RU201356U1 - RADIO FREQUENCY SYSTEM FOR LOCAL THERMAL DESTRUCTION OF SURFACE TUMORS - Google Patents
RADIO FREQUENCY SYSTEM FOR LOCAL THERMAL DESTRUCTION OF SURFACE TUMORS Download PDFInfo
- Publication number
- RU201356U1 RU201356U1 RU2020116971U RU2020116971U RU201356U1 RU 201356 U1 RU201356 U1 RU 201356U1 RU 2020116971 U RU2020116971 U RU 2020116971U RU 2020116971 U RU2020116971 U RU 2020116971U RU 201356 U1 RU201356 U1 RU 201356U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- active electrodes
- passive electrode
- active
- electrodes
- electrode
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
Abstract
Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для разрушения патологически измененных тканей тела человека и животных. Устройство для абляции опухолей содержит высокочастотный генератор, активные игольчатые электроды и пассивный электрод, присоединённые к генератору. Активные электроды расположены по кругу и неподвижно закреплены в корпусе, имеющем механизм перемещения штока, на котором закреплён пассивный электрод с отверстиями, количество которых соответствует числу активных электродов, и который может перемещаться в осевом направлении относительно активных электродов. Диаметр отверстий для активных электродов не должен превышать 0,125 D, а диаметр крепления активных электродов равен D/2, где D – желаемая зона некроза опухоли. Технический результат заключается в появлении возможности нагрева плоских новообразований за счёт усовершенствования пассивного электрода и исключения его перегрева. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to medical technology and can be used to destroy pathologically altered tissues of the human and animal body. The tumor ablation device contains a high-frequency generator, active needle electrodes and a passive electrode connected to the generator. The active electrodes are arranged in a circle and are fixedly fixed in a housing having a rod displacement mechanism, on which a passive electrode is fixed with holes, the number of which corresponds to the number of active electrodes, and which can be moved in the axial direction relative to the active electrodes. The diameter of holes for active electrodes should not exceed 0.125 D, and the diameter of attachment of active electrodes is D / 2, where D is the desired zone of tumor necrosis. The technical result consists in the emergence of the possibility of heating flat neoplasms by improving the passive electrode and eliminating its overheating. 1 wp cl, 4 dwg
Description
Полезная модель относится к области медицины и ветеринарии, преимущественно к хирургии, и может быть использована для разрушения патологически измененных тканей тела человека и животных. Сравнительно недавно появившийся малоинвазивный метод термоабляции опухолей основан на их нагреве до температур коагуляции и некроза с последующим замещением опухоли фиброзной тканью. Такой нагрев может быть осуществлен электромагнитными полями в радиочастотном и микроволновом диапазонах. В настоящее время в онкологии наиболее развит радиочастотный способ разрушения (абляции) биотканей. Высокочастотная энергия от генератора (1) подводится в центр опухоли (2) с помощью тонкого игольчатого электрода (3), покрытого слоем изоляции по всей поверхности за исключением рабочего конца длиной 1-3 см. (Долгушин Б.И., Косырев В.Ю. Радиочастотная термоабляция опухолей. Под ред. Давыдова М.И. - М.: Практическая медицина, 2015 - 192 с.). Нагрев биоткани осуществляется за счет омических потерь при протекании тока от рабочего конца активного электрода, находящегося в биоткани, к пассивному электроду большой площади 4, находящемуся на поверхности тела пациента (фиг.1а). Необходимое для абляции значительно более интенсивное образование тепла в области воздействия обеспечивается применением активного электрода с поверхностью во много раз меньшей, чем поверхность второго пассивного электрода. Соответственно возрастает плотность тока в месте прикосновения активного электрода к тканям тела, что и обуславливает необходимый эффект.При использовании такой технологии на опухолях большего диаметра возникают проблемы, связанные с резким уменьшением температуры нагрева опухоли по мере удаления от активного электрода. Поэтому максимальный диаметр зоны некроза в поперечном сечении достигает 1,5-2,0 см и зависит от уровня подведенной мощности, времени нагрева и типа нагреваемой биоткани. Размер области абляции также ограничен быстрым высушиванием ткани в месте контакта рабочей части электрода с тканью, вызывающим резкое увеличение сопротивления в цепи между игольчатым и пассивным электродами. В связи с этим были предприняты попытки увеличения областей нагрева за счет охлаждения активного электрода, «расщепления» одиночного электрода на несколько электродов и т.д. (Макаров В.Н. Аппаратное и электродное обеспечение зарубежных и отечественных установок для радиочастотной абляции // 19-я научно-техническая конференция «Медико-технические технологии на страже здоровья» МЕДТЕХ-2017.Сборник трудов. НИИ РЛ им. Н. Э. Баумана, Москва, 2017 - С.91 - 100).The utility model relates to the field of medicine and veterinary medicine, mainly to surgery, and can be used to destroy pathologically altered tissues of the human and animal body. A relatively recent, minimally invasive method of thermal ablation of tumors is based on heating them to the temperatures of coagulation and necrosis with subsequent replacement of the tumor with fibrous tissue. Such heating can be carried out by electromagnetic fields in the radio frequency and microwave ranges. Currently in oncology, the most developed radiofrequency method of destruction (ablation) of biological tissues. High-frequency energy from the generator (1) is supplied to the center of the tumor (2) using a thin needle electrode (3), covered with a layer of insulation over the entire surface, except for the working end 1-3 cm long. (Dolgushin B.I., Kosyrev V.Yu. Radiofrequency thermoablation of tumors, Ed. By MI Davydov - Moscow: Practical Medicine, 2015 - 192 p.). Biotissue heating is carried out due to ohmic losses when current flows from the working end of the active electrode located in the biological tissue to a large-area
В последнее время из-за развития множества способов лечения, в которых применяется ток относительно высокой частоты в течение длительного периода времени, возникла проблема, связанная с повышением риска возникновения ожогов на пассивном электроде. Также стоит отметить, что из-за физических условий максимальный нагрев возникает на краевых областях, поэтому риск возникновения ожогов особенно высок в этих краевых областях. На пассивном электроде выделяется столько же тепла, сколько и на активном электроде, поэтому его площадь должна быть во много раз больше площади активного электрода, чтобы это тепло рассеялось по большей площади. Увеличение рассеивающей способности пассивного электрода является одной из главных проблем монополярной хирургии. С целью уменьшения нагрева пассивного электрода используют различные способы охлаждения за счет увеличения их рассеивающей способности путем увеличения размеров. При наличии ограничений на поперечные размеры электрода на внешней поверхности пассивного электрода размещают ячейки с материалами, которые имеют фазовые переходы в области температур, не превышающих определенного значения (Swanson D.K. Fleischman S.D. Systems and methods for creating long, thin lesions in body tissue // Патент США №6447506 В1. 10.09.2002).Recently, due to the development of a variety of treatment methods that apply a current of relatively high frequency for a long period of time, a problem has arisen associated with an increased risk of burns on the passive electrode. It is also worth noting that due to physical conditions, maximum heating occurs at the edge areas, so the risk of burns is especially high in these edge areas. The same amount of heat is generated on the passive electrode as on the active electrode, so its area must be many times larger than the area of the active electrode for this heat to be dissipated over a larger area. Increasing the scattering power of the passive electrode is one of the main problems in monopolar surgery. In order to reduce the heating of the passive electrode, various cooling methods are used by increasing their scattering ability by increasing their size. If there are restrictions on the transverse dimensions of the electrode, cells with materials that have phase transitions in the temperature range not exceeding a certain value are placed on the outer surface of the passive electrode (Swanson DK Fleischman SD Systems and methods for creating long, thin lesions in body tissue // US Patent No. 6447506 B1. 10.09.2002).
Во всех случаях предметом приложения ВЧ полей при монополярном нагреве являются шарообразные опухоли. Классическая конструкция позволяет успешно нагревать опухоли такой формы, но совершенно непригодна для нагрева плоских опухолей, расположенных на поверхности кожи и достигающих 6,0-8,0 см в диаметре (Ганцев Ш. X. Онкология: Учебник для студентов медицинских вузов / М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2006. - 488 с.).In all cases, spherical tumors are the subject of application of HF fields during monopolar heating. The classical design allows you to successfully heat tumors of this shape, but it is completely unsuitable for heating flat tumors located on the surface of the skin and reaching 6.0-8.0 cm in diameter (Gantsev Sh. X. Oncology: Textbook for medical students / M .: LLC "Medical Information Agency", 2006. - 488 p.).
Наиболее близкой к предлагаемой является установка для радиочастотной абляции (Патент 58905. РФ, МПК A61B 18/00. Установка для разрушения биотканей (варианты): №2006112554/22: заявл. 17.04.2006: опубл. 10.12.2006 / В.Н. Макаров, Ю.А. Хитров, А.А. Бобров - 12 с.) включающая радиочастотный генератор, блок управления, насос и излучатель из двух электродов, один из которых имеет большую площадь и крепится на теле пациента, а другой выполнен в виде вводимой в разрушаемую ткань полой металлической иглы со встроенным термодатчиком, покрытой диэлектриком с удаленной изоляцией на рабочей части конца иглы, которые подсоединены к генератору. Главным недостатком этой установки является невозможность нагрева плоских опухолей и вероятность возникновения ожогов в месте контакта с пассивным электродом.The closest to the proposed one is the installation for radiofrequency ablation (Patent 58905. RF, IPC A61B 18/00. Installation for destruction of biological tissues (options): No. 2006112554/22: application. 17.04.2006: publ. 10.12.2006 / V.N. Makarov, Yu.A. Khitrov, A.A. Bobrov - 12 p.) Including a radio frequency generator, a control unit, a pump and a radiator of two electrodes, one of which has a large area and is attached to the patient's body, and the other is made in the form of an inserted into the destructible tissue of a hollow metal needle with a built-in thermal sensor, coated with a dielectric with removed insulation on the working part of the needle end, which are connected to the generator. The main disadvantage of this device is the impossibility of heating flat tumors and the likelihood of burns at the site of contact with the passive electrode.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков: использование той мощности, которая в классических вариантах монополярной абляции опухолей просто рассеивается в окружающем пространстве, для нагрева плоских опухолей и исключения перегрева за счет поддержания заданной температуры в месте контакта пассивного электрода с тканью.The objective of the proposed utility model is to eliminate these disadvantages: the use of the power that is simply dissipated in the surrounding space in classical versions of monopolar ablation of tumors to heat flat tumors and exclude overheating by maintaining a given temperature at the point of contact of the passive electrode with the tissue.
Для этого в известном варианте выполнения системы для абляции опухолей, содержащем генератор, игольчатый активный и плоский пассивный электроды, присоединенные к генератору (1) на плоскую опухоль (2) накладывается пассивный электрод (4) с отверстием (5), через которое в опухоль вводится игольчатый электрод (3). В результате энергия, выделяющаяся на пассивном электроде, может использоваться для дополнительного нагрева поверхности биоткани, соприкасающейся с пассивным электродом (фиг.1б). Таким образом, пассивный электрод в такой конструкции превращается в дополнительный активный электрод, и образующаяся система двух биполярных электродов разных размеров позволяет проводить нагрев плоских новообразований на коже пациентов, что недостижимо в случае использования классических монополярных систем. Помимо такой одноэлектродной конструкции возможна конструкция многоэлектродной системы из двух или более одноэлектродных систем показанных на фиг.1б. На фиг.1в к генератору (1) подключены введенные в опухоль (2) активные электроды (3) и пассивный электрод (4) с отверстиями (5), число которых равно количеству активных электродов. Пассивный электрод имеет возможность перемещения в осевом направление относительно активных электродов обеспечивая разную толщину нагрева. Для исключения перегрева пассивного электрода в конструкцию может быть добавлена система контроля и регулировки температуры (6).For this, in a known embodiment of a system for ablation of tumors, containing a generator, needle active and flat passive electrodes connected to the generator (1), a passive electrode (4) with a hole (5) is applied to a flat tumor (2) through which a needle electrode (3). As a result, the energy released at the passive electrode can be used for additional heating of the biological tissue surface in contact with the passive electrode (Fig. 1b). Thus, a passive electrode in such a design turns into an additional active electrode, and the resulting system of two bipolar electrodes of different sizes allows heating flat neoplasms on the skin of patients, which is unattainable in the case of using classical monopolar systems. In addition to such a single-electrode structure, it is possible to design a multi-electrode system of two or more single-electrode systems shown in Fig. 1b. In Fig. 1c, active electrodes (3) and a passive electrode (4) with holes (5), the number of which is equal to the number of active electrodes, are connected to the generator (1) inserted into the tumor (2). The passive electrode has the ability to move in the axial direction relative to the active electrodes providing a different heating thickness. To prevent overheating of the passive electrode, a temperature control and regulation system can be added to the design (6).
Технический результат, обеспечиваемый такой конструкцией, заключается в появлении возможности нагрева плоских новообразований за счет усовершенствования пассивного электрода и исключения его перегрева.The technical result provided by such a design consists in the possibility of heating flat neoplasms by improving the passive electrode and eliminating its overheating.
Сущность устройства поясняется на фиг.2, на котором изображена одна из возможных конструкций устройства для абляции плоских опухолей.The essence of the device is illustrated in figure 2, which shows one of the possible designs of a device for ablation of flat tumors.
Устройство состоит из генератора (7) и подключенных к нему 4-х игольчатых активных электродов (8), неподвижно закрепленных в корпусе (9) устройства. Пассивный электрод (10) имеет 4 отверстия, выполненных соосно, и предназначенных для ввода активных электродов. Пассивный электрод закреплен на штоке (11) и может перемещаться в осевом направлении относительно активных электродов, позволяя менять глубину погружения активных электродов в опухоль. В пассивный электрод вставлена термопара, предоставляющая возможность измерения температуры в центре пассивного электрода и поддержания этой температуры на заданном уровне с помощью устройства контроля (12). Внешний вид подобного устройства с шестью электродами приведен на фиг.3. Экспериментально установлено, что для получения желаемой зоны некроза с диаметром D, отверстия должны располагаться на диаметре D/2, а их диаметр должен быть не более 0,125D. Количество отверстий может меняться от одного до шести в зависимости от размеров опухоли. При установке устройства на плоскую опухоль и подаче на электроды высокочастотного напряжения на имитаторе биообъекта (картофель) были получены картины нагрева (фиг.4 а и б), свидетельствующие о возможности получения теплового поля с размерами до 60 мм в диаметре и глубиной до 20 мм. Более подробно применение такого имитатора описано в статье Тепловизионное исследование температурного поля при биполярной многоэлектродной абляции / Макаров В.Н., Махов М.А., Мирошник В.И., Шмелева Д.В., Кучин К.О. // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2019. - №2. - с 5-14.The device consists of a generator (7) and 4 needle active electrodes (8) connected to it, fixed in the body (9) of the device. The passive electrode (10) has 4 holes, made coaxially, and intended for the introduction of active electrodes. The passive electrode is fixed on the rod (11) and can be moved in the axial direction relative to the active electrodes, making it possible to change the depth of immersion of the active electrodes into the tumor. A thermocouple is inserted into the passive electrode, which makes it possible to measure the temperature in the center of the passive electrode and maintain this temperature at a given level using a control device (12). The appearance of such a device with six electrodes is shown in Fig. 3. It has been experimentally established that to obtain the desired zone of necrosis with a diameter D, the holes should be located at the diameter D / 2, and their diameter should be no more than 0.125D. The number of holes can vary from one to six, depending on the size of the tumor. When installing the device on a flat tumor and applying a high-frequency voltage to the electrodes on a simulator of a biological object (potatoes), heating patterns were obtained (Figs. 4 a and b), indicating the possibility of obtaining a thermal field with dimensions up to 60 mm in diameter and up to 20 mm deep. The application of such a simulator is described in more detail in the article Thermal imaging study of the temperature field in bipolar multi-electrode ablation / Makarov V.N., Makhov M.A., Miroshnik V.I., Shmeleva D.V., Kuchin K.O. // Biomedical radio electronics. - 2019. - No. 2. - from 5-14.
Медицинские исследования экспериментальных устройств производились в клинике онкологии Сеченовского университета при операциях на голове и шее. Результаты операций свидетельствуют об эффективности применения подобных устройств при абляции плоских опухолей.Medical research of experimental devices was carried out in the oncology clinic of Sechenov University during operations on the head and neck. The results of operations indicate the effectiveness of the use of such devices in the ablation of flat tumors.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020116971U RU201356U1 (en) | 2020-05-22 | 2020-05-22 | RADIO FREQUENCY SYSTEM FOR LOCAL THERMAL DESTRUCTION OF SURFACE TUMORS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020116971U RU201356U1 (en) | 2020-05-22 | 2020-05-22 | RADIO FREQUENCY SYSTEM FOR LOCAL THERMAL DESTRUCTION OF SURFACE TUMORS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU201356U1 true RU201356U1 (en) | 2020-12-11 |
Family
ID=73834692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020116971U RU201356U1 (en) | 2020-05-22 | 2020-05-22 | RADIO FREQUENCY SYSTEM FOR LOCAL THERMAL DESTRUCTION OF SURFACE TUMORS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU201356U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5342357A (en) * | 1992-11-13 | 1994-08-30 | American Cardiac Ablation Co., Inc. | Fluid cooled electrosurgical cauterization system |
RU58905U1 (en) * | 2006-04-17 | 2006-12-10 | Валерий Николаевич Макаров | INSTALLATION FOR DESTRUCTION OF LIQUID FABRIC (OPTIONS) |
RU2326618C2 (en) * | 2006-07-31 | 2008-06-20 | ФГУ Ростовский научно-исследовательский онкологический институт Росздрава | Method of electrolysis destruction of unresectable malignants liver tumours |
-
2020
- 2020-05-22 RU RU2020116971U patent/RU201356U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5342357A (en) * | 1992-11-13 | 1994-08-30 | American Cardiac Ablation Co., Inc. | Fluid cooled electrosurgical cauterization system |
RU58905U1 (en) * | 2006-04-17 | 2006-12-10 | Валерий Николаевич Макаров | INSTALLATION FOR DESTRUCTION OF LIQUID FABRIC (OPTIONS) |
RU2326618C2 (en) * | 2006-07-31 | 2008-06-20 | ФГУ Ростовский научно-исследовательский онкологический институт Росздрава | Method of electrolysis destruction of unresectable malignants liver tumours |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3422965B1 (en) | Device for eustachian tube modification | |
Goldberg | Radiofrequency tumor ablation: principles and techniques | |
US6766202B2 (en) | Systems and methods for intradermal collagen stimulation | |
CN101505674B (en) | Electrosurgical methods and devices employing phase-controlled radiofrequency energy | |
AU752140B2 (en) | Cluster ablation electrode system | |
JP4431637B2 (en) | Apparatus and method for tissue surface treatment | |
US8562602B2 (en) | Multi-layer electrode ablation probe and related methods | |
McRury et al. | Ablation for the treatment of arrhythmias | |
EP2405857B1 (en) | Rf electrode for aesthetic and bodyshaping devices | |
US20030028185A1 (en) | Passively self-cooled electrode design for ablation catheters | |
JP2004523272A (en) | Bone treatment instrument and bone treatment method | |
JP2004507290A (en) | Tumor exfoliation needle | |
WO2000009208A1 (en) | Cooled-wet electrode | |
JP2011161224A (en) | Electrosurgical device with choke shorted to biological tissue | |
US20110306969A1 (en) | System and method for directing energy to tissue and method of assessing ablation size as a function of temperature information associated with an energy applicator | |
Phasukkit et al. | Finite-element analysis and in vitro experiments of placement configurations using triple antennas in microwave hepatic ablation | |
Kreindel et al. | The basic science of radiofrequency-based devices | |
RU201356U1 (en) | RADIO FREQUENCY SYSTEM FOR LOCAL THERMAL DESTRUCTION OF SURFACE TUMORS | |
Rachbauer et al. | Heat distribution and heat transport in bone during radiofrequency catheter ablation | |
Rappaport | Cardiac tissue ablation with catheter-based microwave heating | |
CN104706419B (en) | Acupuncture needle-like radio frequency electrical pin | |
TWI626035B (en) | Radiofrequency ablation electrode needle | |
VanderBrink et al. | Microwave ablation using a spiral antenna design in a porcine thigh muscle preparation: In vivo assessment of temperature profile and lesion geometry | |
Watanabe et al. | Experimental application of microwave tissue coagulation to ventricular myocardium | |
Smith et al. | Radiofrequency electrosurgery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20210202 |