterações no potencial das membranas, a taxa das quais é limitada pelas propriedades RC (com constantes de tempo na ordem de 1 ms) da membrana.

Independentemente da frequência, quando tais campos indutores de correntes são aplicados, eles estão frequentemente associados a efeitos secundários perigosos causados pelas correntes. Por exemplo, um efeito negativo é 6 PE1833552 as alterações na concentração iónica nos vários "compartimentos" no sistema, e os produtos prejudiciais da electrólise de material biológico, ou do meio no qual o tecido está embebido.

Os campos alternados de frequências médias (cerca de 50 kHz - 1 MHz) , que eram tradicionalmente assumidos como não tendo qualquer efeito biológico excepto devido ao aquecimento, podem ser aplicados a um meio condutor, tal como um corpo humano, por via de eléctrodos isolados. Sob tais condições os eléctrodos induzem no corpo apenas correntes capacitivas. Contrastando com o que é geralmente aceite de que tais campos não têm efeito biológico directo, nas Patentes dos Estados Unidos Números US 2003-150372 Al, US 2003-097152 Al, US 2004-068296 Al por Palti e numa publicação subsequente (Eilon D. Kirson, et al., Disruption of Câncer Cell Replication by Alternating Electric Fields, Câncer Res. 2004 64:3288-3295), tais campos têm mostrado ter a capacidade para afectar especificamente células cancerosas e servirem, entre outras, para tratar o cancro. O tratamento do cancro, de outras doenças, condições e estados patofisiológicos por campos eléctricos alternados pode necessitar da aplicação a longo prazo (por exemplo, ao longo de semanas ou meses) dos campos na localização alvo, o que envolve um correspondente contacto longo entre os eléctrodos e a superfície do corpo (por exemplo, a pele do paciente) . Tal aplicação pode estar associada a efeitos secundários significativos que podem 7 ΡΕ1833552 resultar tanto de reacções químicas como físicas. Tais reacções têm sido relatadas após a aplicação de TENS, estimulação muscular, registos do potencial corporal a longo prazo (EEC, ECG, etc.). A reacção química pode ser devida ao contacto com o eléctrodo propriamente dito, ou com o material que seja interposto entre o eléctrodo e a pele para melhorar a condutividade eléctrica (por exemplo gel), e aos produtos da passagem da corrente incluindo a electrólise na superfície dos eléctrodos. 0 contacto físico a longo prazo dos eléctrodos contra a pele pode afectar a pele subjacente pela pressão local, pela manutenção da superfície da pele molhada, ou pelo facto de que os eléctrodos ou gel, etc. ocluirem as saídas dos anexos cutâneos localizados na parte externa da pele, tais como as glândulas sudoríparas, folículos capilares, etc. Isto resulta na acumulação de água e de agentes químicos nos anexos cutâneos e na superfície da pele, o que pode danificar as camadas da pele superficiais. A Patente dos Estados Unidos N.° 4 367 755 divulga um eléctrodo para aplicações de estímulo de tecidos, tais como o controlo da dor, e inclui uma almofada flexível, que é composta de gel de polímero ou goma de caraia, para o contacto com a superfície do corpo de um paciente, e uma camada protectora que é composta de borracha de silicone condutora e tem uma multiplicidade de PE1833552 perfurações através dela e define uma protuberância integrada para a ligação eléctrica. SUMÁRIO DA INVENÇÃO. A invenção está especificada nas reivindicações. A presente invenção está designada para eliminar, ou reduzir significativamente alguns dos efeitos secundários associados à aplicação a longo prazo de campos eléctricos na pele pela utilização de uma configuração de eléctrodo que permite à pele "respirar". BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS. A Fig. IA é uma vista em planta de uma primeira forma de realização da presente invenção, que é um eléctrodo em multi-segmentos com os segmentos distribuídos numa matriz rectangular. A Fig. 1B é uma vista em corte da forma de realização da Fig. IA, tomada ao longo da linha de corte A-A. A Fig. 1C é uma vista em corte da forma de realização da Fig. IA com uma estrutura capilar adicionada. A Fig. 2 é uma vista em planta de uma segunda forma de realização da presente invenção, que é um 9 ΡΕ1833552 eléctrodo em multi-segmentos com os segmentos distribuídos numa matriz hexagonal. A Fig. 3 é uma vista em planta de uma terceira forma de realização da presente invenção, que é um eléctrodo perfurado. A Fig. 4A é uma vista em planta de uma quarta forma de realização da presente invenção, que é um eléctrodo fabricado com uma pluralidade de fios paralelos. A Fig. 4B é uma vista em corte da forma de realização da Fig. 4A, tomada ao longo da linha de corte B-B, utilizada com um gel condutor. A Fig. 5 é uma vista em planta de uma quinta forma de realização da presente invenção, que é um eléctrodo fabricado a partir de um grupo de fios paralelos, com um grupo adicional de fios paralelos que são perpendiculares aos do primeiro grupo. A Fig. 6A é uma vista em planta de uma sexta forma de realização da presente invenção, com o eléctrodo localizado numa primeira posição no interior de uma zona de cobertura. A Fig. 6B mostra o eléctrodo da Fig. 6A localizado numa segunda posição no interior de uma zona de cobertura. 10 PE1833552 A Fig. 7A é uma representação pictórica mostrando como um par de qualquer dos eléctrodos supramencionados é colocado em contacto com a pele de um paciente durante a utilização. A Fig. 7B é uma representação esquemática de um circuito eléctrico que é formado quando um par de qualquer um dos supramencionados eléctrodos é colocado em contacto com a pele de um paciente. DESCRIÇÃO DETALHADA DE FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS.

As Figuras IA e 1B ilustram uma primeira forma de realização de um eléctrodo composto que é desenhado para aplicar um campo eléctrico a um tumor in vivo durante períodos extensos de tempo. O eléctrodo composto 10 é feito de um número de segmentos individuais 5, com um número de espaços abertos 8 dispostos entre os segmentos 5. Os segmentos 5 aplicam um campo eléctrico numa localização desejada no corpo do paciente. As características preferidas do campo aplicado estão descritas nos três Pedidos de Patente identificados acima. Estes Pedidos de Patente ensinam que os campos eléctricos com frequências entre cerca de 50 kHz a cerca de 500 kHz (e mais preferencialmente entre cerca de 100 kHz e 300 kHz) com intensidades do campo de entre cerca de 0,1 V/cm a cerca de 10 V/cm (e mais preferencialmente entre cerca de 1 V/cm e cerca de 10 V/cm) têm-se mostrado eficazes a abrandar ou 11 PE1833552 reverter o crescimento de células em divisão rápida (por exemplo células cancerosas). Por exemplo, um campo de 120 kHz, com 1,4 V/cm tem mostrado ser eficaz contra o melanoma, e um campo de 170-250 kHz de 2,5 V/cm tem mostrado ser eficaz contra o glioma.

Voltando às Figs. IA e 1B, os segmentos 5 são, preferencialmente, livres de se movimentarem em relação uns aos outros, para permitir que o eléctrodo 10 se adapte à forma da superfície do corpo sobre o qual o eléctrodo 10 é colocado. Os segmentos 5 podem ser mantidos conjuntamente utilizando qualquer uma de uma variedade de estruturas de suporte adequadas, tais como montando-os numa peça de roupa, rede, ou outro suporte flexível (não mostrado). Todos os segmentos estão, preferencialmente, ligados electricamente em paralelo utilizando um circuito de ligação 4 apropriado.

Cada segmento 5 contém, preferencialmente, um núcleo condutor 3 que está completamente isolado da superfície sobre a qual ele é posicionado, por um material dieléctrico isolante 2. Outras superfícies dos segmentos 5 são preferencialmente cobertas por qualquer material isolante convencional 9. Como o material dieléctrico isolante 2 isola o núcleo condutor 3 da superfície da pele do paciente, qualquer componente de corrente contínua que esteja presente no sinal que alimenta os eléctrodos será bloqueado, e apenas as componentes de corrente alternada com frequências suficientemente elevadas podem passar para 12 PE1833552 o corpo do paciente. Esta configuração evita os efeitos negativos que poderão ocorrer se forem utilizados eléctrodos condutores (por exemplo, alterações nas concentrações iónicas nas células e a formação de agentes prejudiciais por electrólise) . Isto é devido a que, em geral, quando são utilizados eléctrodos capacitivos, não tem lugar na realidade transferência de cargas entre os eléctrodos e o meio e não há fluxo de cargas no meio. A Fig. 7A mostra como os eléctrodos acima descritos (ou os eléctrodos das formas de realização descritas abaixo) são utilizados para aplicar o desejado campo na localização alvo. Um par de eléctrodos isolados 74 contém cada um uma porção condutora 74A com uma porção de dieléctrico isolante 74B disposta sobre ela. Quando tais eléctrodos são colocados em contacto com a pele 6 do paciente e ligados eficazmente a uma fonte de tensão alternada 72 por vias dos condutores 73, é induzido um campo eléctrico 76 no tecido 78 (que inclui um tumor 79) que se localiza por debaixo da pele 6. Como descrito nos três Pedidos de Patente identificados acima, o circuito eléctrico equivalente quando os eléctrodos isolados são colocados sobre a pele é como ilustrado na Fig. 7B: os eléctrodos revestidos com dieléctrico 75 actuam como condensadores A, E, a pele 6 actua como uma carga resistiva B, D, e o tecido 78 também actua como uma carga resistiva C. Sob estas condições, os valores relativos das impedâncias originam que a fracção da diferença de potencial (campo eléctrico) que cai no isolamento do 13 PE1833552 eléctrodo seja fortemente dependente da capacitância dos eléctrodos A, E. A queda de potencial ao longo do eléctrodo capacitivo A é A/(A+B+C+D+E), e uma queda similar ocorre ao longo do outro eléctrodo capacitivo E. Com corrente continua e frequências baixas, a impedância dos eléctrodos capacitivos A, E é elevada, e a maioria da queda de tensão estará através dos eléctrodos. Contrastando, para frequências extremamente elevadas, os condensadores têm uma impedância muito baixa e, portanto, uma muito maior porção da queda de tensão aparecerá no tecido C. Nas gamas de frequência relevantes identificadas acima (isto é, desde cerca de 50 kHz a cerca de 500 kHz), a impedância dos eléctrodos capacitivos A, E, estará algures entre aqueles dois extremos. A intensidade preferida do campo eléctrico no tecido alvo 79 está na gama de cerca de 0,1 V/cm a cerca de 10 V/cm. De forma a se obter esta queda de tensão no tecido C sem aumentar a tensão da fonte de tensão alternada 72 até níveis indesejavelmente elevados (o que pode colocar um problema de segurança e ser difícil de gerar com os parâmetros desejados), a impedância dos condensadores A, E, deverá ser minimizada, o que ocorre quando a capacitância dos eléctrodos é maximizada. 0 aumento da capacitância pode ser alcançado pelo aumento da área efectiva das "placas" do condensador, diminuindo a espessura do dieléctrico, ou utilizando um dieléctrico com uma constante dieléctrica elevada. Dado que a área do eléctrodo está limitada e a espessura do isolamento poderá não ser reduzível tendo em 14 PE1833552 conta a tensão de disrupção do dieléctrico e devido ao perigo de dano mecânico, a melhor forma para proporcionar os campos apropriados nas suas localizações alvo é utilizar dieléctricos com uma constante dieléctrica muito elevada. Os exemplos de dieléctricos adequados são: KTN - Tantalato de Potássio (KTai_xNbx03) , ou PMNT (Titanado Niobato de Magnésio e Chumbo), que têm todos constantes dieléctricas acima de 1000. Note-se que com alguns destes materiais com K elevado, a constante dieléctrica pode variar dramaticamente dependendo dos procedimentos de processamento do material que sejam utilizados quando o material é formado (por exemplo, cristalização ou dopagem), e é mais preferível utilizar uma variedade com uma constante dieléctrica acima de 10 000. Note-se, no entanto, que um isolamento muito fino por um material dieléctrico forte com uma constante dieléctrica vulgar (por exemplo 3-30) pode também servir bem sob algumas configurações (por exemplo, se não for problemático um campo mais fraco ou uma tensão mais elevada).

Voltando agora às Figs. IA e 1B, os eléctrodos 10 incluem espaços 8 que estão distribuídos através da superfície dos eléctrodos 10. Estes espaços 8 permitem que a pele por debaixo do eléctrodo 10 "respire" permitindo que o ar atinja a pele por debaixo dos eléctrodos. Como resultado, a humidade (por exemplo o suor) que, de outra forma, se poderia acumular na superfície da pele possa evaporar. Isto melhora os efeitos prejudiciais que podem acompanhar a utilização por longo prazo de eléctrodos não 15 ΡΕ1833552 perfurados (como descrito acima na secção de antecedentes). Adicionalmente, a presença dos espaços 8 entre os segmentos activos 5 do eléctrodo 10 ajuda a prevenir o calor (devido a, por exemplo, perdas no dieléctrico e passagem de corrente) de se acumular por debaixo dos eléctrodos 10.

Para assegurar que o campo seja efectivamente forte na localização alvo, o espaçamento entre os segmentos 5 dos eléctrodos 10 é, preferencialmente, mais pequena do que a distância da superfície à localização que é o alvo do tratamento (por exemplo, o tumor 79, mostrado na Fig. 7A). Por outro lado, o espaçamento entre os segmentos 5 é, preferencialmente, maior do que cerca de 2 mm, e mais preferencialmente maior do que cerca de 4 mm, para proporcionar uma ventilação adequada. Em termos de área, a área de cada espaço 8 é preferencialmente maior do que cerca de 4 mm2, e mais preferencialmente maior do que cerca de 16 mm2. Nesta forma de realização, a área dos segmentos 5 é aproximadamente a mesma da dos espaços 8. A Fig. 2 representa uma segunda forma de realização de um eléctrodo 20. Este eléctrodo 20 é muito semelhante ao eléctrodo 10 da forma de realização da Fig. 1, excepto que os segmentos 25 e os espaços 28 da forma de realização da Fig. 2 são hexagonais em vez de quadrados. Obviamente, podem também ser empregues outras formas para além dos quadrados e hexágonos representados, e o espaçamento entre os segmentos pode ser alterado conforme o necessário. O espaçamento entre os segmentos nestas 16 PE1833552 formas de realização é seleccionado, preferencialmente, de forma a proporcionar uma intensidade de campo adequada na região alvo, enquanto proporciona uma ventilação adequada da pele. A estrutura segmentada destas formas de realização pode ser particularmente vantajosa em posições anatómicas onde seja necessário um grau elevado de flexibilidade, para adaptar os eléctrodos à superfície da pele. A Fig. 3 representa uma terceira forma de realização de um eléctrodo 30. Este eléctrodo é fabricado preferencialmente de uma única peça de material condutor 35, com perfurações ou buracos 38 nele dispostos. A superfície inferior do eléctrodo 30 (não mostrada), que contacta a pele do paciente, é preferencialmente revestida com um material dieléctrico similar ao dieléctrico 2 da forma de realização da Fig. 1. A superfície superior do eléctrodo 30, que está virada na direcção contrária à pele do paciente durante a utilização, é preferencialmente revestida com um isolador semelhante ao do isolante 9 da forma de realização da Fig. 1. O espaçamento entre os buracos nesta forma de realização é também seleccionado preferencialmente para proporcionar uma intensidade de campo adequada na região alvo, enquanto proporciona uma ventilação adequada da pele.

As Figs. 4A e 4B são vistas em planta e em secção de uma quarta forma de realização de um eléctrodo 40. Este eléctrodo é fabricado de um conjunto de elementos 45 em paralelo que estão separados por espaços 48. Cada elemento 17 ΡΕ1833552 45 é fabricado num fio condutor 43 que está envolvido por um revestimento dieléctrico 42, preferencialmente um material similar ao do dieléctrico 2 da forma de realização da Fig. 1. Os condutores 43 são preferencialmente ligados electricamente em paralelo pelos fios 44. Pode ser fixada ao eléctrodo 40 uma protecção adequada (não mostrada), para manter o desejado espaçamento dos elementos 45 do eléctrodo 40. Opcionalmente, esta protecção pode ser desenhada para impedir que o eléctrodo flicta ao longo do comprimento dos elementos 45, o que poderia quebrar o revestimento de dieléctrico quando seja utilizado um dieléctrico quebradiço. No entanto, a protecção pode ser configurada para permitir a flexão do eléctrodo 40 em torno de um eixo que seja paralelo aos elementos 45, desde que a flexão ocorra nos espaços 48. O espaçamento dos espaços abertos 48 nesta forma de realização é também preferencialmente seleccionado para proporcionar uma intensidade de campo adequada na região alvo, enquanto proporciona uma ventilação adequada da pele. Por exemplo, os espaços 48 podem ter pelo menos 2 mm de largura, ou mais preferencialmente, pelo menos 4 mm de largura. A Fig. 5 é uma vista em planta de uma quinta forma de realização de um eléctrodo 50. Esta forma de realização é similar à forma de realização da Fig. 4 descrita acima, excepto que, em adição aos elementos horizontais 55, que correspondem aos elementos horizontais 45 da forma de realização da Fig. 4, a quinta forma de realização contém também um segundo conjunto de elementos 18 ΡΕ1833552 verticais 55' com uma construção similar. Ambos os conjuntos de elementos 55, 55' são preferencialmente ligados em paralelo pelos fios 54. Da mesma forma que nas formas de realização acima descritas, a dimensão dos espaços abertos 58 é também preferencialmente seleccionada para proporcionar uma intensidade de campo adequada na região alvo, enquanto proporciona uma ventilação adequada da pele. Por exemplo, os espaços 58 podem ter pelo menos 2 mm por 2 mm, ou mais preferencialmente, pelo menos 4 mm por 4 mm.

Em algumas formas de realização, por exemplo nas Figs. 1 e 4, o padrão dos condutores isolados e dos espaços é configurado de forma a que as localizações que sejam cobertas quando o eléctrodo estiver posicionado numa primeira posição ficarão descobertas quando o eléctrodo seja reposicionado numa segunda localização que esteja ligeiramente deslocada em relação à primeira localização, em que a zona de cobertura dos eléctrodos em ambas as localizações seja substancialmente a mesma. Quando este arranjo é implementado, os eléctrodos podem ser deslocados para a frente e para trás periodicamente entre duas posições (por exemplo, a cada 2 a 4 dias), de forma a que cada pequeno pedaço de pele seja alternadamente coberto (numa posição) ou descoberto (na outra posição). Expondo periodicamente cada pedaço de pele ao ar desta maneira, dá à pele a possibilidade de recuperar de quaisquer efeitos negativos (por exemplo, acumulação de humidade ou efeitos do campo) que possam ter ocorrido durante o período de 19 PE1833552 tempo em que a pele esteve coberta pelo eléctrodo. Em aplicações onde os eléctrodos sejam aplicados na cabeça, a cabeça pode ser rapada antes de os eléctrodos serem reposicionados na sua nova posição, para impedir que o cabelo crescido interfira com os campos.

As Fiqs. 6A e 6B são vistas em planta de uma sexta forma de realização de um eléctrodo 60 posicionado, respectivamente, numa primeira e sequnda localizações dentro de uma zona de cobertura 62. Como tal, as Figs. 6A e 6B representam ainda outra forma de realização na qual os eléctrodos podem ser deslocados para a frente e para trás periodicamente entre duas posições, conforme discutido acima. 0 eléctrodo 60 desta forma de realização é fabricado com um conjunto de segmentos quadrados 65 que estão separados por espaços 68, com a área dos segmentos 65 aproximadamente igual à área dos espaços 68. A construção dos segmentos 65 individuais desta forma de realização é preferencialmente similar à dos segmentos 5 descritos acima associados à forma de realização da Fig. 1. Cada segmento 65 mede preferencialmente pelo menos 2 mm por 2 mm, e mais preferencialmente pelo menos 4 mm por 4 mm, com uma espessura entre cerca de 0,2 mm e cerca de 1 mm. Note-se que, embora estejam representados segmentos quadrados nas Figs. 6A e 6B, outras formas ou dimensões podem também ser utilizadas, tais como segmentos rectangulares (por exemplo, 5 mm x 15 mm, ou 13 mm x 15 mm) , segmentos circulares (por exemplo, com 19 mm de diâmetro), ou outras formas que sejam desenhadas para se adaptarem a uma particular localização 20 PE1833552 anatómica.

Os segmentos 65 podem ser mecanicamente mantidos em posição por um suporte flexível adequado. Por exemplo, eles podem ser montados num substrato fino e flexível, tal como a película de poliimida DuPont Kapton® (não mostrada). Quando tal película seja utilizada, as ligações flexíveis 64 podem também ser integradas no substrato para proporcionar uma ligação eléctrica de baixa impedância entre os segmentos 65. Pode ser utilizado um penso adesivo para fixar a montagem do eléctrodo ao corpo do paciente, caso em que o penso adesivo deverá também proporcionar um suporte mecânico adicional.

Opcionalmente, podem ser adicionados sensores de temperatura (por exemplo, um termistor, não mostrado) a cada segmento nesta forma de realização, por exemplo, montando-os através de uma pequena abertura (por exemplo, com 2,5 mm de diâmetro) no centro de cada segmento. Quando é utilizada uma película de poliimida com um circuito flexível para as ligações aos segmentos, o circuito para os sensores é preferencialmente implementado na mesma película de poliimida. A Fig. 1C ilustra um sistema adicional de protecção da pele opcional. Neste caso os espaços entre as porções sólidas revestidas 3, 2 dos eléctrodos são preenchidos com um material absorvente de água 12 tal como algodão, polipropileno, etc. que aspire a humidade da pele 21 PE1833552 6 de forma a mantê-la seca, e a transfira para um meio de armazenamento de água 11 tal como um gel higroscópico, poliacrilato, etc . 0 meio de armazenamento de água 11 é preferencialmente posicionado nas costas do corpo do eléctrodo, de forma a que ele não toque a pele. Note-se que, embora a Fig. 1C ilustre esta característica opcional em conexão com a forma de realização da Fig. 1A/1B, esta caracteristica pode ser incorporada em qualquer das outras formas de realização descritas acima, efectuando alterações apropriadas nas formas e dimensões do material absorvente de água 12 e no material de armazenamento de água 11. A Fig. 4B ilustra a utilização de uma outra opção - um gel condutor. (Note-se que, embora a Fig. 4B ilustre esta caracteristica opcional em conexão com a forma de realização da Fig. 4A, esta caracteristica pode ser incorporada em qualquer das outras formas de realização descritas acima). 0 contacto eléctrico entre os eléctrodos cilíndricos (que são fabricados com os condutores 43 envolvidos por um revestimento dieléctrico 42) e a superfície do corpo 7 ou pele, pode ser melhorado colocando um enchimento intermédio tal como um gel condutor 41 entre os eléctrodos e a pele 6. Alternativamente, o gel 41' pode ser aplicado de forma a envolver completamente o revestimento dieléctrico 42 que envolve o condutor 43, o que resulta num aumento na área da superfície efectiva do eléctrodo. Opcionalmente, o material absorvente 12 ou o gel 41' pode incluir ou ser revestido com um medicamento que previna ou alivie a irritação e a inflamação da pele, tal 22 ΡΕ1833552 como uma pasta com esteróides.

Infelizmente, a aplicação por longo prazo de um objecto ou meio que não seja permeável ao ar, tal como um gel, resulta frequentemente numa reacção da pele que pode ser grave. Adicionalmente, os meios baseados em água tais como os geles, mantêm a pele húmida, e o humedecimento por longo prazo da pele origina que a camada exterior córnea da pele inche e perca a sua capacidade protectora da pele. Muitos geles podem também ocluir os orifícios das glândulas sudoríparas ou sebáceas, piorando assim os danos na pele. Concordantemente, tais geles são preferencialmente utilizados em combinação com aquelas formas de realização acima descritas onde os eléctrodos podem ser deslocados periodicamente para a frente e para trás entre duas posições, para minimizar estes problemas.

Opcionalmente, pode ser incorporado no eléctrodo um sensor de temperatura (não mostrado), e pode ser utilizado um circuito apropriado (não mostrado) para desligar periodicamente a energia para o eléctrodo (ou para regiões afectadas individuais, se os segmentos não estiverem todos ligados em paralelo) quando a saída do sensor indique que está que está demasiado quente.

As formas de realização acima descritas podem gerar campos eléctricos alternados e transitórios, segura e eficazmente, em pacientes humanos, ou noutros objectos, durante prolongados períodos de tempo, por meio de 23 PE1833552 eléctrodos à superfície da pele sem causar efeitos secundários significativos. Reacções menores da pele que possam ainda ocorrer, podem ser aliviados incorporando uma medicação nos geles condutores utilizados. Tais medicações podem incluir esteróides, agentes anti-alérgicos, anti-histaminas, etc.

Embora a invenção tenha sido apresentada e descrita particularmente com referência a formas suas de realização preferidas, será entendido pelos peritos na arte que podem ser efectuadas várias alterações, na forma e detalhe, sem haver afastamento do objectivo da invenção.

Lisboa, 6 de Julho de 2010

Claims

PE1833552 1 REIVINDICAÇÕES 1. Eléctrodo configurado para colocação em contacto com a superfície do corpo de um paciente, incluindo o eléctrodo: um substrato condutor tendo um primeiro lado que fica virado para o paciente quando o eléctrodo é colocado em contacto com o corpo do paciente, tendo o substrato condutor uma pluralidade de espaços abertos (8; 28; 38; 48; 58; 68) através dele que passam através do primeiro lado do substrato condutor, em que os espaços abertos (8; 28; 38; 48; 58; 68) estão distribuídos e dimensionados para permitir que a humidade na superfície do corpo do paciente escape por via dos espaços abertos (8; 28; 38; 48; 58; 68) quando o eléctrodo está colocado em contacto com o corpo do paciente; caracterizado por: o eléctrodo conter adicionalmente um material dieléctrico (2; 42) disposto sobre o primeiro lado do substrato condutor de forma a isolar o substrato condutor do corpo do paciente quando o eléctrodo está colocado em contacto com o corpo do paciente; e o material dieléctrico (2; 42) ter uma constante dieléctrica de pelo menos 1000 e é capaz de passar um campo 2 PE1833552 eléctrico para o corpo do paciente com uma intensidade do campo de entre 0,1 V/cm e 10 V/cm.
2. Eléctrodo da Reivindicação 1, em que o substrato condutor é uma única peça de material condutor (35) .
3. Eléctrodo da Reivindicação 1, em que o substrato condutor inclui uma pluralidade de secções separadas (5; 25; 65) que estão ligadas umas às outras de uma maneira que permite às secções (5; 25; 65) moverem-se em relação às secções vizinhas (5; 25; 65), numa quantidade limitada.
4. Eléctrodo da Reivindicação 1, em que o substrato condutor inclui uma pluralidade de fios paralelos (43) espaçados uns dos outros por pelo menos 2 mm, e em que o material dieléctrico (42) envolve cada um dos fios (43).
5. Eléctrodo da Reivindicação 1, em que os espaços abertos (8; 28; 38; 48; 58; 68) têm pelo menos 2 mm de largura.
6. Eléctrodo da Reivindicação 1, em que os espaços abertos (8; 28; 38; 48; 58; 68) têm pelo menos 4 mm de largura. 3 ΡΕ1833552
7. Eléctrodo da Reivindicação 1, em que os espaços abertos (8; 28; 38; 48; 58; 68) têm uma área que é pelo menos de 4 mm quadrados.
8. Eléctrodo da Reivindicação 1, em que os espaços abertos (8; 28; 38; 48; 58; 68) têm uma área que é pelo menos de 16 mm quadrados.
9. Eléctrodo da Reivindicação 1, em que os espaços abertos (68) estão arranjados num padrão que permite que porções da superfície do corpo do paciente que estão cobertas quando o eléctrodo está numa primeira posição se tornem descobertas quando o eléctrodo é movido para uma segunda posição, com a zona de cobertura do eléctrodo na primeira posição sobrepondo-se à zona de cobertura do eléctrodo na segunda posição.
10. Eléctrodo da Reivindicação 9, em que a área combinada de todos os espaços abertos (68) é aproximadamente metade da área da zona de cobertura do eléctrodo.
11. Eléctrodo da Reivindicação 1, em que o material dieléctrico (2; 42) tem uma constante dieléctrica de pelo menos 10000. 4 ΡΕ1833552 o um
12. Eléctrodo da Reivindicação 1, em que material dieléctrico (2; 42) está provido como revestimento. Lisboa, 6 de Julho de 2010 ΡΕ1833552 1/6

FIG. 1A

ΡΕ1833552 2/6

FIG. 1C

ΡΕ1833552 3/6 30

FIG.3

ΡΕ1833552 4/6

FiG. 5 54 ΡΕ1833552 5/6 60 62 68 68—\ 68—\

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.......................ι Eiéctrodo Pete Tecidos A B c FiG. TB Peie Eiéctrodo D E 1 PE1833552 REFERENCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para conveniência do leitor. Ela não forma parte do documento de Patente Europeia. Apesar de ter sido tomado grande cuidado na compilação das referências, não podem ser excluídos erros ou omissões e a EPO rejeita toda a responsabilidade a este respeito. Documentos de Patente citados na descrição: US 2003150372 AI • US 2003097152 AI • US 2004068296 AI • US 4367755 Literatura não pertencente a Patentes citada na descrição: Eilon D. Kirson et al. Disruption of Câncer Cell Replication by Alternating Electric Fields. Câncer Res., 2004, vol. 64, 3288-3295