MXPA05002461A - Aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar para tumores profundos. - Google Patents

Abstract

Un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar que radia energia de radiofrecuencia para inducir un aumento de temperatura en un objetivo dentro de un cuerpo, incluye una pluralidad de elementos monopolares para transmitir radiacion del campo electrico; una guia de onda metalica dentro de una superficie en plano terrestre que refleja RF con una pluralidad de agujeros circulares para montar los elementos monopolares donde la guia de onda metalica forma una abertura para recibir una cuerpo a tratarse; un generador de forma de onda proporcionando una fuente de campo electrico acoplada a cada elemento de radiacion momopolar a traves de una fase respectiva y red de ponderacion de energia; al menos una sonda de campo electrico colocada en una superficie de piel de cuerpo para detectar radiacion del campo electrico de la pluralidad de elementos monopolares; y un circuito controlador acoplado a la sonda de campo electrico recibio senales de retroalimentacion para ajustar la fase y energia suministrada a la pluralidad de elementos monopolares de manera que una o mas radiaciones nulas adaptables se forman en la superficie del cuerpo y un foco se forma en el tejido objetivo a tratarse con termoterapia.

Description

APLICADO R DE TERMOTERAPIA DE CONJ U NTO EN FASE MONOPOLAR PARA TUMO RES PROFUNDOS ANTECEDENTES DE LA I NVENCION La presente invención generalmente se refiere a un aparato para un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopoiar empleado en el calentamiento profundo de tumores cancerosos, precanceroso ó benignos ó tejido enfermo ó infectado, tal como tejido artrítico y tejido que implica el virus de inmunodeficiencia humana (VIH) en un cuerpo del paciente. El aspecto más difícil de administrar la termoterapia a órganos profundos en el cuerpo es proporcionar suficiente calentamiento del órgano profundo sin quemar la piel. Métodos para producir un destello de energía electromagnética enfocado de manera adaptable en un sitio de tumor profundo, se han descrito en las Patentes de EE. UU. No. 5,251 ,645, 5,441 ,532, 5,540,737 y 5,810,888, las cuales se incorporan en la presente por referencia. La Patente de EE.UU. No. 5,251 ,645 describe un conjunto en fase de hipertermia de RF adaptable que utiliza mediciones de retroalimentación de sensores del campo eléctrico no invasores para anular ó reducir situaciones críticas de temperatura no deseables en tejido sano, mientras se enfoca la radiación de conjunto sobre un tumor. La Patente de EE.UU. No. 5,441 ,532 describe un mecanismo de aplicador de conjunto en fase monopoiar utilizado para calentar tumores ubicados profundamente utilizando RF ó enfoque de microonda mientras se minimiza simultáneamente la ocurrencia de situaciones críticas de temperatura utilizando anulación adaptable. La Patente de EE .U U . No. 5 ,540 ,737 describe un conj unto en fase de g u ía de onda monopolar adaptable sobre lados opuestos del pecho comprimido para calentar tumores ubicados profundamente en el pecho. La Patente de EE. U U . No. 5,81 0,888 describe un conjunto en fase monopolar para el suministro de medicamento objetivo a tumores activando y calentando de manera adaptable liposomas termosensibles para liberar medicamentos dentro del tumor. El calentamiento de tejido profundo puede resultar en q uemad uras en los tejidos superficiales y como resultado, es particularmente desafiante evitar quemar ¡os tejidos superficiales mientras se está calentado un tumor profundo. Los tumores q ue puede requerir calentamiento profundo incluyen aquellos en el hígado, pulmón, páncreas , ovarios, recto, próstata, pecho, y estómago. Además, normalmente se requiere el calentamiento regional ya que los tumores profundos a menudo son avanzados y por consiguiente más grandes en tamaño. Se sabe en la materia q ue la hipertermia de radiofrecuencia (RF) para tratamientos de tumor profundo, en la escala de aproximadamente 43 a 46 grados Celsius , normalmente se combina con ya sea terapia de radiación ó q uimioterapia para un efecto sinergístico. Como se desarrolla en la Patente de EE. U U. No. 5 ,810 ,888, la termoterapia también se puede utilizar en el suministro de medicamento objetivo de conjunto en fase adaptable a tejidos seleccionados a través de liposomas termosensibles, los cuales son burbujas de l ípido q ue contienen un medicamento que se libera a temperatu ras en la escala de aproximadamente 39 a 45 grados Celsius. El método del cesionario se puede utilizar con una formulación de lipospma sensible a temperatura recientemente desarrollada con agentes de quimioterapia tal como doxorubicina como se describe en la Patente de EE. U U . No. 6,200,598 "Formulación Liposomal Sensible a Temperatura", el 1 3 de Marzo del 2001 para Need ham, en la cual agentes de medicamento se liberan a temperaturas de aproximadamente 39 a 45 grados Celsius. La aniq uilación directa del tejido canceroso se puede lograr con temperaturas en la escala de aproximadamente 43 a 50 grados Celsius. Específicamente, la aniquilación de célula se puede inducir por medio de apoptosis en la escala de aproximadamente 43 a 45 grados Celsius (Gerhard et al . , "Short Term Hyperthermia: I n Vitro Survival of Different Human Cell Lines After Short Exposure to Extreme Temperatures", Cáncer Therapy by Hyperthermia and Radiation, Streffer C, editor Baltimore-Munich : Urban & Schwarzenberg , páginas 201 -203, 1 978; y Harmon et al, "Cell Death I nd uced in a Murine Mastocytoma by *42-47°C Heating in vitro: Evidence that the Form of Death Changes From Apoptosis to Necrosis Above a Critical Heat Load", Int J Radiat Biol vol. 58, páginas 854-858, 1990). Como la aniq uilación directa de células de tejido se puede lograr con temperaturas en la escala de 43 a 50 grados Celsius, el desafío para evitar q uemar los tejidos superficiales mientras se está calentando el tumor, aún necesita ser resuelto.

La termoterapia en frecuencias de RF en la escala de aproximadamente 50 a 300 MHz con un conjunto de anillo de d iámetro g rande (alrededor de 1 .5 a 3 veces el diámetro del cuerpo humano) comúnmente se sug iere para el calentamiento de tumor profundo. Un conjunto en fase de anillo compuesto de cuatro guías de onda con un bolo que se acopla para el calentamiento de tumor profundo, primero se introdujo por von Hippel en 1 973 (von Hippel et al. , Dielectric Anaiysis of Bio-Materials, Massachusetts Institute of Technology, Laboratory for I nsulation Research, Technical Report 13, pp. 1 6-1 9, AD-769 843). U n concepto de conjunto en fase de anillo de doble polo para el calentamiento de tumor profundo, se ha descrito por Turner en la Patente de EE. UU . No. 4,589,423, así como en un artículo por Turner, P. F. , Schaefermeyer, T. , y Saxton, T. (Future Trends in Heating Techonology of Deep-Seated Tumors, Recent Results in Cáncer Research, vol. 1 07, pág inas 249-262, 1 988). Una de las dificultades de tratar pacientes con un conjunto de hipertermia de diámetro grande sin un recinto de guía de onda es la necesidad de un bolo de agua grande para acoplar la energía de RF hacia el cuerpo. El volumen de bolo de agua grande que descansa sobre el cuerpo del paciente puede ser incómodo para el paciente. U n cuarto metálico blindado a menudo debe encerrar el aparato de hipertermia debido a la radiación perdida. Sin un recinto de guía de onda metálica, el conjunto tiene la capacidad para desviar la energ ía de RF q ue radia a lo largo del eje longitud inal del paciente creando comodidad posible y asuntos de seguridad. Por eso, un cuarto metálico blindado probablemente se requiere para evitar que la energía de RF perd ida interfiera con otro equipo electrónico en sistemas sin un recinto de guía de onda.

BREVE DESCRI PCION DE LA I NVENCION Las desventajas de arriba se resuelven con el aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar según la invención. El aplicador de conjunto en fase monopolar radia energ ía , de radiofrecuencia para inducir un aumento de temperatura en un tejido objetivo dentro de un cuerpo e incluye una pluralidad de elementos monopolares que cada uno transmite radiación del campo eléctrico, una guía de onda metálica con una superficie en plano terrestre q ue refleja RF con una pluralidad de agujeros circulares para montar los elementos monopolares, un generador de forma de onda proporcionando una fuente de campo eléctrico acoplada a cada elemento monopolar a través de una fase respectiva y red de ponderación de energ ía, al menos una sonda de campo eléctrico colocada en la superficie de piel del cuerpo del paciente para detectar radiación del campo eléctrico de la pluralidad de elementos monopolares, y un circuito controlador acoplado a la sonda de campo eléctrico que recibe señales de retroalimentación para ajusfar la fase y energ ía suministradas a la pluralidad de elementos monopolares de manera que una ó mas radiaciones nulas adaptables se forman en la superficie del cuerpo y un foco se forma en el tejido objetivo a tratarse.

Un aplicador de antena de conj unto en fase monopolar de RF termodinámico adaptable rodea un cuerpo objetivo y proporciona calentamiento mínimamente invasor del tejido en la escala de aproximadamente 39 a 50 g rados Celsius . Este aplicador se puede utilizar para tratamiento sólo de calor, para activar liposomas termosensibles y preferentemente suministrar medicamentos a zonas profundas en el cuerpo, ó se puede utilizar de manera sinérgistica con terapia de radiación , q uimioterapia, medicamentos, ó terapia de gen. El uso de un conjunto en fase monopolar permite el calentamiento enfocado de volúmenes de tejido grandes profundos dentro del cuerpo humano y, al mismo tiempo, proporciona la comod idad del paciente. Cuando el conjunto esta operando en el modo de conjunto en fase adaptable, la energía y fase suministradas a los elementos de antena de conjunto en fase se controlan por computadora utilizando señales de retroalimentación medidas por medio sensores de temperatura y campo eléctrico no invasores colocados fuera del cuerpo (por ejemplo, en la piel del paciente y dentro de la zona de tejido a tratarse) para controlar un cambiador de fase y red de amplificador de energ ía para ajustar la fase y energía suministradas a los elementos monopolares para formar una ó más radiaciones nulas en la superficie de la piel de! paciente, mientras se está enfocando energ ía en un sitio de tejido profundo para calentar el sitio de tejido profundo en la escala de 39 a 46 g rados Celsius. La magnitud de las radiaciones nulas formadas en la superficie de la piel del paciente y el foco en la zona de tratamiento de tejido se pueden controlar por medio de un algoritmo de computadora de búsq ueda de g radiente de aceleración rápida de conj unto en fase adaptable que ajusta la fase y energía suministradas a los elementos monopolares . Se revelaron en la Patente de EE. U U . No. 5,810,888 para Fenn, un algoritmo de búsqueda de g radiente de enfoque y anulación adaptable de aceleración rápida y un aplicador de conj unto monopolar para el calentamiento de tumor profundo y se pueden utilizar como un punto de partida. Teóricamente, el sistema de termoterapia de conj unto en fase monopolar adaptable es capaz de tratar clínicamente muchos tipos diferentes de tumores ubicados profundamente (canceroso y benig nos) tal como aq uellos que se originan en la próstata, pecho, hígado, recto, colon, cerviz, páncreas, estómago, vejiga, pulmón, y otros sitios de órgano profundo en el cuerpo humano. Este sistema de termoterapia se puede utilizar para proyectar el suministro de medicamentos calentando el tejido y liberando medicamentos de liposomas termosensibles que circulan dentro del flujo sanguíneo en la reglón del tejido objetivo. El mismo sistema de termoterapia también se puede utilizar conjuntamente con termoterapia de radiación objetivo para aumentar la eficacia de la quimioterapia, medicamentos y terapia de gen. En contraste con la terapia de fotodinámica (Shum et al. , Phototriggering of Liposomal Drug Delivery Systems, Advanced Drug Delivery Review, 2001 , vol 53, páginas 273-284. ), la cual utiliza rayo láser para activar los medicamentos ó medicamentos encapsulados liposomales, ei calentamiento profundo con un sistema de termoterapia de conjunto en fase adaptable no invasor se puede utilizar para activar los iiposomas termosensibles para concentrar un medicamento dentro de un tumor y activar el medicamento. La palabra "termodinámicas" se refiere a los medicamentos de la relación entre calor y otras formas de energ ía. La terapia descrita aquí por consiguiente puede referirse como una terapia de termodinámica (TDT) de conj unto en fase adaptable (APA).

BREVE DESCRIPCION DE LOS DI BUJOS La Fig . 1 es una vista esquemática de un aplicador de conjunto de anillo monopolar lleno de agua. La Fig . 2 muestra un sistema de termoterapia según una modalidad de la invención en donde cada uno de los elementos de conjunto monopolar se manejan de manera adaptable por medio un cambiador de fase de RF y mecanismos de amplificador de energ ía. La Fig . 3 muestra un solo monopoio según una modalidad de la invención . La Fig. 4 ilustra esquemáticamente un aplicador de conjunto en fase monopolar según una modalidad de la invención. La Fig . 5 es una ilustración esq uemática de un bolo de agua formado aproximadamente en forma elíptica. La Fig . 6 es un diagrama esq uemático del aplicador en fase monopolar con un soporte de paciente.

La Fig . 7 es un diagrama esq uemático del aplicador en fase monopolar con un material de tela suspendido entre dos soportes para q ue sostenga un paciente. La Fig . 8 ilustra una hendidu ra de soporte ríg ido dentro de dos secciones para proporcionar una abertura de tratamiento seg ún otra modalidad de la invención. La Fig . 9 muestra una hendidura de soporte de tela dentro de dos secciones para proporcionar una abertura de tratamiento según aún otra modalidad de la invención. La Fig . 1 0 muestra un soporte de tela sin abertura en otra modalidad de la invención. La Fig. 1 1 es un vista lateral del aplicador de conjunto en fase monopolar. La Fig . 1 2 ilustra un abertura de aire que rodea el soporte de paciente en otra modalidad. La Fig . 13 representa el diámetro interior de la cavidad del aplicador de conjunto en fase monopolar. La Fig. 14 muestra esquemáticamente señales de retroalimentación utilizando tiempo real del campo E y sensores de temperatura para controlar lo mismo durante el tratamiento. La Fig . 1 5 ilustra esquemáticamente un aplicador de conjunto en fase monopolar utilizando una solución salina como un músculo inexistente homogéneo rodeado por una capa de grasa. La Fig . 1 6 es una vista lateral del conjunto de monopolar según la Fig . 1 5.

La Fig . 17 es una vista lateral del aplicador de termoterapia y fantasma de solución salina de la Fig . 1 5. La Fig . 1 8 es un gráfico que muestra el SAR calculado a lo largo del eje principal del fantasma el íptico. La Fig . 1 9 es un gráfico que muestra el SAR calculado a lo largo del eje menor del fantasma elíptico. La Fig . 20 es un g ráfico que muestra el SAR calculado a lo largo del eje longitudinal del fantasma elíptico. La Fig. 21 es una vista lateral q ue muestra otra modalidad de la invención utilizando dos aplicadores de conjunto monopolar separados por una distancia. La Fig . 22 ilustra esquemáticamente un aplicador de conjunto en fase monopolar según otra modalidad de la invención.

DESCRI PCION DETALLADA DE LAS MODALI DADES PREFERIDAS La presente invención se dirige a un sistema y aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar q ue vence las desventajas asociadas con sistemas de calentamiento profundo conocidos. Una vista pictórica de un aplicador de conjunto de anillo monopolar lleno de agua 100 para termoterapia, según una modalidad de la invención se representa en la FIG. 1 . En el aplicador preferido 100, hay ocho elementos de antena monopolares 1 04 montados en la parte interior de la cavidad de guía de onda metálica 1 50. En la modalidad preferida , la frecuencia radiante está en la escala de aproximadamente 90 a 1 1 0 HZ. La cavidad de guía de onda metálica 1 50 se construye de manera que los elementos monopolares montados forman un an illo alrededor de una abertura de tratamiento 300. En una modalidad preferida, el anillo podría ser circular y tener un d iámetro de hasta 90 cm . Un diámetro más preferido sería de entre aproximadamente 50 a 70 cm. La cavidad de guía de onda metálica se forma por medio de una lámina plana metálica inferior 125 y una lámina plana metálica superior 1 30, ambas con una abertura en forma elíptica central. Un tubo de plástico acrílico sustancialmente rígido 200 de un corte transversal elíptico se utiliza para g uardar ag ua dentro la sección de cavidad de guía de onda metálica. La abertura de tratamiento de paciente 300 se ubica en la zona central del conjunto de anillo monopolar. Los elementos de antena monopolares 1 04 están paralelos uno a otro y se ubican en una distancia determinada de la pared trasera cilindrica 140 de la cavidad de guía de onda metálica. Por ejemplo, los elementos monopolares se pod rían disponer en un anillo y separarse aproximadamente de 6 a 1 0 cm del plano terrestre reflectante detrás de cada elemento monopolar. En la FIG . 2, cada uno de los elementos de conjunto monopolar se maneja de manera adaptable por medio de un cambiador de fase de RF 80 (f·, , f2, ... , fß) y mecanismos de amplificador de energ ía 90 (p t p2, p-i ) . Las señales de RF tal como ondas continuas CW (oscilador), pulsado, u otras formas de onda convenientes para la termoterapia , se generan por medio de un generador de forma de onda 87 el cual se divide en ocho canales utilizando u n divisor de energ ía pasiva 91 . Un solo elemento de antena monopolar 1 04 con longitud L y diámetro D se representa en la FIG . 3. La longitud L de un elemento de antena monopolar 1 04 puede ser de aproximadamente 7 a 12 cm de largo. El d iámetro D de un elemento de antena monopolar 1 04 puede ser de aproximadamente 0.1 a 0.5 cm. El elemento de antena monopolar 1 04 se une al conductor del centro de un cable coaxial de RF 1 10 formando una abertura de alimentación 108 q ue ilumina el conductor metálico de elemento de antena monopolar 104. El conducto monopolar se orienta perpendicular a un plano terrestre metálico 1 25. El elemento de antena monopolar 1 04 se puede conectar al cable coaxial de RF por medio de un conectador coaxial de RF estándar tal como un conectador coaxial tipo N. La abertura de alimentación monopolar 1 08 de manera equivalente es un agujero circular en el plano terrestre metálico 125 para el cual el conectador coaxial tipo N se acopla con el plano terrestre 125. En una modalidad preferida, el elemento monopolar 104 se hace de un tubo ó alambre metálico recto cilindrico. En modalidades alternas, el elemento monopolar 104 puede estar cónica ó helicoidalmente formado. En otra modalidad, un doble polo paralelo a la pared trasera 140 del aplicador de conjunto monopolar 1 00 también se puede utilizar como un elemento de conjunto. Un diseño de conjunto monopolar es deseable por un número de razones incluyendo: la comodidad del paciente d urante la instalación y tratamiento, calentamiento profundo, control en tiempo real de el patrón de calentamiento enfocado, y confinamiento de la distribución de calentamiento long itudinal . También , la radiación perdida para el diseño de conjunto en fase monopolar según la invención es mínima y por lo tanto reduce la necesidad de un cuarto blindado de RF para tratamiento, así como de cu brir al paciente.

Comodidad Del Paciente Un diagrama esq uemático del aplicador de conjunto en fase monopolar 1 00 se muestra en la FI G . 4. El tubo de plástico acrílico en forma elíptica 200 tiene un grosor denotado tp. Un cuerpo objetivo 92 se coloca dentro de la abertura 300 del aplicador de conjunto monopolar 1 00. En la modalidad q ue se muestra en la FIG. 4, una zona de abertura de aire enfriado con aire 280 se utiliza para acoplar energía de RF dentro de los tejidos profundos del paciente. El abertura de aire 280 se puede enfriar por medio de aire acondicionado ó aire a temperatura ambiente emitido a través de una pluralidad de tubos ó ventiladores dirigidos al abertura de aire. En una modalidad alterna que se muestra en la FIG. 5, un bolo de agua flexible se utiliza para acoplar la energía de RF dentro de los tejidos profundos del paciente. Las posiciones de elemento de antena monopolar 1 08 se ubican sobre un círculo (cerco) con un radio denotado RA- El radio interno del alojamiento de guía de onda metálica 1 50 se denota Rw- El grosor del alojamiento de guía de onda metálica se denota como tw. La superficie exterior del alojamiento de gu ía de onda metálica 1 50 se sostiene por medio de aluminio u otro miembro de soporte rígido 400. Ei miembro de soporte rígido 400 puede ser móvil de manera que el apiicador de conjunto en fase monopoiar 1 00 se puede mover antes y/o después del tratamiento del paciente. Por ejemplo, el miembro de soporte rígido 400 puede tener ruedas de manera que se puede mover horizontalmente de un sitio a otro, ó las ruedas se pueden utilizar conjuntamente con un camino ó baranda que puede guiar el movimiento del apiicador de conjunto monopoiar 100 para recorrer la superficie de posición del paciente y mejorar la posición de los elementos de antena monopolares para el calentamiento preciso de un tumor. Cerraduras magnéticas, por ejemplo, se pueden emplear para mantener la posición de tratamiento seleccionada por el médico del apiicador de conjunto monopoiar. La abertura en corte transversal de tratamiento del paciente está formada elípticamente con un eje principal a y un eje menor b. Además del movimiento horizontal del apiicador, el anillo de apiicador ó parte de un anillo se monta sobre el camino con una plataforma de movimiento vertical operada eléctricamente. Esto permite un excelente ajuste de la estructura anatómica física de manera que se centra en el ojo de la abertura de tratamiento. En la FIG. 5, un bolo de agua formado elípticamente aproximado 250 que consiste de una bolsa de plástico flexible llena con agua desionizada ó destilada refrigerada circulante, se coloca entre el torso del paciente y la zona de abertura acrílica 200 antes de la termoterapia. Esta configuración de tratamiento tiene una abertura de tratamiento del paciente más pequeña 300 cuando las dimensiones del eje principal aw y el eje menor bw se comparan con la configuración aire enfriado en la FI G.4. Según la invención , la abertura de tratamiento de paciente preferentemente debe tener un eje principal de aproximadamente 42 y 52 cm y un eje menor de aproximadamente 30 y 38 cm. El bolo lleno de l íquido puede tener una presión variable circunferencial para ayudar al enfriar la superficie del cuerpo y modificar el flujo sangu íneo, así como acoplar la radiación de RF al cuerpo objetivo. Esto es, la presión del bolo puede variar sobre su circunferencia dependiendo del tratamiento. Es imaginado q ue la presión aumentada a través del bolo podría disminuir el flujo sanguíneo para el cuerpo objetivo y por eso alentar la eliminación de sangre caliente de la zona de tratamiento del cuerpo objetivo para aumentar el suministro de la energía/calor de radiación de RF y formar la zona q ue se está calentando. La FIG . 6 muestra un diagrama esq uemático del aplicador de conjunto en fase monopolar 1 00 incluyendo un soporte de paciente rígido plano 600 q ue se podría cubrir con un coj ín blando durante los tratamientos del paciente. El paciente podría típicamente acostarse supino ó boca abajo. En una modalidad alterna , FI G . 7 se muestra un diagrama esq uemático del aplicador de conjunto en fase monopolar 1 00 incluyendo un Kevlar ó material de tela 700 suspendido entre dos soportes cilindricos 710 para sostener al paciente durante el tratamiento. El soporte de paciente 600 ó 700 se puede dividir en dos secciones para proporcionar una abertura de tratamiento 300 ó abertura que se pod ría al inearse mecánicamente con la abertura de tratamiento como se sugiere en la FIG. 8 y la FI G. 9. El soporte de paciente, ya sea 600 ó 700, puede ser una sólo longitud q ue cubre toda la longitud del paciente sin abertura como se sugiere por la FI G. 1 0. En una modalidad preferida, los materiales utilizados al soportar el paciente no son conductores. Por ejemplo, el soporte de paciente rígido plano 600 ó 700 se puede fabricar de madera, plástico, ó fibra de vidrio. Además , se puede utilizar material de metal conectado con tierra en los soportes de paciente 600 ó 700 proporcionando que el metal u otro conductor eléctrico no estarán directamente dentro de la abertura de tratamiento 300 del aplicador de conjunto en fase monopolar. Además de, ó en vez de, movimiento del aplicador de conjunto monopolar, el soporte de paciente 600 ó 700 puede ser móvil dentro de la abertura 300 del aplicador de conjunto monopolar 100. Por eso, el tumor objetivo se puede mover dentro de una eficaz alineación con el conjunto de elementos de antena monopolares y por eso resulta en un mejor tratamiento de termoterapia. El soporte de paciente 600 ó 700 , as í como el aplicador móvil , se pueden diseñar para moverse a lo largo de los ejes x, y z. Por eso, el aplicador de conjunto en fase monopolar 1 00 podría tener la capacidad de explorar el cuerpo y aumentar la capacidad de calentamiento a lo largo de los 3 ejes. La F IG . 1 1 muestra una vista lateral del aplicador de conju nto en fase monopolar 1 00. La abertura de tratamiento 300 se confina por la estructura de guía de onda metálica para estar dentro de aproximadamente la dimensión de abertura long itudinal de la guía de onda, denotada W. Todo el volumen asociado con la guía de onda metálica 1 50 y agua 350 dentro de la g u ía de onda se aisla del paciente. Un bolo de agua flexible moderadamente grueso 250 (variando aproximadamente de 4 a 1 0 cm dependiendo del corte transversal del paciente) se puede utilizar para acoplar la energ ía de RF desde la abertura de la guía de onda hasta el torso. Ya q ue el aplicador 1 00 es sustancialmente ríg ido, únicamente el volumen del bolo de agua 250 aplica presión al cuerpo objetivo (paciente). El bolo de agua puede utilizar agua desionizada ó destilada refrigerada circulante. En una modalidad preferida, un bolo de ag ua se utiliza; sin embargo, en otra modalidad que se muestra en la FIG . 1 2 no se utiliza un bolo de agua y un abertura de aire 280 j unto con enfriamiento de aire, a través de ventiladores ó tubos que conducen aire a temperatura ambiente ó refrigerado, se utiliza para mantener temperaturas de superficie de piel seguras durante la termoterapia. Otra modalidad según la invención podría combinar las técnicas de bolo de ag ua y abertura de aire para acoplar la energ ía de RF desde la abertura de la guía de onda hasta el cuerpo objetivo. Es imaginado que un bolo de agua aún más pequeño se puede utilizar si se combina con la técnica de abertura de aire. El conjunto en fase monopolar según la invención es significativamente diferente y puede ser más cómodo q ue un conjunto de dobles polos con un bolo de agua grande totalmente lleno y un contacto con el paciente ya que el volumen del bolo a menudo es incómodo para el paciente. Los conjuntos de diámetro eficazmente más grandes adaptados para penetración más profunda son posibles con un conjunto monopoiar según la invención ya q ue el tamaño y volumen no son un problema. En otra modalidad según la invención , ia cavidad de guía de onda 1 50 que aloja los elementos monopolares 104 se puede fabricar de aluminio, ó fibra de vidrio metalizada ó plástico. La cavidad de guía de onda se puede hacer de una sola pieza ó una pieza múltiple de material conductor que retiene el patrón radiante, eléctrica deseada y principios de contención de fluido del diseño fundamental . La metalización del material de plástico ó fibra de vidrio puede ser continua ó se puede alternar con aluminio u otra malla conductora ó alambre conductor. Para minimizar la posibilidad de cualquier fuga de agua, es deseable fabricar la cavidad conductora como una sola pieza ó en múltiples piezas q ue se sellan ajustadamente juntas. Por ejemplo, si tres piezas de material se utilizan, dos láminas de aluminio u otras láminas de material conductor podrían estar paralelas una a otra y formar las paredes inferiores y superiores 125 del aplicador. La tercer lámina de aluminio u otra lámina conductora se enrolla dentro de un arco circular para formar la pared trasera curva detrás de los elementos monopolares. Un sello hermético es crítico para la operación clínica. Por eso, las láminas de aluminio se deben acoplar utilizando ranuras y junturas flexibles y luego soldarlas j untas . Una curvatura de cubierta de abertura de fibra de vidrio ó acrílica (por ejemplo, Plexiglás) dentro de la forma de la abertura curva sella y soporta el agua dentro de la cavidad conductora. Es necesario tener una cubierta de abertura sólida para mantener el peso del ag ua de presionar contra el paciente.

Características De Calentamiento Profundo De Un Conjunto De Anillo Grande De Elementos Monopolares El nivel de absorción específico (SAR) es un parámetro utilizado al cuantificar el desempeño de calentamiento de los aplicadores de termoterapia. El SAR es proporcional al cuadro de la magnitud del campo eléctrico radiado por el aplicador de termoterapia. Con una adecuada elección del diámetro de conjunto de cerco, es posible reducir el nivel del SAR de superficie comparado con el SAR producido a profundidad en el tumor ó zona de tratamiento. Fundamentalmente, este resultado es debido a la onda esférica contra la radiación de onda plana. Una onda plana se atenúa rápidamente en el tejido del músculo debido a la pérdida dieléctrica del tejido. Para ondas esféricas, además de las pérdidas dieléctricas la onda se aten úa inversamente proporcional a la distancia radial R. Las ondas planas penetran más profundo q ue las ondas esféricas ya que la dependencia radial (1 /R) de atenuación del campo E con la profund idad se elimina. Una onda plana se atenúa únicamente por medio de la pérdida debido a la atenuación del material dieléctrico. Un frente de onda esférica se puede hacer más plana permitiendo que el diámetro del conjunto de anillo crezca. Por eso, un conj unto de anillo eficaz de 90 a 1 20 cm de diámetro puede proporcionar una penetración más profunda comparado con un conj unto de anillo con diámetro de 60 cm. El diseño de guía de onda de conjunto en fase monopolar hace este conjunto de anillo más grande posible. En la FIG . 13, la superficie reflectante 155 detrás de los elementos monopolares radiantes activos proporciona un conjunto de imagen secundaria de monopolos 109 con un diámetro de conj unto más grande eficaz resultante. El radio eficaz, denotado R del conjunto monopolar de imagen es igual a R, = 2RW-RA. ( 1 ) Con referencia a la FIG . 1 3, en la modalidad preferida el radio del conjunto monopolar es de aproximadamente RA=30 cm y la superficie de pared reflectante tiene un radio aproximado de Rw=38 cm, por eso de la Ecuación (1 ) el radio de conj unto de imagen podría ser de aproximadamente Ri=46 cm. En la modalidad preferida, la distancia desde el monopolo hasta la pared trasera reflectante 1 55 podría ser de aproximadamente 8 cm.

Control De Tiempo Real En La Terapia De Termodinámica La planeación del pretratamiento a veces se discute en la documentación en términos de controlar las sesiones de hipertermina actuales en donde los pacientes son calentados. Esta propuesta generalmente no es aceptable ya que los tratamientos teóricos y los tratamientos actuales pueden diferir significativamente. Durante los tratamientos de hipertermia, la desviación de fase en los cambiadores de fase y amplificadores de energ ía así como en los cables, y conectadores y cuerpo humano en sí mismo pueden cond ucir a errores de enfoq ue de fase significativos (Straube et al. , Phase Stability of a Clinical Phased Array for Deep Regional Hyperthermia, International Journal of Hyperthermina, Vol . 1 1 ( 1 ) páginas 87-93, 1 995). Como se muestra esquemáticamente en la F IG. 14, la invención inmed iata utiliza una propuesta confiable empleando señales de retroalimentación en tiempo real 1 14 del campo E y sensores de temperatura 1 1 2 para controlar el campo E y la distribución de temperatura en un paciente. Un conjunto en fase monopolar adaptable 1 00 con retroalimentación en tiempo real 1 14 y control 1 16 es una propuesta potencialmente viable para tratamientos clínicos . En la modalidad preferida ilustrada en la FIG. 14, liposomas termosensibles 159 que contienen un agente de medicamento, se infunden dentro del flujo sanguíneo de un paciente y se desplazan hacia el tejido a tratarse. La radiación de RF del aplicador de conj unto en fase monopolar adaptable 1 00 eleva la temperatura del tejido objetivo en el foco 1 07 y por eso calienta los liposomas termosensibles y liberando el agente de medicamento dentro del liposoma. El enfoq ue adaptable para calentar un tumor profundo básicamente es un ajuste del cambio de fase de cada elemento monopolar del conjunto en fase de manera q ue el campo E se lleva al máximo formando un foco 1 07 en el tumor. Sin embargo, se espera q ue el enfoq ue adaptable sólo, no sea adecuado en general para evitar situaciones críticas superficiales. La anu lación adaptable no invasora de los campos superficiales se puede llevar a cabo utilizando retroalimentación de los sensores de campo E montados en la superficie de piel en una ó más posiciones nulas en las sondas 1 12 y controlando la energ ía y fase para cada antena monopolar rad iante. Las zonas nulas 120 que rodean cada sensor de campo E de superficie penetran dentro del cuerpo y protegen la piel y los tejidos subcutáneos. Las demostraciones de anulación adaptable y calentamiento profundo en fantasmas se han conducido exitosamente, por ejemplo en un conjunto de anillo de 4 canales de dipolos (Fenn et al, I mproved Localization of Energy Deposition in Adaptive Phased-Array Hyperthermia Treatment of Cáncer, The Journal of Oncology Management, Vol. 7(2), páginas 22-29, 1 998). El control de la energía de RF suministrada a los elementos monopolares en el conjunto se determina en tiempo real por medio de ya sea, mediciones de retroalimentación de temperatura para establecer la temperatura deseada y la dosis térmica en el tumor, ó controlando la dosis de energ ía total de microonda suministrada basándose en los resultados de estudios clínicos mientras se mantienen temperaturas de superficie de piel seguras y tolerables. Las mediciones de temperatura en el tumor se pueden llevar a ca bo por medio de un sensor de temperatura invasor insertado en el tumor ó por medio de termometría no invasora.

Limitación De La Radiación De Rf. En una modalidad preferida , el conjunto en fase monopolar de calentamiento profundo se compone de un conjunto de anillo de ocho elementos de antena monopolares radiantes de RF. Los elementos de conjunto de anillo son monopolos resonantes de aproximadamente un cuarto de alimentación larga de longitud de onda por medio del perno central de un conectador coaxial estándar (Fenn et al. , Noninvasive Monopole Phased Array for Hyperthermia Treatment of Cranial-cavity and Skull-base Tumors: Design, Analysis, and Phantom Tests, Proceedings of the International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, San Diego, California, Octubre 28-31 , 1993, Vol . 15, Parte 3, páginas 1453-1454; Fenn et al. , Min imally I nvasive Monopole Phased Arrays for Hyperthermia Treatment of Breast Carcinomas: Design and Phantom Tests, 1994 International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Sendai, Japón , páginas 566-569). Los elementos monopolares radian dentro de una estructura de guía de onda de lámina paralela llena de agua desionizada ó destilada. Una pared trasera metálica, cilindrica en forma, se utiliza para reflejar la energía de RF hacia el torso del paciente. La energía de radiofrecuencia está en la escala de aproximadamente 80 a 150 Hz. Para la penetración profunda dentro los tejidos, la frecuencia radiante deseada está en la escala de aproximadamente 100 a 1 50 MHz (nota: la escala de frecuencia de 88 a 1 08 MXz es la banda de radio FM). Un examen simple para determinar si la antena de conj unto en fase monopolar interferirá con la recepción de radio FM es colocar un radio FM estándar fuera del cuarto de tratamiento y escuchar la interferencia cuando el conjunto monopolar se transmite a toda potencia. La abertura de corte transversal de la abertura de gu ía de onda es de aproximadamente 42 a 52 cm de ancho por 30 a 38 cm de alto para alojar a la mayoría de los pacientes. El aplicador de g u ía de onda de conjunto monopolar se puede quitar y se puede fabricar utilizando materiales de poco peso. Por ejemplo, los aplicadores se puede hacer con una ó dos aberturas de diferentes tamaños para alojar a la mayoría de los tamaños de paciente. La abertura de guía de onda (a lo largo de la dirección longitudinal ó axial de! paciente) es de aproximadamente una mitad de una longitud de onda. A 1 00 MHz, la longitud de onda en agua es de aproximadamente 34 cm , por eso una mitad de una longitud de onda es de aproximadamente 1 7 cm. La radiación del campo E se confina para no ser más grande de esta zona longitudinal de 1 7 cm. La abertura incluso, puede variar de un tercio de una longitud de onda hasta una mitad de una longitud de onda. En la modalidad preferida, los amplificadores de energía en el sistema de termoterapia profunda generan una carga máxima de 400 a 600 Watts por canal en un sistema de ocho canales. Cada uno de los amplificadores de energía en el sistema de termoterapia profunda puede variar desde cero watts hasta el nivel de energ ía máximo bajo control por computadora.

Diseño De Sistema De Calentamiento Profundo De Conjunto En Fase Monopolar Y Simulación Por Computadora El diseño de los elementos monopolares radiantes para el conjunto de termoterapia profunda es como sigue. La constante dieléctrica de agua desionizada en 100 MHz es de aproximadamente 78.0 y la conductividad eléctrica es de aproximadamente 0.0001 S/m. La longitud de onda se computeriza para ser de aproximadamente 33.9 cm. Anteriormente, se discutió que el espacio entre los monopolos y la pared trasera de la cavidad es de aproximadamente 8 cm, esto corresponde a aproximadamente 0.235 longitudes de onda . La longitud teórica de cada elemento de antena radiante monopolar es de un cuarto de longitud de onda típica, ó aproximadamente de 8.5 cm . Al construir realmente el conjunto monopolar, uno puede utilizar conectadores de Tipo N y ya sea soldar una varilla de latón al perno del centro del conectador, ó incluso volver a colocar el perno del centro del conectador con una varilla de latón para formar el radiador monopolar. El diámetro del elemento de antena de varilla de latón puede ser de 0.31 75 cm, el cual es el mismo diámetro del perno del centro de un conectador de Tipo N. Un conjunto monopolar anterior fabricado para una operación de 91 5 MHz utilizó elementos monopolares que tienen un longitud eléctrica de 0.34 longitudes de onda (Fenn et al, 1994 International Symposium in Electromagnetic Compatibility, supra). Esta longitud eléctrica de longitud de onda de 0 ,34 podría ser de aproximadamente 1 1 .5 cm para u na operación de 100 MHz, y esta es la longitud eleg ida en la modalidad preferida. La banda ancha de frecuencia deseada determina la longitud monopolar actual . Los sitios de los ocho elementos monopolares rad iantes se disponen en la Tabla 1 .

Tabla 1 . Coordenadas de elemento para el conjunto de fase monopolar para termoterapia profunda q ue se muestra en la FIG . 1 5.

Para demostrar la radiación confinada y enfocada del conjunto monopolar, el conj unto en fase monopolar adaptable se ha analizado en detalle utilizando un código de dominio de tiempo de diferencia finita (FDTD) originalmente desarrollado en la Universidad de Northwestern . Varios aplicadores de conjunto monopolar diferentes se han analizado con un fantasma de músculo homogéneo (solución salina) rodeado por uno capa de grasa (por ejemplo, como se representa en la FI G. 1 5). El desempeño de calentamiento teórico de conjunto monopolar se evalúa calculando el nivel de absorción específico (SAR). Fundamentalmente, el SAR se expresa como SAR=c dT/dt (2) (en donde c es el calor específico del tejido) y dT es el aumento en la temperatura de tejido d urante el intervalo de tiempo dt. De manera equivalente, el SAR se puede calcular como SAR=0.5 s|?|2/? (3) En donde s es la conductividad eléctrica del tejido, |E| es la magnitud del campo eléctrico, y p es la densidad del tejido. Los resultados calculados de FDTD para un diseño particular para una operación de 1 00 MHz es ahora considerado. En este ejemplo, los elementos monopolares se ubican en un anillo de 60 cm de diámetro como se muestra en la FIG. 1 5. Las coordenadas del elemento de conj unto monopolar se enlistan en la Tabla 1 . Los elementos monopolares se rodean por una cavidad metálica llena de agua en forma circular que tiene un diámetro interno de 76 cm. Por eso, los elementos monopolares se separan por 8 cm de la pared trasera de la cavidad . La constante dieléctrica de agua es de 78.0 y la conductividad eléctrica es de 0.0001 S/m en 1 00 MHz. El músculo inexistente se construye por medio de una solución salina ( constante dieléctrica de 77.0 , cond uctividad de 0.5 S/m), y el exterior de 2 cm del fantasma se construye por una capa uniforme de grasa (constante dieléctrica 7.0, conductividad de 0.07 S/m). La salinidad de músculo inexistente de solución salina s en partes por mil (ppt) (gramos de sal por kg de agua) es s=9g/kg ó 9 ppt lo cual es 0.9% NaCI en agua desionizada. El eje principal del fantasma elíptico (incluyendo la capa de grasa) es de 36 cm y el eje menor es de 24 cm- este tipo de fantasma se ha utilizado de manera experimental con un aplicador de conjunto en fase adaptable (Fenn et al . , The Journal of Oncology Management, supra). El espacio de 3 cm entre las dos elipses que rodean el fantasma se construye por medio de agua (el bolo con agua). La elipse exterior se puede construir de un material de plástico acrílico (constante dieléctrica 2.55, conductividad 0.0008 S/m), tal como Rexolite, el cual sella la abertura del conjunto monopolar. El circulo exterior que rodea los elementos monopolares q ue radian energ ía se construye como un metal muy cond uctor (constante dieléctrica de 1 .0, conductividad de 3.72 x 107 S/m) tal como aluminio. U na vista lateral del conjunto monopolar se muestra en la FI G . 16 - debido a simetría únicamente cuatro elementos monopolares se muestran. Una vista latera! del aplicador de termoterapia y fantasma en el plano de media línea (x=0) se muestra en la F I G . 1 7. El medio restante que rodea el aplicador y fantasma es aire uniforme (constante dieléctrica 1 .0, conductividad 0.0 S/m. Para propósitos de cálculo, la frecuencia de radiación se seleccionó como 1 00 MHz y la fase en cada monopolo se ajustó para enfocar la señal de microonda de carga máxima en el medio punto del fantasma (0,0,0). Software de FDTD se puede utilizar para calcular la amplitud del campo E y patrón de fase para cada monopolo q ue radia uno a la vez y luego un segundo programa de computadora puede calcular (por medio de superposición) el patrón de radiación del campo E y el patrón del nivel de absorción específico (SAR) de todo el conju nto. El gráfico que se muestra en la FIG . 1 8 traza el SAR calculado al lo largo del eje principal del fantasma elíptico en y=0, z=0. El gráfico en la FIG . 1 9 traza el SAR calculado a lo largo del eje menor del fantasma elíptico en =0, y=0. La F I G . 20 es un gráfico que traza los valores de SAR calculados a lo largo del eje longitud inal del fantasma en x=0, z=0. La única carga máxima a lo largo de los ejes principal y menor indica que el patrón de calentamiento profundo enfocada de manera adaptable deseado se alcanzó. Además, el patrón de SAR en forma de Gaussian (campana) a lo largo del eje longitudinal indica que el 50% del SAR se confina alrededor de la anchura de la abertura de guía de onda de conjunto monopolar (aproximadamente 1 7 cm). Una zona más grande de calentamiento en la dimensión longitudinal es posible proporcionando dos aplicadores de conjunto monopolares separados por una distancia s como se representa en la FIG . 21 . Los dos aplicadores se pueden alimentar coherentemente (con un oscilador común) ó no coherentemente ( con osciladores distintos).

Calculo De Dosis Térmica Equivalente Una dosis eq uivalente ó acumulativa a menudo se utiliza para cuantificar la dosis térmica dada durante los tratamientos de termoterapia. La dosis térmica eq uivalente total ó acumulativa relativa a 43 grados Celsius se calcula como una suma (Sapareto, SA y Dewey WC , Thermal Dose Determination ¡n Cáncer Therapy, International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, Vol. 1 0 , pp. 787-800 , 1984). t43.c minutos eq uivalentes = At ?RÍ43~T>, (4) en donde ? es la suma sobre una serie de mediciones de temperatura durante el tratamiento, 7 es la serie de mediciones de temperatura (Ti , T2, T3 ...) , ? es el intervalo de constante de tiempo (unidades de segundos y convertidos a minutos) entre mediciones, R es ig ual a 0.5 si 7>43°C y R es igual a 0.25 si 7<43°C. El cálculo de dosis térmica equivalente es útil para asegurar cualq uier posible daño de calor a tejidos incluyendo tejidos de pecho cancerosos, piel sana, y otros tejidos. La ecuación 4 es un modelo teórico desarrollado por Sapareto y Dewey basada en datos de supervivencia de célula in vivo e in vitro, y el uso de 43°C para la temperatura de referencia es un mejor estimado para cuando la termoterapia comienza a provocar un nivel más rápido de aniquilación de célula con cáncer. Preferentemente una dosis térmica eq uivalente de aproximadamente 30 a 1 20 minutos relativos a 43 grados Celsius se puede suministrar al tejido objetivo. Como un ejemplo en el uso de la Ecuación 4, si la temperatura de tejido se mantiene a 45°C por 1 5 minutos, la dosis térmica eq uivalente se calcula para ser: t43°c = 15 * 2 45'43) = 15 * 4 = 60 minutos. Una dosis térmica equivalente de 60 minutos relativa a 43 grados Celsius es a menudo suficiente para alcanzar un resultado terapéutico cuando se utiliza sola , ó combinada con tratamiento de medicamento de iiposoma termosensible, terapia de radiación, q uimioterapia , terapia de gen, ó medicamentos. En la modalidad preferida , la dosis térmica equivalente está en la escala de 30 a 120 minutos relativos a 43 grados Celsius.

Calculo De Dosis De Energía De Radiofrecuencia El consumo de energía eléctrica comúnmente se expresa en unidades de horas por kilowatt. Matemáticamente, la expresión para la energ ía de radiofrecuencia W sumin istrada por un aplicador se da por (Vitrogan, Elements of Electric and Magnetic Circuits, Rinehart Press, San Francisco, pp. 31 -34 1 971 ): W = Át? P¡. (1 ) En la ecuación de arriba, At representa los intervalos constantes (en segundos) en los cuales la energía de radiofrecuencia se mide y la suma ? es sobre el intervalo de tratamiento completo con la energía (en Watts) en el intervalo /th denotado por P¡. La energ ía de radiofrecuencia W tiene unidades de watts por segundo, lo cual es también designado como Joules. Por ejemplo, en tres intervalos de 60 segundos consecutivos si la energ ía de radiofrecuencia es de 500 watts, 400 watts, 600 watts, respectivamente, la energ ía de microonda total suministrada en 1 80 segundos se calcula como W = 60 (500 + 400 + 600) = 90, 000 watts por segundo = 90, 000 Joules = 90 kilojoules. Un tratamiento de termoterapia de rad iofrecuencia típico con el aplicador de conj unto monopolar podría uti lizarse en la orden de 1 000 watts por un periodo de aproximadamente 1 800 seg undos (30 minutos) lo cual ig ual a 1 ,800 , 000 Joules = 1 .8 megajuoles. Según una modalidad preferida de la invención, una dosis de energ ía de radiofrecuencia entre 0.5 megajoules y 2.5 megajoules se puede sum inistrar al aplicador de conjunto monopolar para calentar terapéuticamente el tejido objetivo.

Compatibilidad De Conjunto Monopolar Con Técnicas De Termoterapia No invasoras En referencia a la Figura 14, el sensor clasificado como 0 puede incluir un sensor del campo E combinado para enfocar el campo de RF y un sensor de temperatura de fibra óptica para medir la temperatura en un solo catéter. Las mediciones de temperatura en puntos internos adicionales podrían implicar múltiples sensores de temperatura invasores insertados dentro del tejido a través de catéteres. Para evitar el riesgo de daño de tejido, infección, y dolor q ue se asocian con los métodos de termoterapia invasores, las técnicas no invasoras para medir las temperaturas de tejido profundo durante la termoterapia son muy deseables. El conjunto en fase monopolar 1 00 es compatible con la mayoría de las técnicas desarrolladas en la documentación para termoterapia no invasora de tejido incluyendo ambas RF y radiometría pasiva de ultrasonido, tomografía potencial aplicada, e imagen de ultrasonido activo. Un conjunto monopolar es compatible con técnicas de imagen de resonancia mag nética para termoterapia no invasora proporcionadas a la cavidad de gu ía de onda de conjunto monopolar (lámina inferior 1 25, lámina superior 1 30, y pared trasera 140), se hace de un material de plástico en vez de metal. En una modalidad preferida , el conjunto monopolar de rad iofrecuencia se puede utilizar en un modo desviado como un aplicador de termoterapia y como un radiómetro de radiofrecuencia pasiva para una termoterapia no invasora como se describe en la Patente de EE. U U . No. 5,441 , 532 para Fenn. El aplicador de conjunto monopolar es compatible con técnicas de tomografía potencial aplicada (E.J . Gross y A.J . Fenn , "Applied Potential Tomography and Adaptive Control of Phased Microwave Systems," Proceedings of the 14th Annual eeting of the North American Hyperthermia Society, Nashville, Tennessee, Abril 29 a Mayo 4, 1 994, p. 1 00).

Modo No Coherente De Operación . En ciertos casos, particularmente cuando el calentamiento uniforme de tejido se desea, el conjunto monopolar 1 00 se puede operar en un modo no coherente como se representa esquemáticamente en la FIG. 22. En la FIG. 22, generadores de forma de onda independientes 87 tal como osciladores de CW manejan cada amplificador de energ ía 90 suministrando energ ía de RF a los elementos de conjunto monopolares. Es imaginado que ciertas aplicaciones no pueden requerir el aplicador de anillo monopolar de 360 grados completo. Para el tratamiento de alg unos cánceres, enfermedades infecciosas (por ejemplo, SI DA), diabetes, psoriasis, artritis u otros malestares q ue responden bien a tratamiento de calor, únicamente una parte del anillo monopolar se puede activar ó únicamente la mitad de un cerco, por ejemplo, se puede fabricar. Dependiendo de la zona del cuerpo a calentarse, los elementos de antena monopolares seleccionados se puede activar y desactivar para calentar la zona deseada. La capacidad para incrementar el número de elementos de antena monopolares en un solo aplicador de anillo ó múltiples aplicadores de anillo y desactivar ó activar ciertos elementos de antena monopolares teóricamente puede permitir más desenfoque ó enfoque preciso de un campo E para calentar eficazmente la zona deseada del cuerpo. El enfoque ó desenfoque se puede lograrse explorando el cuerpo (ya sea por medio de cambiador de fase electrónico ó escaneo mecánico) y/ó desactivando ó activando los elementos de antena monopolares seleccionados para alcanzar una temperatura en la escala de aproximadamente 40 grados a aproximadamente .55 grados en un tejido objetivo del cuerpo. Es imaginado que este aplicador monopolar se puede utilizar, como un tratamiento sólo de calor y/ó para activar y liberar medicamentos y/ó terapia de gen. Con tal aplicador monopolar, una zona prescrita del cuerpo se puede tratar con radiación enfocada y/ó una zona regional más grande del cuerpo se puede calentar. Los elementos de antena monopolares se pueden manejar por el cambiador de fase de RF 80 y los mecanismos de amplificador de energía 90 con señales de RF que se pulsan además de tener una energía constante. Se creé que el pulso de las señales de RF incrementará la intensidad de calor suministrado al tejido objetivo y por eso activando ó liberando med icamentos dentro del tejido objetivo ó aumentando la terapia de gen. El pulso puede servir para abrir las membranas celulares, las cales puede aumentar el suministro de medicamento ó la terapia de gen . En vez de una señal de RF con energ ía constante q ue se suministra a los elementos monopolares, una señal de RF con una frecuencia variante sobre la escala preferida se puede utilizar para pulsar la radiación de RF suministrada al cuerpo objetivo.

Equivalentes Aunque la invención particularmente se ha mostrado y descrito con referencias para modalidades ilustradas de las mismas, se comprenderá por aquellos expertos en la materia que varios cambios en forma y detalle se pueden hacer en la presente sin apartarse del espíritu y ámbito de la invención como se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (1)

1. REIVINDICACI ON ES 1 . Un aplicador de termoterapia de conj unto en fase monopolar que radia energía de radiofrecuencia para ind ucir un aumento de temperatura en un objetivo dentro de un cuerpo, consta de: a) una pluralidad de elementos monopolares cada uno para transmitir radiación del campo eléctrico; b) una guía de onda metálica con una superficie de plano terrestre q ue refleja RF con una pluralidad de agujeros circulares para montar los elementos monopolares, la guía de onda metálica formando una abertura para recibir un cuerpo a tratarse; c) un generador de forma de onda proporcionando una fuente de campo eléctrico acoplada a cada elemento radiante monopolar a través de un fase respectiva y red de ponderación de energía ; d) al menos una sonda de campo eléctrico colocada en una superficie de piel del cuerpo para detectar radiación del campo eléctrico de la pluralidad de elementos monopolares; y e) un circuito controlador acoplado a la sonda de campo eléctrico recibió señales de retroalimentación para ajusfar la fase y energía suministradas a la pluralidad de elementos monopolares de manera que una ó más radiaciones nulas adaptables se forman en la superficie del cuerpo y un foco se forma en el tejido objetivo a tratarse con termoterapia. 2. El aparato según la reivindicación 1 , caracterizado porque la energ ía de radiofrecuencia está en la banda de 80 a 120 MHz. 3. El aplicador seg ún la reivindicación 1 , caracterizado porq ue los elementos monopolares tienen una longitud entre 7 cm y 12 cm. 4. El aplicador según la reivind icación 1 , caracterizado porque ios elementos monopolares tienen un diámetro de aproximadamente 0.1 cm y 0.5 cm. 5. El aplicador según la reivindicación 1 , caracterizado porque ia estructura de guía de onda metálica q ue encierra los elementos monopolares forma una abertura de tratamiento elíptica q ue rodea el cuerpo. 6. El aplicador según la reivindicación 5, caracterizado porque un bolo de agua con agua desionizada ó destilada refrigerada se utiliza para acoplar la energ ía de radiofrecuencia radiada por los elementos monopolares dentro del cuerpo. 7. El aplicador según la reivindicación 6, caracterizado porque una zona de abertura de aire enfriada por uno de aire a temperatura ambiente y aire acondicionado suministrado por ventiladores ó tubos se utiliza para acoplar la energ ía de radiofrecuencia rad iada por los elementos monopolares dentro del cuerpo. 8. El aplicador según la reivindicación 1 , caracterizado porque los elementos monopolares se disponen en un anillo con diámetro de aproximadamente 50 y 70 cm. 9. El aplicador según la reivindicación 1 , caracterizado porque los elementos monopolares se separan entre 6 y 10 cm de la superficie de plano terrestre reflectante detrás de los elementos monopolares. 10. El aplicador seg ún la reivind icación 1 , caracterizado porque la abertura de tratamiento del paciente tiene un eje principal de una long itud q ue varia aproximadamente de 42 a 52 cm y un eje menor de una longitud de aproximadamente entre 30 y 38 cm. 1 1 . El aplicador según la reivindicación 1 , caracterizado porque el paciente se soporta sobre una superficie no conductora plana dentro de la abertura de tratamiento del aplicador de conjunto monopolar. 12. El aplicador según la reivindicación 1 , caracterizado porque el paciente se soporta sobre una superficie de tela ó Kevlar soportada por tubos cilindricos no conductores dentro de la abertura de tratamiento del aplicador de conjunto monopolar. 13. El aplicador según la reivindicación 1 , además consta de al menos un sensor de temperatura colocado fuera del cuerpo que percibe la temperatura del cuerpo en donde las señales de retroalimentación del al menos una sonda de campo eléctrico y al menos el sensor de temperatura fuera del cuerpo se acoplan a un circuito controlador de computadora para controlar un cambiador de fase y red de amplificador de energ ía para ajustar la fase y energía suministradas a los elementos monopolares para formar una ó más radiaciones nulas en la superficie de piel del paciente, mientras se enfoca la energ ía en un sitio de tejido profundo dentro del cuerpo para calentar el sitio de tejido profundo a la escala de aproximadamente 39 a aproximadamente 46 grados Celsius. 14. El aplicador segú n la reivindicación 1 3, caracterizado porq ue la mag nitud de las radiaciones nulas formadas en la superficie de piel del paciente y el foco en la zona de tratamiento de tejido se controla por medio de un algoritmo de computadora de búsq ueda de gradiente de aceleración rápida de conjunto en fase adaptable que aj usta la fase y energ ía suministradas a los elementos monopolares. 1 5. El aplicador seg ún la reivindicación 14, caracterizado porq ue la energía de radiofrecuencia enfocada calienta el tejido objetivo y libera medicamento de liposomas termosensibles que circulan dentro del flujo sanguíneo en la proximidad del tejido objetivo. 16. El aplicador según la reivindicación 15, caracterizado porq ue el tejido objetivo es uno del hígado, pulmón, pecho, próstata, páncreas , estómago, recto, colon , vejiga , y otros órganos profundos del cuerpo. 1 7. El aplicador según la reivindicación 14, caracterizado porq ue la energía de radiofrecuencia enfocada calienta el tejido objetivo y aumenta la eficacia de quimioterapia ó medicamentos q ue circulan dentro del flujo sanguíneo en la región del tej ido objetivo. 18. El aplicador seg ún la reivindicación 1 7, caracterizado porq ue el tejido objetivo es u no del hígado, pulmón , pecho, próstata , páncreas, estómago, recto, colon , vejiga, y otros órganos profu ndos del cuerpo. 19. El aplicador seg ún la reivind icación 14, caracterizado porq ue la energía de radiofrecuencia enfocada calienta el tejido objetivo y aumenta la eficacia de la terapia de radiación suministrada en el tejido objetivo. 20. El aplicador seg ún la reivind icación 19, caracterizado porq ue el tejido objetivo es uno del hígado, pulmón, pecho, próstata, páncreas, estómago, recto, colon, vejiga, y otros órganos profundos del cuerpo. 21 . El aplicador seg ún la reivindicación 14, caracterizado porq ue la energía de rad iofrecuencia enfocada calienta el tej ido objetivo y aumenta la eficacia de la terapia de gen q ue circula dentro del flujo sanguíneo en la proximidad del tejido objetivo. 22. El aplicador según la reivindicación 14, caracterizado porq ue una dosis 'de energía de radiofrecuencia de aproximadamente 0.5 megajoules y aproximadamente 2.5 megajoules se suministra al aplicador de conjunto monopolar para calentar terapéuticamente el tejido objetivo. 23. El aplicador según la reivindicación 14, caracterizado porq ue las temperaturas de tejido interno se determinan con un sensor de temperatura invasor colocado en un catéter. 24. El apiicador según la reivindicación 14, caracterizado porque las temperaturas de tejido interno se determinan de manera no invasora con una de radiometría de radiofrecuencia pasiva, tomografía potencial aplicada, ó radiometría de ultrasonido activo ó pasivo u otras técnicas de termoterapia no invasoras. 25. El apiicador según la reivindicación 14, caracterizado porque una dosis térmica equivalente de aproximadamente 30 a 120 minutos relativos a 43 grados Celsius se suministra al tejido objetivo. 26. El apiicador según la reivindicación 14, caracterizado porque el tejido objetivo es uno de precanceroso, canceroso, benigno, infectado, artrítico, virus de inmunodeficiencia humana, y otro tejido enfermo. 27. El apiicador según la reivindicación 1 , caracterizado porque cada elemento monopolar se maneja no coherentemente con osciladores distintos. 28. El apiicador según la reivindicación 1 , caracterizado porque el cuerpo se sostiene dentro de la abertura del apiicador de conjunto monopolar por medio de un soporte rígido plano. 29. El apiicador según la reivindicación 1 , caracterizado porque el cuerpo se sostiene dentro de la abertura del apiicador de conjunto monopolar por medio de un material de tela ó Kevlar sostenido entre dos varillas cilindricas. 30. El apiicador según la reivindicación 1 , caracterizado porque la cavidad de guía de onda monopolar se hace de un material de plástico acrílico de manera q ue una temperatura de tejido interno se puede determinar de manera no invasora por una de imagen de resonancia mag nética, radiometría de radiofrecuencia pasiva , tomografía potencial aplicada , radiometría de ultrasonido activo ó pasivo, y otras técnicas de termometría no invasoras. 31 . Un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar según la reivindicación 1 , caracterizado porque un solo aplicador se utiliza para inducir el aumento de temperatura en el objetivo dentro del cuerpo. 32. Un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar según la reivindicación 1 , caracterizado porque dos ó más aplicadores se utilizan para inducir el aumento de temperatura en el objetivo dentro del cuerpo. 33. Un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar según la reivind icación 1 , además consta de un soporte de aplicador en el cual la g uía de onda metálica descansa ó se suspende en donde el soporte de aplicador y guía de onda metálica son móviles a lo largo de al menos un eje del cuerpo. 34. Un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar según la reivindicación 1 , además consta de un soporte no conductor para sostener un cuerpo dentro de la abertura de g u ía de onda metálica, el soporte no conductor estando montado de manera móvil dentro de la abertura de guía de onda metálica. 35. Un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar seg ún la reivindicación 34, caracterizado porq ue el soporte no cond uctor se monta de manera q ue es móvil a lo largo de los ejes x, , y z de un cuerpo objetivo. 36. Un aplicador de termoterapia de conj u nto en fase monopolar seg ún la reivindicación 1 , caracterizado porque los elementos monopolares se disponen en un anillo con un diámetro de hasta aproximadamente 90 cm. 37. U n aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar según la reivindicación 1 , caracterizado porq ue la g u ía de onda metálica se hace de uno de aluminio y fibra de vidrio metalizada ó plástico. 38. Un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar según la reivindicación 37, caracterizado porque la fibra de vidrio metalizada ó plástico es uno de metalizado continuamente y formada de malla conductora ó alambre conductor. 39. Un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar seg ún la reivindicación 1 , caracterizado porq ue la guía de onda metálica forma una parte de un circulo y la abertura para recibir el cuerpo está debajo de un arco de la guía de onda metálica. 40. Un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar según la reivindicación 1 , caracterizado porque los elementos monopolares forman un anillo alrededor del cuerpo a tratarse y el circuito controlador activa y desactiva los elementos monopolares para enfocar la radiación de RF en el cuerpo objetivo. RESUM EN Un aplicador de termoterapia de conjunto en fase monopolar que radia energ ía de radiofrecuencia para ind ucir un aumento de temperatura en un objetivo dentro de un cuerpo, incluye u na pluralidad de elementos monopolares para transmitir radiación del campo eléctrico; una guía de onda metálica dentro de una superficie en plano terrestre q ue refleja RF con una pluralidad de agujeros circulares para montar los elementos monopolares donde la g uía de onda metálica forma una abertura para recibir un cuerpo a tratarse; un generador de forma de onda proporcionando una fuente de campo eléctrico acoplada a cada elemento de radiación monopolar a través de una fase respectiva y red de ponderación de energía; al menos una sonda de campo eléctrico colocada en una superficie de piel del cuerpo para detectar radiación del campo eléctrico de la pluralidad de elementos monopolares; y un circuito controlador acoplado a la sonda de campo eléctrico recibió señales de retroalimentación para ajustar la fase y energ ía suministradas a la pluralidad de elementos monopolares de manera que una o más radiaciones nulas adaptables se forman en la superficie del cuerpo y un foco se forma en el tejido objetivo a tratarse con termoterapia.